1、自组织理论与网络信息的自组织覃泽宇一、自组织理论（一）自组织理论的历史背景 （二）自组织理论的核心概念（三）自组织方法论简述（一）自组织理论的历史背景 自组织领域涉及的是事物自发、自主形成结构的过程，在这种过程中存在特有的自组织特征、条件、环境和动力学规律。 德国哲学家 康德 （ Kant）最早提出自组织的思想。 第一批自组织理论出现于 19世纪中叶：英国生物学家 达尔文 （ Charles Robert Darwin）的进化论是生物学的自组织理论，其自然选择原理就是一种自组织原理； 马克思 的五种社会形态演进理论是关于社会历史的自组织理论； 相变理论 是物理学的自组织理论。 这三者都是某个特
2、定领域的自组织理论，但均未提出和使用自组织概念。 20世纪中期以来，当代自然科学的前沿出现了 “耗散结构论 ”(Dissipative Structure Theory)、 “协同学 ”(Synergetics)、 “突变论 ”(Morphogensis)、 “超循环论”(Hypercycle Theory)、 “混沌理论”(Chaos Theory)和 “分形理论 ”(Fractal Theory)等一批新兴学科。 耗散结构论： 耗散结构论是伊里亚 普里戈金 (Ilya Prigogine)教授于 1969年在 “理论物理学和生物学 ”国际会议上正式提出。 耗散结构是一个远离平衡态的非线性的
3、开放系统通过不断地与外界交换物质和能量，在系统内部某个参量的变化达到一定的阈值时，通过涨落，系统可能发生突变即非平衡相变，由原来的混沌无序状态转变为一种在时间上、空间上或功能上的有序状态。 这种有序结构，由于需要不断与外界交换物质或能量才能维持，因此称之为 “耗散结构 ”(dissipative structure)。 协同学 ： 1977年，德国科学家哈肯出版了 协同作用学导论 一书，创立了协同学。 协同论是一门专门研究系统进化普遍规律的科学。它研究子系统构成的系统是如何通过协作从无序到有序演化的规律。 “协同 ”思想有两个最基本的观点： “协同效应 ”是核心概念。即 “协同导致有序 ”；
4、“自组织 ”是协同思想的硬核。 突变论 ：突变论作为现代数学的一门新兴分支学科，是 20世纪 70年代由法国数学家勒内 托姆提出的。 突变论指出系统的熵可以增加也可以减少。这种熵增熵减可以在宏观无限小的时间内突然发生。突变熵减少产生的有序性，可以抵消、战胜自然界某些自发熵增趋势，有可能造成有序性的发展。 混沌论 ： “混沌 ”一词最初是一个哲学概念，源于古中国的 ”混沌初开无所不包 ”的意思。目前主要指在确定性系统中出现的 “无序性 ”、 “无规性 ”和 “不可预测性 ”，是描述复杂性和不能根据初始状态预知其未来的运动状态的动力学系统的理论。 在近阶段，混沌理论标志了人类对客观世界的认识已进入
5、了一个新阶段：不仅对 “非此即彼 ”的明晰形态，而且对 “亦此亦彼 ”的过渡性形态都能进行研究。 超循环论 ： 20世纪 70年代德国化学家艾根(Manfred Eigen)提出了 “超循环 ”概念。并于1977年出版了 超循环：自然的自组织原理 一书。 “超循环 ”(HyPercycle)理论，是一门研究生物信息起源的理论，是直接建立生命现象的数学模型。艾根他们观察到生命现象都包含许多由酶的催化作用所推动的各种循环，而基层的循环又组成更高一层次的环，即 “超循环 ”也可以出现再高层次的超循环。 尽管它们研究的对象不同，但是它们的研究具有共同特征，即都是针对非线性的复杂系统，或非线性的复杂的自组织形成过程，因而被统称为自组织理论。 从此，自组织系统或自组织过程成为引人注目的焦点，并且研究发现，自组织系统和自组织过程极为普遍，而且与人类社会关系极为密切。
