協同論

協同學（Synergetics）

客觀世界存在著各種各樣的系統；社會的或自然界的，有生命或無生命的，宏觀的或微觀的系統等等，這些看起來完全不同的系統，卻都具有深刻的相似性。協同論則是在研究事物從舊結構轉變為新結構的機理的共同規律上形成和發展的，它的主要特點是通過類比對從無序到有序的現象建立了一整套數學模型和處理方案，並推廣到廣泛的領域。它基於“很多子系統的合作受相同原理支配而與子系統特性無關”的原理，設想在跨學科領域內，考察其類似性以探求其規律。哈肯在闡述協同論時講道：“我們現在好像在大山腳下從不同的兩邊挖一條隧道，這個大山至今把不同的學科分隔開，尤其是把‘軟’科學和‘硬’科學分隔開。”

協同學的創立者，是聯邦德國斯圖加特大學教授、著名物理學家哈肯（Haken）。1971年他提出協同的概念，1976年系統地論述了協同理論，發表了《協同學導論》，還著有《高等協同學》等等。

協同論認為，千差萬別的系統，儘管其屬性不同，但在整個環境中，各個系統間存在著相互影響而又相互合作的關係。其中也包括通常的社會現象，如不同單位間的相互配合與協作，部門間關係的協調，企業間相互競爭的作用，以及系統中的相互干擾和制約等。協同論指出，大量子系統組成的系統，在一定條件下，由於子系統相互作用和協作，這種系統會研究內容，可以概括地認為是研究從自然界到人類社會各種系統的發展演變，探討其轉變所遵守的共同規律。應用協同論方法，可以把已經取得的研究成果，類比拓寬於其它學科，為探索未知領域提供有效的手段，還可以用於找出影響系統變化的控制因素，進而發揮系統內子系統間的協同作用。

哈肯在協同論中，描述了臨界點附近的行為，闡述了慢變數支配原則和序參量概念，認為事物的演化受序參量的控制，演化的最終結構和有序程度決定於序參量。不同的系統序參量的物理意義也不同。比如，在激光系統中，光場強度就是序參量。在化學反應中，取濃度或粒子數為序參量。在社會學和管理學中，為了描述宏觀量，採用“測驗”、調研或投票表決等方式來反映對某項“意見”的反對或贊同。此時，反對或贊成的人數就可作為序參量。序參量的大小可以用來標誌宏觀有序的程度，當系統是無序時，序參量為零。當外界條件變化時，序參量也變化，當到達臨界點時，序參量增長到最大，此時出現了一種宏觀有序的有組織的結構。

協同論指出，一方面，對於一種模型，隨著參數、邊界條件的不同以及漲落的作用，所得到的圖樣可能很不相同；但另一方面，對於一些很不相同的系統，卻可以產生相同的圖樣。由此可以得出一個結論：形態發生過程的不同模型可以導致相同的圖樣。在每一種情況下，都可能存在生成同樣圖樣的一大類模型。

協同論揭示了物態變化的普遍程式：“舊結構 不穩定性 新結構”，即隨機“力”和決定論性“力”之間的相互作用把系統從它們的舊狀態驅動到新組態，並且確定應實現的那個新組態。由於協同論把它的研究領域擴展到許多學科，並且試圖對似乎完全不同的學科之間增進“相互了解”和“相互促進”，無疑，協同論就成為軟科學研究的重要工具和方法。

協同論具有廣闊的應用範圍，它在物理學、化學、生物學、天文學、經濟學、社會學以及管理科學等許多方面都取得了重要的應用成果。比如我們常常無法描述一個個體的命運，但卻能夠通過協同論去探求群體的“客觀”性質。又如，針對合作效應和組織現象能夠解決一些系統的複雜性問題，可以應用協同論去建立一個協調的組織系統以實現工作的目標。協同論應用於生物群體關係，可將物種間的關係分成三種情況：1，競爭關係；2，捕食關係；3，共生關係。每種關係都必須使各種生物因子保持協調消長和動態平衡，才能適應環境而生存，協同論應用於生物形態學，提出形態形成的基本途徑是，通過某些化學物質的擴散與反應形成一種“形態源場”，由形態源場支配基因引起細胞分化而形成生物機體。由於協同論強調不同系統之間的類似，因此它試圖以遠離熱動平衡的物理系統或化學系統來類比和處理生物系統和社會系統，所以協同論除設計了許多物理、化學的模型外，還設計了許多生滅過程、生態群體網路和社會現象模型。象“社會輿論模型”、“生態群體模型”、“經絡模型”、“人口動力模型”、“捕食者----被捕食者系統模型”、“形態形成模型”等等。協同論還探討了人的大腦中化學圖樣的形成和求知過程與腦細胞之間的聯繫模型等。

此外，哈肯提出了“功能結構”的概念。認為功能和結構是互相依存的，當能量流或物質流被切斷的時候，所考慮的物理和化學系統要失去自己的結構；但是大多數生物系統的結構卻能保持一個相當長的時間，這樣生物系統頗象是把無耗散結構和耗散結構組合起來了。他還進一步提出，生物系統是有一定的“目的”的，所以把它看作“功能結構”更為合適。

自然，協同論的領域與許多學科有關，它的一些理論是建立在多學科聯繫的基礎上的（如動力系統理論和統計物理學之間的聯繫），因此協同論的發展與許多學科的發展緊密相關，並且正在形成自己的跨學科框架。協同論還是一門很年輕的學科，儘管它已經取得許多重大應用研究成果，但是有時所應用的還只是一些定性的現象，處理方法也較粗糙。但毫無疑問，協同論的出現是現代系統思想的發展，它為我們處理複雜問題提供了新的思路。

資訊理論是運用概率論與數理統計的方法研究信息、信息熵、通信系統、數據傳輸、密碼學、數據壓縮等問題的應用數學學科。

資訊理論將信息的傳遞作為一種統計現象來考慮，給出了估算通信通道容量的方法。信息傳輸和信息壓縮是資訊理論研究中的兩大領域。這兩個方面又由信息傳輸定理、信源－通道隔離定理相互聯繫。

什麼是信息？

信息現代定義。[2006年，醫學信息(雜誌)，鄧宇等]

信息是 物質、能量、信息及其屬性的標示。逆維納信息定義

維納的定義：信息就是信息，既不是物質也不是能量。

信息是 確定性的增加。逆香農信息定義

信息是 事物現象及其屬性標識的集合。2002年

控制論是研究動物(包括人類)和機器內部的控制與通信的一般規律的學科，著重於研究過程中的數學關係，使得系統的運行符合人們的期望。

協同論主要研究遠離平衡態的開放系統在與外界有物質或能量交換的情況下，如何通過自己內部協同作用，自發地出現時間、空間和功能上的有序結構。協同論以現代科學的最新成果——系統論、資訊理論、控制論、突變論等為基礎，吸取了結構耗散理論的大量營養，採用統計學和動力學相結合的方法，通過對不同的領域的分析，提出了多維相空間理論，建立了一整套的數學模型和處理方案，在微觀到宏觀的過渡上，描述了各種系統和現象中從無序到有序轉變的共同規律。

系統論是研究系統的一般模式，結構和規律的學問，它研究各種系統的共同特徵，用數學方法定量地描述其功能，尋求並確立適用於一切系統的原理、原則和數學模型，是具有邏輯和數學性質的一門新興的科學。

突變論是研究客觀世界非連續性突然變化現象的一門新興學科，自本世紀70年代創立以來，十數年間獲得迅速發展和廣泛應用，引起了科學界的重視。突變論的創始人是法國數學家雷內托姆，他於1972年發表的《結構穩定性和形態發生學》一書闡述了突變理論，榮獲國際數學界的最高獎---菲爾茲獎章。突變論的出現引起各方面的重視，被稱之為“是牛頓和萊布尼茨發明微積分三百年以來數學上最大的革命”。

結構論研究系統的結構、功能與發生演變及其相互關係的規律，也稱為泛進化或自組織系統的結構理論（曾邦哲1986-1994年發展的系統綜合理論），探討系統的結構本原模型、適應穩態結構、系統層次的組織建構，以及實在系統與符號系統對應轉換關係，探討系統科學的邏輯學基礎，以及宇宙、生命、文明的信息組織化過程的結構演變規律。