2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、復(fù)雜性和自組織理論綜述復(fù)雜性和自組織理論綜述第二次世界大戰(zhàn)以后,科學(xué)發(fā)展出現(xiàn)一個(gè)大轉(zhuǎn)折,即從簡單性科學(xué)向復(fù)雜性科學(xué)發(fā)展?,F(xiàn)代的第二次世界大戰(zhàn)以后,科學(xué)發(fā)展出現(xiàn)一個(gè)大轉(zhuǎn)折,即從簡單性科學(xué)向復(fù)雜性科學(xué)發(fā)展?,F(xiàn)代的技術(shù)和社會(huì)已經(jīng)變得十分復(fù)雜,傳統(tǒng)的研究方法和研究手段已經(jīng)不再滿足要求。這是用系統(tǒng)科學(xué)處技術(shù)和社會(huì)已經(jīng)變得十分復(fù)雜,傳統(tǒng)的研究方法和研究手段已經(jīng)不再滿足要求。這是用系統(tǒng)科學(xué)處理復(fù)雜性問題研究興起的背景??刂茖W(xué)家阿希貝提出研究復(fù)雜系統(tǒng)的

2、戰(zhàn)略。信息學(xué)家魏沃爾“科學(xué)理復(fù)雜性問題研究興起的背景??刂茖W(xué)家阿希貝提出研究復(fù)雜系統(tǒng)的戰(zhàn)略。信息學(xué)家魏沃爾“科學(xué)與復(fù)雜性”是當(dāng)時(shí)復(fù)雜性探索的最高成就,認(rèn)為未來科學(xué)主要研究有組織的復(fù)雜性。自組織理論標(biāo)與復(fù)雜性”是當(dāng)時(shí)復(fù)雜性探索的最高成就,認(rèn)為未來科學(xué)主要研究有組織的復(fù)雜性。自組織理論標(biāo)志復(fù)雜性探索的高潮。自組織理論認(rèn)為應(yīng)該以自組織為基本概念來探索復(fù)雜性的本質(zhì)和根源。志復(fù)雜性探索的高潮。自組織理論認(rèn)為應(yīng)該以自組織為基本概念來探索復(fù)雜性的本質(zhì)

3、和根源。HakenHaken基于代數(shù)復(fù)雜性定義一般復(fù)雜性,認(rèn)為復(fù)雜性研究的關(guān)鍵是對復(fù)雜系統(tǒng)時(shí)空特性和功能結(jié)構(gòu)的變基于代數(shù)復(fù)雜性定義一般復(fù)雜性,認(rèn)為復(fù)雜性研究的關(guān)鍵是對復(fù)雜系統(tǒng)時(shí)空特性和功能結(jié)構(gòu)的變化?;rigoginePrigogine學(xué)派斷言現(xiàn)代科學(xué)在一切層次上都會(huì)遇到復(fù)雜性問題,只是在復(fù)雜性的類型,程度學(xué)派斷言現(xiàn)代科學(xué)在一切層次上都會(huì)遇到復(fù)雜性問題,只是在復(fù)雜性的類型,程度和層次上有所不同,主張建立復(fù)雜性科學(xué)。他們提出的耗散結(jié)構(gòu)

4、理論為探索生物復(fù)雜性和社會(huì)復(fù)雜和層次上有所不同,主張建立復(fù)雜性科學(xué)。他們提出的耗散結(jié)構(gòu)理論為探索生物復(fù)雜性和社會(huì)復(fù)雜性奠定了基礎(chǔ)。性奠定了基礎(chǔ)。8080年代末以來,圣塔菲研究所致力于建立能夠處理一切復(fù)雜性問題的一元化理論,研究手段是年代末以來,圣塔菲研究所致力于建立能夠處理一切復(fù)雜性問題的一元化理論,研究手段是計(jì)算機(jī)模擬。雖然能夠處理一切復(fù)雜性問題的一元化理論很不現(xiàn)實(shí),因?yàn)閺?fù)雜性科學(xué)不是一門學(xué)計(jì)算機(jī)模擬。雖然能夠處理一切復(fù)雜性問題的一元

5、化理論很不現(xiàn)實(shí),因?yàn)閺?fù)雜性科學(xué)不是一門學(xué)科,而是未來科學(xué)的總稱。但他們關(guān)于演化經(jīng)濟(jì)學(xué),人工生命,復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng),免疫系統(tǒng),科,而是未來科學(xué)的總稱。但他們關(guān)于演化經(jīng)濟(jì)學(xué),人工生命,復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng),免疫系統(tǒng),HopfieldHopfield網(wǎng)絡(luò)模型,自動(dòng)機(jī)網(wǎng)絡(luò),“混沌邊緣”的研究成果深化了學(xué)術(shù)界對復(fù)雜性和復(fù)雜性科學(xué)的網(wǎng)絡(luò)模型,自動(dòng)機(jī)網(wǎng)絡(luò),“混沌邊緣”的研究成果深化了學(xué)術(shù)界對復(fù)雜性和復(fù)雜性科學(xué)的認(rèn)識。錢學(xué)森提出開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)概念并制定一套研

6、究方法,他把復(fù)雜性研究納入系統(tǒng)科學(xué)體認(rèn)識。錢學(xué)森提出開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)概念并制定一套研究方法,他把復(fù)雜性研究納入系統(tǒng)科學(xué)體系,采用系統(tǒng)概念解釋復(fù)雜性。現(xiàn)在還不可能給復(fù)雜性下一個(gè)精確的,統(tǒng)一的定義。我認(rèn)為應(yīng)該從系,采用系統(tǒng)概念解釋復(fù)雜性?,F(xiàn)在還不可能給復(fù)雜性下一個(gè)精確的,統(tǒng)一的定義。我認(rèn)為應(yīng)該從系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性角度出發(fā)來定義復(fù)雜性,即復(fù)雜性是開放的,元素之間關(guān)聯(lián)方式差異顯著的,多系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性角度出發(fā)來定義復(fù)雜性,即復(fù)雜性是開放的,元素之

7、間關(guān)聯(lián)方式差異顯著的,多層次巨系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性。層次巨系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性。下面介紹自組織理論及用系統(tǒng)論的觀點(diǎn)來研究復(fù)雜性。下面介紹自組織理論及用系統(tǒng)論的觀點(diǎn)來研究復(fù)雜性。耗散結(jié)構(gòu)理論(耗散結(jié)構(gòu)理論(19671967年P(guān)rigoginePrigogine創(chuàng)建)認(rèn)為一個(gè)遠(yuǎn)離平衡的開放系統(tǒng)通過不斷與外界交換物質(zhì)創(chuàng)建)認(rèn)為一個(gè)遠(yuǎn)離平衡的開放系統(tǒng)通過不斷與外界交換物質(zhì)和能量,在外界條件變化達(dá)到一定閾值時(shí),就可能從原來的無序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N在時(shí)空上或功

8、能上和能量,在外界條件變化達(dá)到一定閾值時(shí),就可能從原來的無序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N在時(shí)空上或功能上有序的狀態(tài)。一個(gè)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自組織而形成耗散結(jié)構(gòu)必須滿足:有序的狀態(tài)。一個(gè)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自組織而形成耗散結(jié)構(gòu)必須滿足:(1)系統(tǒng)開放,系統(tǒng)充分開放就有可能驅(qū)使系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡態(tài)。)系統(tǒng)開放,系統(tǒng)充分開放就有可能驅(qū)使系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡態(tài)。(2)系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡態(tài)。)系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡態(tài)。(3)系統(tǒng)內(nèi)部強(qiáng)烈的非線性作用,正反饋成為系統(tǒng)演化的建設(shè)性作用。)系統(tǒng)內(nèi)部強(qiáng)烈的非線性

9、作用,正反饋成為系統(tǒng)演化的建設(shè)性作用。(4)漲落,系統(tǒng)形成耗散結(jié)構(gòu)的源動(dòng)力。)漲落,系統(tǒng)形成耗散結(jié)構(gòu)的源動(dòng)力。耗散結(jié)構(gòu)理論認(rèn)為系統(tǒng)通過漲落達(dá)到有序,其中非線性正反饋對于導(dǎo)致漲落放大有著決定性意耗散結(jié)構(gòu)理論認(rèn)為系統(tǒng)通過漲落達(dá)到有序,其中非線性正反饋對于導(dǎo)致漲落放大有著決定性意義。耗散結(jié)構(gòu)可以看作由于物質(zhì)和能量交換而穩(wěn)定了的巨漲落。通過漲落達(dá)到有序?qū)嵸|(zhì)是通過競爭義。耗散結(jié)構(gòu)可以看作由于物質(zhì)和能量交換而穩(wěn)定了的巨漲落。通過漲落達(dá)到有序?qū)嵸|(zhì)是通

10、過競爭實(shí)現(xiàn)協(xié)同,因此競爭和協(xié)同是系統(tǒng)自組織演化的動(dòng)力和源泉。實(shí)現(xiàn)協(xié)同,因此競爭和協(xié)同是系統(tǒng)自組織演化的動(dòng)力和源泉。19771977年HakenHaken在把握激光一類非平衡相變內(nèi)在機(jī)制的基礎(chǔ)上,吸收耗散結(jié)構(gòu)理論和突變理論的合在把握激光一類非平衡相變內(nèi)在機(jī)制的基礎(chǔ)上,吸收耗散結(jié)構(gòu)理論和突變理論的合理內(nèi)核,創(chuàng)建了一套處理各種非平衡相變的統(tǒng)一方法,統(tǒng)一地解決了系統(tǒng)從無序到有序的過程。役理內(nèi)核,創(chuàng)建了一套處理各種非平衡相變的統(tǒng)一方法,統(tǒng)一地解決

11、了系統(tǒng)從無序到有序的過程。役使原理和最大熵原理是協(xié)同學(xué)的兩大基本原理。協(xié)同學(xué)認(rèn)為系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)子系統(tǒng)之間的相互作用導(dǎo)使原理和最大熵原理是協(xié)同學(xué)的兩大基本原理。協(xié)同學(xué)認(rèn)為系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)子系統(tǒng)之間的相互作用導(dǎo)致系統(tǒng)的質(zhì)變。每個(gè)子系統(tǒng)存在自發(fā)地傾向無序的運(yùn)動(dòng)和子系統(tǒng)之間關(guān)聯(lián)引起的協(xié)調(diào),合作的運(yùn)致系統(tǒng)的質(zhì)變。每個(gè)子系統(tǒng)存在自發(fā)地傾向無序的運(yùn)動(dòng)和子系統(tǒng)之間關(guān)聯(lián)引起的協(xié)調(diào),合作的運(yùn)動(dòng)。協(xié)同學(xué)采用相變理論中的序參量來刻畫系統(tǒng)有序程度。序參量通過子系統(tǒng)的競

12、爭和協(xié)同產(chǎn)生并動(dòng)。協(xié)同學(xué)采用相變理論中的序參量來刻畫系統(tǒng)有序程度。序參量通過子系統(tǒng)的競爭和協(xié)同產(chǎn)生并支配著各個(gè)子系統(tǒng)。各個(gè)子系統(tǒng)對序參量的支配著各個(gè)子系統(tǒng)。各個(gè)子系統(tǒng)對序參量的口,當(dāng)控制參數(shù)在混沌區(qū)內(nèi)變化時(shí),系統(tǒng)作混沌與周期兩種運(yùn)動(dòng)?;煦缇哂凶酉嗨茖哟吻短捉Y(jié)構(gòu)???,當(dāng)控制參數(shù)在混沌區(qū)內(nèi)變化時(shí),系統(tǒng)作混沌與周期兩種運(yùn)動(dòng)。混沌具有子相似層次嵌套結(jié)構(gòu)?;煦缇哂薪Y(jié)構(gòu)普適性和測度普適性。混沌理論認(rèn)為復(fù)雜性來自混沌的邊緣。促使人們更加深刻地認(rèn)混沌具

13、有結(jié)構(gòu)普適性和測度普適性。混沌理論認(rèn)為復(fù)雜性來自混沌的邊緣。促使人們更加深刻地認(rèn)識無序和有序的相互轉(zhuǎn)化,確定性和隨機(jī)性的統(tǒng)一,穩(wěn)定性和不穩(wěn)定性的結(jié)合,自組織過程的復(fù)雜識無序和有序的相互轉(zhuǎn)化,確定性和隨機(jī)性的統(tǒng)一,穩(wěn)定性和不穩(wěn)定性的結(jié)合,自組織過程的復(fù)雜性。在某些臨界點(diǎn)上,控制參量變化引起系統(tǒng)定性性質(zhì)(如定態(tài)點(diǎn)的類型,個(gè)數(shù),在相空間的分布性。在某些臨界點(diǎn)上,控制參量變化引起系統(tǒng)定性性質(zhì)(如定態(tài)點(diǎn)的類型,個(gè)數(shù),在相空間的分布以及穩(wěn)定性)的變

14、化稱為分叉。以及穩(wěn)定性)的變化稱為分叉。分叉理論研究分叉的類型,發(fā)生條件,如何求分叉解以及解的穩(wěn)定性,解的對稱破缺等。與突分叉理論研究分叉的類型,發(fā)生條件,如何求分叉解以及解的穩(wěn)定性,解的對稱破缺等。與突變理論不同,突變理論強(qiáng)調(diào)的是臨界點(diǎn)上變化的不連續(xù)性,而分叉理論強(qiáng)調(diào)的是臨界點(diǎn)的多重性和變理論不同,突變理論強(qiáng)調(diào)的是臨界點(diǎn)上變化的不連續(xù)性,而分叉理論強(qiáng)調(diào)的是臨界點(diǎn)的多重性和選擇性。分叉意味著獲取新質(zhì)的不確定性,這是由于系統(tǒng)在自組織過程中

15、系統(tǒng)內(nèi)部的不確定性和環(huán)選擇性。分叉意味著獲取新質(zhì)的不確定性,這是由于系統(tǒng)在自組織過程中系統(tǒng)內(nèi)部的不確定性和環(huán)境因素的不確定性。分叉是系統(tǒng)演化過程中一種普遍存在的動(dòng)力學(xué)機(jī)制。系統(tǒng)演化過程中經(jīng)過一系境因素的不確定性。分叉是系統(tǒng)演化過程中一種普遍存在的動(dòng)力學(xué)機(jī)制。系統(tǒng)演化過程中經(jīng)過一系列的分叉而形成逐級分叉序列,不斷分叉導(dǎo)致系統(tǒng)的多樣性和復(fù)雜性不斷增加。系統(tǒng)后續(xù)演化所建列的分叉而形成逐級分叉序列,不斷分叉導(dǎo)致系統(tǒng)的多樣性和復(fù)雜性不斷增加。系統(tǒng)

16、后續(xù)演化所建立的定態(tài)與先前經(jīng)過的分叉路徑有關(guān),第一次揭示物理系統(tǒng)存在歷史性。當(dāng)分叉點(diǎn)上存在不止一個(gè)立的定態(tài)與先前經(jīng)過的分叉路徑有關(guān),第一次揭示物理系統(tǒng)存在歷史性。當(dāng)分叉點(diǎn)上存在不止一個(gè)新的穩(wěn)定分支解時(shí),系統(tǒng)有兩種選擇方式:誘導(dǎo)破缺方式和自發(fā)破缺方式。分叉的基本類型有鞍結(jié)新的穩(wěn)定分支解時(shí),系統(tǒng)有兩種選擇方式:誘導(dǎo)破缺方式和自發(fā)破缺方式。分叉的基本類型有鞍結(jié)分叉、跨臨界分叉、叉式分叉、霍普夫分叉、單極限環(huán)分叉、環(huán)面分叉、吸引子分叉。分叉、跨

17、臨界分叉、叉式分叉、霍普夫分叉、單極限環(huán)分叉、環(huán)面分叉、吸引子分叉。系統(tǒng)論的基本原理:系統(tǒng)論的基本原理:(1)整體性原理。系統(tǒng)是由若干要素組成的具有獨(dú)立要素所沒有的性質(zhì)和功能的有機(jī)整體,表現(xiàn)出)整體性原理。系統(tǒng)是由若干要素組成的具有獨(dú)立要素所沒有的性質(zhì)和功能的有機(jī)整體,表現(xiàn)出整體的性質(zhì)和功能不等于各個(gè)要素性質(zhì)和功能的簡單疊加。整體的性質(zhì)和功能不等于各個(gè)要素性質(zhì)和功能的簡單疊加。(2)層次性原理:由于組成系統(tǒng)的各個(gè)要素存在各種差異,系統(tǒng)組

18、織在地位和作用,結(jié)構(gòu)和功能上)層次性原理:由于組成系統(tǒng)的各個(gè)要素存在各種差異,系統(tǒng)組織在地位和作用,結(jié)構(gòu)和功能上表現(xiàn)出具有質(zhì)的差異的等級秩序性即層次性。表現(xiàn)出具有質(zhì)的差異的等級秩序性即層次性。(3)開放性原理:系統(tǒng)具有不斷與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì),能量,信息交換的性質(zhì)和功能,開放性是系)開放性原理:系統(tǒng)具有不斷與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì),能量,信息交換的性質(zhì)和功能,開放性是系統(tǒng)演化的前提,也是系統(tǒng)穩(wěn)定的條件。統(tǒng)演化的前提,也是系統(tǒng)穩(wěn)定的條件。(4)目

19、的性原理:系統(tǒng)在與環(huán)境相互作用的過程中,在一定范圍內(nèi)系統(tǒng)的發(fā)展和變化幾乎不受條件)目的性原理:系統(tǒng)在與環(huán)境相互作用的過程中,在一定范圍內(nèi)系統(tǒng)的發(fā)展和變化幾乎不受條件和途徑的影響,表現(xiàn)出某種趨向預(yù)定狀態(tài)的特性。和途徑的影響,表現(xiàn)出某種趨向預(yù)定狀態(tài)的特性。(5)突變性原理:系統(tǒng)失穩(wěn)而發(fā)生狀態(tài)變化是一個(gè)突變過程,是系統(tǒng)質(zhì)變的一種基本形式。系統(tǒng)發(fā))突變性原理:系統(tǒng)失穩(wěn)而發(fā)生狀態(tài)變化是一個(gè)突變過程,是系統(tǒng)質(zhì)變的一種基本形式。系統(tǒng)發(fā)展過程中存在分叉

20、而且突變方式很多,使系統(tǒng)質(zhì)變和發(fā)展也存在多樣性。展過程中存在分叉而且突變方式很多,使系統(tǒng)質(zhì)變和發(fā)展也存在多樣性。(6)穩(wěn)定性原理:開放系統(tǒng)能夠在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行自我調(diào)節(jié),保持和恢復(fù)系統(tǒng)原有的有序狀態(tài),)穩(wěn)定性原理:開放系統(tǒng)能夠在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行自我調(diào)節(jié),保持和恢復(fù)系統(tǒng)原有的有序狀態(tài),功能結(jié)構(gòu),具有一定自我穩(wěn)定的能力。功能結(jié)構(gòu),具有一定自我穩(wěn)定的能力。(7)自組織原理:開放系統(tǒng)由于復(fù)雜的非線性作用而使?jié)q落得以放大,從而產(chǎn)生更大范圍更強(qiáng)烈的

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