協同思想源遠流長,但作為系統的協同理論形成於上個世紀 70 年代聯邦德國斯圖加特大學教授、著名理論物理學家 H • Hake 所創立的協同學(synergetics)。它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,如何顺利获得自己內部協同作用,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、信息論、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,顺利获得對不同領域的分析,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。
由於協同學作為一門以研究完全不同的學科中共同存在的本質特徵為目的的新的橫斷學科,在許多學科領域中得到廣泛應用,涉及物理、數學、化學、醫學、生態、工程、經濟等眾多領域。例如,物理方面的超導和磁場的相變、激光的相干振盪以及流體力學中的貝納德現象等;化學方面的物質自催化、化學鐘的振盪、化學耗散、化學非平衡相變,以及各種化學波和螺線的形成;生態學方面的捕食者與被捕食者群體的消長關係和生物的形態形成;社會學方面的社會輿論形成的隨機模型、大眾傳播媒介的作用、社會體制等問題;經濟學中對國家控制的優劣分析、城市开展、經濟的繁榮與衰退、技術革新和經濟事態的开展,等等。近年來在管理學領域中也引起了許多學者的廣泛關注,協同已經成為現代企業管理的必然要求。隨着生產力开展和科技進步,現代企業管理系統所具有的規模大、層次多、分工細、關係複雜、目標多樣、信息量激增等特徵越來越明顯,是典型的複雜系統工程,需要有關單位、部門及眾多資源共同參與和密切協作。所以,協同是現代企業管理系統複雜化、高效化、自動化的客觀要求,是企業自組織的形式和手段,也是企業系統自我完善自我开展的根本途徑。
協同論的主要內容
協同論的主要內容包括相關概念與原理,具體內容如下:
(1) 序參量
序參量是協同學中最重要的概念,哈肯用序參量來解釋系統有序演化的過程和機制。
如果某個參量在系統演化過程中從無到有地變化,並且指示新結構的形成,反映新結構的有序程度,它就是序參量。序參量不是系統中某個佔據支配地位的子系統,而是大量子系統集體運動的宏觀整體模式的有序程度的參量。它一方面是系統內部大量子系統相互競爭和協同的產物,另一方面又起着支配或役使各子系統的作用,主宰着系統整體演化开展的過程。序參量和子系統的關係可以如圖所示:

圖 1 序參量與子系統的關係圖
上圖1表明,序參量和系統各子系統之間的關係是相輔相成的。一方面,序參量是各子系統相互作用而產生的;另一方面,序參量在臨界狀態下起着支配子系統行為的作用。
序參量的基本特徵是:序參量是宏觀參量,是微觀子系統集體運動的產物、合作效應的表徵和量度;序參量是顺利获得各個部分的協同作用產生的,而它一旦形成,便成為系統的控制中心,支配各子系統的行為,決定整個系統的有序結構和功能行為,主宰系統的整體演化過程。
(2) 快變量與慢變量
協同學把表徵子系統狀態及它們耦合的所有量的臨界行為分為兩類,即快變量和慢變量。快變量是指在臨界處阻尼大、衰減快的快豫馳參量,他們雖然在臨界過程中此起彼伏、活躍異常,但它們對系統演化的整個進程沒有明顯的影響,處於次要地位;慢變量是指在臨界處由於平衡狀態的破壞,某種偶然的因素就會導致臨界漲落,其中一個或幾個變量會產生臨界慢化,出現臨界無阻尼現象,它們不僅不衰減,而且決定了系統相變的形式與特點,決定或支配了其他變量的變化,進而有助于系統走向新的有序,這種變量被稱為慢變量。
慢變量與快變量是相互聯繫、相互作用的,它們各自都不能獨立存在。
(3) 協同效應
「協同」亦稱協同作用。協同效應是指由於協同作用而產生的結果,是指複雜開放系統中大量子系統相互作用而產生的整體效應或集體效應(《協同學引論》)。對千差萬別的自然系統或社會系統而言,均存在着協同作用。協同作用是系統有序結構形成的內驅力。
任何複雜系統,當在外來能量的作用下或物質的聚集態達到某種臨界值時,子系統之間就會產生協同作用。這種協同作用能使系統在臨界點發生質變產生協同效應,使系統從無序變為有序,從混沌中產生某種穩定結構。協同效應說明了系統自組織現象的觀點。
(4) 伺服原理
伺服原理用一句話來概括,即快變量服從慢變量,序參量支配子系統行為。它從系統內部穩定因素和不穩定因素間的相互作用方面描述了系統的自組織的過程。其實質在於規定了臨界點上系統的簡化原則——「快速衰減組態被迫跟隨於緩慢增長的組態」,即系統在接近不穩定點或臨界點時,系統的動力學和突現結構通常由少數幾個集體變量即序參量
決定,而系統其他變量的行為則由這些序參量支配或規定,正如協同學的創始人哈肯所說,序參量以「雪崩」之勢席捲整個系統,掌握全局,主宰系統演化的整個過程。
(5) 自組織原理
自組織是相對於他組織而言的。他組織是指組織指令和組織能力來自系統外部,而自組織則指系統在沒有外部指令的條件下,其內部子系統之間能夠按照某種規則自動形成一定的結構或功能,具有內在性和自生性特點。自組織原理解釋了在一定的外部能量流、信息流和物質流輸入的條件下,系統會顺利获得大量子系統之間的協同作用而形成新的時間、空間或功能有序結構。運作方式是在系統從穩定態向非穩定態過渡的過程中,慢變量起了決定的作用,而當系統達到不穩定狀態時,只有在快變量的作用下才能使系統達到一個新的穩定狀態。如果原來的穩定狀態是一個無序狀態,那麼這個新的穩定狀態就意味着有序的產生和形成;如果原來的穩定狀態已經是一個有序狀態,那麼新的穩定狀態就意味着更新的有序狀態的出現,意味着系統的進化。伴隨着這種有序結構的產生、开展,兩類變量相互聯繫、相互制約,表現出一種協同運動,這種協同運動在宏觀上則表現為系統的自組織現象。
編者按:本期視點刊發了鮑劍勇教授拜訪哈肯教授之後撰寫的文章,哈肯教授是協同論的創建人之一,為了讓讀者更好地分析協同論的相關內容,我們特地在此編髮這篇概述文章,以供參考。
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