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自组织理论 北京师范大学 姜璐 说明 讲课目的：系统科学一部分，帮助理解哲学问题 物理背景：物理学家作的工作，与物理学有关的 总体轮廓，三部分内容：非平衡统计物理（６０－７０），混沌（７０－９０）、无标度网络（９０－１０） 系统科学概论拾遗 钱学森经历 钱学森对系统科学贡献 系统科学结构 一，经历 钱学森：空气动力学实验室教授， 冯· 卡门（1881），钱学森（1911），普朗特（1875） 力学所，控制论、运筹学研究室 工程控制论（MIT经典教材） 发展飞机，还是导弹；总体设计部 系统工程、系统科学 四本文集：控制论、系统工程、系统科学、纪念册 二，学科体系上贡献 九大学科门类：数学、自然科学、系统科学、人体科学、思维科学、行为科学、社会科学、军事科学、文学艺术。后增加，地理科学、建筑科学 三个层次：基础理论（系统学）、技术基础（控制论、运筹学）、工程技术（系统工程） 与其他研究的关系：管理科学、复杂性科学、非线性科学、信息科学、现代科学哲学 三，系统科学学科结构 简单系统（牛顿力学体系） 复杂系统 简单巨系统（非平衡统计物理） 复杂巨系统 复杂适应性系统（生物生态系统） 开放的复杂巨系统（社会系统） 简单系统 子系统数量少，相互作用简单（计算机使用，子系统为几十个） 可以解决问题测度为零（线性谐振子、二体问题、氢原子），近似方法大量应用 线性体系，叠加原理 简单巨系统 子系统数量多，相互作用简单；使用统计平均，N趋于无穷 两个层次问题，存在涌现，实际无法解决 重点研究非平衡统计（外界控制下系统形成有序结构） 复杂巨系统I（复杂适应性系统） 子系统有学习、适应能力；整体有序结构呈现某种分布，用数学式子难以表达；层次之间存在涌现 计算工具采用计算机程序，分析子系统之间相互作用 信息作用突现 复杂巨系统II（开放的复杂巨系统） 经济系统、社会系统、教育系统、金融系统 子系统（人）本身是一个复杂系统，演化性质不清楚 进行简化研究：现代社会科学理论（人力资本、数理经济学等）、金融物理学、简单巨系统理论、人工智能 从定性到定量的综合集成——研讨厅体系 “非平衡统计物理”目录 一、创始人介绍 二、产生背景 三、自然界的耗散结构 四、理论内容（演化方程、役使原则） 五、启发 一，1）普里高津（I· Prigoginer） 白俄罗斯人，1917年生于莫斯科，2003年卒于布鲁塞尔 1941年毕业于比利时自由大学，获博士学位 1965年提出耗散结构概念 1977年获NOBEL化学奖 1978年出版《非平衡系统中的自组织》专著 主要论著有《从存在到演化》、《从混沌到有序》、《探索复杂性》、《确定性的终结》 形成布鲁塞尔学派 一，2） 哈肯（H· Haken） 1927年出生德国莱比锡， 1960年任斯图加特大学理论物理学教授 研究领域：群论、固态物理、激光物理、统计物理、非线性科学 1972年提出协同学理论 1984年获德国功勋科学家称号 编辑出版协同学丛书 二，1 ）世界的物理图象 宇宙是静止的：牛顿周期运动，“天不变，道亦不变”。赶走了神学，日心说，加俐略等开始实证科学 上帝第一推动力，留了一个尾巴 宇宙是演化的：“一个人不能两次迈进同一个河中”，“子在川上曰：逝者如斯夫”，大爆炸理论。 时间箭头问题：四维时空，时间反演不对称。 二，2）演化中的矛盾 无生命世界的退化：扩散、传导、辐射。走向简单、均匀、平衡。 生命世界的进化：发展（生命、社会、经济）、进步。走向复杂、结构、非平衡。 小农经济——资本主义经济，社会分工、马太效应 二，3）科学家质疑 有件事情牛顿是应该负责任的——或者更确切地说，负有责任的还不仅仅是牛顿一个人，而且一般来讲应该是整个现代科学——这件事情就是把我们的世界一分为二。我曾经说过，现代科学早已把分割天体和地球之间的壁垒推倒，并且由两者结合起来，统一成为一个整体宇宙。这是千真万确的。但是我还曾说过，现代科学对宇宙的研究表明，它是研究另外一个世界，即量的世界，一个奇妙的几何世界，在这个世界中一切事物都有其位置，但却没有人的位置，它用这个世界取代我们赖以生存、爱慕、传宗接代、充满感性认识的质的世界。从而，科学的世界——真实的世界——远离生活的世界，完全与之分离开来，科学对它也无力解释，即使是做出一种软弱无力的解释，也只能是“主观的”表面现象。 质疑（二） 事实上，由于科学实践，这两个世界几乎是每天——而且是一天比一天更甚地—