自组织理论——研究系统的一组理论群

所谓的自组织是指，其特定的结构和功能的形成不是按照某种指令来完成的，而是由于系统内部各要素彼此之间具有协调、相干或自发的默契行为，那么这种形成特定结构与功能的过程就叫做自组织。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复杂的科学理论。自组织理论是研究系统自组织现象和规律的学说，是一组理论群。

德国哲学家康德最早从哲学角度提出了自组织的概念，他认为自组织是指一个系统内部各个部分通过相互作用而存在、成长，又通过相互作用而联结成为整体的现象。而比利时的普利高津教授在1967年提出的耗散结构理论标志着自组织理论的创立。普利高津认为自组织就是系统在获得空间、时间的或功能的结构等维度的特征过程中而没有外界特定的干预的一种系统形成机制。这里的“特定”一词是指那种结构和功能并非外界强加给系统的，并且外界以非特定的方式作用于系统，在自组织的形成过程中，组织指令主要来自系统内部这一点与他组织完全不同，他组织是指组织中的指令和组织动力等参数主要来自系统外部的组织形式，1976年哈肯在科学意义上对自组织进行了定义，即“自组织可以看作是相互依赖的变量所组成的一个系统”。在中国，钱学森定义自组织为：系统自己走向有序结构就可以称为系统自组织。自组织现象的形成需要满足一定的条件，这些条件主要包括开放性、远离平衡态、非线性、突变、涨落和正反馈等等。

自组织理论是一个学科群（见下图），而不是一个独立的理论体系，主要包括“耗散结构”理论（Dissipative Structure Theory）,普里高津（I. Prigogine）于20世纪70年代创立——主要研究自组织与非平衡相变；“协同学”（Synergetic Theory）理论，由德国科学家哈肯（H. Haken）几乎与此同时创立——主要研究系统演化与自组织；“超循环”理论（Hyper cycle Theory），由艾根（M. Eigen）等于1979年创立——主要研究在生命系统演化行为基础上的自组织理论；“突变”理论（Morphogenesis Theory），由托姆（Thom）于1972年创立；“分形”理论（Fractal Theory），由美籍法国数学家曼德布罗特（Mandelbrot）于1975年创立；“混沌”理论（Chaotic Theory），以美国麻省理工的气象学家洛伦兹为代表的科学家创立。这些关于系统演化理论共同组成了自组织理论体系，以系统的发生、发展为重点，揭示了由大量子系统组成的宏观系统如何自行组织，从而实现从无序到有序(或者从低级有序到高级有序)演化的一般条件、机制和规律性，深化了人们对包括自然系统、社会系统、经济系统等系统认识的程度。自组织理论是在对系统内涵认识的基础上，从系统自组织的前提条件入手，深入分析系统演化的动力机制及偶然因素在系统演化中的作用，对系统演化的循环发展模式、系统演化多样性及系统组织的相似性进行描述，从而揭示出系统从混沌到有序、再从有序到混沌的演化发展全过程。自组织理论相对于系统论更深入研究了系统进化的原因、机制、动力及系统结构形成和发展的过程等。下图为各个领域对自组织的理解。（基于自组织理论的区域系统演化发展研究 张杰 哈尔滨工程大学 2007年7月 ）