耗散结构理论的生态意义

耗散结构理论的生态意义（通用10篇）

耗散结构理论的生态意义 篇1

耗散结构理论的生态意义

耗散结构(Dissipative structure)着力于对远离平衡态的开放系统进行研究.“它的意义远不止于物理学和化学”(托夫勒),还具有相当广泛的社会意义.本文着重对其生态意义进行分析,欲从另一个角度阐明生态保护的`重要性.

作 者：王谋 WANG Mou  作者单位：成都理工学院,四川,成都,610059 刊 名：山西高等学校社会科学学报 英文刊名：SOCIAL SCIENCES JOURNAL OF COLLEGES OF SHANXI 年，卷(期)：2001 13(9) 分类号：B-49 关键词：耗散结构   熵   生态平衡   可持续发展  

耗散结构理论的生态意义 篇2

通过对文献进行梳理发现,范如国较早将耗散结构理论与技术创新结合起来进行研究,分析了技术创新系统的耗散结构特征,对技术创新系统的非均衡扩散进行了研究[2]。随着协同创新活动的开展,学者们先后将耗散结构理论与协同创新体系结合起来研究,如曾德明指出国家科技创新体系是一个开放性系统,形成耗散结构是其理想状态[3],苏屹提出从物质、能量、信息三个角度来分析,协同创新系统是具有自组织特性的,而具有自组织特性的协同创新系统可以运用耗散结构理论进行研究[4],这为后续研究提供了理论支撑。在目前的研究成果中,耗散结构理论与协同创新的结合研究主要有以下内容: 第一,动力机制研究,如金高云运用耗散结构理论分析了产学研技术创新动力机制[5],第二,区域协同创新能力评价研究,如邓富民以耗散结构理论为基础提出了区域协同创新能力的测度方法[6],第三,技术创新企业的相关研究,如李志强运用耗散结构理论和熵理论建立了企业技术创新与商业模式创新协同的熵变模型[7],苏屹在耗散结构理论视角下对大中型企业的技术创新问题进行了研究,建立了企业技术创新的Brussels模型[8]。

在此基础上本文的主要贡献有: 第一,在耗散结构理论视角下来研究协同创新系统的耗散结构判定,全面系统的分析协同创新的可持续发展问题;第二,本文的研究对象是协同创新系统,这一系统区别于产学研联盟、政产学研联盟等松散不系统的模式,它是具备共同利益和共同行动的系统,具有资源、信息、要素等交叉共享的网络化特征,是多主体的、异质性的联合组织; 第三,本文对Brussels模型进行了较为科学的转译,区别于前人运用具体因素对某一具体主体的Brussels模型赋值的做法,从宏观的角度提出了系统是否形成耗散结构的判据。

1理论概述及研究逻辑

1.1耗散结构理论

德国物理学家克劳修斯于1865 年提出了熵定律,它表明在封闭系统中,任何不可逆过程都将导致熵的增加,且会自动增加到并且稳定在最大熵状态,从而系统处于混乱无序的状态,要提高系统运行效率,就要降低系统熵值[9]。耗散结构理论是诺贝尔奖获得者普里戈金( I. Prigogine) 于1969 年提出的,它是熵定律的延伸,基本内涵是: 一个远离平衡的开放系统,当外界条件变化达到某一特定阈值时,系统通过不断与外界进行物质交换和能量交换,会从原来的无序状态转化为一种时间、空间或功能的有序状态,此时形成的远离平衡的、稳定有序的结构称为耗散结构[10]。因此本文认为形成这种耗散结构的协同创新系统可以提高环境适应性,迅速的对复杂的外部环境做出反应。

1. 2 研究逻辑

根据耗散结构理论可知,协同创新系统的熵由来自于内部的正熵及来源于外部环境的负熵构成:正熵是无序的本因,是系统运行到一定阶段的必然结果,这是因为在协同创新实践中,如系统封闭运行,与外界联系不够,系统内部运行的各个因素不能满足系统运行的需要时,它们之间的矛盾就会激化,从而产生负能量导致内部运行不畅; 负熵是有序的来源,必须依赖于外界环境的输入,在协同创新系统与外界接轨,市场化程度不断提升的过程中,外部环境就会为系统的运行带来有效能量,从而中和内部产生的正熵,使系统运行良好。本文的研究逻辑如下: 首先分析协同创新系统正熵、负熵的具体构成,建立正负熵流指标体系; 随后建立协同创新系统的Brussels模型,从而得出协同创新系统是否形成耗散结构的判定依据; 最后,采用熵值法实现正熵和负熵的计算与比较。

2 协同创新系统正负熵流指标体系的建立

根据指标体系建立的逻辑性、科学性、全面性等原则,本文将指标体系设计为四个层次: 目标层、要素层、变量层、状态层。

2. 1 协同创新系统正熵流指标体系

协同创新系统内部因素产生的正熵是其处于无序状态的根源。从协同创新的内涵上看,协同创新系统的内部运行是 “官产学研中”五个创新主体进行资源优化以及合作创新的过程,协同创新系统的内部运作就包含资源整合与主体互动两个维度,而主体互动包含了主体间的相互协作和知识转移两个方面; 从协同创新系统的构成上看,系统必须通过加强各个主体的参与程度以及相互间的协作来维护系统的内部环境。因此,本文用协同创新系统的资源要素、协作关系及知识转移与转化能力来刻画系统正熵,如表1 所示:

2. 2 协同创新系统的负熵流指标体系

外部环境变量是影响协同创新系统的控制变量,是与协同创新系统的存在与发展有关的各种外在事物和条件的集合,是其负熵产生的源泉。根据协同创新运作机理中外部反馈的构成可知,协同创新系统的外部环境包括了政治环境、产业环境、社会环境、创新环境等[11],根据协同创新的定义,用户作为协同创新活动的终端,是协同创新实现的最终调节者,是系统与市场接轨的重要因素,因此,用户的行为是负熵流的重要组分[12]。本文从宏观和中观两个层面出发建立了协同创新系统的负熵流指标体系。如表2 所示:

3 协同创新系统耗散结构的判据分析及熵值计算依据

Brussels模型提供了完整的耗散结构量化分析的方法论,它对耗散结构的产生条件做出了有关量化的判断性断言,这一断言对于我们研究协同创新系统中正熵和负熵之间的关系,以及判断协同创新系统是否形成耗散结构,提供了理论依据和可操作的数学模型依据[13]。

3. 1 Brussels基本模型

Brussels模型描述的化学反应如下:

其中: A、B为初始反应物,在反应中不断消耗,又不断从外界得到补充,浓度保持不变; D、E为反应产物; X、Y为中间组分,其浓度可以随时间变化而变化。对上述化学反应做归一化处理得出以下方程组:

通过对( 2) 式进一步计算得出: 当A > 0,B >0 时,方程的唯一定态解是: X = A,Y = B / A定态的线性稳定性分支表明B可视为分支参数,B = 1 + A2时,H为Hopf分支点,当B < 1 + A2时,系统不能成为耗散结构; 当B > 1 + A2时,模型出现稳定的周期振荡解,从而形成耗散结构。因此,Brussels模型所代表的协同创新系统形成耗散结构的动力学临界条件就是: B > 1 + A2。

3. 2 协同创新系统的布鲁赛尔模型

Brussels模型是化学领域的,在对它赋予协同创新的概念时,必须服从原始模型的基础条件和逻辑关系。化学反应中一种物质浓度的增加导致另一种生成物质浓度的增加( 减少) ,我们可以理解为前者是后者的原因( 反向原因) ,两者之间存在着正向( 反向) 的关系。因此,本文的转译如下:

A、B——— 为协同创新系统在进行协同创新活动过程中熵的组分,A代表正熵,B代表负熵;

D、E——— 为正熵、负熵相互作用下形成的协同创新系统的两种可能状态,D为耗散结构,E为非耗散结构[14];

X、Y——— X代表系统自身产生的无效能量,Y代表与外界交换能量物质信息所获得的能量。

将上述含义带入基本反应式,可以建立协同创新系统的Brussels模型如下:

:协同创新系统在未与外界进行能量、物质和信息的交换之前,在系统不可逆的发展过程中,由于内部矛盾的产生,会产生正熵,并且导致系统能量从有效能转化为无效能;

:表示协同创新系统在与外界进行互动时,会产生负熵,在与正熵的相互作用下,使系统获得来自于外界的能量,促使系统往有序的方向发展。负熵对于X有消减作用,可理解为在系统与外界进行互动的过程中,冲减了由正熵产生的无效能量;

:这描述的是一个自催化反应,X既是反应物又是生成物,表示协同创新系统在发展过程中,当系统内部矛盾较为复杂时,从外界获得的能量无法完全中和无效能量;

:这一式子可用熵定律来解释,任何不可逆过程都会产生熵增,会自动增加到最大熵状态且稳定在最大熵状态,当协同创新系统稳定在这一状态下时,系统是混乱无序的,不可能形成耗散结构。

3. 3 协同创新系统形成耗散结构的判定依据

根据Brussels模型的结果,系统的正熵和负熵之间存在一定的关系。当负熵值B小于阀值1 + A2时,系统正熵起主导作用,处于无序状态; 当B值等于阀值1 + A2时,系统处于临界状态; 当B值大于阀值1 + A2时,系统负熵起主导作用,此时系统形成耗散结构。因此,结合协同创新系统的Brussels模型,协同创新系统形成耗散结构的判据为:

3. 4 协同创新系统正负熵值的计算方法

根据统计物理学,假设在一个二元系统中,物质1有n1个分子,物质2 有n2个分子,根据波尔兹曼公式可得出系统熵值:。

同理,在多元系统中也可根据这一原理计算熵值。评价对象某项指标的熵值越大,意味着指标提供的有效信息量越小,权重也越小,反之则越大,因此,可用熵值法来计算各指标的熵值,为多指标的综合评价提供计算依据[15]。根据正熵流指标体系,共有21 个评价指标,N = 5 个评价等级,设指标数据矩阵为A = ( aij)21 × 5。

根据协同创新系统负熵流指标体系,共有21 个评价指标,N = 5 个评价等级,指标数据矩阵为B =( bij)21 × 5,令,同理可得,协同创新系统的负熵值为:

4 实证分析———以重庆自主品牌汽车协同创新中心为例

本文以重庆自主品牌汽车协同创新中心为例进行实证分析,来验证协同创新系统Brussels模型。本文以协同创新中心各个主体的主要负责人为调查对象,通过调查问卷获取基础数据,共发出问卷55份,回收50 份,有效问卷48 份。正熵流指标数据矩阵为A = ( aij)21 × 5,负熵流指标数据矩阵为B =(bij)21×5。

4. 1 正负熵流的计算与结果

本文根据式( 5) 到式( 10) ,结合问卷统计得到的基础数据,计算出了协同创新系统的正熵值和负熵值。计算结果如表3 和表4 所示。

4. 2 协同创新系统形成有序结构的判定结果及分析

| B | = 0. 8036,1 + A2= 1. 7177,由此可见B < 1 +A2,根据协同创新系统形成耗散结构的判据( 式4)可知,重庆自主品牌汽车协同创新中心没有形成耗散结构,处于初步发展阶段,还未达到高效率有序运行的状态,通过上表计算结果,可以看出造成这一结果的根本原因是正熵值偏高而负熵值偏低。

从表3 可以看出,造成正熵值偏高的原因是: 协同创新系统基础资源要素的投入与建设力度不够,协同机制不完善以及知识转移能力不足等。具体表现为: 企业对新产品的研发经费支出力度不够,熵值0. 913 0; 高校研发课题经费投入不足,熵值0. 895 1;科技中介机构服务能力低下,熵值0. 908 0; 利益分配机制不合理,熵值0. 924 4; 创新奖励制度不合理,熵值0. 904 6; 专利制度体系不够完善,熵值0. 898 1;沟通有效程度不够,熵值0. 905 4; 知识受体的吸收能力不足,熵值0. 901 1; 新产品销售收入占所有产品销售收入的比重不高,熵值0. 935 0。

从表4 可以看出,造成负熵值偏低的主要原因是行业环境与市场环境的不成熟。具体表现为: 行业结构不合理,熵值- 0. 787 8; 行业的基本获利能力和潜力不够,熵值- 0. 777 8; 市场竞争强度不合理,熵值- 0. 717 5; 用户对知识技术创新产品的需求不足,熵值- 0. 796 7; 用户的消费素质不高,熵值- 0. 772 4; 用户对自主品牌的热衷程度不够,熵值- 0. 796 9; 云计算的推广与运用程度不高,熵值0. 797 5; 信息系统的标准化程度不够, 熵值-0. 706 2。在以上这些原因中,代表市场环境的指标居多,说明该协同创新系统的市场化程度还不够。

4.3政策建议

通过上述分析,重庆自主品牌汽车协同创新中心可以采取以下三方面的措施来抑制和改善协同创新系统中产生正熵的不利因素,促使负熵的产生和增加。

第一,完善资金投入体系,提升科技中介结构的服务能力。重庆自主品牌汽车协同创新中心应强化政府金融支持,进一步加大对高校科研项目的支持力度,给予协同创新企业更多的优惠政策,促使高校和企业加大研发投入,同时应鼓励社会资金的投入。重庆自主品牌汽车协同创新中心应设立扶持中介机构专项资金,加大对科技中介机构的扶持力度,促使服务能力提升。

第二,完善协同创新机制,建立多主体沟通协调体系。重庆自主品牌汽车协同创新中心应从整体上进行规划,系统思考,逐步建立符合协同创新实际情况的创新机制。完善利益分配机制、创新奖励制度、专利制度体系等创新机制,尤其要注重专利制度的完善,注重知识产权保护。完善的协同创新机制是良好创新氛围的保障,主体成员之间应相互认可与信任,建立起多主体的沟通协调体系。

第三,充分发挥市场机制的作用,提升市场化程度。协同创新系统区别于产学研联盟等模式的最大特点在于它是与市场紧密结合的,而用户作为协同创新活动的终端,是系统与市场接轨的重要因素。因此重庆自主品牌汽车协同创新中心应充分发挥市场机制的引导作用,与用户充分接触,了解用户对创新产品的需求,提升用户对自主创新品牌的热衷程度,为市场化程度的提升打下基础。

5 结论

本文从系统科学的角度出发,基于耗散结构理论,为协同创新系统耗散结构的判定提供了可借鉴的分析方法,主要创新点为: 建立了较为全面的协同创新系统正负熵流指标体系; 建立了科学合理的协同创新系统Brussels模型,对模型中的各个因素进行了详细的阐释,并运用熵值法为协同创新系统耗散结构判定的计算方法。对协同创新系统耗散结构的判定进行研究,有利于认清协同创新系统的内外部环境以及发现协同创新系统存在的问题,可以为协同创新系统运行状况的考察以及协同创新系统未来发展措施的调整提供依据,使协同创新系统的内外部环境相协调,促进协同创新系统的可持续发展。在进行实际操作时,应根据协同创新系统的实际情况对正负熵流指标体系进行调整,以期能真实反映协同创新系统的运行情况。

摘要：基于耗散结构理论,为协同创新系统耗散结构的判定提供可借鉴的分析方法。首先建立协同创新系统正负熵流指标体系;随后对Brussels模型进行转译,建立协同创新系统的Brussels模型,提出协同创新系统形成耗散结构的判据,并以熵值法为正负熵值的计算依据;最后以重庆自主品牌汽车协同创新中心为例,通过问卷调查法获取协同创新系统正负熵流指标的基础数据,进行实证分析,据此判定其是否形成耗散结构并提出对策建议。

耗散结构理论对化学教学的启发 篇3

建立开放性的教学系统。教师对教材的把握不仅需要扣得准，而且需要放得开。如，制取氯气的实验教学中，教师在介绍教材中内容的基础上，可通过研究性学习的指导，引导学生思考能否用其他的物质代替二氧化锰，如何除去氯气中的氯化氢，如何干燥氯气，如何减少氯气的污染，能否设计更简约化的制氯气的装置等。通过开放教学内容，引领学生思维向更深处漫朔。

教学手段的开放，就是要注意多种教学手段的合理运用，充分调动学生的多重积极性。教师在教学中不仅可以整合传统直观的、演示的、讲述的、讨论等教学手段，而且更应该充分发挥多媒体计算机传播大信息量、提供直观形象的化学画面、模拟不易操作的实验、快速正确地处理实验数据、进行知识的多元表征等优点。

建构思维系统的非平衡态。实践表明，化学实验过程中所展示的一些新颖奇特、趣味盎然的实验现象可以有效地将学生引人一种急欲解决问题的“愤悱”状态。

创设新奇性实验。实验教学过程所再现的一些新异奇特的实验现象常会在给学生的感观造成强烈刺激的同时，使学生的思维处于非平衡态。如，学习硫的氧化物时，课前将一束鲜艳夺目的鲜花插在集气瓶中，学生的注意力全部集中在花上，情绪高涨。教师说，美丽的鲜花在—定条件下也会被腐蚀。请学生注意观察将H2SO3溶液喷洒在花朵上，花朵就变得暗淡、苍白。接着，教师提问“为什么会产生这种现象呢”，由此引入新课。奇特的现象诱发了学生的学习动机，给学生带来心灵震撼的同时，也导致了思维非平衡态的出现，从而使教学获得最佳效果。

借助疑惑性实验。在化学实验教学中，借助于疑惑性实验给学生造成的强烈的认知冲突，可以有效地创设思维的非平衡态。如，为了了解电池性状，运用实验手段来创设教学情景。铁是比较活泼的金属，铜是不活泼金属。铁能与稀硫酸反应，铜则不能，这是学生已经知道的事实，如果把这两种金属连接在一起，同时放到稀硫酸中会发生什么现象呢？在实验中，学生会发现，左边的烧杯里，铁丝上有气泡放出；在右边的烧杯里，铜丝上也有气泡放出，为什么呢？实验中产生的各种问题不断引发学生思考，诱使他们进入认知的非平衡态。

设置矛盾性实验。化学实验中所出现的一些或与学生的先前认识相悖，或与所预测的现象有违，以及在不同情况下所出现的实验结果“自相矛盾”的情况，常常可以置学生的思维于“进退维谷”的窘境，促使学生的思维系统远离非平衡状态之后达到更高的有序状态。如，为了巩固AI（OH）3是两性氢氧化物等有关知识，教师可设计实验：向AlCl3溶液中加入适量的NaOH溶液，出现絮状沉淀后，继续滴入NaOH溶液。絮状沉淀便消失了。为什么絮状沉淀AI（OH）3能与NaOH溶液反应呢，从而产生矛盾情境，诱导学生思索。

引入涨落的触发机制。在教学过程中，教师若能积极创设良好的思维环境，则可有效地诱发学生思维“巨涨落”的产生。因此，教师应及时注意和把握教学系统内外的各种“涨落”现象，促成系统向有利于分支形成和发展的方向演化，避免教学系统混沌状态的出现。

如，在指导学生学习溶液pH的计算时，先让学生思考pH=5的盐酸稀释10倍后，pH=？通过分析，学生很容易得出pH=6。接着，再让他们练习：稀释100倍、1000倍后溶液的pH为多少？若将题目改成pH=9的NaOH溶液分别稀释10倍、100倍、1000倍又如何呢？学生紧张地练习着，教师也在寻找突破难点的时机。突然一位“机灵鬼”一拍桌子，大声说：“老母鸡怎能变成鸭？”教师抓住时机，马上请这位学生说说他想到了什么。听这位学生一解释，大家恍然大悟，酸经过稀释不可能变成碱，碱也不可能经过稀释变成酸。那问题出在哪呢？学生思维的积极性被极大地调动起来，经过讨论很快得出“都是水的电离惹的祸”。因此，教师要抓住教学系统中的小涨落或采取一些适当变革措施和手段创造小涨落，从而促进系统跃迁到新的有序状态。

（作者单位：崇阳县城关中学）

责任编辑 严 芳

耗散结构与园林艺术的逻辑行程 篇4

耗散结构与园林艺术的逻辑行程

耗散结构被称为第三次浪潮的文化,20世纪下半叶科学思想的代表,它解决了自然科学和社会科学中的许多难题,对世界科学图景和人类思维方式产生了深刻的.影响.从耗散结构角度研究园林艺术发展的逻辑行程,对当今园林建设具有指导意义.

作 者：韩步阳 Han Buyang 作者单位：江苏省射阳县海通镇人民政府,江苏,射阳,224343刊 名：林业勘察设计英文刊名：FORESTRY PROSPECT AND DESIGN年，卷(期)：“”(1)分类号：S7关键词：园林艺术 耗散结构 开放 非平衡 非线性 涨落

基于耗散结构理论的社会治理思考 篇5

一、耗散结构理论及其主要观点

耗散结构是一种远离平衡态的开放有序结构。耗散结构理论是比利时普利高津 (I.Prigogine) 在贝特朗菲系统论的基础上, 1969年提出的一门揭示复杂系统中自组织运动规律的重要理论。普利高津认为, “在远离平衡态条件下, 我们可能得到从无序、混沌到有序的转变。产生一些物质的新力学态, 反映给定系统与其周围环境相互作用的态。我们把这些新的结构叫做耗散结构”。[1]系统学中, 通常用有序、无序、平衡、非平衡等描述客观事物状态。所谓的有序是指系统内部各要素之间有特定规则的联系或转化;无序是指系统内部各要素在运动转化上体现无规律性。无论自然系统还是社会系统都存在两种有序系统:一类是动态有序, 其所形成的系统称为非平衡系统;一类是静态有序, 所形成的系统称为平衡系统。[2]

耗散结构是一个动态的稳定有序结构, 与静态的平衡结构不同, 它是"活"的稳定有序结构, 在远离平衡情况下可通过涨落从无序到有序, 并从一种耗散结构向另外一种更高层次的耗散结构发展和跃迁。耗散结构理论认为, 系统要保持动态有序就一定得满足系统处于开放状态、系统远离平衡状态、系统内存在非线性交互作用并产生涨落三大要件。这三大条件相互作用, 相互影响。耗散结构理论是揭示开放非平衡系统有序进化规律的理论, 对社会学、管理学、经济学等学科具有重要的借鉴意义。

二、社会治理系统具有的耗散结构特征

“耗散结构理论”运用到社会治理的理论解构和分析上, 表现为以下四个层面:

第一, 社会治理系统是对外开放的自组织系统。开放性是耗散结构的基本特征。一个结构稳定有序的系统, 必须时刻与外界进行物质、能量及信息交换, 以保持良好的适应环境能力和旺盛的生命力。社会系统中, 社会治理系统是一个对外开放、具有自组织功能的子系统。它需要同政治、经济、文化等系统不断发生联系和交流, 通过物质、能量和信息的持续输入与输出, 完成包括协调社会关系、规范社会行为、解决社会问题、化解社会矛盾、促进社会公平、应对社会风险、保持社会稳定等社会治理的任务, 使社会从无序走向有序。社会治理系统的有序运行是不断与外界环境进行物质、能量和信息的交换中得以实现的。

第二, 社会治理系统是远离平衡状态的系统。远离平衡是系统有序演化的源泉。平衡态下的系统, 其内部各要素间差异小甚至没有差异, 呈现一种静态平衡, 极大的阻碍着系统的有序演化。一个良性有序、充满活力的系统, 必然是一个非平衡系统。因为只有远离平衡, 系统内部才会产生差异和分化, 形成有序结构, 使系统功能日益完善。开放的社会治理系统在与外界环境交换物质、能量和信息中, 其公共服务体系、社会保障体系、社会组织建设和管理、流动人口服务和管理、突发事件应急管理机制、社会治安防控体系等, 都存在差异性和相干作用, 处于此消彼长的耗散有序状态。

第三, 社会治理系统内具有非线性作用力。社会治理系统内存在各种变化因素, 并相互影响、相互作用, 共同影响社会的发展走向。例如, 社会治理各主体之间、各对象之间都存在非常复杂的非线性相互作用力。这些非线性相干作用力可使社会系统产生时空上的对称性失衡, 引发系统内物质、能量、信息等资源重新配置, 不断优化系统结构和要素关系, 使社会系统日益和谐有序。

第四, 社会治理系统中存在涨落和突变。耗散结构理论里的涨落是指系统各要素围绕某个“阈值”时刻涨落或起伏变化, 从而启动非线性的相互作用, 使系统发生质的变化, 跃迁到一个新的稳定有序状态, 形成耗散结构。[2]社会治理系统中的涨落是指系统中各主体要素、制度要素等在某些平台附近起伏振荡。社会治理系统中时刻存在涨落, 如果在涨落过程中不断施加能量, 如吸纳新的社会组织参与、建立社会协同互联机制、推行新政策等, 使各要素偏移某些平台的距离不断扩大, 当到达某个“临界点”时, 就会产生“巨涨落”和突变。社会系统就可能从混乱无序态向稳定有序态演进, 形成一种新的有序结构。这种能量在社会治理中表现为吸纳社会组织参与社会治理, 创新政府与社会协同互联机制及协同治理网络等, 还表现在建立健全各种科学有效的诉求表达机制、利益协调机制、权益保障机制和矛盾调处机制等。在这些治理创新的相干作用下, 可能放大系统内的涨落而产生“巨涨落”和突变, 从而推动社会治理系统由原来的混乱无序向稳定有序转化。如果我们在社会治理中注重依靠各种治理体制机制、治理手段和治理模式的创新引发涨落, 社会治理系统就可以形成稳定有序的耗散结构。

三、耗散结构对社会治理的启示

第一, 社会治理系统应保持良好的开放性。开放性是相对于封闭性而言的, “封闭性是对系统组分之间互动互应关系的一种强约束, 也是对系统与环境互动互应的强约束”, [3]封闭会导致社会内部熵增, 并陷入混乱无序。对外开放意味着跟环境交换物质、能量、信息, 充分激发系统各要素的活动性、相互作用性。只有开放, 系统才能从外界吸收负熵流抵消自身熵增, 使总熵逐步减少, 维持系统有序或从无序到有序的演化。[4]要使社会治理系统良性发展, 必须使其保持开放状态。改革开放前, 我国的社会治理系统相对封闭, 缺乏与外界的有效交流, 系统结构与功能都较差, 可塑性和应变能力不强。改革开放后, 国外社会治理思想的引入, 各种社会治理创新的涌现, 打破了这一封闭状态, 社会治理系统开放性不断增强, 环境适应能力和有序性不断提高。

第二, 社会治理系统应保持非平衡状态。如果社会治理系统处于无差异静态平衡, 那么其内部就没有势能差, 没有势能差就没有动能, 因而必定是一个低功能系统。一个充满活力的社会治理系统, 必定是一个有差异、非均衡的系统。只有远离平衡状态的系统才易于与外界发生物质、能量和信息的交换。在社会治理系统内部, 受思想观念多元、利益关系复杂、社会结构滞后、组织方式多样等因素的影响, 转型时期的社会治理系统处于不断动荡的非平衡状态, 社会治理创新通过向社会治理系统导入负熵, 使系统远离平衡, 从而促使其跃迁到功能更优的耗散结构。

第三, 系统内各要素非线性相干作用培育要依赖创新。社会治理系统的动态演化取决于自身资源和外部环境, 也受系统内部各种非线性因素影响与制约。非线性可使系统自我组织、自我演化。只有使系统内各要素间产生非线性作用, 重新组织自我, 才能使系统内部产生自我放大机制、突变行为和相干效应, 从而促进系统功能更完善。“在一个线性系统里, 两个不同因素的组合作用只是每个因素单独作用的简单叠加”[5], 很难实现系统有序演化。要使社会治理系统从无序走向有序, 必须不断培育社会治理系统内部要素间的非线性相干和协同条件。通过新的治理创新成果的应用、新的治理网络平台的搭建、新的治理模式的实施强化系统内各要素的一系列非线性相关作用, 形成功能更加趋于完善的耗散有序结构。

第四, 社会治理创新能使系统要素从涨落走向有序。根据耗散结构理论, 只有使系统内各要素处于动态涨落变化中, 才能启动系统内的非线性交互作用, 引发系统突变, 跃迁到一个新的稳定有序态, 形成更为优化的耗散结构。我们通过创新协同互联机制、诉求表达机制、利益协调机制、权益保障机制和矛盾调处机制等, 增加社会治理系统内各种要素非线性的相干作用, 使各要素时刻处于动态涨落变化, 从而引发系统形成新的耗散结构。但是, 我们需要注意的是, 作为一种启动力, 非线性耦合作用力可使系统稳定有序, 也可能将系统引到新的混沌状态。系统中的某个关键序参量的微小变化可引发巨大涨落, 导致的结果可能发生很大的偏差, 可能是好结果, 也可能是坏结果, 也即我们所说的“马鞭效应”。社会治理随着客观环境和自身条件的变化不断调整优化, 处于动态的微小涨落中。如果对这种微小涨落关键序参量适时给予相干作用, 使其形成“巨涨落”, 就可以不断把社会治理引向有序。这就要求社会治理主体善于把握社会发展趋势和“临界点”, 适时做出应对, 识别和导入负熵流, 积极创新科学有效的治理体制机制, 使涨落引发作用, 不断完善社会治理系统自组织功能。

综上所述, 社会治理系统是一个远离平衡态的开放系统, 具有耗散结构的基本特征。社会治理应借鉴耗散结构理论, 以开放性为基本条件, 以各种创新为本质要求, 通过不断创新导入负熵使系统远离平衡态, 增加内在活力, 并以持续创新保持非线性作用和触发涨落促进结构性突破, 从而使社会治理形成有序的耗散结构。

摘要：人类社会是一种耗散结构系统, 社会治理系统作为社会系统的子系统同样需要遵循耗散结构的演化规律。社会治理应借鉴耗散结构理论, 以开放性为基本条件, 以各种创新为本质要求, 通过不断创新导入负熵, 使系统远离平衡态, 增加内在活力, 同时以持续创新保持非线性作用和触发涨落促进结构性突破, 使社会治理形成有序的耗散结构。

关键词：耗散结构,社会治理,创新

参考文献

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[4]武四海.运用耗散结构理论提升企业管理水平[N].人民日报, 2007.6.7.

耗散结构理论的生态意义 篇6

[关键词] 管理熵耗散结构理论供应链系统供应链管理企业绩效评价

一、熵增原理与耗散结构理论在企业管理系统中的本质

所谓管理熵是指任何一种管理的组织、制度、政策、方法等，在相对封闭的组织运动过程中,总是呈现出有效能量逐渐减少，而无效能量不断增加的一个不可逆的过程。这也就是组织结构中的管理效率递减规律。对管理系统而言导致熵增的不可逆性的主要原因在于组织内部各子系统间利益的相互冲突，各部门为自身利益相互争夺资源，内部矛盾日益增加，最终导致内部管理的混乱。

而管理耗散则是指当一个远离平衡态的复杂企业组织，不断地与环境进行能量、物质和信息的交换，在内部各单元之间的相互作用下，负熵增加，使组织有序度的增加大于自身无序度的增加，形成新的有序结构和产生新的能量的过程。而管理耗散结构就是管理耗散过程中形成的自组织和自适应企业组织系统。

根据耗散结构理论，可以建立企业管理耗散结构的形成模型为：

其中:dS1、dSe分别表示各影响因素对企业发展提供的正、负熵流大小;i、r分别表示导致企业管理系统熵变的各种因素，如组织结构因素、人的因素、政策因素、文化因素等;Ki、Ir为各种因素的权重;n1、n2表示各因数的个数;j、s是每个影响熵值因数所包含的子因素，如:技术、市场、政策、组织层数和功能结构、企业制度、领导方式、学习能力、员工行为、供应商关系等;m1、m2表示各子因数的个数;Oij、Qrs是每个子因素影响企业熵值变化的概率。

该模型显示，管理的要义就是要使S1的增幅dS1保持较小，并建立引入负熵流dSe的机制，从而降低系统的总熵值。

二、供应链系统耗散结构的熵流模型

供应链系统作为一个复杂的系统，其中存在或潜在许多隐形因素，致使供应链系统内部熵不断增加，造成供应链的管理效益随着时间的推移不断地降低。为达到供应链的低熵增长，一方面应尽量增加系统内部的核心能力，降低系统内的正熵;另一方面应当不停地从系统外部引入负熵流，形成耗散结构，从而使供应链系统有序地运作。

供应链系统要成为耗散结构必须满足以下三个条件:第一，系统必须是开放的，不断地与环境交换物质和能量。一个供应链要获得生存与发展必须不断地从外界引入负熵以抵消系统内正熵的增加，消除或缓解系统内各种矛盾的因素;第二，系统的不同要素之间存在着非线性的作用。供应链成员之间在发展上是不平衡的,供应链中各节点企业的关系并非静态的简单合作,也非静态的完全独立,而是一种基于各自利益与整体利益产生矛盾和不断协调的动态过程。供应链体系的开放和流动决定了系统要素之间具有非线性相干作用，而非线性相干作用是系统从无序演化的决定性因素;第三,要有涨落的触发。在供应链中涨落现象可能是由于价格的波动造成的也可能是人为或自然的灾害。没有涨落,系统不会自行脱离原来的不稳定态而实现新的有序的耗散结构。涨落是使系统由原来的平衡状态演化到耗散结构的最初驱动力,它既是对处在平衡态上系统的破坏,又是维持系统在稳定平衡态上的动力。

根据上面的分析及耗散结构理论，可构建一个较为完善的供应链耗散结构的熵流数学模型:

其中，dS表示供应链系统的总熵流，dSe表示供应链正熵流，dS1表示供应链负熵流，Se1表示第一类正熵，Se2表示第二类正熵，S11表示第一类负熵，S12表示第二类负熵。第一类正熵源于系统内部，如供应链组织松散，成员之间彼此不信任，各供应链伙伴各谋私利等。第二类正熵来自系统外部，如其他供应链的竞争，市场需求改变，宏观环境变化，不可抗拒力等。第一类负熵生成于系统内部，如营造良好的供应链文化氛围，加强成员之间的沟通，通过制度化使成员与整体利益相同。第二类负熵生成于系统外部，如合理的供应链发展规划，供应链对市场反应灵敏，最新科技成果运用到供应链管理，建立有效的风险规避机制等等。

对供应链中各类正负熵流进行求和的基本前提是对所分析的正负熵的生成因素作量化处理，并在量化处理的基础上进行简单的加权平均（依据模型②、③、④、⑤）。

当dS＜0时，表示供应链运作状况良好，正向更高层次有序发展;当dS＝0时，表示供应链正处于稳定状态;当dS＞0时，表示供应链已陷入困境。

图1是供应链熵流模型图，表明熵流管理对供应链绩效的决定性作用，同时也说明了供应链熵流的运作机制。

从图中可以看出，供应链管理的任务在于:

1.弱化第一类正熵对供应链能力的损耗，同时增强第一类负熵对提高供应链能力的有利作用。

2.严格控制第二类正熵所导致的外部威胁的增加，并借助于第二类负熵来有效抵消企业外部威胁的增加。

3.利用第二类负熵有效增强供应链的发展机会，尽量减少第二类正熵对供应链机会的负面影响。

三、供应链管理综合绩效的熵值评估法

1.传统的企业绩效评价及其缺陷

在不同的时期，根据生产经营特点，以及所处的社会经济环境不同，企业绩效评价与管理方法大不相同，从其产生发展历程看，大致可以分为四个阶段:（1)观察性绩效评价阶段。主要在19世纪以前，当时企业规模很小，对其评价意义不大，故评价以观察为主。（2)统计性绩效评价阶段。19世纪工业革命之后，企业规模日渐扩大，产权关系日趋复杂，使评价工作愈显重要，于是便为企业设计了一些统计性的业绩评价指标，但这些指标与财务会计无必然联系，只是统计性的。（3)财务性绩效评价阶段。从20世纪直至现在，企业逐渐向跨行业经营的大规模企业集团方向发展，有关各方迫切需要一套指标对企业业绩进行准确评价，于是一套基于会计、财务数据的企业绩效评价方法应运而生。（4)财务指标和业务指标相结合的综合绩效评价阶段。

多年的实践证明，传统的企业绩效评价方法存在下述几方面的缺陷：

（1）传统的企业绩效评价侧重于单一企业或单个职能部门的评价，不注重供应链整体绩效的衡量。以前，企业一般将组织中的各个部门视为独立的个体，设定其专属的目标与绩效评估衡量标准。如今企业与企业之间的竞争，正逐步转为供应链与供应链之间的竞争，具有前瞻性观念的企业正将产品从原料、制造、运输、配销至顾客手中的一连串过程视为一个整体来看待，同时随着市场的变动，迅速修正并改变其供应链的结构，以增加效率，控制成本，改善顾客的满意度。因而，可行的企业绩效评价应是对于整个供应链管理优劣的现实评价。

（2）传统的企业绩效评价指标数据往往来源于财务结果，在时间上略为滞后，不能反映供应链动态运营情况。并且投资报酬率、经营收入、每股赢余等，会对企业持续的提高和创新这些当今的竞争环境所要求的行为给出令人误解的信号，导致企业只注重短期利益，而损害企业长远发展潜力。

（3）传统的企业绩效评价往往侧重于对事件结果的事后评价，不能对供应链的业务流程进行实时评价分析，这使得企业不能及时地发现经营过程的偏差，并采取切实有效的补救措施。

（4）传统的企业绩效评价注重企业内部评估，不重视企业与外部利益相关者的关系。在当今供应链管理理论下，供应商、分销商、零售商、第三方物流公司等均是企业的利益一体化的战略合作伙伴，对企业的经营管理效益起着至关重要的作用。

由前面的分析我们发现:企业内部管理效率的变化取决于企业管理系统是否形成稳定的耗散结构，如果系统保持稳定的耗散结构，企业管理效率将会逐渐递增，否则在熵增原理作用下，管理效率将逐渐下降；而系统总熵值的大小，反映了系统管理效率的高低，总熵值越大，企业管理效益越低，绩效越低。结合熵原理、耗散结构理论，我们可以用供应链系统总熵值来评价供应链管理的综合绩效。供应链管理综合绩效评价指标体系如下表:

表1所示的评价体系中各评价指标即是影响系统总熵值的各因素和各子因素，利用模型①、②、③和④、⑤可以求出供应链系统的熵变dS，熵值评估法的绩效评价规则如下：

（1)当dS＜0时，供应链管理系统形成稳定的耗散结构，并逐步趋于有序化状态，管理效率將逐渐递增，绩效提高；

（2)当 dS=0时，供应链管理系统处于暂时平衡状态，管理效率暂时保持平衡，绩效将维持不变；

（3)当 dS＞0时，供应链管理系统处于混乱加剧状态，管理效率下降，绩效将变差。

表1中的数据作参考，实际运用中，供应链管理绩效的评价和指标设定应根据具体的发展远景和战略进行，因而不同的企业（供应链)其评价侧重点和具体评价指标可以不同。

正因为熵理论、耗散结构理论揭示的是复杂系统内在的运行规律，而关注供应链管理系统有利于企业创造长期价值，避免短期行为效应，所以利用熵值对企业整个供应链管理进行绩效评价能有效克服传统绩效评价方法的缺陷。通过熵变dS判断企业管理系统是否形成耗散结构，预测企业未来绩效变化的趋势，使绩效评价兼具诊断和预警功能，因此供应链管理综合绩效的熵值评估将是企业综合评价的一个新方向，也是熵理论、耗散结构理论在企业管理实践中的具体应用。

参考文献:

[1]任佩瑜张莉宋勇:基于复杂性科学的管理熵、管理耗散结构理论及其在企业组织与决策中的作用［J］．管理世界，2001(6）:143

[2]刘兴国:企业耗散结构模型分析［J］．工业工程与管理，2001（3）:36

[3]张彦高李纬澍:耗散结构论在供应链管理中的应用［J］．物流技术，2004(7）:44－45

耗散结构理论的生态意义 篇7

摘要：本研究应用耗散结构理论分析高校体育俱乐部的管理特性，以长春市普通高校体育俱乐部的管理角度为切入点，探讨高校体育俱乐部的完善管理和发展。

关键词：耗散结构理论；高校体育俱乐部；管理

自上世纪90年代以来，高校体育俱乐部逐渐成为我国高校体育界关注的热点，但随着时间的推移，高校体育俱乐部并没有达到预期效果，不少高校的体育俱乐部只是理论上的表面文章，急于求成、以偏概全的现象比较严重，影响了我国高校体育俱乐部的进一步完善与可持续发展，本研究应用耗散结构理论分析高校体育俱乐部的管理特性，以长春市普通高校体育俱乐部的管理角度为切入点，探讨高校体育俱乐部的完善管理和发展。

一、高校体育俱乐部内涵

当今大学生对上体育课程的参与热情不高，兴趣不浓，而强压性体育教学的效果必然受到责疑。由此看来，开展体育俱乐部是切合实际能解决大学生的体育话动及锻炼效果。高校开展体育俱乐部是体育教育改革深化进程中的必然产物从许多研究成果中都能说明高校体育俱乐部已经得到众多大学生的认可，大学生喜欢参加体育俱乐部，对体育俱乐部是非常有兴趣的。大学生对体育运动的目的明确，参加体育话动的热情很高，这为我们在高校开展体育俱乐部创造了有利的条件与契机。通过俱乐部有效的开展话动，能够增加大学生参加体育话动的积极性，提高大学生的身体素质。体育俱乐部是高校体育改苹的趋势。俱乐部的组织形式是解决问题的主要途径之一，通过高校体育俱乐部组织有效地开展高校体育话动，进而促进高校体育的改革和发展

二、高校体育俱乐部管理存在的问题

（一）重视程度不够

从学校的角度讲，目前高校的校领导对课外体育俱乐部的关注更多的是由于被动地接受了俱乐部自身日益活跃和壮大的事实，而不是主动地认识到体育俱乐部在学校整体工作中的地位和作用。对体育俱乐部的认识仅仅只是停留在它是学生体育活动的组织，还没有意识到体育俱乐部的发展对高校人才培养的重要性，对体育俱乐部的健康发展没有给予足够的重视及其制定具体的发展规划。

从学校体育部门的角度讲，对于以何种模式来发展和扶持体育俱乐部，在认识上还不明确。学分制体育俱乐部模式在高校尝试发展不能说是成功的。社团型体育俱乐部在各校社团联的带动下，自身得到了蓬勃的发展，而各校的体育部门在对其管理和扶持是明显滞后且不完善的，部分体育部对体育俱乐部没有实质上的支持，任其自身发展。外部管理的参与度较低，不利于有效整合校内的体育资源，从而制约了社团型课外体育俱乐部的发展。体育部组建的竞技型体育俱乐部不仅数量有限，而且与高校的群众体育不能很好的融合。这些都说明了高校的体育部门还没有全方面系统地去考虑如何发展体育俱乐部的问题。作为高校体育部门，在体育俱乐部的建设和管理上如果没有作为，没有在发展理论、组织模式、管理系统化等方面加以研究和运用，高校体育俱乐部是很难得到发展壮大的。

（二）管理松散

体育俱乐部是体育爱好者组成的群众性体育组织。因此，课外体育俱乐部这一组织表现出其成员的非固定性以及较大的流动性特征。但是，这并不能代表体育俱乐部这一群众性组织就不具有对其成员的相对约束性，否则，其组织活动根本就无法开展，课外体育俱乐部也就成了空壳。从调查中我们发现，尽管部分高校制定了会员在体育俱乐部中的相应权利和义务规定；而一些体育俱乐部中还没有制定对会员相应的管理制度。因此，从总体上看，高校体育俱乐部在对其成员的管理上过度松散。首先，在管理制度上表现为以下2个方面：一是成员在开展活动时不积极，迟到和早退以及无故不参加活动现象比较严重；二是对应该缴纳的会费不交或拖欠。

（三）管理人员行政化

高校体育俱乐部在对其领导的选举上都是由上级直接任命。上级直接任命可以有许多好处，譬如节约时间和缩短流程，同时一对被选出的俱乐部领导能赋予正规化色彩，为其在执行任务时增添威信以及完全执行上级布置的各项任务等等。然而，尽管从外部条件来来看，由上级对体育俱乐部的领导进行指定具有较多益处，但对体育俱乐部自身的发展来说，却有较多缺陷。调查表明，尽管有15%的俱乐部成员对俱乐部领导的任命主体是谁采取无所谓的态度，但却有多达75%的俱乐部成员认为：他们希望俱乐部的领导应该由他们来选举诞生；他们对自己选的领导更加信任，认为这样的领导才能很好地为俱乐部的发展认真考虑。

三、普通高校体育俱乐部管理中耗散结构应用

非平衡态是高校体育俱乐部发展与创新之源“耗耗散结构理论第二个概念认为系统状态有平衡态与非平衡态两类，而非平衡态又有近平衡态和远离平衡态之分”这主要指系统内部的组成要素在状态上分布的均匀和差异的程度，也就是内部机制问题，平衡态或近平衡态是系统的稳定状态或趋于稳定的结构状态，此时即便负嫡流入，系统也不能吸收消化系统总的趋向是处于无序，无活力的稳定状态，不能产生新的有序结构“耗散结构理论所指的非平衡态是指系统要远离平衡态，才有可能使系统形成有序结构，即非平衡态是有序之源。因此，营造系统内部的非平衡态与系统的开放性一样，也是产生有序结构必须具备的条件”在系统是否处于远离平衡态位置的判断上，耗散结构理论提供的方法是：研究系统的各个组成部分是否均匀一致，体系的各个部分之间的差异大，系统离开平衡态就远，高校体育俱乐部的非平衡态特性可以从其功能实现和俱乐部发展水平上进行探询：首先，在功能上俱乐部不可能完全满足其服务对象的需要，服务对象的层次性使得俱乐部的功能全面到位，服务对象的动态发展性要求俱乐部的功能具有相应的非平衡性。其次，俱乐部在某些项目开展中可能会得到其服务对象的认可，也可能得不到认可。同时，与其他俱乐部或者其他学校的同类俱乐部相比较总会存在这样那样的差异，这种差异就是俱乐部在发展水平上的非平衡态表现"耗散结构理论对我们的提示是：要使系统存在不断活跃的因子，使系统具有明显不同因素的差异性，使系统远离平衡的状态，而不是维持系统内部要素的平衡状态，只要差异性明显了，才会产生竞争的可能，才会使得内部要素的种种矛盾激化和加剧，才会使系统产生不断向前发展的动力。

【参考文献】

[1]乌兰.我国高校体育俱乐部发展思路的研究[J].中国学校体育，2003（04）.

耗散结构理论的生态意义 篇8

化工安全—产出系统不但符合耗散结构的要求, 而且是一个远离平衡、开发的系统。笔者在对这一系统中进行分析时, 使用了耗散结果理论, 希望这些分析和探讨可以作为一种新的思路和方法, 这样就可以对化工事故进行预防和控制。

一、耗散结构理论

我们研究热力学定律就可以知道, 自然中的任何一种物质都是具有能量的。能量是自然存在的, 它既不会被消灭, 也不会被创造。无论是处于转化还是传递中, 能量的总量是不变的。科学技术在不断的发展, 人类现实生活中发生的种种功能转换过程都和热力学有着很大的关系, 都是不可逆的过程。因此, 热力学第二定律就产生了。该定律同时认为当能量处于不可逆的功能转换过程中时, 局会处于不断的退化趋势中, 而变化不能用来做功的“不可用能”。有关学者对其进行了命名, 比如:克劳修斯就将这种不可能命名为熵, 也就是S。作为系统无序程度的量度, 熵越大, 就越无序。而如果越小, 就会越有序。针对开放系统, 我们可以对熵的变化进行划分, 总共有2个部分。第一个部分我们称其为熵产生, 也就是dis。第二个部分我们称作熵流, 一般用des来表示。熵产生是由于系统内部的不可逆过程产生的, 而熵流则是由系统和外界环境之间的相互作用产生的。二者之间的关系是:

对于des来说, 其是没有确定的符号的。而d1s是不可能出现负值的。可以很明显的看到, 一个远离平衡的开放系统, 会和外界进行物质和能量的交换, 而且交换时源源不断的。如果外界条件的变化到达一定程度时, 也就是一定的阙值时, 原来的混乱状态就会被打破, 即从一种混沌无序状态转变为一种有序状态, 无论是在空间、功能, 还是在时间上都是有序的。新的有序结构会在远离平衡单位情况下形成, 我们可以将其称为耗散结构。

如果一个系统要处于耗散结构, 就需要符合4个条件, 分别是: (1) 系统是开放的, 而不是封闭的。当系统开放时, 那么就可以和外界进行物质和能量的交换而系统要从无序转化为有序, 需要满足的条件是:des<0, 且|des|≥dis。 (2) 系统是远离平衡态的。只有满足这个条件, 新的稳定有序的结构才能形成。这是因为无论是处于近平衡态线性区, 还是处于平衡态, 系统的状态都比较稳定, 而且总的趋向是趋于平衡或者是无序。 (3) 系统中的每个要素之间的关系。这些要素之间有着非线性的相互作用。 (4) 涨落的触发是系统的特点, 这种触发可以对系统进行推动, 这样突变就会产生。因此, 系统就会从无序的状态走向有序的演化。

耗散结构的形成和外界参数离不开, 只有在外界参数的控制下, 该结构才能形成。如果阙值大于外界控制参量时, 那么曲线a上的每一个点都处于一种平衡态, 我们将其称为热力学分支。而如果阙值小于外界控制参量时, 那么a作为热力学分支就会变得比较不稳定。此时, 系统就会比较容易受小扰动的影响离开热力学分支跳跃到某一个稳定分支上, 也就会和某种有序状态对应, 这就是我们所说的耗散结构分支。仅仅只有外界控制参数处于临界状态, 这时系统中的小涨落才会被放大为巨涨落, 而这和转换需要借助非线性关系, 系统才会得到突变, 变化为耗散结构分支, 最早新的有序状态才会形成。

二、化工安全经济系统的耗散结构分析

1. 化工安全经济系统属于耗散结构

笔者在对耗散结构的特性进行分析之后, 发现化工安全经济系统和耗散系统的要求是基本相符的。 (1) 化工安全系统是开放的, 因此可以实现和所处环境的因素进行交换, 比如:财力、物力以及人力。 (2) 该系统也和平衡态远离, 而无序是平衡态的主要特点, 也就是说熵值越大, 混乱的程度也就最大。此时, 如果要保持正常的生产秩序, 就需要加大安全投入, 这样才会打造出安全的作业环境。 (3) 化工安全经济系统的子系统和内部要素二者属于非线性结构, 因此复杂的非线性关系存在于安全投入与安全产出之间。在安全投入和安全产出方面, 化工企业不同, 部门不同, 二者也是不均等的。 (4) 外界环境的影响对化工安全系统具有很大的干扰和影响, 因此随机涨落的状况就会产生。如果涨落影响到达一定的程度, 那么突变就会在系统中产生, 这样系统的无序状态就会被打破, 从而走向有序。通过上面的分析, 我们不难发现化工安全经济系统是耗散结构。

2. 安全投入—产出分析

化工生产中危险、爆炸和中毒等现象是经常存在的。因此我们要对作业条件进行改善。而安全投入所带来的效益往往具有比较滞后, 随着时间的推移, 安全投入的效果表现出的特点是:安全流变—突变。如果要想让安全效益最大化, 那么单次安全投入是无法实现的, 而是需要依靠持续的后续投入。

结束语

笔者从耗散结构理论出发, 对化工安全经济系统进行了分析, 得出的结论是持续的后续投入才能保证安全效益最大化。

参考文献

[1]林大建, 周永安.蔡嗣经.工业园区建设项目安全评价初探[J].现代化工.2013 (23) .

耗散结构理论的生态意义 篇9

一、耗散结构理论概述

一直以来, 人们的理论研究大多数是基于平衡系统的有序稳定结构, 并认为倘若系统原先是处于一种混乱无序的非平衡状态时, 是不能在非平衡状态下呈现出一种稳定有序结构的。普利高津等人提出:一个远离平衡的开放系统, 在外条件变化达到某一特定阈值时, 量变可能引起质变, 系统通过不断与外界交换能量与物质, 就可能从原来的无序状态转变为一种时间、空间或功能的有序状态, 这种远离平衡态的、稳定的、有序的结构称之为“耗散结构”。这种学说回答了开放系统如何从无序走向有序的问题。耗散结构本身存在以下几点性质:

1. 开放性。

系统与环境既有能量和热量的交换, 又有物质信息的交换, 这样的系统称为开放系统。开放系统是一个富有生机的朝气蓬勃的系统。这种系统是从无序走向有序的系统, 只有不断从外界供给系统物质、能量、信息, 而且需外界参量达到一定临界值时, 新的有序结构才能出现。开放性是相对于封闭的概念提出的, 只有开放的系统, 才能形成耗散结构。要形成耗散结构, 必须向系统引入负熵, 制止熵值的输入。开放系统是一种有序状态, 只有开放系统才能导致进步。

2. 非平衡性。

一个开放系统依据距离平衡态的远近程度, 可能以三种不同的宏观状态存在:平衡态、近平衡态和远离平衡态。但受外界约束条件的限制, 这三种状态未必都能实现。近平衡态和远离平衡态都属于非平衡态。在非平衡态下, 系统做功, 并产生熵。在平衡态下, 系统不再做功, 因而熵产生也就停止了。处在平衡态和近平衡态的系统总倾向于趋于无序, 所以出现耗散结构的另一重要条件是外界必须驱动开放系统越出平衡的线性区, 到达远离平衡态的非线性区去。

3. 非线性。

非线性是相互作用各自不独立, 不能在数量上相加, 具有相干性和相互耦合性。系统内部必须存在着非线性相互作用, 才能形成耗散结构。系统的线性相互作用是叠加的, 即总的相互作用是每个小的相互作用之和, 性质、行为都是相同的, 不能形成新的结构。非线性相互作用具有相干性, 它们的相互作用不是线性的, 就不是简单的叠加, 而是相互制约, 相互会形成一种新的结构的新的系统, 这就是一种突变现象。因此非线性相互作用, 形成一种突变现象是耗散结构形成的一重要条件。

4. 涨落导致有序。

系统内部各项指标的数值在受到内部和外部各种因素的影响下, 会产生不断地变化, 这就是涨落。当系统处于稳定状态时, 涨落是一种干扰, 它引起系统运动的混乱, 由于系统具有抗干扰能力, 使涨落逐步衰落, 被耗散掉, 系统回到原来的稳定状态。当系统处于临界点, 涨落就会成为巨涨落, 就可以使系统从不稳定状态到另一个新的有序的状态, 这就是普利高津所说的“在耗散结构里, 在不稳定之后出现的宏观有序是由增长最快的涨落决定。因此, 这个新型的有序可以叫做‘通过涨落的有序’。”

二、商业银行风险系统存在的耗散结构特征

1. 商业银行风险系统是一个开放系统。

从商业银行信用风险的角度来看, 商业银行在不断地吸收公众存款, 同时也对外贷款, 这就存在着大量的资金流入和资金流出的交换。从市场风险角度来看, 商业银行无时无刻都在与其他银行等金融机构进行着汇兑、拆借等资本和金融交换。从操作角度来看, 商业银行应对政府的政策法规的调整也进行着及时的调整;同时, 对于商业银行从业人员也在进行着不间断地流入与流出。这些都体现了商业银行风险系统是一个开放系统。

2. 商业银行风险系统是一个远离平衡态的系统。

商业银行风险系统内部的不同阶段的计划目标是在不断更新变化的, 从而也就形成了商业银行内部多元化的分工和协作。不同部门之间有着不同阶段的工作重心和职能, 不同员工也都具有各自不同的性格特点, 处理问题的能力也各有不同, 从而进一步导致不同部门的工作方式和工作效率的差异。所以商业银行信用系统是一个远离平衡态的系统。当一个系统远离平衡态时, 其各子系统之间的相互作用和相互影响的关系是不可能用线性关系来表示的, 只可能用非线性关系才能表示出来。因此, 该系统还处于远离平衡态的非线性区域。

3. 商业银行风险系统存在非线性相互作用。

从商业银行的开放性可以看出, 商业银行信用系统中各个子系统, 对于外界影响因素的反应程度是不一样的。随着金融全球化、自由化的发展, 整个银行业紧密联系、相互依存, 许多金融工具必须在广泛的金融网络中才能运行, 银行与银行之间每时每刻都在发生复杂的债务债权关系, 他们之间不可能简单的用定量公式来表示, 而是一种复杂的非线性关系。

4. 商业银行风险系统存在着不同程度的微小涨落。

受到国际金融大环境和商业银行个体之间差异的影响, 商业银行的风险无时无刻不在变化着, 无时无刻都存在着微小的涨落。与此同时, 商业银行风险系统中存在的巨涨落一般由突发事件引起。宏观经济形势的变化、汇率制度的改革, 以及当某一经济主体获取信息的不充分、主观决策失误、投机或银行资产的结构不符合监管要求时, 就使其自身产生巨大的涨落。此时的利率、汇率、投资等的随机波动将会对商业银行经营产生重大影响。与此同时, 自然灾害、政局变化、内部人员违规操作等非经济因素也会对商业银行风险产生巨大的影响。

三、耗散结构对商业银行风险的启示

1. 开放是商业银行风险控制的基础和前提。

在市场经济的大前提下, 要充分利用外界的信息、技术、经验等管理商业银行自身的风险。结合其他金融企业的成功经验来提升自我, 吸取其他金融企业产生危机的教训来警示自身等, 只有做到这些, 才有可能从外界吸收负熵流, 抵消商业银行风险系统内部熵的增加, 使系统处于非平衡或远离平衡态, 从而造成系统有序发展的外部条件。我国改革开放实践证明, 只有完全充分全方位开放, 与外界交往才会越大, 信息交流也会越多, 系统才会更具生存和发展活力。但是, 在商业银行风险系统实行开放, 引入负熵流过程中, 要坚持适宜、适时和适度原则。系统实行全方位开放, 为充分引入负熵流提供了前提条件, 但在开放过程中, 引进的未必都是负熵流。在引入的信息要进行全方位的筛选, 从而达到精选的目的。

2. 非平衡是商业银行降低风险的有效措施。

根据“非平衡是有序之源”这一原理, 一个内有动力和外有活力的系统必定是一个有差异的非均匀、非平衡的系统。如果一个系统处于无差异的平衡态, 就意味着该系统内部不存在势能差, 而耗散结构论认为, 无势能差的平衡系统服从势能最小原理, 必然是一个低功能系统。而且系统一旦进入这种“死”结构的平衡态, 便维持这种状态不变, 任何涨落在平衡附近都是衰减的, 因而难以促进系统的前进和发展。只有打破现在的平衡, 才能有效的降低商业银行在日常运作中逐步累积起来的熵, 在非平衡状态下, 寻求突破和创新, 才能更好的控制风险, 提高效益。

3. 非线性 (协同) 是商业银行发展的动力。

在商业银行发展的过程中, 风险控制在不同部门之间表现为不同的工作分工, 对于外界的影响因子的反应程度也各有不同, 这时就体现了协同的作用。不同部门之间工作的互不相干、互相对抗、互相削弱, 就可能造成商业银行风险在无形中不断扩大。只有做到不同部门相互协作, 才能使操作风险降到最低, 从而能更好的面对市场带来的信用风险和市场风险。

4. 涨落是提高商业银行风险控制的触发器。

耗散结构理论的生态意义 篇10

1 方法论:耗散机构理论

耗散结构理论是上世纪六十年代末由比利时科学家普利高津(Ilya Prigogine)提出,这一理论的问世,对整个自然科学和社会科学都产生了划时代的重要影响。耗散结构理论认为,对于一个开放系统,当该系统处于远离平衡态的非线性区域时,一旦系统某个参量变化达到某一阈值,通过涨落系统发生突变,由原来无序的混乱状态转变到一种时间、空间或功能有序的新状态,即耗散结构。这种有序的状态需要不断与外界进行物质和能量交换才能维持,并保持一定的稳定性,不因外界的微小变化而发生改变[2]。

根据耗散结构的特征,形成耗散结构需要满足以下四个条件[3]:

条件1产生耗散结构的系统必然是一个开放的系统。由热力学第二定律可知,在孤立系统中,熵总是增加的,物质的能量总是由高能部分向低能部分转化,最终达到平衡状态,亦即系统总是由有序向无序变化。当系统具有开放性特征时,它会将系统外部一定的物质、能量和信息吸收到系统内部,从而形成负熵流的进入,以此抵消系统内部产生的熵增,从而使系统从低级无序状态走向高级有序状态。

条件2系统必须远离平衡态,即只有远离平衡态才可能使系统变得有序。远离平衡态意味着系统内部各个组织或区域的能量和物质以及信息的分布是不均匀的,彼此之间有很大差距。系统在接近平衡态区,负熵流的进入并不能使系统形成新的有序结构,因此只有当系统处于远离平衡态区域时,才可能产生新的有序结构,进而形成向有序性、有组织性和多功能化的方向进化的动态特征。

条件3系统内部不同要素之间存在非线性相互作用。这种非线性相互作用不满足简单线性叠加原理,而是要形成立体式,网络化的相互耦合效果。耗散结构是一种空间上的有序结构,它是在构成系统诸要素之间都存在相互作用条件下形成的,而且会涌现出新的性质。如果系统内部各要素之间不存在一种非线性的相互作用,那么即使有负熵流的进入也不会使系统形成耗散结构。

条件4随机的涨落可能会使系统由无序向有序转化。涨落是系统对稳定状态的一种偏离,是所有存在的系统的共同特征。当系统接近平衡态时,涨落会使得系统改变运动轨迹,并成为系统走向有序的负面因素。在系统远离平衡态时,随机涨落可能会迅速扩散,并成为系统从不稳定的无序状态跃迁向新的稳定的有序状态的积极因素。随机涨落可视为系统实现耗散结构的诱因之一,或者可理解为使系统形成新的具有稳定有序结构的“催化剂”。

2 军民企业集成创新复杂系统模型构建与解析

2.1 理论模型分析

本文从宏观、中观以及微观三个视角对军民企业集成创新系统的结构功能和创新效能差异进行研究。首先,企业作为创新的主体,是技术创新的投资者和研究者,也是技术创新成果走向大规模生产的组织者和实践者,因此,军民企业集成创新要以企业自身创新系统作为基础。在集成创新战略指导下,满足某一应用目的的单一创新,在军民企业合作过程中通过分摊或者规避创新风险,减低创新成本,实现创新集成、创新能力提高、从而形成规模经济和效益,加速技术升级,优化产业结构,这样进一步形成军民区域集成创新系统或者军民跨区域集成创新系统,最后统一于国家创新体系。军民企业集成创新系统逐步将国家层面的军、民科技创新成果融入到军民一体化创新系统之中,形成多目标、多层次、多功能、多反馈机制的军民集成创新网络结构复杂系统(图1)。

本文建立了军民企业集成创新复杂系统模型,如图2所示。由图2可见,这一复杂系统模型包括核心层、保障层和影响层。核心层是指直接参与军民企业集成创新系统,主要包括军(民)企业独立创新子系统、军(民)集成创新子系统和军民交叉(网络化)集成创新子系统。保障层是军民集成创新的社会辅助系统,系统中诸多因素为军民企业集成创新系统的良好运行提供有利支撑,承担着社会供给的保障功能。社会环境作为影响层,对军民企业集成创新系统产生各种有形(政府)和无形(市场)的影响,同时,也直接或间接地制约着军民企业集成创新的过程。

2.2 军民企业集成创新系统有序演化条件分析

军民企业集成创新系统具有耗散结构,符合有序演化诸多基本条件。

第一,该系统具有开放性。军民企业集成创新系统在运行过程中需要积极吸取国内外的现代科技理论成果,建立军民共享信息交流平台,吸收创新型人才,建立通畅的投资和融资渠道,建立健全军民企业集成创新系统有效运行的基本设施等各种物质基础,充分争取和利用国家相关科技政策、财税政策和各种激励等。因此,军民企业集成创新系统在运行过程中不断地与外界环境进行着物质、能量和信息的交换互动,使得系统演化呈现出由低级有序向高级有序变化的趋势。

第二,系统处于非平衡态。军民企业集成创新系统会受到复杂的国内外市场风险和集成创新过程本身带来的不确定性风险的影响。集成创新系统内部军、民企业之间在管理体制,组织演化过程等方面存在很大不同,而且彼此之间具有很强的互补性。系统内部和外部因素的共同影响,使得军民企业集成创新系统远离系统的平衡状态,而且系统与平衡态的“距离”,与这种差别性和互补性的强弱之间具有正比例关系。

第三,系统内部诸要素之间具有非线性耦合作用。军民企业集成创新体系形成的先决条件是军民企业之间有共同的目标,围绕这一目标,军民企业彼此发挥各自的技术、人才、组织等优势,进行优势互补,大力协同。正是组织间的互补性、非均质性和协同作用导致了系统要素间非线性耦合作用的产生。非线性相互作用导致系统时间上、空间上对称性的失衡,引起物质、能量等资源信息在各部分的重新搭配,从而改变系统的内部结构及各要素间的相互依存关系,进而发生跃迁,从当前的状态跃到更有序的状态,形成新的耗散结构[4]。

第四,系统存在随机涨落效应。军民企业集成创新系统内部要素都具有一定主观能动性,当某些军工领域企业或者民用企业各自进行行业内的信息、人才、物质交流或者它们彼此进行跨行业的交互,又或与外界环境之间进行物质、能量、信息的交换时就会产生一系列随机微小涨落,远离平衡态的微小涨落通过彼此耦合和连锁效应被迅速放大,进而形成具有整体性的宏观“巨涨落”,从而导致系统发生突变,形成一种新的有序状态。

另外,系统还具有自组织和自适应功能。军民企业集成创新系统包括军工企业集成创新子系统、民用企业集成创新子系统、军民网络化集成创新子系统以及各种中介组织、科研机构。系统会根据外部环境的变化趋势,以创新成果利益最大化为目标,不断调整自身形式、文化、程序、管理方法和策略,以适应环境变化,形成相互影响的协作和组织学习机制,使系统产生自组织现象。

2.3 军民企业集成创新系统运行条件分析

熵是系统中混乱无序状态的一种度量,负熵流体现着系统有序性的增加。军民企业集成创新系统受到本身自组织和外界环境的影响,成为一个不断与外界进行物质、能量和信息交换的复杂开放系统,在这一系统中需要对内部子系统和要素以及集成创新过程进行科学管理,而系统本身在管理运行中会产生熵增。因此,将管理熵的数学模型引入到对军民企业集成创新系统的分析中来[2,5]。

管理熵数学模型可表示为:,其中i表示影响相对封闭的军民企业集成创新系统管理熵的各种因素,例如军、民企业的各种相关制度因素、组织结构因素、系统环境因素、军、民技术因素、人才素质、科研投入水平、学习能力等等。Ki表示上述各种影响因素的权重,Si各个影响因素生成的熵值。Si的数学表达式为:,其中Kα是管理熵系数,l是前述影响军民企业集成创新系统各个因素所包含的子因素,Pl表示各个子因素影响集成创新系统熵值改变的概率,并且。系统外部因素生成的负熵数学表达式为:代表影响军民企业集成创新系统产生负熵的各种要素,例如军民开发的新技术、集成后形成的良性组织结构和运行机制、新市场开发、国家新政策支持、新技术人才的涌入、高端信息共享平台、先进的基础设施等等。

通过对军民企业集成创新系统的熵及负熵的影响因素分析,易求得其具体数值,因此,系统总熵值为:S=Si+Sj。当时,军民企业集成创新系统处于熵增状态,说明系统与外界环境之间的物质流、信息流和能量流交换减少,系统自我封闭能力增强,内部自组织能力减弱,系统混乱程度增加;相反,当时,系统的负熵流起了主要作用,即系统的耗散结构起主导作用,表现为系统从无序混乱状态走向有序运行状态,组织结构变得合理,管理走向科学化,合理化。

3 耗散结构理论对军民企业集成创新系统的启示

3.1 系统要保持适度开放性

从耗散结构理论视角,军民企业集成创新系统的发展本质上就是系统与外部环境持续进行物质、能量和信息的交换,同时借助非线性调节机制和相互作用,从一个低端有序甚至无序状态演进到高端有序状态的耗散结构的过程。

军民企业集成创新系统具有耗散结构特性,首先要具备适度开放性。所谓开放性是指系统一方面受到所处环境影响,另一方面又能动的改造外部环境。适度开放性对军民企业集成创新系统的发展具有重要作用,主要体现在一方面系统从外部环境吸收各种生产要素(物质、信息、能量),同时进行产品或者技术的输出。通过这一双向交互过程可以帮助系统克服管理熵不断增加带来的问题,同时交互过程也是负熵流入系统的过程,系统只有在充分开放的条件下,才能不断吸收外界负熵流入系统,促使系统向有序方向发展。另一方面,开放性不代表“来者不拒”,不意味着一味增加资金和人员投入,即系统的开放性必须是适度的,军民企业集成创新系统应该积极主动摄入对系统而言是低熵的各种物质和能量,然后在系统内部进行合理分陪,有效避免重复投资。在积极同科研院所、高校进行合作,引入新技术的同时,要充分发挥系统内部军工企业和民用企业自身的主观能动性,不断提高自身技术创新能力,形成军民技术“合力”。总之,军民企业集成创新系统需要在立足自身的基础上,积极与外界进行物质和能量的交换,保持适度的开放性。

3.2 系统要远离平衡态

根据熵增原理,对孤立系统而言,一旦系统的熵增接近或者达到最大值,系统便处于一种近平衡或平衡状态,此时的随机“微涨落”,即使在非线性作用下也难以形成“巨涨落”,而只能使系统在平衡区附近产生“波动”,此时的系统处于混乱无序状态,外界负熵的输入不再引起系统总熵下降到负值,进而形成新的耗散结构。因此,对于军民企业集成创新系统而言,首先在保持适度开放性的前提下,需要远离平衡态。不难看出,在全球一体化的今天,由新技术引发的各种不确定性正在不断地打破军民企业集成创新系统的近平衡态,使得系统经常处于非平衡的区域。在军民企业集成创新系统内部,民用企业之间,军用企业和民用企业之间在企业规模、组织结构、企业文化、技术创新能力、企业战略,面临的相对外部环境等诸要素之间有着很大差异,存在着各种矛盾,如利益分配、风险分担、各种技术专利的分享等等。这些因素也对军民企业集成创新系统远离平衡态起到了积极地推动作用,而这种非平衡态对军民企业集成创新系统的发展却至关重要。军民企业集成创新系统若要想提高对环境变化的敏感度并迅速适应,就应该努力打破原有平衡,然后通过系统自组织与自适应等能力实现新的平衡。因此,这种无序和非平衡状态是军民企业集成创新系统向更高层次发展,进入到更高层次有序状态的前提。

3.3 系统要科学利用随机涨落

随机涨落是系统内在随机因素导致的对系统稳定的平衡态的偏离,其本质是系统内部随机因素驱使各个子系统获取物质、能量和信息的过程。在远离平衡区域的微小随机涨落会诱发子系统的积极响应,并通过非线性耦合作用迅速扩大,导致子系统之间的差异迅速变大,形成“巨涨落”,从而使系统演进到一个更高级的稳定结构。然而,如果系统原来的稳定性没有被打破,那么这些小的随机涨落或者系统外部的各种“噪音”就会被阻尼掉,不能打破系统原有的平衡状态。故只有当系统处于远离平衡态区域时,微小随机涨落才会变成系统形成新的耗散结构的积极因素。因此,在军民企业集成创新系统实际管理过程中,必须使系统处于远离平衡态,在系统外部,充分利用环境形成的各种随机涨落的“诱导”能力,在系统内部,采取一定的管理策略或者技术手段创造微小涨落,通过非线性作用使得微小涨落迅速扩大,从局部渐变到整体,促进军民企业集成创新系统跃迁到高一级有序状态,促进军民集成创新耗散结构的形成。

3.4 系统要发挥自组织能力

自组织是指系统自主地由简单到复杂,由无序到有序,由低级到高级的发展进化过程。在这个过程中,系统依靠与外界环境进行物质、能量、信息的交换而稳定存在,并且使系统不断地向有组织、有结构、有序的方向发展,系统的这种功能随着外部环境的变化也进行着“自动的”改变。而实现向有序化方向演变的原因在于系统的内部,系统内子系统之间的相互作用,出现整体协同效应,使系统的演进可以“自发地”进行[6,7]。

军民企业集成创新系统形成以后,在系统内部的军用企业和民用企业都会产生一种自我强化意识来共同促进系统的演进,究其本质是系统参与主体为了更高的利益和发展机遇而积极联合并相互协同的结果。军民企业集成创新系统作为一个适度开放系统,系统内部的军工组织、民用组织、科技中介组织、科研院所等都具备相当的经验总结能力和组织学习能力和动机,这些因素使得系统本身具备一定适应系统外部环境变化的能力和动力。随着国际形势的变化,我国军工组织纷纷实行改制,实行市场化运作,参与市场竞争,需要与民用企业进行积极合作,在军民行业组织间建立集成创新系统。创新系统内部,军、民企业不断调整组织结构,促进企业创新能力的培养和提高,打破各自原有保护主义观念和技术封闭性,形成集成创新合力。这些行为都是军民企业集成创新系统不断从外界环境吸收负熵流,并通过自组织是系统有序化的结果,因此,军民企业集成创新系统以及相关管理者应该积极为促进系统自组织演化创造条件,使系统形成有序结构。

4 结束语

军民企业集成创新系统是一个构成要素众多、关系种类多的动态经济合作系统,系统内部的非线性耦合作用非常复杂,这就导致军民企业集成创新系统的演进具有复杂性和多向性。军民企业集成创新系统的高效运行需要系统具有适度开放性、远离平衡态的特征和充分利用各种随机涨落、积极发挥系统自组织功能的能力。同时,系统管理者和相关政府部门应该积极为军民企业集成创新系统形成耗散结构创造各种有利条件,通过对系统的管理使军民企业集成创新系统向着高效、有序的方向演进,并且充分吸收外部环境的负熵流,使得军民企业集成创新系统产生更高级的耗散结构形式。

参考文献

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