管理应用系统科学与思想发展研究

管理应用系统科学与思想发展研究管理应用系统科学与思想发展研究管理应用系统科学与思想发展研究管理应用系统科学与思想发展

从本讲开始，我们将就“系统科学与同态学”的问题进行讲解。主要讲一讲三方面的问题，一是分析科学与系统科学的关系；二是系统科学的发展与遇到的问题；三是同态学与系统科学的关系。此问题可能要用三到四讲才能讲完。

系统科学是一个十分庞大的学科群。它的内容十分丰富，与别的许多门学科有广泛的联系。即使要介绍系统科学的一个分支，也需要一大本书。更不要说对它进行全面的、综合性的考察了。但是，任何学科，无论它所包含的内容如何丰富、特性如何复杂，有三点却是共通的，一是任何学科的产生都有一个历史渊源，二是任何学科的核心思想往往都比较简洁，三是学科的复杂性往往是由核心思想由小而大，由简单而复杂地发展成长起来的。因此，我们只要抓住学科产生的历史渊源，抓住学科的核心思想，抓住学科核心思想的发展和分叉，就可能使问题变得清晰和简单，从而对于该学科有一个总体的了解并给以恰当的评价。

系统科学是综合科学,但这个综合科学是从分析科学发展而来的。虽然系统科学的历史渊源可以追溯到古希腊和中国的春秋战国年代，不过为简洁起见，我们就从近代科学的产生说起。

这一讲我们将重点说明，关于系统的思想怎样在分析科学中孕育。

第一节

哥白尼—通向宇宙

当人类来到这个世界的时候，就产生了一种常识的感觉，即觉得大地在他们的足下静止不动，地球是宇宙的中心，而人类则是万物之灵。这常识被托勒密发挥到至极，形成了在西方统治1400余年的地心说：宇宙是一个有限的中空的球体，地球不动居其中央，十个球形的“天层”套着地球，日月星辰都围绕地球运转，并认为恒星天以外的天层是神的住处。这一说明得到亚里士多德、教会和统治者的赞同和支持。成为人们公认的真理。

1530年，哥白尼写了一篇论文。这篇论文其实只有一句话：地球绕日运行，所有行星都绕日运行。

特别有意思的是，教皇克力门七世看了这篇论文的提要，竟表示赞评，并要作者将全文发表。然而，当哥白尼于1543年将它发表之后，立即引起了轩然大波。哥白尼的书被列为禁书，宣传日心说的人成了自然科学的殉道者。

然而，当伽利略把他新发明的望远镜指向天空，发现木星及其卫星，好象是一个缩小了的太阳系的时候，哥白尼的胜利就变得不容置疑了。

循着哥白尼的足迹，于是人类知道了星云。恒星、行星、卫星、慧星、流星。又知道了恒星中有双星、聚星、星团。还知道了星系、总星系。知道银河系直径为10万光年，宇宙中有与银河系相似的10万个星系。人类现在已经能观测到100万万光年之遥的星体了。现代人类已经在探讨宇宙结构的形成与星系的起源，活动星系核的演化，包括分子云和恒星形成、太阳活动的起源、宇宙常数、黑洞、宇宙物质、星系演化途径，地外理性生命寻找等等深层次的问题。人类活动的触角已经伸展到了整个宇宙。

从系统科学的角度看，哥白尼的日心说的意义是打破了人类对宇宙的局部认识，把地球从宇宙的中心降到了行星之一的很低的地位，成为宇宙苍海之一粟。从前人们认为他们居处的世界，是一个到处表现出“目的性”的，“和谐与创造性”的理想的世界，这个世界是最重要的。然而，现在却发现，这个世界已被逼到生物大脑的小小角落里去了。而真正重要的外部世界则是一个无色无声的广阔的、动荡的、没有生命的世界。人类似乎是一个宇宙孤儿，在冷漠、寂静、无声无色的茫茫空间中流浪。人和宇宙到底是怎么回事呢?

第二节

牛顿—寻找宇宙秩序

一位叫亚历山大·蒲柏的人，在为牛顿写的墓志铭中说道：

自然和自然的法则在黑夜中隐藏；

上帝说，让牛顿去吧!

于是一切都已照亮。

在牛顿来到这个世界上的时候，虽然哥白尼已经提出了日心说，开普勒从第谷的观测资料中总结了经验的行星运动三定律，伽利略又给出了力、加速度等概念并发现了惯性定律和自由落体定律。但是，大量的物理概念和物理规律还是互不相干的，地面上物体的运动和太阳系内行星的运动还没有统一起来，这时，牛顿来了(伽利略死于1642年，而牛顿恰在这年出生)。

据说，牛顿在果园中看见苹果坠地时想到了万有引力。不管此事是否有过，但牛顿却确实在1687年出版了一本叫做《自然哲学的数学原理》的书。这本书完成了一件事，就是证明地上的力学也能应用于星球。于是，人们可以用同一个公式来描述炮弹的运动轨迹，机械的力学原理，推演出行星、彗星、月球和海水的运动。于是，人类文明史上第一次自然科学的大综合得以完成。这本书创立了整整一个牛顿时代。

人们常说，牛顿学说是分析科学，这固然不错，不过，牛顿时代是有自己的系统观的，这种观点认为，宇宙是一架巨大的机器。牛顿的时代，就是一个机器的时代，以致于哲学家拉美特利毫不犹豫地宣称：“人是机器”。他说：“人的身体是一架钟表，不过是一架巨大的，极其精细，极其巧妙的钟表。”只有当过医生的哲学家才能“打着火把走遍了，照亮了人身这座迷宫；只有他们才为我们揭开了那些隐藏在层层帏幕之下的机括，这些帏幕遮蔽了为我们所看不到的无数奇迹。”

不要以为“人是机器”的说法毫无道理，在以后的讲解中我们将说明，当把人体作为“简单常态系统”来研究时，“人是机器”的说法有其合理的一面。

第三节

门捷列夫—物质谜底

19世纪60年代，人类已经发现了自然界的63种元素。不过，这些元素却是孤立地被描述出来的。这时，俄国化学家门捷列夫开始思考了，他认为“在元素的质量与化学性质之间一定存在着某种联系”，于是，他在1869年排出了他的第一张周期表。1871年又排出他的第2个化学元素周期表。

根据元素化学性质周期变化规律，他预言了亚铝、亚硼、亚硅等15种未知元素的性质，后来都被科学家在实验中一一发现。

后来，人们又发现惰性气体。

后来，卢瑟福提出了原子有核的模型，莫斯莱又指出：元素周期律的真正基础不是原子量，而是元素原子的核电荷数。

后来，波尔提出了氢原子结构理论。得到电子在原子中的分布具有层状结构的结论，索末菲提出了轨道分层理论，泡制提出了不相容原理。

这样，就导致了这样的结论：世界上的所有化学物质都由原子组成，原子由原子核和核外电子组成，组成原子的元素只有100多种，元素性质呈周期性变化的原因是由于原子的电子层结构呈周期性的变化。

门捷列夫元素周期律为系统科学提供了自然科学证据，这个有力的证据说明∶世界上万事万物无不相互联系、相互作用和相互转化。进一步说，世界上万事万物都具有同一性。

这一结论又导致了另一个结论，生物系统、生命系统、人类社会系统和人的精神系统，其系统内部都是相互联系、相互作用和相互转化的，都具有同一性。

其实，在门捷列夫发现元素周期律之前，人们就已经发现了细胞。

后来，生物化学证明了构成细胞的基本组成物质是核酸和蛋白质。

由此，就构成了一个生命的链条：

原子—分子—无机物—有机物—核酸和蛋白质—细胞—器官—生命体。

这一链条，指引人们达到这样的认识∶任何事物都可能是有结构的。换句话说，系统就意味着结构，这就有了系统科学能够成立的前提。

然而，系统不仅意味着结构，而且意味着结构的变化，这就与达尔文的工作有关了。

第四节

达尔文—人从洪荒中走来

1831年，达尔文携带着赖尔的《地质学原理》和《圣经》，抱着神创论的观念，乘上贝格尔号军舰，开始了他的环球旅行。在这次著名旅行中，达尔文得到一个结论，成千上万的生物是由共同祖先进化来的，自然选择造成了这种进化，人则起源于猿猴。这一爆炸性的结论在20年后被发表，立即引起了轩然大波。激烈的反对和冲突，使这一结论广泛地传播，并最终被人们所接受。

达尔文证明了物种的可变性，而同时代的孟德尔则要证明物种的不变性。孟德尔得到了他的遗传定律。但孟德尔没有达尔文幸运，他的论文被人们所忽视，他的发现在整个19世纪里湮没无闻，直到20世纪初，德弗里斯等人重新发现孟德尔的遗传定律后，才使他在科学史上应有的地位得以确定。

从达尔文和孟德尔以来，对生命起源和演化这一“永恒”的难题的研究，取得了极大的进展。这可被分为3个时期的研究；即前生物的“化学”时期；复制“个体”的自组织时期；个体物种进化时期。归结起来，也就是从存在到演化的研究。这就为系统演化提供了坚实的生物学证据。

第五节

冯·诺依曼—机器思维

计算机的发明要比冯·诺依曼早得多。在1833年，英国的巴比奇设计了一台计算机。这台计算机采用机械传动，需要大量的齿轮、曲柄而且采用蒸气力传动，巴比奇耗尽了毕生的精力和大部分财产，终究未能把它制造出来。1945年底，莫尔研制小组制成了世界上第一台电子计算机。全机共用了18000多个电子管，共重30多吨，占地170平方米，耗电150千瓦。计算机确实是一个名符其实的“机器”。

这时，冯·诺依曼参加了莫尔小组的工作。他做了一件重要的事，就是把10进制改为2进制，用“0”和“1”的不同组合表示所有的数，因而也就建立了计算机发展史上的一个里程碑。

计算机技术的发展，以及我们后面要讲的控制和通讯技术的发展，为系统科学提供了一个基本概念—信息。

第六节

焦尔—能量守恒

系统科学还有一个基本概念—能量。

19世纪的工业革命，蒸气机普遍使用，人们想提高蒸气机效率，就致力于热与功之间转换关系的研究；而科学视野的迅速扩展，最后也聚焦在“热与功之间的关系”这一核心问题上。

1798年，伦福德发现在铜炮上钻眼会产生大量的热；

1799年，戴维发现两块冰相互摩擦会使冰融化；

1800年，伏特发明了电池，实现了化学能向电能的转化；同年，尼科尔逊用电池电解水，实现了电能向化学能的转化；

1819年，奥斯特发现电流可使磁针偏转，实现了电能向机械能的转化；

1831年，法拉第、享利各自发现电磁感应，表明机械能也可向电能转化；

1821年，塞贝克发现温差电效应；1843年焦尔证明电流通过导线的热效应，揭示了电与热的关系；

19世纪初，李比希根据发酵之热认为动物的机械能和它们的体温可能来自所含物质的化学能。

1840年，迈尔认为，人的体温是由食物化学能转化来的。食物经过消化，一部分转变为热，另一部分转化为体力，两者总量应是一个常数，同消化掉的食物量相当。

1840年～1850年，焦尔用水、汞、气体、铸铁、鲸鱼油等材料采用电、磁，机械和化学的方法，得到了热功当量。

热功当量的测定，确立了一个至为重要的原理—能量守恒原理。

能量守恒原理包含着一个富有挑战性的思想，即可把社会和人看作是转换能量的机器。焦尔曾经这样写道：“的确，自然界的现象，无论是力学的、化学的，还是生命的现象，几乎全部处于通过空间的引力、活力(请注意、即动能)与热之间不断的相互转换之中”。亥姆霍兹·迈尔和李比希则更进一步认为：生物的机能可以用精确的物理和化学的术语进行描述。

比如氧的燃烧、热的释放和肌肉的功。

能量守恒原理不是关于能量的研究的全部，差不多与此同时，傅里叶给出了一个简单公式：热流与温度的梯度成正比。

傅里叶公式有什么深意呢?他说明：能量虽然守恒，但热能的转移需要一个温度差!

要有差别才有转移，能量的转移不过是一种差别的消灭，同时伴随着另一种差别的产生。这一哲学式的结论，恰恰预示着某个新型科学的开始。从这里，可以找到一条通往系统科学之路。

第七节

建立系统观念

本讲内容对于管理学应用有什么直接启示？这种启示主要是观念上的，因为分析科学的发展也证明了∶世界上万事万物都是相互联系的，没有绝对孤立的东西。那么，与管理有关的事物也是相互联系的，没有绝对孤立的东西。因此，应该建立系统观念。具体来讲，有以下启示∶

1.克服局限思考

从哥白尼的日心说的创立和被接受的过程可以看到，不仅个人有局限思考，人类整体也有局限思考。人类生活在地球上，每天看到的是日出日落、斗转星移，自然会产生地心说的观念，这是人类与生俱来的局限思考，这种局限思考，是哥白尼日心说引起轩然大波的重要原因。在今天，人类面临生存与发展的巨大挑战，而人类的各个部分正在以十分不同的声音和方式去回应这种挑战，从而使人类面临更大的挑战，这不能不说与人类的局限思考相关。

在管理中，局限思考现象比比皆是，彼得.圣吉在《第五项修炼》中举了个啤酒游戏的例子，啤酒销售的零售商、批发商和制造商，分别从各自的局限思考出发去做事，结果把事情搞得很糟糕。其实，在企业中，各部门从各自的局限思考出发去做事，把事情搞得很糟的情况很多；在市场中，企业从自己的局限思考出发去做事，从而导致失败的情况也很多。

怎样克服局限思考？伽利略用望远镜观察天空，是改变看问题的方式。另外，改变看问题的角度也对克服局限思考有帮助。在《第五项修炼》中讲到太空飞行员在月球上看地球的情形，使人震撼∶

“在月球上看地球，地球变成如此微不足道，你甚至可以用拇指遮住这个小点。但这个蓝色的小点，对你而言就是一切。所有人类的历史文明、诗歌音乐、游戏欢乐、生死爱恨、战争迫害……，都发生在你可以拇指盖住的这个小点上。”

“借着在太空中飘浮，史维加特发现系统思考的一些基本原理。但是他发现的方式不是多数人能经历的——直接体验地球是一个不可分割的整体，正如我们每个人也是不可分割的整体。大自然（包括我们在内）不是由整体之中的各个部分所组成的，它是由整体中的整体所构成的。”

2.建立联系观念

孤立的元素间有什么联系呢？但门捷列夫就是要从中找联系，他的老师齐宁训斥他“不务正业”，但事实证明门捷列夫是对的。

在管理中，联系观念应该成为一种信念，管理人就是要在看似无关的事物间寻找联系。以下这些话可以当做格言∶

每个管理人周围都有成千上万种联系，大量未知的,复杂的,不确定的联系中,隐含着财富。

发现一种未知的联系,犹如网上点击一次，点击一次,就是一片新天地!

创业的实质是创造，而创造的实质是发现新的联系。

机会无所谓有,也无所谓无,只要用心去找,任何时候都有机会的。

机会存在于未知的,复杂的,不确定的联系之中。

3.

建立同一观念

“同一”这个概念，似乎很抽象，但也很具体。在你感到抽象的时候，就想一想原子，核酸、蛋白质和细胞。世界上万事万物千差万别，但都由原子组成，都同一于原子；生命那么复杂，但都由核酸、蛋白质和细胞组成，都同一于核酸、蛋白质和细胞。那么，管理系统也应该有其同一性。其实，管理人天天都跟同一性打交道，比如与人谈判，达成协议的条件必须是双方可接受的，这就是双方的同一性。

4.建立发展观念

达尔文和孟德尔以及后来的科学家关于生命起源、演化和发展的研究，启示我们去建立发展的观念。关于管理系统的发展问题，留给有兴趣的读者去思考。

5.建立简单观念

在人们的眼里，科学是很复杂的，这其实是误解。应该说，科学是很深刻的，惟其深刻，人们才觉得其复杂。其实科学是很简单的，简单性是科学研究的一个原则。牛顿说过∶“自然界喜欢简单化，而不爱用什么多余的原因以夸耀自己”。爱因斯坦说∶“一种理论的前提的简单性越大，它所涉及的事物的种类越多，它的应用范围越广，它给人们的印象也就越深”。在牛顿以前，人类积累了大量的天文数据资料，发现了那么多具体定律，牛顿却把它全部概括在几个简单的公式里；在门捷列夫以前，人类积累了大量的化学元素资料，发现了那么多化学经验规律，门捷列夫却把它全部概括在一张表里；人类关于计数的方法那么多，冯·诺依曼却用“0”和“1”作为计算机的基础；能量的形式那么多，能量守恒原理却把它们全部概括了。可见自然界喜欢简单化，科学追求简单。

目前,管理学正朝着分化与综合两个方向迅猛发展,发展的结果,将出现一次新的综合,这种综合将是更深刻的，但也是更简单的。对于管理人，追求思维的深刻和简单，是一个长期的修养目标。

6.建立量化观念

能量守恒原理的发现，启示我们去建立量化的观念。在管理模式中，有一种模式是专门从会计的角度来考虑管理问题，系统工程也是从定量角度进行系统规划，虽然管理不可能完全量化，但应尽可能量化。至少管理人在心理上不要拒斥量化。

第八节

实践与思考

1.为了加深对本讲的理解，可以联系管理实践和管理咨询实践(自己的和别人的)，具体写一些案例，围绕克服局限思考，建立联系观念

、同一的观念、发展观念、简单观念、量化观念等问题，探讨管理和管理咨询成功和失败的原因。

2.思考题

(1)

可否把企业看作机器？

(2)

企业发展与生命发展有何不同(相同)之处？

(3)

怎样寻找你与谈判对手的同一性？

(4)怎样使你的管理方案简单化？

3.训练

(1)在工作中有意识地训练自己，尽可能使管理用语简单明确。

(2)把你在管理和管理咨询中遇到的问题尽可能量化，看这些量能给你些什么启示。第二讲

熵是什么？

熵这个字眼人们已经不大陌生了，大家都在谈论熵，无论是理论物理学家还是人文科学工作者。在管理界，也有人在谈论熵。但如果要问，熵是什么？恐怕没有几个人说得清楚。熵在人们眼里是一个深奥的、略带神秘感的字眼，甚而至于在日常生活中，人们使用熵这个字眼，都成了学问高深的像征。

关于熵的学问确实高深，不过，这种高深的学问却来自于19世纪初叶的一个非常现实的课题—怎样提高蒸汽机的效率？我们就从这个课题开始讨论。

第一节

推动蒸汽机要有温度差

第二节

能够制造出第二类永动机吗？

第三节

蒸汽机的最大工作效率是多少？

第四节

熵出场

第五节

熵的用途

第六节

熵究竟是什么？

第七节

克劳胥斯遭遇达尔文?

第八节

寻找管理的本源

第九节

实践与思考

1.学习本讲，主要是弄清楚混乱度的来历，建立混乱度概念。

2.思考题

(1)

熵、混乱度与复杂程度间有什么关系？

(2)混乱度的大小能不能用来判断管理系统的运动方向？

(3)混乱度在管理中可能有什么用？

第十节

补充材料∶

复杂性是管理的基本问题之一第三讲

混乱度在管理中的应用

在上一讲说明了熵与混乱度来龙去脉的基础上，本讲集中讨论混乱度在管理中的应用。

我们一再强调，熵增原理只适合于孤立体系。管理所面对的是开放体系，我们不能用熵增原理来判断管理系统的运动方向。但是，熵作为混乱度，无论在孤立体系还是开放体系中，都是系统的一个基本性质。因此，它在管理中具有多方面的应用(在用语上，以下我们均采用“混乱度”的说法)。

管理就是与混乱度打交道。因为机构设置是否合理；企业运作是否有序；决策、计划是否得当；控制是否有效；目标是否整合；共同愿景是否建立；人际沟通是否改进；流程创新是否有益等等，都与混乱度密切相关。

管理的敌人是混乱度；管理的朋友也是混乱度。

管理就是与混乱度作战，既要控制它，又要利用它。

在管理中，混乱度在两个方面得到应用。一是混乱度作为管理概念得到应用；二是混乱度作为管理指标得到应用。

混乱度作为管理概念是定性的，即管理人在管理中要把混乱度作为管理思考和实施管理的一个基本概念。

混乱度作为管理指标是定量的，即管理人在管理中要把混乱度作为管理思考和实施管理的一个基本指标。

下面先来讨论混乱度作为管理概念的应用，然后讨论混乱度作为管理指标的应用。

第一节

如何确定管理幅度

第二节

会议怎样才有效率？

第三节

运筹学在什么情况下应用最有效？

第四节

管理漏洞是怎样形成的

第五节

管理方式与混乱度

第六节

扯皮的由来

第七节

愿景怎能共同？

第八节

煮青蛙的真正原因

第九节

好产品为何卖不走？

第十节

决策的信息困惑

第十一节

春的管理与秋的管理

第十二节

混乱度与人生

第十三节

混乱度的直观判断

第十四节

混乱度作为管理指标的应用

第十五节

实践与思考

1.学习本讲，主要是在思想上接纳混乱度，将其作为管理思考中常用的一个概念。学会用混乱度来观察、分析和解决企业运作问题。

2.思考题

(1)

您清楚您的企业中各部门混乱度的情况吗？

(2)请举一两个混乱度过大导致企业管理失控，以致经营失利的例子，并做简单分析。

(3)请举一两个混乱度过小导致企业活力减少，科层化现象严重，从而使企业经营不善的例子，并做简单分析。

(4)

请在本讲中谈到的14个方面的问题中，选一两个问题，做一个控制混乱度的解决方案。

(5)

除了本讲中谈到的14个方面的问题外，混乱度在管理中还有多方面的应用，请您略举一二。第四讲

耗散结构与组织存在的理由

这是个信息爆炸的时代，每个人只能吸取有限的信息。我们精力有限，应该惜时如金、惜墨如金。从第四讲到第六讲，我们试着来做这样一个工作，即怎样从管理学角度来提纲挈领地把握系统科学庞大、深刻而复杂的体系。我们希望在你仔细学习了这几讲以后，对系统科学及其在管理中的应用有一个总体的理解，并为你今后进一步深入学习和研究提供一个出发点(原点)。要强调，本讲涉及许多科学名词，你应硬着头皮读下去，不必深入去理解，先接纳它们，然后慢慢去体会其中的深刻含义。

系统科学是一个学科群，由于系统的复杂，人们可以从不同角度对系统进行研究，从而形成各种系统科学学科。由于系统科学学科庞大而复杂，如果我们按学科一门一门地做介绍，就可能不得要领，弄不清他们在系统科学中的地位和在管理学中的应用前景。

怎么办呢？系统科学学科无论怎样庞大而复杂，它总是围绕系统来进行研究的，而在远离平衡时，系统出现耗散结构，而且企业组织是耗散结构，故我们就以耗散结构的形成和发展为核心，从各系统科学学科研究对耗散结构形成和发展的意义来做介绍，这样，既可明了各系统科学学科的关系，又突出了各系统科学学科研究的重点和主要成果。

一、耗散结构的发现

第一节

克劳胥斯和达尔文矛盾

在第二讲《熵是什么？》中，我们已谈到了克劳胥斯和达尔文的矛盾。

克劳胥斯的热力学第二定律意味着:孤立体系总是向无序方向运动!

达尔文的生物进化论则意味着:生物不断从无序走向有序!

这两种说法谁对呢？应该说都对。但是，克劳胥斯怎样向达尔文解释?他解释不了。

不过，有一点区别是大家都清楚的，即热力学第二定律是就孤立体系而言的，而生物进化是在开放体系中进行的。孤立体系和开放体系当然不同，故而结论也就不同。

这自然就引出一个问题，在开放体系中，热力学第二定律还成不成立？熵还能不能用来判断体系运动的方向？

为了回答这些问题，比利时科学家普里戈金和他的研究集体进行了近20年的探索，最终发现在开放体系中，存在一类人类原来没有注意到的结构—耗散结构，从而建立了耗散结构理论，并因此荣获1977年度诺贝尔化学奖。

什么叫耗散和耗散结构呢？

耗散指的是物质和能量的耗散。物质和能量都是守恒的，故物质和能量的耗散不是指物质和能量的消失，而是指物质和能量状态的改变，即从低熵状态转变为高熵状态。耗散结构也可说是不断消耗低熵状态的物质和能量来维持的结构。

耗散结构是一类有序结构。

有序结构可以分成两类，一类是晶体结晶形成的结构，这种结构的形成一般依靠降低系统原有能量，而且要尽量减少外界对系统的影响，形成结构以后也只有在外界不影响时，结构才能保持，这种结构一般称为平衡结构。

另一类是耗散的有序结构，耗散结构不仅在形式上与平衡结构不同，而且在形成机制、维持结构稳定上也与平衡结构不同。耗散结构是活的结构，因此结构形式除了与平衡一样有空间有序结构外，还存在时间有序结构(某个物理量随时间周期振荡)，时-空有序结构(某个物理量随时间、空间周期变化)等，比平衡结构丰富得多。耗散结构概念将不同领域系统演化过程中出现的有序结构统一起来，找出了它们的产生、维持都依赖于外界物质和(或)能量的供给这一特点，使得有可能统一处理。耗散结构除了上述三种形式外，还有功能结构。功能结构指系统具有某种新的功能，特别是在系统演化过程中某些组织结构没有变化或变化不明显，而其功能发生了变化，故而采用功能结构来讨论。

耗散结构对管理有什么意义呢？因为任何企业组织都是耗散结构，而广义来讲，地球、生物、生物圈、人类、人类社会、人类社会的组织、每个人和每个人的精神都是耗散结构，因此，有必要对耗散结构进行讨论。

第二节从熵到“超熵产生”

要讨论耗散结构，就要涉及一些新概念，这是通向耗散结构的一些路标，我们可以只问结果，不管过程，但知道一点耗散结构的来龙去脉，对应用是有好处的。

在第二讲《熵是什么？》中，我们已给出熵增原理，即在孤立体系中，熵≥0，这是一个不等式。要在开放体系中用熵来判断体系运动的方向，就要具体来算一算在开放体系中熵的变化情况，这就要寻找一个关于熵的等式来代替不等式。

这种计算比较麻烦，要涉及局域平衡假设、连续性方程、质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程、熵平衡方程等，我们可以不去管它。不过这样算来算去，就找到了两个新的量，叫“熵产生”和“超熵产生”。故名思义，这两个新的量都与熵有关。

第三节

从线性到非线性

在人们说到耗散结构时，常用到线性和非线性两个词，这是什么意思呢？

在一个系统中，总是存在物质、能量的流动，这些物质流、能量流统称为广义流；广义流的流动需要推动力，和推动力有关的因子统称为广义力。广义力是原因，广义流是结果。线性和非线性是指的广义流和广义力之间的关系。如果系统中广义流和广义力之间呈线性关系，就称为线性系统。

如果系统中广义流和广义力之间呈非线性关系，就称为非线性系统。

第四节

平衡与非平衡

平衡是系统中的变量处于常量的状态。非平衡是系统中的变量不是常量的状态。如市场供求平衡，物价稳定，这是经济系统的平衡状态；而市场供求不平衡，引起物价波动，这是经济系统的非平衡状态。

按广义流和广义力之间关系分，广义力和广义流均为零的系统是平衡系统，广义力和广义流不为零的系统是非平衡系统。

第五节

热力学发展的三个阶段

根据系统中广义力和广义流的关系，就区别了热力学发展的三个阶段。

第一个阶段是平衡态热力学，其特征是广义力和广义流均为零。适用于孤立体系，可用“熵”来判断体系运动的方向。平衡态热力学已经成熟。

第二个阶段是线性非平衡态热力学，其特征是广义力和广义流之间呈线性关系。适用于物质、能量等的线性非平衡系统。可用“熵产生”来判断体系运动的方向。线性非平衡态热力学已经比较成熟。

第三个阶段是非线性非平衡态热力学，其特征是广义力和广义流之间呈非线性关系。适用于非线性非平衡系统，可用“超熵产生”来判断体系运动的方向。非线性非平衡态热力学还不成熟。

耗散结构只能存在于非线性非平衡系统中。

第六节

系统运动方向的判据

为什么可用“熵产生”来判断线性非平衡系统运动的方向？为什么可用“超熵产生”来判断非线性非平衡系统运动的方向？这涉及人类关于系统稳定性的研究。

什么叫稳定性？我们先从生物学研究开始讨论。

十九世纪末和二十世纪初，法国生理学家贝纳德发现，一切生命组织都有一个奇妙的共性，这就是它们的内环境(如体内液床，血浆、淋巴)在外界发生改变时能够保持稳定不变。贝纳德曾以哲学家的口吻写道：“内环境的稳定性乃是自由和独立生命的条件”。

本世纪三十年代，稳态对于生命系统的重要性再次由美国生理学家坎农提出。坎农发现，象有机体这样复杂的组织系统似乎是生活在一个奇怪的悖论之中。一方面有机体作为整体存在需要一系列十分严酷的内部条件。然而另一方面，这些维持生命所需的内部条件却又是处于一系列内部和外部干扰之中的。然而生命却可以有惊人的能力来克服条件的多变性和内环境要求恒定之间的矛盾。

坎农曾颇为感叹地写道：“当我们考虑到我们的机体的结构的高度不稳定性，考虑到机体对最轻微的外力所引起的纷乱的敏感性，以及考虑到在不利情况下它的解体的迅速出现等情况时，那么对于人能活几十年这类情形似乎是令人不可思议的”。

由此，坎农认为∶任何生命组织都必须具有一种基本的性质。这就是组织内部必须是“稳态”。他指出，虽然有机体任何一部分存在所必须的条件每时每刻处于干扰之中，但有机体具备这样一种能力：那些条件一旦发生偏离，偏离会迅速得到纠正。比如动物体温必须控制在36℃～40℃之内，当动物体温偏离正常值时，动物马上出现一系列反应，可以使温度重新回到恒定值。对于其他种种条件的恒定也是同样，坎农把它们称为内稳态。

与生物学研究类似，在自动控制理论中，有关于“系统稳定性”的研究。

所谓系统稳定性，是指系统受到扰动后其运动能保持在有限边界的区域内或回复到原平衡状态的性能。

这个问题在数学上，就变成微分方程的解的稳定性研究。

关于微分方程的解的稳定性研究很多，其中有个好方法是1892年由俄国人李雅普诺夫发明的，叫李雅普诺夫第二法。

李氏第二法是从能量观点出发得来的。他指出：若系统有一个平衡点，则当系统运动至平衡点时，则系统积蓄的能量必达到一个极小值。由此，李亚普洛夫创造了一个辅助函数，可以用它来衡量系统储存的能量，因此，应用李氏稳定理论的关键在于能否找到一个合适的辅助函数，这一函数通常称之为李亚普洛夫函数。

不过，寻找李亚普洛夫函数并没有普适的方法,要靠经验和技巧，这在逻辑严密的数学中也算一件奇特的事。

在普里戈金寻找非平衡非线性区系统稳定性的普适性判据时，李亚普洛夫函数扮演了一个重要角色。因为广义流和广义力之间的关系可表述成一个微分方程，这个微分方程的解的稳定性怎么样呢？这就要找一个李亚普洛夫函数，普里戈金学派发现∶在线性区，“熵产生”可以看作一个李亚普洛夫函数；而在非平衡非线性区，“超熵产生”可以看作一个李亚普洛夫函数，这样，“熵产生”就可用来判断线性非平衡系统运动的方向；“超熵产生”就可用来判断非线性非平衡系统运动的方向。

第七节

远离平衡与耗散结构

耗散结构只能存在于非线性非平衡系统中，但并不是所有非线性非平衡系统都可以出现耗散结构。耗散结构只有在远离平衡的时候才能出现。

什么叫远离平衡？系统离开平衡态的距离该怎样来恒量？

系统离开平衡态的距离与“超熵产生”有关。“超熵产生”的正负性决定系统中的各种控制参数，而控制参数的值反映系统受外界控制的程度，因此也可反映系统离开平衡态的程度。

当控制参数为零或很小时，系统总是趋向于平衡态或与平衡态有类似行为的非平衡定态，并总是伴随无序的增加。

当控制参数增长到某个临界值时，系统状态可以发生突变，导致宏观结构的形成和宏观有序的增加。这就是耗散结构。

在系统状态发生突变时，系统可能发展到的有序状态通常不止一种，而是有两种或多种，这些有序状态叫耗散结构分支，几个分支组成的图案很像一把叉子，故这类现象又叫分叉。

由上可见，系统离开平衡态的距离是用控制参数来恒量的，控制参数愈大，系统离开平衡态的距离就愈大，而耗散结构只有在控制参数足够大，并达到某个临界值时才会出现，所以说远离平衡是耗散结构出现的前提条件。

第八节

高级分支与系统适应能力的产生

如果系统进一步远离平衡，系统将会出现高级分支。高级分支使系统出现复杂的时空行为，带来了“历史”和“记忆”以及系统在不同耗散结构状态间互相跃迁的现象。如果系统有自动调节控制参数的能力，则不同耗散结构状态间的互相跃迁使系统具有某种适应外界环境的能力。

第九节

高级分支与混沌的出现

当系统足够远离平衡时，随着高级分支的发生，系统会出现混沌区，关于混沌问题，以后还要讲到。

此时的混沌当然是一种新的无序，这告诉人们，宏观有序组织必须在远离平衡时才会出现，但过份远离平衡又会出现新的无序，故宏观有序组织必须维持在适当远离平衡的状态。

第十节

关于结构、稳定性和涨落的科学

虽然普里戈金发现在非线性非平衡系统中可能产生耗散结构，但在热力学水平上，耗散结构还仅仅是一种概念，仅仅是一种在远离平衡时可能出现的东西，要具体地证实它们的存在并揭示它们的行为必须涉及动力学过程。这就形成耗散结构理论的第二个部分，即关于结构、稳定性和涨落的科学。

结构、稳定性和涨落的科学探讨耗散结构形成的条件和原因，这些条件和原因归结如下∶

1.系统包含大量基元甚至多层次的组分。

2.系统必须开放。

3.系统处于远离平衡状态。

4.系统包含适当的非线性反馈。

5.涨落触发耗散结构形成。

6.耗散结构形成总与某种突变相关。

什么叫涨落？涨落是系统处于平衡态时，某些物理量值在其平均值附近做无规则的微小变动的现象。涨落是随机的，没有确定的方向，没有准确的发生时间，随时都可以发生。在远离平衡时，微小涨落的放大有可能使系统突变而进入耗散结构分支。

耗散结构形成也可叫做合作现象或自组织现象，因为它们好象是体系内部各单元自己组织起来合作行动的结果。在这种现象中，涨落行为起着决定性的作用。因此，结构、稳定性和涨落的研究是耗散结构理论研究的核心问题。普里戈金学派对此进行了广泛的研究。

第十一节

实践与思考

1.学习本讲，不需要弄清楚耗散结构理论发展的细节，而只需要知道耗散结构理论的来历，对各种名词，不必深入去了解，先接纳它们，然后理一理耗散结构理论发展的逻辑过程，从而对耗散结构有一个大体印象。

2.学习本讲，应尽可能熟悉耗散结构形成的六个条件和原因，并尽可能将其与管理系统相联系，因为这六个条件和原因是“系统科学应用于管理”要涉及的中心问题。

2.思考题

(1)什么叫耗散和耗散结构？

(2)线性和非线性指的什么？

(3)什么叫平衡、非平衡？

(4)什么叫远离平衡？系统离开平衡态的距离该怎样来恒量？

(5)李亚普洛夫函数有什么用？

(6)

熵、熵产生和超熵产生可分别用来判断什么系统的运动方向？

(7)什么叫分叉和高级分支？

(8)宏观有序组织为什么必须维持在适当远离平衡的状态？

(9)什么叫涨落？

(10)耗散结构形成的六个条件和原因是什么？怎样将其与管理问题相联系？第五讲

耗散结构与系统科学学科

在第四讲中，已经指出了耗散结构形成的条件和原因，有以下几方面∶

1.系统包含大量基元甚至多层次的组分。

2.系统必须开放。

3.系统处于远离平衡状态。

4.系统包含适当的非线性反馈。

5.涨落触发耗散结构形成。

6.耗散结构形成总与某种突变相关。

另外，耗散结构的发展与高级分支、非线性反馈、涨落和突变等密切相关。

我们就围绕这些方面来对各系统科学学科做介绍。从而明了各系统科学学科对于耗散结构的形成、稳定和发展规律作了哪些揭示，这些揭示对于人类了解耗散结构有些什么启示，从而为在企业管理中综合应用它们准备条件。

第一节

耗散结构与系统学

1.

系统学

系统学创始人贝塔朗菲1901年生于奥地利维也纳一个富有家庭。他的前半生也主要在维也纳度过，第一次世界大战毁坏了他的家产，生活贫困。他在学术上也怀才不遇，他的著作被说成“信笔涂抹”，他被指责为“最愚蠢的人”。贝塔朗菲1937年去美国工作，在芝加哥大学的一个讲习班上，第一次宣布了“一般系统学”思想。但第二次世界大战使他又回到维也纳，战后生活很惨，战火烧毁了他家的一切，许多手稿也都烧毁了。1949年他又去了加拿大，受聘于渥太华大学，重新开始系统学研究，时年48岁。五年后，他受聘于美国斯坦福大学，成为一生的转折点，而后，他进一步研究系统学，与一些科学家一起创立了系统论学会、主编《一般系统》年鉴，进行心理生理学和神经病学研究，成为国际著名科学家，1972年逝世，享年71岁。

系统学分为一般系统学和广义系统学。

在西方科学发展史上，人们往往倾向于将一切现象最终归结为基本单元的运动的组合。而贝塔朗菲认为：现象不能分解为局部的事件。也就是说，现代科学中仅考察各自孤立的部分，不可能理解各级系统。

这些见解导致了一般系统论的提出。它的主题是寻找适用于一般化的系统或者它们的子级模型、原理和定律。

一般系统论可以定义为：关于整体的一般科学。

一般系统论有以下五条宗旨：

1.各种不同的学科，包括自然科学和社会科学，有着走向综合的普遍趋势。

2.这样的综合看来要以一般理论为中心。

3.这样的理论可能成为非物理领域的科学走向精确理论的一种主要方法论工具。

4.这一理论通过寻找出能统一横贯于单个科学的共性的原理，可使我们更接近于科学大统一的目标。

5.这一理论能导致迫切需要的综合科学教育。

一般系统论强调，描述一个系统，不仅要知道各个要素，而且还要知道它们之间的关系。知道要素和关系，就可能从组成部分的行为推导出这个系统的行为。因此，一般系统论认为，从系统的概念和一组合适的命题就能推导出系统的特性和原理。

一般系统论采用诸如微分方程等数学工具来讨论体系的生长、竞争、结构化、确定性、随机性等一系列问题。

除了一般系统论，我国学术界还提出了广义系统论。

广义系统论包括整体性原理、开放性原理、层次性原理、目的性原理，分解协调原理、自组织原理、稳定性原理、突变性原理等八大原理。这些原理试图对复杂性科学进行归纳和统一，但基本上还属一种思想。

从上述介绍可以看出，系统论对于系统科学的贡献首先是方法论意义上的。以往的科学着重于考虑“单元”或“要素”，而系统论考虑两者：“要素”和“关系”。

系统论对于系统科学的贡献不仅是方法论意义上的，而且是对客观世界的一个本质现象的揭示，这个本质现象就是“现象不能分解为局部的事件”，或整体不等于局部之和。

2.

耗散结构与系统学

对于耗散结构的形成而言，耗散结构形成的六个方面的条件和原因都可以进一步归结为“要素”和“关系”。

“系统包含大量基元甚至多层次的组分”，即“系统包含大量要素”，

而“系统必须开放”，“系统处于远离平衡状态”“系统包含适当的非线性反馈”，“系统涨落”，“系统突变”等都是要素间静态和动态关系的不同体现。而耗散结构的存在需要这样多的条件，这已经说明了“现象不能分解为局部的事件”。

就管理学应用而言，从管理思维角度，将管理对象归结为“要素”和“关系”，便于思考；若从具体管理方式的选择角度，则要考虑耗散结构形成的六个方面的条件和原因。

第二节

耗散结构、控制论与信息论

1.控制论

控制论一词在古希腊意为“舵手”。古希腊的柏拉图首先使用控制论一词，并称作管理国家的学问；法国人安培将控制论一词定义为管理者的科学，可见，控制论与管理有悠久的历史渊源。

控制论创始人是维纳。

控制论直接产生于工程技术科学，它是在把自动调节、通讯工程、计算机和计算技术以及神经生理学和病理学等等学科以数学为纽带联系在一起，在相互渗透的基础上形成的。

控制论作为控制的科学，它并不是一般地研究一切系统，而只研究可控系统。摒弃个别可控系统的具体特点，找出在各种控制作用下状态变化间的一般关系，就得到了抽象的控制论系统。

控制论系统有如下特征∶

(1)系统必须存在多种发展的可能性。如果事物的未来只有一种可能性，就无所谓控制而言。没有选择，就没有控制。

(2)系统不仅必须存在多种发展的可能性，而且，人们可以在这些可能性中通过一定的手段进行选择，这样才谈得上控制。能控性是控制论系统的一重要概念。

(3)在系统多种可能性中，必须具有期望目的的选择。若让系统在各种可能性中任意发展，那也就无所谓控制。

(4)控制系统应具有获取、加工和利用信息的能力。因此，现代控制论中的一个基本概念——可观测性——实际上就是对控制系统获取信息能力的一种度量。

(5)闭环是控制论系统的基本特征，反馈则是其核心。因为控制是获取、处理和利用信息以实现控制目的的过程，这一过程的实现必定要求控制系统的结构是闭环。

控制论系统的分类可以从不同侧重点选择不同方式来进行，如按信息的传递方式、学科性质、

控制的目的性、受控对象的性质、实现控制的手段和施控者的能力等等来划分。

经典控制论的数学方法采用传递函数和频域法；现代控制论的数学方法采用时域法，它引入“状态”的概念，用“状态度量”及状态方程描述动态系统。

2.耗散结构与控制论

耗散结构形成的条件是“系统包含适当的非线性反馈”，而控制论的核心概念是反馈概念。因此，控制论关于反馈概念的研究为耗散结构研究提供许多有益启示。

所谓反馈，就是指系统输出的全部或一部分通过一定的通道反送到系统的输入端，从而对系统的输入和再输出施加影响的过程。

反馈作为一种技术思想早就被人们使用，特别是在近代蒸汽机的发明和改进中得到了运用。1920年贝尔电话实验室布朗克在电子学研究中首次引入反馈这个概念。意思是把电子放大器输出信号“回输”到放大器的输入端。这种电子技术中的反馈概念，对自动控制理论和实践的发展起了极其重要的作用。维纳把这一概念推广到生命机体和人类社会，并分析了反馈与目的性的关系。随着控制论的发展，反馈概念的外延不断扩大。现在认为，客观事物之间，凡是甲方作为一种原因作用于乙方，产生某种结果，这种结果又作为一种原因，使本来作为原因的一方得到调整或变动的，就认为二者之间构成了反馈关系。

反馈的作用后果有两种，一是减弱输入信号，一是增加输入信号，前者称为负反馈，后者称为正反馈。负反馈有利于反抗系统偏离目标的行为，使系统沿着减小偏差的方向动作，最终使系统趋于稳定状态，而正反馈强化系统的正在进行的偏离目标的行为，加剧系统的不稳定状态，最终使系统趋于崩溃或解体。在实际控制系统中，一般是用负反馈来调节和控制系统，作合乎目的的运动。

用反馈调节来进行控制称为反馈控制或闭环控制。

反馈控制所必须遵循的原则是：及时性原则、适度性原则、准确性原则和随机性原则。

闭环运动是自然界的一个普遍现象，它的重要性在于它构成系统稳定的一个基本条件。而“系统包含适当的非线性反馈”，则是耗散结构稳定的一个基本条件。可以通过研究反馈控制来研究耗散结构的动态稳定性。

3.信息论

既然闭环运动如此重要，而闭环运动的中心环节是信息反馈。因而，信息的概念和理论就显得十分重要。故我们接着来讨论信息问题。

信息论创始人是申农，他于1948年所著论文《通信的数学理论》为信息论奠定了基础。

信息论的主要任务是研究通信系统的有效性（效率）和可靠性，以及二者的关系。

在信息论的理论研究中，把各种通信系统概括为统一的模型。即由信源、信道和信宿组成的模型。信源产生信息；信道传输的信息；信宿接受信息。

信息论面对的一个基本课题是，怎样在接收端精确地重现发送端的消息。围绕这一基本课题，信息论这一学科的主要内容包括信息的度量（信息熵）、信源编码、信息传输、信道容量、纠错编码、信息率－失真理论、检测与估计和保密学等。

信息论的发展形成了信息的获取原理、信息的传递原理、信息的再生原理、信息的调节原理、信息的组织原理和认知原理等。

信息论与物理学、分析化学、遗传学和心理学等学科有密切的关系。

4.耗散结构与信息论

申农为了使信息定量化，提出了信息熵的概念，

信息熵表征信源的不确定程度，它等于消除这个不确定程度所需要的信息量。

这就提出一个问题，在热力学中的熵与信息熵之间有什么联系？1956年，美国的L.N.布里渊导出了两者的关系∶1比特的信息量等价于kln2(J/K)的熵,其中k为玻耳兹曼常数。他由此对熵增定律进行推广,在孤立系统中，如果有信息参与,就不能说热熵不能减小,而是（热熵－信息熵）不能减小。即信息熵要抵消一部分热熵的增加。

我们知道，熵是混乱度，这意味着，在孤立系统中，信息可能抑制混乱度的增加。

对于耗散结构，“信息可能抑制混乱度增加”的说法也是正确的。耗散结构是有序结构，但该有序结构时常会产生混乱，要克服这种混乱，系统中就要“包含适当的非线性反馈”，也就是要获取系统产生混乱的信息，处理这些信息，将信息反馈到系统中，去克服混乱，而使耗散结构保持有序。

例如，产品质量是与生产过程各要素相关的，生产过程中随时都会出现混乱，这些混乱导致产品质量下降、次品增多，企业要保持和提高产品质量，就要随时获取生产过程中产生混乱的信息，处理这些信息，将信息反馈到生产控制环节中，去克服混乱，而使生产过程保持有序。

第三节

耗散结构与协同学

1.协同学

协同学的创始人哈肯1927年生于德国莱比锡，他在24岁时取得数学博士学位，3岁时成为斯图加特大学理论物理学教授。哈肯起初的工作是激光的研究，他建立了一套解释并预言激光现象的理论，成为世界上两大激光理论学派之一。

哈肯是在研究激光理论过程中创立协同学的。

所谓协同，是指系统在开放条件下，系统内各子系统之间以及系统与环境间产生的协调、同步、默契的非线性相互作用，即系统本身的自组织现象。

协同学的理论支柱是支配原理和最大信息熵原理。

什么叫支配原理？

任何一个系统运动都可用一组微分方程表示。但是，通常系统变量数目非常多，描述系统运动的微分方程组也非常多，求解这种微分方程非常困难。怎么办呢？哈肯在进行激光理论研究时发现，虽然系统变量数目众多，但通常大多数变量是快变量，对系统演化不起主导作用。而对系统演化起主导作用的是慢变量，慢变量数目很少，而且慢变量支配着快变量的运动。根据这一发现，哈肯得到了协同学的支配原理，又叫伺服原理。

支配原理是说慢变量支配着快变量的运动，从而决定系统演化的最终状态和结构。

根据支配原理，在求解微分方程时，可采用绝热消去法消去快变量，得到慢变量方程或序参量方程。然后求解序参量方程，从而对系统演化进行描述。

什么叫最大信息熵原理？

申农提出了信息熵原理，哈肯从此原理出发，提出协同学的宏观处理方法，这就是先确定适当的约束条件，然后在约束条件下求信息熵的最大值，从而获得一系列有关系统演化的结论。

最大信息熵原理意味着在适当的约束条件下，系统达到平衡态(或定态)时信息熵取最大值。

2.

耗散结构与协同学

耗散结构理论与协同学并称为两大自组织理论，因此，协同学和耗散结构理论研究是相互补充的。

耗散结构理论来源于热力学研究，它主要是基于系统与环境的关系来得出自已的结论；协同学来源于激光研究，它主要是基于系统各部分间的关系(各变量间的关系)来得出自已的结论。但是系统与环境的关系和系统各部分间的关系是密不可分的。当系统孤立时，系统各部分间的关系遵从熵增原理，各部分间的差异趋于某种平衡，协同现象不明显。只有当系统开放时，系统才可能处于远离平衡状态，并出现非线性反馈，此时系统各部分间的协同关系变得明显起来，慢变量与快变量的界限清晰起来，支配原理才能发挥其重要作用。

耗散结构理论虽然找出了耗散结构形成的条件和原因，但对系统各部分在耗散结构形成过程中和形成后所起的作用则探讨不够，而协同学恰好对这种作用做了系统探讨，研究了系统各部分间的协同关系，从而使人们可以更清楚地了解耗散结构的细节。

第四节

耗散结构、超循环、突变与分形

1.

超循环论

超循环理论的创始人是西德生物物理化学家曼弗雷德·艾根。

艾根早年的工作主要在快速化学反应动力学及其机理方面，他在这方面的贡献使他与诺里什和波特一起荣获1967年诺贝尔化学奖。

在快速化学反应动力学研究中，艾根特别注意了生物体内发生的快速化学反应，并从分子演化的角度来加以考察，这使他对核酸和蛋白质这样的生物大分子的性质和相互关系及其起源产生了浓厚的兴趣。正是通过自己的工作，他逐渐从实验研究和理论研究两方面步入了探索生命起源的领域，从而创建了超循环理论。

循环是各门科学普遍关心的问题。数学中的循环小数，物理学中的谐振单摆，热力学中的热机循环，化学中的元素周期、化学振荡，生物学中的生化循环、生物节律，生理医学中的血液循环，天文学中的日食、月食、脉动变星，大自然中的氮循环、水循环乃至天旱、水灾、地震、作物丰收的周期性，都是科学中研究的循环运动。

一般来说，如果两事物A和B，A作用于B，而B也作用于A，那么从整体上看，A和B的这种相互作用就构成了“封闭环”，即循环。

艾根考察了自然界形形色色的循环反应，尤其是与生物大分子自组织直接在关的生物化学、分子生物学中的各种各样的循环反应，从而剖析了循环等级组织，建立起了超循环理论。

在化学反应中，有一类反应叫催化反应，催化反应依赖于一些叫做催化剂的物质，在没有催化剂参加时，化学反应可以进行，但反应速度很慢，一旦有催化剂参加，反应速度就很快。因此催化剂的作用是“催化”，即促进化学反应进行。

催化剂有个特点，就是它虽然参与化学反应，但是反应完成后，它又变回到原来的状态，并没有被消耗，甚至还增多了。所以称为循环。

按照超循环理论的见解，循环是有等级的，从反应循环、催化循环到超循环就是一个从低级到高级的循环等级，在不同层次上的循环组织有不同的特性。

反应循环指多步骤的化学反应序列的持续不断的反应过程。反应循环是超循环理论中分子自组织的最基础循环。

如果以反应循环作为亚单元，这些亚单元联系起来，构成了反应循环的循环，这就叫做催化循环。催化循环是比反应循环高一级的循环。

如果以催化循环作为亚单元，这些亚单元通过功能的循环联系而连接起来，于是就构成了超循环。超循环就是循环的循环。

反应循环的特点是催化剂经历了一次化学反应后仍然存在，可以说该催化剂是自维生的。

催化循环的特点是催化剂经历了一次化学反应后不仅仍然存在，而且催化剂数量增加了，这叫做自催化，或自复制。

超循环的特点是超循环中的亚元既具有自复制能力，又能对下一个中间产物提供催化支持。

原则上讲，还可能存在在更复杂和更为高级的超循环组织。

对于基本超循环所获得的结论，可以推广到更复杂、更高级的超循环。

2.

耗散结构与超循环论

耗散结构理论学派和协同学学派都高度评价超循环论研究。

在耗散结构形成的条件和原因中，“涨落触发耗散结构形成”是很重要的，在这当中，涨落的放大机制就与自催化或自复制有关。

自催化或自复制现象不仅在化学中存在，而且它大量存在于非线性系统之中。在耗散结构理论中，自催化是借用化学名词来表示系统的非线性作用。

系统具有自催化机制才能在一定条件下使微小的涨落不断放大，成为引起系统相变的巨涨落，促使系统从某无序状态转变为有序状态。

超循环论研究还涉及到耗散结构的一些基本结构和功能，如遗传密码的形成等。

3.

突变论

突变论的创始人是美国数学家托姆。

突变论直接来源于数学。

突变论以微分方程的定性理论、分支理论、奇点理论和拓扑学为基础。

系统变化方式有两类，一类是连续的、渐进的、光滑的、定量的变化；另一类是不连续的、突发的、非光滑的、定性的变化。微积分对解决第一类变化有效；突变理论则是针对第二类变化来进行研究的。

通常说的突变理论，是指初等突变理论。托姆证明，“初等突变”只有七种不同类型，即∶折叠突变、夹点突变、燕尾突变、椭园形脐点突变、双曲形脐点突变、蝴蝶形脐点突变、抛物形脐点突变。

4.

耗散结构与突变论

耗散结构形成总与某种突变相关。突变理论与系统发展到某临界点的分叉问题密切相关。突变理论考虑各种临界点附近分叉情况的全面图像，特别是其中可能出现的突然变化。这就可能对耗散结构形成时的突变进行精细描述。

5.

分形论

分形概念是美籍法国数学家曼德尔布罗特提出的，本意是不规则的、破碎的、分数的。这样一个词意也就反映了分形论研究的对象是不规则、支离破碎形体的表观和内在规律。

怎样描述不规则、支离破碎的形体呢？这是基于形体的“自相似性”。所谓“自相似性”是形体的部分与整体的相似。如果用不同放大倍数的显微镜去观察这一类形体，它们的形貌是相似的。因此分形定义如下：

一个分形体是由与整体以某种方式相似的各个部分所组成的客体。

分形理论研究分形体的几何特征、数量表征及其普适性规律。在自然界中，弯弯曲曲的海岸线，起伏不平的山脉，粗糙不堪的断面，变幻无常的浮云，九曲回肠的河流，纵横交错的血管，令人眼花缭乱的满天繁星等，它们在几何上均是分形。这些表观看来相差甚远的自然现象存在着内在联系，分形理论揭示了它们至少在几何形态上满足相同的伸缩不变的对称规律。

6.

耗散结构与分形论

耗散结构理论的一个重要部分是关于结构的科学。耗散结构的结构描述是很重要的，分形论从几何学角度研究不可积系统几何图形的自相似性，可能成为定量描述耗散结构的有力工具。

第十一节

实践与思考

1.学习本讲，应尽可能将耗散结构形成的六个条件和原因与系统科学各学科相联系，从而形成以耗散结构为核心的，系统科学知识的整体结构。

2.思考题

(1)系统学在方法论上有什么贡献？

(2)系统学揭示了客观世界的一个什么本质现象？

(3)系统学的“要素”和“关系”与耗散结构的六个条件和原因是什么关系？

(4)什么叫反馈？

(5)什么叫闭环？

(6)反馈对耗散结构的形成有什么意义？

(7)信息为什么可能抑制混乱度的增加？

(8)什么叫支配原理？

(9)什么叫最大信息熵原理？

(10)耗散结构论和协同学各自的来源是什么？

(11)耗散结构论和协同学各自主要是基于对什么关系的研究来得出自已结论的？

(12)什么叫自催化？

(13)涨落的放大与超循环现象有什么关系？

(14)初等突变有哪几种类型？

(15)突变论与耗散结构的六个条件和原因有什么联系？

(16)什么叫分形？

(17)分形论可能对耗散结构哪个方面的研究提供帮助？第六讲

建立企业动态有序的运作机制

关于耗散结构及其它系统学科在管理中的应用问题，已经提出多年了，可惜进展不大，原因何在呢？作者曾在《论新管理学建立的必要性》一文中对此进行过讨论,指出系统学应用于管理的困难在于:

1.

概念繁多。

2.

数学艰深。

3.

条件性强。

4.

对于管理面对的复杂体系,系统学本身没有理论。

5.

由于局限于关联(和相互作用)层面,难以对各部分间的关系进行整体把握。

在具体讨论系统学科在管理中的应用问题之前，应对此做进一步的分析。当然，这不仅涉及管理，而且涉及生命、社会、思维等领域。

耗散结构理论及其它系统学科在物理、化学、生物学领域的运用已取得了显著的成果，而在生命、社会、思维领域的运用则仍然停留于简单表面现象的描述，其原因有上面五个，而基本原因则来自于第四个原因，即对于管理面对的复杂体系,系统学本身没有理论。

从研究对象上讲，耗散结构论、协同学研究的是简单巨系统；而生命、社会、思维领域是所谓复杂巨系统。在同态学建立之前，复杂巨系统问题还属于没有科学理论和方法的科学难题，故将适合于简单巨系统的系统学科应用于生命、社会、思维领域等复杂巨系统，必然遇到许多困难。

但是，简单巨系统与复杂巨系统之间并不存在不可逾越的鸿沟，它们在系统运动现象、系统运动规律、系统原则和系统方法上都存在许多相同之处，如果对两类系统进行同一性分析，准确把握适合于简单巨系统的系统学科中的概念、原理、原则和方法的原义，然后对它做适当的推广和变通，就可能将其有效地应用于复杂巨系统。

细心的读者可能会发现，在本讲座第三讲《

混乱度在管理中的应用》中，不把混乱度(熵)概念作为系统稳定性判据，而是将其直接应用于开放的企业系统运作分析中，使之成为管理学的一个基本概念，这实际上已将混乱度(熵)概念做了适当的推广和变通，使之在企业运作分析中找到了合适位置。

从大的方面来讲，混乱度(熵)概念的这种推广和变通，己经使混乱度(熵)概念成了复杂巨系统描述的一个科学概念，此时，混乱度(熵)概念在复杂巨系统描述中已经不是一种比附和套用，而是进入复杂巨系统科学的概念、理论和方法的范畴了，也可以说，从一开始我们就在讲“同态学”在管理中的应用，而不是讲系统科学发展史了。

在讨论“耗散结构及其它系统学科在管理中的应用”时，我们遵循同样的原则，即在尽可能准确把握简单巨系统和复杂巨系统的差异性与同一性，准确把握系统学科的概念、理论、原则和方法的前提下，将这些概念、理论、原则和方法做适当的推广和变通，使之适合于管理的需要。

当然，本讲座限于定性描述，尽可能通俗，而正因为这样，也许更适合于管理的运用。

1.企业是一个耗散结构

在特定意义上，可以

将耗散结构及其它系统学科在管理中的应用归结为“

建立企业动态有序运作机制”的问题，这是基于这样一个假定，即企业是一个耗散结构。由于企业是一个耗散结构，因而企业动态有序运作机制的建立就必须满足耗散结构形成的条件，而管理理论、模式和方法也就必须与耗散结构形成条件的满足相适应。

为什么说企业是一个耗散结构呢？

在第四讲中，已经指出了耗散结构形成的条件和原因，即系统包含大量基元甚至多层次的组分；系统必须开放；系统处于远离平衡状态；系统包含适当的非线性反馈；涨落触发耗散结构形成；耗散结构形成总与某种突变相关。一般而言，企业是具备有这些条件的。

首先，企业通常都包含大量基元甚至多层次的组分；

其次，在市场经济条件下的每一个企业都是一个开放性的系统，企业与外界之间不断地进行着能量、物质和信息的交换。

第三，企业显然是一个远离平衡区的系统，在一个企业之中，其各个部分都是远离平衡的，管理者、员工、资金、技术、原材料、产出、销售等，总是处于远离平衡的状态；

第四，企业上下级之间、各部之间、各个人之间，存在复杂的反馈，这些反馈通常是非线性的。

第五，企业运作总是动态的，它所达到的有序是动态有序，也就是说，企业运作存在涨落，当企业运作涨落被放大后，企业可能转换到一个新的运作状态；第六，企业从某运作状态转换到一个新的运作状态总与某种突变相关。如管理层人事变动等。

可见，企业是一个耗散结构。

不过，对管理者来说，仅仅知道企业是一个耗散结构，对于管理并不能提供多少帮助，重要的是要知道怎样分析企业这个耗散结构形成的具体条件和具体原因，怎样根据企业耗散结构形成的具体条件和具体原因来形成有效的管理理论、模式和方法，

建立企业动态有序运作机制，使企业实现自己的目标。

2.企业动态有序运作机制的六大要素和三个方面

在管理中，企业耗散结构形成的六个条件和原因可以归结为建立企业动态有序运作机制的六大要素，这六大要素是∶

组分、开放；非平衡、反馈；涨落、突变。

对于企业动态有序运作机制而言，这六大要素都是不可缺少的，但是对于企业动态有序运作的不同阶段，这六大要素起的作用不一样。按照对企业动态有序运作机制形成、稳定和发展的作用而言，六大要素可分成三组。

第一组包括组分和开放两大要素，它们与企业动态有序运作机制的形成关系较大。其中组分是系统条件，开放是环境条件。只有在企业包含大量基元甚至多层次的组分，同时企业与外界之间不断地进行着能量、物质和信息交换的情况下，才可能形成企业的动态有序运作机制。

第二组包括非平衡和反馈两大要素，它们与企业动态有序运作机制的稳定关系较大。其中非平衡通常指远离平衡，反馈通常指非线性反馈。非平衡既是企业具有各方面功能的前提，也是企业在大范围内出现动态有序的前提；反馈既是企业各方面功能整合的前提，也是企业在大范围内动态有序形成和稳定的前提。非平衡和反馈保证企业的动态有序运作机制的形成和稳定。

第三组包括涨落和突变两大要素，它们与企业动态有序运作机制的发展关系较大。其中涨落通常指企业的运作在动态有序的稳定点附近来回振荡，如出现有序—无序—有序的来回振荡。而突变则是企业运作从一种动态有序状态变化到另一种动态有序状态，或者退化为无序状态。在企业运作从一种动态有序状态变化到另一种动态有序状态时，通常是取突变形式。这里的突变是两种动态有序运作状态间存在非连续的差异，而不是指人们感觉到这种变化很突然。

归结起来，上述企业动态有序运作机制建立的六大要素的第一组更多地涉及企业耗散结构的结构方面；第二组则更多地涉及企业耗散结构的稳定性方面；而第三组则更多地涉及企业耗散结构的涨落方面。因此，企业动态有序运作机制建立的六大要素又可归结为结构、稳定性和涨落三方面。

联系到耗散结构理论有时又称为结构、稳定性和涨落的科学，我们就可以更深入地来理解耗散结构理论与企业管理间的关系了。

以下具体来讨论企业动态有序运作机制的六大要素和三个方面。

3.组分、整体与企业动态有序运作的观念

“系统包含大量基元甚至多层次的组分”，即“系统包含大量要素”。以往的分析科学着重于考虑“单元”或“要素”，而系统论考虑两者：“要素”和“关系”。考虑“要素”和“关系”，从观念上讲，就形成企业动态有序运作中的系统观念。按系统观念进行管理，就要考虑由“要素”和“关系”决定的整体，由此形成企业动态有序运作的指导原理，这些指导原理包括整体性原理、动态性原理、开放性原理、环境适应性原理和综合性原理。

接照整体性原理，管理者就要站在企业整体角度来实施管理，他要思考的基本问题是，企业各组分之间要建立一种什么样的“关系”，才能出现“1+1大于2”的功能，从而使整体效果最优。

接照动态性原理，管理者就要把企业的“组分”和“关系”看做动态的，他要思考的基本问题是，怎样驾驭企业“组分”和“关系”的动态变化，才能使企业向期望的目标发展。

接照开放性原理，管理者就要有开放的思维，他要思考的基本问题是，企业系统之外的哪些物质、能量和信息对企业发展是有益的，怎样才能尽可能地去获取到这些物质、能量和信息。

接照环境适应性原理，管理者就要牢记“适者生存”的道理，他要思考的基本问题是，哪些环境因素没有变？哪些环境因素变了？企业对哪些环境因素变化可以施加影响？对哪些环境因素变化无法施加影响？企业怎样因应环境因素的变化？

接照综合性原理，管理者就要明白“综合就是创造”的道理，他要思考的基本问题是，企业系统内外的哪些东西可以综合起来，形成新的构思、新的产品、新的流程、新的机制、新的企业、新的集团。

4.信息克服混乱

在耗散结构理论中，形成耗散结构的开放条件主要讲的是物质和能量的输入输出。对于企业系统而言，物质和能量的输入输出是非常重要的，如人才、资金、设备、原材料、产出、销售等，都涉及物质和能量的输入输出，不过对于企业动态有序运作而言，信息的输入输出具有更重要的意义。

在本讲座第三讲《

混乱度在管理中的应用》中，已经讨论了组织混乱度增加对于组织运作的影响。随着混乱度的不断增加，组织变得越来越不稳定，组织管理变得越来越混乱。当混乱度增加到一定程度时，组织不再满足耗散结构存在所要求的条件，组织便不再能生存了。为了克服混乱度增加现象，组织必须不断地获取负熵。所谓负熵，也就是信息，组织必须不断地获取信息，以克服混乱度的增加。这就需要了解企业混乱的原因，获取企业运作的信息；了解市场变化，获取市场的信息。而仅仅获取企业运作和市场信息还是不够的，还要获取对这些信息进行有效处理的信息，这就是吸收人类知识宝库中有用的知识信息，掌握最新的研究进展，了解其它企业运作的经验，总结自己企业运作的经验，总之，是要学习和掌握知识信息。

要形成企业动态有序运作机制，仅仅掌握支离破碎的信息是不够的，必须全面掌握所有有价值的信息。例如消费信息通常包括：①市场上的供求情况。包括商品的进货量、销售量、销售速度，以及同类产品中某一企业（或本企业）产品的市场占有率；②市场上的消费者行为（见消费行为）与消费倾向等所反映的消费者的购买力与消费需求动向；③市场上的供求状况与价格变动趋势；④消费者对商品的品种、规格、质量、款式、价格、包装、服务等的评价、意见与要求。

不过，当今社会，信息爆炸，信息量巨大，要在大量信息中获取有价值的信息，企业就需要形成对信息进行搜集、整理、传递、存贮、加工、处理、使用的机制，加强对信息的组织和管理。从长远看，为了形成企业动态有序运作机制，还需要建立和使用计算机和通讯网络信息系统，采用先进的信息技术，围绕多层次、多渠道的信息中心，形成企业内部相互沟通的、共享信息资源的网络系统；同时应形成企业与企业、企业与市场各方面、企业与社会各方面相互沟通的、共享信息资源的网络系统。

5.开放、市场与管理模式

虽然管理者对企业的动态有序运作机制和管理模式有一定的选择自由，但是，这种选择是要受内部条件和外部环境制约的，因为企业耗散结构的形成要受系统内外条件制约。

关于管理模式受外部环境制约的问题，可参看dobig网站/管理学史的一篇叫《本尼斯的组织发展理论》的文章。该文介绍了美国当代著名组织理论研究者本尼斯的组织结构理论，本尼斯在分析当代环境时指出，“三个环境方面的进展正在深刻地影响着组织环境的结构和面貌。它们分别是科学的飞速发展、智能技术的发展、研究开发活动的增长，这些新进展重塑了环境。”

本尼斯分析了官僚制在组织的内部协调和外部适应中的弊端，本尼斯认为对官僚制的挑战将会来自两个方面。第一就是官僚制无法解决个人目标和组织目标的矛盾冲突。第二也是更严重的挑战来自于环境，科学技术革命引起的环境变革要求组织具有很强的适应能力，其结果必然是官僚制的逐渐崩溃。

本尼斯认为未来的组织结构将是有机－适应型组织。

本尼斯的组织结构理论是与耗散结构形成的理论一致的，其立论的出发点都是∶企业管理模式的选择要受系统内外条件制约。但是耗散结构形成的理论把企业管理模式的选择放在系统开放的具体条件下来考虑，因而更切合企业实际。它不是一般地肯定或否定某种企业管理模式，而只是具体地来肯定适合系统开放具体条件的管理模式，具体地来否定不适合具体的系统开放具体条件的管理模式。例如它不是一般地否定官僚制。

从耗散结构形成的理论看，官僚制组织具有以下优点∶

1.官僚制是对依靠个人专制、裙带关系、暴力威胁、主观武断以及感情用事进行管理的做法的否定。

2.官僚制理性化和由此具有的特点，正是组织达到有序运作所必须的条件，有机－适应型组织也不可能全部否定这些条件。

3.虽然从总的来看，当代环境具有动态和不确定特点，但对于具体企业而言，其具体环境则是多种多样的，对某些行业而言，官僚制有时甚至是必要的。例如酒店内部管理，往往具有官僚制的特点。

就我国的情况来讲，现有企业的管理状况究竟如何呢？应该说个人专制、裙带关系、暴力威胁、主观武断、感情用事、家族关系、官僚体制、目标管理、人性化、学习、创新、有机适应各型管理都存在，这些管理方式大多是从管理者的实际经验中形成的，并且形成了企业的一种文化。要提高我国企业的管理水平，只能从现有的状况出发，去逐步提高。例如，一个实行家族式管理的企业，采用官僚制应是一种进步。

而对企业管理模式选择来讲，则应考虑系统内外条件，具体可概括为十个如何∶

1.运作流程如何？

2.员工素质如何？

3.管理人素质如何？

4.企业历史如何？

5.企业文化如何？

6.消费者情况如何？

7.竞争者情况如何？

8.市场情况如何？

9.区域文化如何？

10.社会环境如何？

6.非平衡与约束的形成

在企业管理中，耗散结构形成的非平衡条件该如何理解？可以说，这个非平衡条件就是企业组织各部分行为