协同学

出处：按学科分类—社会科学总论 中国青年出版社《社会科学学科辞典》第21页（1184字）

又称“协合学”，系统科学的重要分支。

研究开放系统在外界物质、能量和信息作用下，系统内部诸要素、诸层次和诸子系统之间，如何通过相互调节，自发地组织成为一个协调系统的内部机制和规律的学科。

联邦德国斯图亚特大学理论物理学教授哈肯在研究激光理论的基础上，于1973年首次提出了协同的概念；1977年写出了《协同学导论》一书，正式建立了协同学。

1983年，哈肯在其专着《高等协同学》中，运用现代数学中的概率论、分支理论和突变理论，吸取了信息论、耗散结构理论等理论的某些研究成果，把动力物理学和统计物理学结合在一起，从而使协同学形成一个比较完整的理论体系。

协同学的研究对象是远离平衡态的开放系统。

它研究这类系统由于其内部各子系统之间的相互作用，在外界控制参量达到一定阈值时，通过子系统之间的协调作用和相干效应，从无规则混乱状态变为宏观有序状态的机理和特点。协同学认为，“序”是系统的结构形式。

有序，表示元素间的协调与和谐，结构处于规则与稳定的有组织状态，它以“信息”作为量度；无序，表示与有序相反的混乱状态，它以“熵”作为量度。事物在无序和有序、低序和高序间的变化，称为“序变”。

协同学研究各种复杂系统从无序走向有序、从低序走向高序的共同演化规律。在从无序向有序转化的过程中，各种系统的具体转化形式可能不同，但它们有着共同的特点。协同学把系统转化的机制归结为协同。一个系统内部众多子系统之间存在着复杂的非线性相互作用，子系统的运动形式也非常复杂。

协同学把子系统的复杂运动分成两种类型：一种是子系统独立的无规则的运动；另一种是有序的互相关联引起的运动。这两种运动形式的斗争和彼此消长，构成了整个系统的宏观相变运动形式。当独立运动占主导地位时，系统处于无序状态；一旦环境控制参数达到某一临界值，子系统之间协同动作，自我组织，系统的关联运动就会占主导地位，系统这时进入有序状态。

协同学认为，复杂系统的相变特点完全由序参量决定。

复杂系统的参变量不可胜数，按照它们不同的功能可以分为两类：绝大多数参变量在临界点附近阻尼大、衰减快，称为快弛豫参量，对相变的整个进程没有明显影响；只有一个或很少几个参变量不仅不衰减，而且始终左右着演化进程，称为慢弛豫参量，也就是序参量。虽然不同系统中序参量代表具体意义有所不同，但是序参量的个数非常少，并决定着系统演化结果出现的结构和功能，这对所有系统却是无一例外的。协同学采用不同领域分析类比的方法研究各种复杂系统共同演化规律，是一门以研究完全不同类型的系统(物理、化学、生物、社会)中存在的某种共同本质特征为目的的综合性横断科学。因此，它不仅是自然科学研究的前沿课题，而且对社会科学的发展有着重大的意义。