系統(tǒng)科學工程-4演化過程

1、小組活動與考試安排,小組活動不僅是教學手段，更是一個典型的系統(tǒng)，其整體性體現(xiàn)在通過活動“產(chǎn)出”集體研究成果。而小組論文質量就是序參量。小組的形成就是一個系統(tǒng)演化過程，其中有三個關鍵：形成整體，組織活動，產(chǎn)出論文 小組活動的要求：1、選出組長；2、確定題目；3、進行分工；4、集體討論；5、做好記錄；6、統(tǒng)計出勤；7、撰寫論文；8、內(nèi)部交流；9、班級匯報；10、評比排序；11、確定成績,第一次小組討論的內(nèi)容,1、相

2、互交流，介紹情況；總結前五講的學習體會心得；2、商議一個小組研究對象，確定所要解決的問題，制定研究計劃，時間節(jié)點，進行分工：3、準備從哪個方面展開研究？研究的目的意義是什么？應該收集哪些資料數(shù)據(jù)？4、確定小組研究報告的重點，要點，難點，和關鍵點。每部分誰紙筆？誰匯總，誰報告？,選題參考,運用系統(tǒng)與網(wǎng)絡的觀點，方法分析一個組織。如科研團隊；企業(yè)；社會組織：一個事件。如社會群體；突發(fā)；新聞一項工程。如成功的，失敗的，一個人或物

3、，如某人，某個器物，自己,如何撰寫小組論文,明確選題的目的意義，（學習方法，深化認識）確定選題的方向，范圍，約束條件選擇適當?shù)恼n題，大體確定題目與關鍵詞確定課題的基本內(nèi)容，進行分工，試寫摘要收集整理相關資料，對其分析討論綜述分頭動手，撰寫各個部分，完成初稿在小組內(nèi)匯報，交流，提出意見建議有一人統(tǒng)稿，大家閱讀提出修改意見定稿，再修改結題，總結,第四講 系統(tǒng)演化，過程與規(guī)律,系統(tǒng)演化是現(xiàn)代系統(tǒng)理論的主要內(nèi)容，其中涵蓋了從

4、19世紀三大演化，上世紀四大起源、以及新三論（自組織理論）、自然科學中關于不可逆運動、社會科學中組織發(fā)展理論中的基本內(nèi)容。,研究演化的目的,搞清系統(tǒng)演化的一般規(guī)律和動力機制，為系統(tǒng)決策，調控，管理，建構提供科學依據(jù)。 研究演化對我們的影響，及時識別和發(fā)現(xiàn)機遇，抓住和利用機遇，學會控制、管理，建構系統(tǒng)（對象）與環(huán)境，實現(xiàn)合理的目標。,內(nèi)容安排,系統(tǒng)演化理論可分為“運動學”；“動力學”兩個部分。本講研究：運動學描述演化的過程和規(guī)律；

5、包括：一、演化的標度與判據(jù)二、演化的條件與環(huán)境三、系統(tǒng)的一般過程：個體生命周期與群體進化下一講研究：動力學探討演化的外部原因和內(nèi)部機制。包括：一、演化的條件與動力二、組織，自組織與他組織三、演化的動力機制，發(fā)動機原理,演化的四個基本問題① 如何定量描述與評價系統(tǒng)的演化與進化？描述與評價的前提與目的是什么？② 如何定量判定（判據(jù)問題）,量度（標度問題）系統(tǒng)的進化發(fā)展？③ 整體演化經(jīng)歷哪些階段？每個階段有何特點？不

6、同階段之間如何轉化？④ 系統(tǒng)進化的原因：演化的外部環(huán)境與條件，內(nèi)部機制與動力是什么？,演化問題,案例分析一,考察一個生物體的生命周期，不同階段不同表現(xiàn)，需要不同的條件，養(yǎng)料；考察一個危機或災害的演化過程，從正常到反常，從危機到災后，到恢復；辦事（工程項目）的生命周期 人，家庭，國家，制度，社會組織的生命周期，興衰過程，并思考內(nèi)在原因,一、演化的概念,1、變化，演化與進化運動－－相對于某個參數(shù)（如時間）的差異，變化有速度和方向

7、演化－－不可逆的變化，演化有路線，速度和方向進化－－沿某個方向的演化，進化有速度和指向,２、演化的特征是不可逆,不可逆并非指不能重現(xiàn)原來狀態(tài)，而是指不能自發(fā)地，無后效地回復到原來狀態(tài)。例如：熱傳導，分子擴散運動，生物進化，社會進化，人生四季，路徑依賴　人們常說“機不可失，時不再來，沒有后悔藥”就是因為如此。,３、三類系統(tǒng)的時間箭頭,（1）孤立系統(tǒng)趨向平衡 即趨向有限邊界內(nèi)的均衡，但沒有時間速度限制，也不排斥局部的“反常

8、”（2）封閉系統(tǒng)演化有兩個方向，時間箭頭指向低溫有序。玻耳茲曼有序原理（3）開放系統(tǒng)多方位發(fā)展， 時間箭頭復雜多變,４、開放系統(tǒng),“開放”系統(tǒng)是指與外界有物質、能量、信息交流的系統(tǒng)，一切實際系統(tǒng)原則上都是開放的，只不過開放的程度與內(nèi)容各有不同。 關鍵是：A、開放的內(nèi)容與形式，對什么開放？B、開放的程度，交流的數(shù)量多大?,內(nèi)部熵產(chǎn)生,,,輸入,輸出,耗散系統(tǒng)與耗散結構,系統(tǒng)熵變化＝內(nèi)部熵產(chǎn)生＋熵流 內(nèi)部熵

9、產(chǎn)生永遠大于零 熵流可正可負 系統(tǒng)熵值可向兩個方向變化,耗散系統(tǒng)的熵流方程,４、開放系統(tǒng)的負熵流,ds=dse+dsu,熵產(chǎn)生,,,負熵流,正熵流,二、進化的判據(jù)與標度,進化是在特定路線與方向上的演化，進化有兩個基本問題： 進化的判據(jù)問題： 進化的起點，方向，路線 進化的標度問題 進化的尺度，測量的方法,１、客觀判據(jù),1、系統(tǒng)的性態(tài)判據(jù)：

10、屬性，功能、價值2、系統(tǒng)的結構判據(jù) 元素，要素，構型，層次3、系統(tǒng)的形式判據(jù) 形態(tài)、信息，模式,２、主觀判據(jù),（１）系統(tǒng)的功能價值是否得到提高？（２）生物的 生存，發(fā)展空間是否擴大？（３）、個人目標是否達到？需求是否滿足？馬斯洛五個需求層次： 生存，安全，社會關系，自尊與受尊，自我實現(xiàn)是否上升？（４）社會是否和諧與可持續(xù)發(fā)展？人生是否幸?？鞓?？,二、演化的標度,1、結構標度 ①系統(tǒng)組成部分的演化，如

11、元素多少的變化，元素與要素的轉化；②內(nèi)部關系的演化，如元素與元素、元素與要素、要素與要素間的關系變化；③關系的性質、強度、種類的演化；④局部與整體關系或結構形態(tài)的演化，即構形的演化等。（1）熵概念和類熵標度 類熵標度是以熵概念為核心的一組標度，它包括熱力學熵、統(tǒng)計熵、信息熵、科爾莫哥諾夫熵、測度熵、拓樸熵、混合熵等。盡管這些熵的含義不盡相同，但它們有著一個相似的數(shù)學結構，而且除熱力學熵之外都與狀態(tài)出現(xiàn)的幾率的對數(shù)分布有關。,熵概

12、念起源于熱力學，19世紀初，人們對熱現(xiàn)象和熱機逐步認識，先后發(fā)現(xiàn)了熱力學第一定律和熱力學第二定律。前者是人們熟悉的能量守衡與轉換定律，它的核心概念是能量。后者描述了自然界中廣泛存在的不可逆現(xiàn)象，但是它卻缺少一個象能量這樣的量度標度。 1865年德國物理學家克勞修斯提出了熱力學熵的概念，熱力學熵類似能量，但又不同于能量（因此它的名稱為Entropy ，它的原始含義是演化與變化）。按照克勞修斯的想法，是用熵來量度能量從高級形式，如機

13、械能，電能等向低級能，如熱能轉化的程度。 1872年玻爾茲曼對熵的統(tǒng)計解釋很快為人們所接受，并成了對熵概念最經(jīng)典，最權威的解釋。,1944年量子力學的創(chuàng)始人之一，著名物理學家薛定格出版了一本在學術界引起極大震動的書——《生命是什么？》，其中提出了“負熵”的概念，用以描述系統(tǒng)內(nèi)部熵的減少。 1948年申農(nóng)和維納提出的信息熵概念是對熵概念最深刻的一次發(fā)展。按維納的意見，熵是消息的負對數(shù)，它代表了系統(tǒng)與外界進行交換的東西?？?/p>

14、爾莫哥諾夫的工作。1958年他把熵概念引進到動力系統(tǒng)的遍歷理論。 1952年法國物理學家布里淵對“麥克斯韋妖”作出解釋，并將熱力學熵與信息聯(lián)系起來。,（2）有序度標度 熵的減少就意味著有序度的增加，因此有序度是熵的對偶概念，系統(tǒng)進化可以看成是從無序到有序，從有序程度較低到有序程度較高的發(fā)展。因此通常可用有序度的高低來標度系統(tǒng)進化的程度。,2、屬性標度 屬性的演化是系統(tǒng)外部屬性功能價值的變化。 （1）關聯(lián)演化，包

15、括對外關聯(lián)的數(shù)量，性質和強度演化。 ①從數(shù)量上看，一個系統(tǒng)會因與外界的關系不同而具有多方面的性能，這就是一物的多用。 ②從強度上看，在系統(tǒng)演化的不同階段，性能的強度，大小和數(shù)量也是各不相同的。 ③從性質或種類上看。關系的性質演化同樣也是極普遍的。,（2）交流量的演化 系統(tǒng)屬性的演化還體現(xiàn)在系統(tǒng)與外界交流物質、能量、信息的種類和數(shù)量（流量）上。一般講來，演化的程度越高，它與外界交換的東西也越多。這個多，不僅指交換的數(shù)量而且指交

16、換的種類。,提高生存效率與擴大發(fā)展空間,1、對外部環(huán)境的適應程度，誰能適應外界環(huán)境就能有效獲得的資源； 2、提高對資源，條件的利用效率，從而能應對更嚴酷的生存環(huán)境，也就有效地擴充了自己的生存空間； 3、生物個體和群體不僅保持現(xiàn)有的生命，還要為后代開拓更大的發(fā)展空間。 所有這些都是為了在生存競爭中提升個體生活質量，延續(xù)并擴大種群的數(shù)量。,人與社會的進化判據(jù)與標度,這是一個帶根本性的問題，對它的不同回答構成了不

17、同“主義”的內(nèi)涵人是萬物的尺度，一些從人出發(fā)，以人為核心，這與人在宇宙中的渺小地位并不矛盾；社會最終朝向哪里是信仰，宗教，哲學試圖回答的問題；社會近期如何發(fā)展則是科學需要回答的；社會將朝著個人更加幸?？鞓罚欣谌祟惿姘l(fā)展的方向前進，這一方向本身就來自人在宇宙中的特殊地位。因為人的感受也是適應的結果,三、系統(tǒng)的生命周期,我們把系統(tǒng)從產(chǎn)生到消亡的時間段作為它的“生命周期”，在系統(tǒng)的“一生”（生命周期）中，任何系統(tǒng)的個體演化都可分

18、為三個階段： 創(chuàng)生，系統(tǒng)從無到有 發(fā)展，系統(tǒng)從小到大， 消亡，系統(tǒng)從有到無。 這就是系統(tǒng)演化的三步曲。,個體演化三部曲,系統(tǒng)的創(chuàng)生,創(chuàng)生，起源是科學研究的基本內(nèi)容，也往往是一個難以回答的“謎”，包括從宇宙，天體，地球，生命，人類直到，家庭，個人，企業(yè)，組織。 系統(tǒng)（整體）的創(chuàng)生，是相對于整體的“無”而言的。也就是出現(xiàn)一個具有新的整體屬性，有明確邊界，相對穩(wěn)定的新結構。,１、創(chuàng)生的標志,1、

19、邊界閉合，因為只有存在一個完整的封閉的邊界才可以說出現(xiàn)了一個對環(huán)境有著相對獨立性的系統(tǒng)（邊界的邊界為零）； 2、結構完整，所有的元素都被某種方式穩(wěn)定第聯(lián)系起來，使得分散的“部件”形成一個相對完整的整體，即出現(xiàn)一個“牽一發(fā)動全身”的有機整體（關聯(lián)長度發(fā)散）；3、整體特性的突現(xiàn)，即新系統(tǒng)必須有它的組成部件所不具有的新的，特殊的屬性，功能，價值和形態(tài)（序參量大于零）。,盡管每天都有新的事物產(chǎn)生，但每一個具體的事物的產(chǎn)生都有其獨特的外部環(huán)境

20、和內(nèi)部依據(jù)?！　睦碚撋现v首先必須超出熱力學第二定理（熵增原理）的范圍，根據(jù)普里高津的研究，只有遠離平衡態(tài)的情況下才有可能。,２、創(chuàng)生的條件,,,平衡態(tài),昂色格倒易關系,遠離平衡態(tài),最小熵產(chǎn)生原理,（1）遠離平衡態(tài)，舊結構失穩(wěn),新結構創(chuàng)生的前提是原狀態(tài)的失穩(wěn)，這只能發(fā)生在遠離平衡的情況下，其實質就是元素間出現(xiàn)非線性相干（普里高津）,,,,,,,,,,平衡態(tài),遠離平衡態(tài),,近平衡態(tài),昂色格倒易關系,新系統(tǒng)的創(chuàng)生對環(huán)境而言意味著加入一種新

21、的因素，甚至改變原來的結構。那么這種改變對環(huán)境來講是否必要？是否會帶來新的進步或者損害？一般講來只要當環(huán)境產(chǎn)生了新的需求時，新系統(tǒng)才可能“應運而生”。當然，就象在市場上一樣，新需求可以是直觀呈現(xiàn)出來，也可能是某種潛在的需求，需要我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)，以至“人為地”制造。因此，何認識發(fā)現(xiàn)（制造）一種新的需求，并通過一種新的事物來滿足這種需求十分重要。但是，并非一有新的需求，就具備了“滿足這種需求”的條件和環(huán)境。,（2）新需求產(chǎn)生,（3）基本素材的具

22、備,系統(tǒng)不可能憑空產(chǎn)生，創(chuàng)立一個新系統(tǒng)至少要將所需的基本素材準備齊全后才有可能。如果構成一個生命系統(tǒng)，就需要的基本成分來看，核心元素（起領導，控制作用）、基礎元素（支持和承擔基本工作）、動力元素（為系統(tǒng)的運轉提供動力和能源）、邊界元素（與外部環(huán)境進行物質、能量、信息交流的關口和紐帶）、自復制元素、內(nèi)部傳輸元素等是必不可少的。這里并不要求基本元素相互獨立，而只要求確實有元素來承擔這些功能。,在系統(tǒng)的內(nèi)部和外部，既要有物質、能量的運輸線路或

23、網(wǎng)絡，又要信息的傳輸線路，其中特別重要的是信息反饋的通路。因為只有有了這些實際的聯(lián)系線路，才能真正實現(xiàn)整體的協(xié)調與同步，才能形成一個整體。所以，及時地切斷聯(lián)系往往是防止壞事產(chǎn)生的有效措施。,（4）內(nèi)外聯(lián)系暢通,（5）漲落觸發(fā)，適當?shù)臋C遇,任何的創(chuàng)生都具有一定的偶然性，這里存在許多機遇和干擾，如何從這些不確定的因素中發(fā)現(xiàn)和抓住機遇，也就是利用系統(tǒng)內(nèi)部和外部的隨機漲落這也是一個重要條件。但是，人們常說“機遇只青睞有準備的人”，只有“萬事具備

24、”了，等“東風”一來才能取勝。這說明機遇只存在于適當?shù)沫h(huán)境之中，而時機只存在于發(fā)展變化之中，靠被動地等待是求之而不可得的。,３、創(chuàng)生的過程,系統(tǒng)起源于“無” 系統(tǒng)創(chuàng)生的起點是平衡態(tài)創(chuàng)生之前系統(tǒng)的原料可以有不同的構造和質地，但從對于未來的系統(tǒng)的角度來看，它們是處在同一個水平，具有相同的“權力”，這種均衡或均勢狀態(tài)的特點是無序、平衡、對稱，它是系統(tǒng)演化的起點。 系統(tǒng)創(chuàng)生之前的狀態(tài)是沒有完整的邊界，沒有整體性。,（１）

25、 分化,對具體的系統(tǒng)來說這種狀態(tài)不是絕對的無序與平衡，在它的上一個層次和下一個層次上都存在著非平衡。具體地說，在它（指未來的系統(tǒng)）的層次之上有作為環(huán)境的“平均場”層次，在它之下有作為微觀的“精細結構”的層次。當這些層次的不平衡達到一定的程度時，也即達到某個“臨界點”時，就可能出現(xiàn)“對稱性破缺”，打破原來的均衡狀態(tài)，從而出現(xiàn)分化。,分化后的部件在特定的條件下可以進一步出現(xiàn)我們常說的“人以群分，物以類聚”的過程，這個過程顯然是不同部件之間相

26、互競爭和相互吸引的結果。不過在不同的情況下具體的吸引力的內(nèi)容各不相同。經(jīng)過類聚會出現(xiàn)許多不同的小集團或小“元胞”，它們的存在又為更為激烈的競爭和吸引提供了基礎，創(chuàng)造了條件。,（２）類聚,（３）成核,分化后的元素要結合成一個整體，往往需要一個核心，起著吸引的中心、支持的基礎和建構的模板等三重作用。這種核心的來源一般有兩種情況，一種是由外部進入，如入侵的“雜質”或被植入的“菌種”，另一種是由內(nèi)部成員突變而來。,由類聚產(chǎn)生的元胞或小集團在沒有

27、被組織成一個有機的整體之前它們?nèi)匀皇欠稚⒌?，并且還只能暫時存在，只有當它們被串通歸并成一個整體后才能較為長期地存在下去。元胞歸并的過程不僅是一個元胞間相互串通的過程，而且是元胞進一步改組的過程，這種過程往往發(fā)生在一個新的臨界點上（前一個臨界點上出現(xiàn)對稱性破缺），它可以借助于一個量──關聯(lián)長度來描述，關聯(lián)長度表示元胞之間相互作用（主要是指非線性相干的距離）。,（４）元胞歸并,（５）邊界閉合,系統(tǒng)邊界的閉合可作為系統(tǒng)創(chuàng)生的標志。但邊界的形成

28、與閉合要經(jīng)歷一個過程。邊界發(fā)端于差異，差異是不平衡或不對稱的表現(xiàn)，通常產(chǎn)生于系統(tǒng)形成之初。但是有差異還不一定有界線，同類差異相聯(lián)才能構成界線，把差異聯(lián)成一線也是個類聚的過程。有了界線還不等于邊界閉合，因為閉合也是需要條件的，邊界閉合了，系統(tǒng)才能成為一個和外界完全隔開，在時間和空間上都有限的整體。,（6）慢變量支配快變量,邊界之內(nèi)的元素間出現(xiàn)各種可能的運行模式，分別由慢變量，快變量來表示；經(jīng)過競爭，出現(xiàn)慢變量支配快變量，當這種情況逐步擴散

29、到邊界內(nèi)的所有地方時，序參量有零變到某個有心數(shù)，并支配所有元素的運行，實現(xiàn)了全局性的集成整合，導致整體性突現(xiàn),整體性突現(xiàn),整體性突現(xiàn)表現(xiàn)為代表整體宏觀性態(tài)的“序參量”從零變?yōu)槟硞€有限數(shù)。 這里的“無中生有”是指構成整體的材料（元素）從獨立、無序、平權狀態(tài)結合成一個有機的整體，對外顯現(xiàn)出有別于構成元素的，僅僅屬于整體的特殊屬性、功能、價值。 系統(tǒng)由此得以創(chuàng)生,自然界中的案例：形態(tài)發(fā)生,星球的形成水滴的凝聚；貝納德花紋的

30、形成生物學的形態(tài)發(fā)生,社會界中的案例:組織的創(chuàng)生,從系統(tǒng)創(chuàng)生的角度來分析一個創(chuàng)業(yè)的案例:1、社會與自身的需求，與適當?shù)沫h(huán)境2、核心的形成與組織3、結構（秩序邊界組織）與功能的涌現(xiàn)4、相對穩(wěn)定與初具規(guī)模,四、系統(tǒng)的發(fā)展,系統(tǒng)的發(fā)展是指在系統(tǒng)已經(jīng)創(chuàng)生基礎上的發(fā)展，這時系統(tǒng)已經(jīng)初具雛形，但在規(guī)模，屬性、功能/形態(tài)等方面都需要進一步發(fā)展。 系統(tǒng)發(fā)展分兩種情況： 1、平凡發(fā)展，如系統(tǒng)體積與尺度的擴展，系統(tǒng)形態(tài)的部分變

31、化等； 2、部分質變，即局部發(fā)生質變或階段的更迭，如從擴展轉為停頓。 從總體上看，事物總是波浪式前進，螺旋式發(fā)展的。但從事物整體的角度看系統(tǒng)發(fā)展還只是系統(tǒng)整個生命周期的中間階段，而且在這個階段中又可以劃分為起步、線性增長、非線性增長（包括自我更新、自我復制）等若干個小的階段。,,,,,,起步創(chuàng)生,嬰兒期,少年期,青年期,壯年期,老年期,消亡期,,持續(xù)發(fā)展,穩(wěn)定,貴族期,后貴族期官僚期,,個體死亡,夭折,壯志未酬

32、,過早老化,,績效與功能,,特征時間,１、系統(tǒng)的生命曲線,李開復談創(chuàng)業(yè)工場,“其實一個人做自己有興趣的工作才有滿足感，回顧我20年職業(yè)生涯，我最喜歡的兩段時間就是創(chuàng)立谷歌中國和微軟中國研究院這四年，‘創(chuàng)新工場’可以在未來15年里，讓我每一年都重復這四年的快樂，因為我永遠都在創(chuàng)建新的公司，做大了就推出去。直接和改變世界的人在肩并肩地工作，所以我永遠都不會感覺到大的公司或相對官僚的流程帶來的困擾”。此外，李開復說，目前在中國，電子商務、移動

33、互聯(lián)網(wǎng)正在爆發(fā)式成長，機會不可多得；另外，目前中國的投資環(huán)境不平衡，對天使基金或種子基金的需求巨大。,人生四季與企業(yè)的一生,人生四季：少年、青年、壯年、老年；孔子的三十而立到七十，八十。企業(yè)的各個發(fā)展階段有不同的形態(tài)，特證，事情，問題。器物的功能變化社會，國家，民族的歷史階段。,２、個體的生命周期,系統(tǒng)的生命周期就是整體生存從創(chuàng)生到消亡的時間區(qū)間。它可以是指生命個體的一生，也可以指項目，事業(yè)，組織，企業(yè)的生存區(qū)間。生命周期對應了

34、屬于系統(tǒng)個體的特征時間。不同系統(tǒng)的生命周期會有類似的表現(xiàn)，不同階段有其共同特征，,（1）“起步”階段,系統(tǒng)發(fā)展有一個緩慢而艱難的起步階段。對于生物是處在幼年，童年階段，對于企業(yè)是處在初創(chuàng)階段“燒錢”，投入都是必不可少的。投入實際上是用于打破舊結構，準備新系統(tǒng)的材料，和進行新的整合 在起步階段系統(tǒng)必須調整其內(nèi)部的結構和外部的關系，這時“投入”多而收獲少，是系統(tǒng)大發(fā)展的準備階段。,（2） 線性生長階段,演化起步之后會有一個線性發(fā)

35、展階段，線性生長是在保持系統(tǒng)的結構與功能基本不變的前提下作量的變化或時空上的擴張。這個階段的特點是發(fā)展速度快而結構變化少。系統(tǒng)只有在經(jīng)歷了這個階段后才能“初具規(guī)?！?，使系統(tǒng)真正進入鼎盛時期。,（3）自我更新階段,系統(tǒng)的自我更新階段屬于非線性發(fā)展階段，它是系統(tǒng)發(fā)展中最重要的一環(huán)。 在這個階段中系統(tǒng)不僅時空范圍大了，而且更主要的是系統(tǒng)內(nèi)部結構更加完整協(xié)調，系統(tǒng)的外在屬性更加強大完善，通過若干次“部分質變”逐步形成一個成熟的系統(tǒng)，并

36、表現(xiàn)出系統(tǒng)獨自的特色，這時的系統(tǒng)就達到了個體發(fā)展的頂點。,（4）自我復制階段,當系統(tǒng)的結構和屬性發(fā)展到相當?shù)某潭纫院缶陀斜匾獙⒋藭r系統(tǒng)特有的信息保持下來，以便留到下一代中去，這樣可以節(jié)約大量的“進化成本”，在群體發(fā)展和生存競爭中處于有利地位。對一個復雜系統(tǒng)來說保存信息的一個主要形式就是進行自復制。自復制的過程包含兩個看起來相互矛盾的方面，一方面要求復制件和原版盡可能做到完全相同，以保證遺傳信息不致在復制過程中丟失；另一方面，每一次復制都

37、不可能保證復制件和原件一模一樣，因此信息的失真和丟失是不可避免的，這在一定意義上會給自復制造成錯誤和損失。,五、系統(tǒng)的消亡與終極,系統(tǒng)消亡是系統(tǒng)演化過程中的一個必不可少的階段。而且，系統(tǒng)的消亡并不一定發(fā)生在系統(tǒng)演化的后期，而是發(fā)生在系統(tǒng)演化的整個過程之中。,1、消亡過程,（1） 衰老 如何認識和接受系統(tǒng)衰老這一現(xiàn)實和如何改變這一進程是哲學和科學上的兩大難題。衰老過程是分階段的，不同的階段之內(nèi)在一定程度上是可以逆轉的。,（2）消亡

38、系統(tǒng)消亡意味著系統(tǒng)生命周期的結束，是系統(tǒng)個體生命的終點，它往往發(fā)生在： ①當一個系統(tǒng)已竭盡它的所有調節(jié)過程以致無法保持它的一個或多個鍵變量于正當?shù)姆€(wěn)定范圍時； ②當它由于本身的信息傳輸和反饋停止，或充滿噪聲，或傳遞太慢，以致無用而失去控制時； ③當它無法使其子系統(tǒng)和組元保持相互調節(jié)并使整個子系統(tǒng)與環(huán)境保持穩(wěn)態(tài)時，該系統(tǒng)便無法繼續(xù)生存下去。,系統(tǒng)消亡的標志,對應于系統(tǒng)的創(chuàng)生，消亡也有許多嚴格的標志，理論上講包括：1、主要特征

39、的喪失，2、整體結構的解體，3、閉合邊界的崩潰。個體生命周期結束。,個體演化的總結,1、個體演化包含兩個相互嵌套的生命周期：一是從無到有，從小到大，從又到無的個體三部曲；二是經(jīng)過起步，上升，變緩，登頂，老化，消亡的生命周期。2、不僅要不同階段的區(qū)別，還要把握各階段間轉變的“度”（關節(jié)點），以及轉變的性質（平衡點，拐點）。要特別注意何時達到功能頂點。3、要對具體系統(tǒng)進行診斷，先要描繪正常的生命曲線，給出正常值的誤差范圍；4、個

40、體的消亡為群體進化提供了條件，但個體間的“代際”（鏈接）可有不同形式，只要接近頂點是的疊加才能實現(xiàn)群體進化。,五、群體的可持續(xù)發(fā)展,個體不可能永存，總會消亡，在這個意義上講個體是不可能持續(xù)發(fā)展的。因此，可持續(xù)發(fā)展問題總是相對一個種群而言的。　　群體可持續(xù)發(fā)展是通過個體的世代相繼來實現(xiàn)的。而得以保存的則是種群所共有的“基因”。而群體的進化則是基因的進化?！　∪后w通常也會消亡，或者轉變?yōu)槠渌姆N群，但群體是否能看作一個整體？它的進化規(guī)律

41、是什么？這些問題的理論和現(xiàn)實意義都十分重大，但還有待深入研究。（但這已經(jīng)超出經(jīng)典的系統(tǒng)科學范疇）,群體的發(fā)展,個體消亡代際連接,,,,,,群體的特征,群體是一個遠比個體更為復雜的對象，一般來講，群體既不同于單獨的個體，也不同于內(nèi)部互不相關的“總體”，而是具有某種共同特征的個體的結合體。1、群體是具有一定時間空間性的有機整體，群體內(nèi)部各有分工，具有一定的結構和層次，其中最基礎性的結構模式將決定群體的結構特征。 2、群體中既有他組織性

42、，又有自組織性，這一點在生物社會和人類社會中表現(xiàn)得特別明顯。,,3、種群有一個共同的起源，因而內(nèi)部具有某種共同的“基因”，使得其中的個體得以繁衍。群內(nèi)眾多個體的此生彼亡，爾興我衰，并不直接影響到整個群體的生命進程，眾多個體相互交錯出生，消亡，此起彼伏，可保持著群體的延續(xù)和生存。 4、群體是通過群體內(nèi)個體的個別或集體行為同外界環(huán)境發(fā)生作用，以適合環(huán)境，求得發(fā)展，并創(chuàng)造新的群體。,1、群體的進化模式 （1）突變 群體延續(xù)過程中的突

43、變是指個體模板信息的變化。當群體的內(nèi)部環(huán)境或者外部環(huán)境變化作用于群體時，群體首先在其模板信息中發(fā)生不可逆變化。變化的速率因群體系統(tǒng)的特征而異。一般地說，群體組織性層次愈高，其突變速率愈快。,（2）選擇,①群內(nèi)選擇 ：特定群體內(nèi)部同其它群體間的模板信息選擇。生物群體內(nèi)的遺傳漂變和遷移等機制，就是具有群內(nèi)選擇行為的因素。 a、遺傳漂變，也稱遺傳播遷、遺傳偏離或賴特效應。在群體遺傳學中，賴特（S.Wright）用以描述由于小群體引起的基因頻

44、率隨機增減甚至丟失現(xiàn)象。 b、遷移。群體之間經(jīng)常會發(fā)生的個體遷移，造成了模板信息的流動。當遷移者所攜帶的模板信息與當?shù)厝后w有差異時，就會發(fā)生選擇行為。,②自然選擇 用邁耶（E.Mayr）的話來說，自然選擇是“不同基因型的有差異（區(qū)分性）的延續(xù)”，“自然選擇是一個統(tǒng)計學現(xiàn)象，它只是意味著較好的基因型有較好的延續(xù)機會”。最基本的自然選擇有穩(wěn)定性選擇，單向性選擇和分裂性選擇。在環(huán)境相對穩(wěn)定的群體中，多見穩(wěn)定性選擇，即把趨于極端

45、的變異淘汰掉而保留中間型個體，使群體具有相對穩(wěn)定性。而當環(huán)境條件逐漸發(fā)生變化時，群體多見有單向性選擇，這種選擇把趨于某一極端的變異保留下來，而淘汰掉另一極端的變異，使群體朝向某一變異方向發(fā)展。,,自然選擇是經(jīng)常起作用的，它不斷調整群體與環(huán)境的關系，在群體進化過程中起著“過濾器”的作用──載明某種群體模板信息，組成環(huán)境反饋回路（生命周期）的一種信息，在這信息中時常出現(xiàn)噪聲（突變），因而減少了這一回路上信息的增益系數(shù)（突變減低了群體系統(tǒng)的增

46、值力）。,（3）新群形成 新群形成是群體進化中的一個主要環(huán)節(jié)。它意味著新的群體以新的方式利用環(huán)境條件，為群體發(fā)展開辟新的前景。在生物群體中，新物種形成就是典型形式，在人類群體中，新的社會形態(tài)、國家乃至超國家共同體的形成也是典型形式。它們表明，群體的延續(xù)中出現(xiàn)了非線性或間斷性，原結構的群體由新型結構的群體所取代，從而以此為新的起點開辟群體系統(tǒng)新的進化前景。 綜上所述，群體進化的模式大體為突變──選擇──新群形成，以此推動群體

47、在優(yōu)度和豐度上發(fā)展自身。,2、群體生態(tài)模式 群體演化以生態(tài)系統(tǒng)為背景，并受到生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)各種環(huán)境因素所影響，生態(tài)系統(tǒng)就是群體系統(tǒng)與其環(huán)境之間不斷進行物質、能量和信息交換的統(tǒng)一整體。群體系統(tǒng)的生態(tài)關聯(lián)特別表現(xiàn)出多樣式的群體與群體之間的相互促進和相互制約，在一定的環(huán)境中實行協(xié)同進化。,（1）共生,群體必須與其環(huán)境建立和維持開放性的共生關系，才能持續(xù)自身的進化： ①雙方都得益的互利共生； ②單方得益而它方無害的偏利共生； ③敵

48、對共生，即一種群體以另一種群體為生存條件，彼此之間構成直接或間接的生態(tài)關系的復雜網(wǎng)絡。 ④寄生──一種群體以另一種群體系統(tǒng)的局部組織為介質，并寄居于該群體系統(tǒng)之中。,（2）生存競爭 生存競爭是群體系統(tǒng)，尤其是生命系統(tǒng)與其生存環(huán)境發(fā)生的關系。按達爾文在《物種起源》中提出的觀點，這種關系包括“群體內(nèi)個體和同群其它個體的斗爭，或者和異群的個體斗爭，或者和生活的物理條件作斗爭”。①一群體完全排擠另一群體，并占領全部生態(tài)位置。 ②一

49、群體侵入另一群體的部分生態(tài)位置，并取而代之。,（3）協(xié)同進化,協(xié)同進化指的是群體與群體，群體與生態(tài)環(huán)境之間在相互依存關系中的進化過程。處于生態(tài)關聯(lián)中的群體系統(tǒng)，都是相互依存的生態(tài)網(wǎng)絡中的一個環(huán)節(jié)，其中任何一個群體的增減存亡都會影響到整個生態(tài)網(wǎng)絡的變化，而且那些參與進來的新群體系統(tǒng)也總能利用這些生態(tài)關聯(lián)的開放性而成為新的生態(tài)因子。因此群體系統(tǒng)可能會獲得一種更佳的綜合表現(xiàn)的形式，即協(xié)同進化。,3、宇宙演化的模式 宇宙能不能稱之為系統(tǒng)是

50、一個值得商榷的問題，在我們看來它包含了所有的系統(tǒng)，但本身并不是一個系統(tǒng)，最起碼我們不知道宇宙有沒有邊界，邊界在哪里？但這并不妨礙宇宙的演化。拉茲洛認為，“自然中存在邏輯，并且有統(tǒng)一性。這是自然內(nèi)部固有的秩序，它是以幾乎無限種方式出現(xiàn)的所有現(xiàn)象的秩序的基礎，并使它們互相關聯(lián)。在自然進化遵循的形式中，有一種重復出現(xiàn)的秩序，有一種保持著的不變性” 。,宇宙演化中的內(nèi)在秩序,（1）遠離平衡的開放系統(tǒng)展開宇宙內(nèi)的進化──進化中的起始 （2