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目录
一、什么是自组织?
二、原理
三、历史演变
四、按领域
五、批判
六、相关资源推荐
七、集智百科词条志愿者招募
一、什么是自组织?自组织Self-organization,在社会科学中也被称为自发秩序,是指一种起源于初始无序系统的部分元素之间的局部相互作用、所产生出某种形式的整体秩序的过程。当有足够的能量可用时,该过程可以是自发的,不需要任何外部主体agent进行控制。它通常是由看似随机的波动触发,并由正反馈放大。最终形成的自组织是完全分散的,分布在系统的所有组件中。因此,自组织通常是具有鲁棒性的,能够生存下来或者自我修复严重的干扰。混沌理论中讨论的自组织现象,其视角如同无序、不可预测的大海中的找到确定性的孤岛。
自组织发生在物理,化学,生物,机器人和认知系统等许多领域。自组织的例子包括结晶,流体的热对流,化学振荡,动物种群,神经回路。
自组织是在非平衡Non-equilibrium过程的物理学和化学反应中被发现的,通常将其描述为自组装Self-assembly。在生物学中,从分子到生态系统,这一概念已被证明是有效的。在自然科学和社会科学,例如经济学或人类学的许多其他学科的文献中也出现了自组织行为的引证。在诸如元胞自动机Cellularautomata这样的数学系统中也观察到了自组织。自组织是与涌现Emergence概念相关的一个例子。
自组织依赖于四个基本要素:
很强的动态非线性特性,通常都会涉及正反馈和负反馈,虽然不是必然出现的
利用(已有的)和探测(未知的)之间的平衡
多重互动
能量的可用性(以克服熵增或无序的自然趋势)
二、原理
控制论专家威廉·罗斯·阿什比W.RossAshby在年提出了自组织Self-organization的初始原理,它指出任何确定性动力学系统都会自动演变成一个平衡状态,这种平衡状态可以描述为一个在吸引力域周围状态中的吸引子Attractor。一旦到达那里,系统的进一步演化就被约束以保持在吸引子中。这种约束代表了其组成元素或子系统之间相互依赖或协调的某种形式。用Ashby的话来说,每个子系统都适应了所有其他子系统形成的环境。
控制论专家海因茨·冯·福斯特HeinzvonFoerster于年提出了“从噪声中获得有序Orderfromnoise”的原理。该原理指出,自组织是由随机扰动“噪声”促进的,该随机扰动使系统在其状态空间中探索各种状态。这增加了系统到达“强”或“深”吸引子盆地的机会,然后系统会迅速进入吸引子本身。
生物物理学家亨利·阿特兰HenriAtlan通过提出“噪声带来的复杂性Complexityfromnoise,法语leprincipede