管理应用系统科学与思想发展(doc92)-经营管理(编辑修改稿)

管理应用系统科学与思想发展(doc92)-经营管理(编辑修改稿)内容摘要：

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 中国最大的管 理 资料下载中心 (收集 \整理 . 大量免费资源共享 ) 第 8 页 共 76 页 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。 中国最大的管 理 资料下载中心 (收集 \整理 . 大量免费资源共享 ) 第 9 页 共 76 页 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∶。 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 ，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。 ，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。 (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。 中国最大的管 理 资料下载中心 (收集 \整理 . 大量免费资源共享 ) 第 10 页 共 76 页 (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∶。 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： ，包括自然科学和社会科学，有着走向综合的普遍趋势。 ，可使我们更接近于科学大统一的目标。 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。