系统中的新质突现.ppt

三　系统中的新质突现(整体性原理) 系统概念的要义是强调有物质、能量、信息交换从而造成新质突现的关系。只有在这种关系中，系统才会具有表征其整体特性的功能规定。 新质：区别与要素的系统的整体的功能。 突现：新质随系统内部以及系统与环境之间相互作用关系的确立而同时出现。 新质突现的外部条件由系统的环境提供，新质突现的内部根据则来自系统中的相干性关系。 １、独立性和相干性 独立性：１＋１＝２ 相干性：１＋１≠２ （每个要素不仅与自己相关，更与其他要素相关。） 相干性的形式 交互影响：交叉效应（互补与互代） 长程相干（骨牌效应） 反馈调节（反应环）负反馈：自稳机制；正反馈：演化机制 ２、基于相干性的新质突现 约束限制 协同一致（序参量） 论文主题:硕士研究生创新能力培养问题 作业要求 3-5个人一组，自由组合,至少一名异性和一名非本专业方向成员； 论文格式；4000-6000字； 以小组为单位，共同完成； 附个人作业在小组论文后边； 封皮，完成人按工作量多少排序，装订在一起,留一个E-MAIL. 四、系统的稳定性 新质只有在一定范围内能抗拒干扰而保持不变的功能，才是真正形成了的新质。 静止“稳定性”与系统稳定性 力学体系热能的最小的状态对应着体系的稳定性；平衡态的稳定态 非平衡态下保持自身有序性的稳定的能力。 开放的稳定性；动态的稳定性（危如累卵 ） １、稳定与涨落 稳定性是对涨落的不变性。 涨落是指瞬时值对平均值的偏离。它表示与系统整体特征有所区别的新的活动模式。（起伏、干扰、噪声） 从涨落到有序 从系统的存在状态来看，是对平均值的偏离 从系统演化来看，涨落是同一发展演化过程中的差异 从平衡非平衡角度看，涨落是系统一种不平衡性 定态对涨落反应的三种情况 不稳定状态（涨落随时间而放大，定态一去而不复返） 渐进稳定状态（涨落随时间而衰减，定态能够复原 ） 稳定状态（涨落在定态容许的范围内随时间而振荡，定态能够保持 ） 稳定性决不意味着固定性或不变化。稳定系统的惟一限制就是它不会表现出不稳定性的那种无限制的发散。 　　　　　　　　　——艾什比 ２、稳定性的形成 稳定性来自系统中的相互作用以及系统与环境的相互作用。 ３、稳定性的范围 微涨落和巨涨落 在稳定性范围之内的涨落是微涨落；超出稳定性范围的涨落是巨涨落。 巨涨落的结果是原有结构的解体以及新结构的出现。 仅在微涨落借助于非线性机制而长程传递的情况下，巨涨落才会出现。 内涨落　外涨落 微涨落　巨涨落 正向涨落　　反向涨落 ４、稳定性的效用分析 稳定或失稳，都是系统的一类客观属性，其本身无好坏可言。但从人的实践而言，则有足取不足取之分。 足取不足取，都意味着需对稳定性进行效用分析。 第四节 物质系统的层级结构 层级思想提供了一种理解复杂系统的基本方式。 一、层级结构的特点 层级结构是由下而上逐级构成的结构（多级构成、多级环境、多级功能） 层级结构是层层相干、层层有新质突现的结构。 层级结构是由下而上逐级构成的结构；层级结构是层层相干、层层有新质突现的结构。 二、层级结构的结合度 1、结合度及其递减趋势 2、结合度递减的存在论意义 3、结合度递减的进化论意义 第五节 系统的演化 一、演化及其不可逆性 系统从初始状态出发经过某种过程到达另一状态，如果存在着另一过程能使系统和环境完全复原，则原来的过程称为可逆过程。反之，用任何方法都不能使系统及其环境完全复原，则原来过程为不可逆过程。 二、演化的两种分支：熵增和熵减 序变：有序程度的变化简称序变，用以表示不可逆过程的初态和末态在组织性上的差异。 有热力学中，序变用熵增或熵减来表示。  信息论中的信息等于负熵。 协同学中，序变则用序参量的变化来表示。序变的实质是系统中相互作用方式的变化，是结构性的变化。自发进行的序变称为自组织。 耗散结构理论 （1）是开放系统； （2）远离平衡态； （3）运动演化遵循非线性机制； （4）有涨落存在，该系统便可能自发从无序走向有序。 系统中总熵变应由下式表示 dS=diS+deS 其中diS为系统内部熵增； deS为系统与环境的熵交换。 ★ 当系统为孤立系，如deS=0,dS=diS≥0,满足热力学第二定律，系统从有序走向无序； ★ 当系统为开放系，如deS ＞ 0时，则dS=diS+deS ＞ 0，系统从有序走向无序； ★ 当系统为开放系，如deS＜0,且︱ deS ︱ ＜ diS时，则dS=diS+deS ＞ 0，系统从有序走向无序； ★ 当系统为开放系，如deS＜0,且︱ deS ︱ ＞diS时，则dS=diS+deS≤0，系统从无序走向有序。 Beard花纹 三、演化的根据与条件