一般来说,组织是指系统内的有序结构或这种有序结构的形成过程。德国理论物理学家H.Haken认为,从组织的进化形式来看,可以把它分为两类:他组织和自组织。如果一个系统靠外部指令而形成组织,就是他组织;如果不存在外部指令,系统按照相互默契的某种规则,各尽其责而又协调地自动地形成有序结构,就是自组织。自组织现象无论在自然界还是在人类社会中都普遍存在。一个系统自组织功能愈强,其保持和产生新功能的能力也就愈强。例如,人类社会比动物界自组织能力强,人类社会比动物界的功能就高级多了。 自组织理论是20世纪60年代末期开始建立并发展起来的一种系统理论,主要是L.Von Bertalanfy的一段系统论的新发展。它的研究对象主要是复杂自组织系统(生命系统、社会系统)的形成和发展机制问题,即在一定条件下,系统是如何自动地由无序走向有序,由低级有序走向高级有序的。 自组织理论由耗散结构理论(Dissipative Structure)、协同学(Synergetics)、突变论(Catastrophe Theory)和超循环理论(Super circle)组成,但基本思想和理论内核可以完全由耗散结构理论和协同学给出。自组织理论以新的基本概念和理论方法研究自然界和人类社会中的复杂现象,并探索复杂现象形成和演化的基本规律。从自然界中非生命的物理、化学过程怎样过渡到有生命的生物现象,到人类社会从低级走向高级的不断进化,等等,都是自组织理论研究的课题。 自组织理论方法主要包括自组织的条件方法论、自组织的协同动力学方法论、自组织演化路径(突变论)的方法论、自组织超循环结合方法论、自组织分形结构方法论、自组织动力学(混沌)演化过程论、综合的自组织理论方法论等。这里主要论述和研究论文有关的协同动力学、突变论、混沌等方法论。 自组织理论的主要部分 它主要有三个部分组成:耗散结构理论(Dissipative Structure)、协同学(Synergertios)、 突变论(Calastrophe Theory),但基本思想和理论内核可以完全由耗散结构理论和协同学给出。 自组织理论方法主要包括自组织的条件方法论、自组织的协同动力学方法论、自组织演化路径(突变论)的方法论、自组织超循环结合方法论、自组织分形结构方法论、自组织动力学(混沌)演化过程论、综合的自组织理论方法论等。这里主要论述和研究论文有关的协同动力学、突变论、混沌等方法论。 一个开放、远离平衡的化学体系,在一定条件下可以自发地组织成时间和空间的有序结构,呈现出类似于生命特征的自组织现象。这一发现及其耗散结构理论的建立具有重要的科学意义和哲学意义,是当代化学发展的重要前沿领域。 化学振荡现象 化学家自19世纪以后陆续发现,有一些化学反应中的某些组分或中间产物的浓度能够随时间发生有序的周期性变化,即所谓化学振荡现象。由于当时这些现象都是在非均相体系中发现的,因此曾误以为只有在非均相条件下才能产生,以致未能真正揭示出反应的实质。 体系的自组织过程 化学振荡反应所表现的宏观有序现象,实质上是微观分子运动有序本质的反映,是亿万分子从无序自发地“组织”起来协同一致动作的结果。这不能不使人感到意外。正像一个大城市的千百万居民都能在同一时间做同一个体操动作一样,令人不可思议。这表明,好像亿万分子都得到了“指令”或“暗示”一般,进行着“信息交流”,具有了统一的“时间感”,从而能够“齐步运行”,协同动作,使一些组分的浓度能够在特定时空领域内一致地增多或减少,形成宏观有序的结构。这种自组织性,可以说是一种新的相干性,一种分子之间的“通信”机制产生的结果。过去认为这种形式的通信似乎是生物世界的惯例,然而现在却在非生命物质的化学体系中也实现了,不能不使人感到极大惊异和兴趣,以致认为很可能是一种生命的前躯或一种“前生物”的适应机制。因此,超循环论的创始人Eigen M认为:在生命起源和发展中的化学进化阶段和生物学进化阶段之间有一个分子自组织过程或分子自组织进化阶段。 化学耗散结构体系 1968年,比利时化学家Prigogine I R在历经了近20年的探索以后,提出了耗散结构理论。他指出:一个开放体系在达到远离平衡态的非线性区域时,一旦体系的某一个参量达到一定阈值后,通过涨落就可以使体系发生突变,从无序走向有序,产生化学振荡一类的自组织现象。这里,实质上是提出了产生有序结构的以下四个必要条件: 2.远离平衡态 |
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