為什會有自組織現象?

時間 2021-05-08 09:24:25

1樓:zs zhang

什麼是組織?從巨集觀角度,就是在特定的時間和空間上,尋找一組有關聯的的單元。

因此,這裡可以看出,首先有時間,空間,單元,以及聯絡。

我們通常看到的聯絡多半是時空上多個單元呈現某種規律的邏輯(幾何)結構。

我們對組織理解了。那麼自組織,就是這些單元會自動形成某種結構。

現在看起來。我們把這些單元採用數學函式描述,他們是時空的函式,當然可能存在某些隱藏的變數。

最後我們可以看看這些單元再那些條件下可以形成邏輯結構。

一般而言,這個系統應該存在環,且存在放大係數的系統一般會出現自組織。

2樓:薛丁格的老貓

貌似現在沒什麼標準答案,但是從概率學考慮,自組織的狀態是整個系統眾多狀態中的一種,系統狀態不斷演化,總會在某一時刻達到可自組織的狀態。

3樓:「已登出」

瀉藥。這個問題不好回答啊,手動標記,坐等大神。鄙人抖膽,先試著談一些自己想法。

為什麼會有自組織現象?研究表明,乙個由大量內部元素構成,元素之間具有非線性相互作用的系統,從整體上看,都會呈現出自組織現象。至於為什麼非線性作用下,眾多元素會表現出趨於同步的自組織現象?

不知道,真的不知道。

從自己相對熟悉的領域談起。經常有人提到,湍流是經典力學中唯一的未解決難題。話雖不錯,眼界卻小。

可以把湍流看作複雜系統的乙個案例。複雜系統科學作為乙個學科,現在還處在少年階段,遠未成熟。如果有一天複雜系統科學成熟了,湍流作為乙個特殊案例,可以說也被解決的七七八八了。

湍流中的擬續結構(也叫相干結構,但容易和物理中廣泛使用的相干概念混淆)就是通過自組織形成的,系統科學的說法是湧現。湍流除了非線性這個複雜系統的最一般的特徵之外,還有多尺度和連續性兩個特點。湍流的尺度跨度一般會高達數個量級,而且積分尺度(最大)到耗散尺度(最小)之間,擬續結構是連續的。

這不像一般系統中,包含的是離散的元素。這樣看,湍流的維數(dimensions)很大乃至趨於無限(dimensions這裡譯為維數,應該相當於一般力學中的自由度degrees of freedom)。

傳統的複雜系統的基本單元是分立的,容易定義,比如networks science。湍流卻不是這樣。湍流中,最容易想到的單元是渦(vortex, not vorticity),vortex具有local和frozen-in的優點。

難點也有兩個。首先,vortex的定義就是個問題,各種盤踞都僅僅從經驗出發。在這,由於由於粘性擴散,vortex與背景之間並不是涇渭分明的。

總之,vortex很難準確的背景流場中提取。最近也有文獻(Kunihiko Taira, 2016, jfm),試圖從這個角度研究各向同性湍流。

4樓:長明君

這確實是乙個很值得思考的問題。

自組織現象以及其相對的概念——他組織,是宇宙萬物所有的系統中普遍存在的現象,由於宇宙本身就是最大的乙個自組織系統,這也意味著自組織的範疇可以展現在最大的尺度上。

下面先引用一段文章:

從總體上看,耗散結構對於理解系統演化的前提條件有基本的重要性。

協同學闡述了子系統之間的競爭和協同推動系統從無序到有序的演化,總體上推動了我們對於系統自組織演化內部機制和動力的認識。

超迴圈論指出相互作用構成迴圈,提出了迴圈等級學說,從低階迴圈到高階迴圈,不同的迴圈層次與一定的發展水平相聯絡,揭示了系統的自組織演化發展採取了迴圈發展形式。

突變論與系統自組織演化的相變理論密切聯絡在一起,揭示原因連續的作用有可能導致結果的突然變化,揭示出相變的方式和途徑、相變的多樣性。

對混沌和分形的研究,使得我們對於系統自組織的複雜性、系統自組織的發展的整個過程有了更深刻的理解。

於是這些系統自組織理論使我們認識到,充分開放是系統自組織演化的前提條件,非線性相互作用是自組織系統演化的內在動力,漲落成為系統自組織演化的原初誘因,迴圈是系統自組織演化的組織形式,相變和分叉體現了系統自組織演化方式的多樣性,混沌和分形揭示了從簡單到複雜的系統自組織演化的圖景。

————————摘自魏巨集森、曾國屏《系統論——系統科學哲學》系統自組織原理一章清華大學出版社 2023年版第267頁

坦白的說,如何解釋自組織現象的產生這個問題,是沒有十全十美的答案的。因為正是自組織的存在,才使得了宇宙是今天的面目,才有我們去思考和探尋這個問題,我們難以置身事外地想象和理解乙個宇宙不存在自組織的結果。畢竟自組織是系統論八原理層次的概念,是整個理論體系的公理,整個理論體系構成乙個相互聯絡的系統,這是無法拆解的。

不過人類可以根據自組織的現象,去推測其中的邏輯過程,這也就是上面的內容,以及我沒有引用的更多的東西。

就我個人想法,雖然說我們暫時無法給出乙個確切的標準答案,但是我傾向於——是因為存在著系統的整體性(湧現性)、聯絡的非線性。

5樓:JJFreeman

怎麼說呢,總的來說就是一些系統尺度上的有規律的現象可能來自局域或者圍觀無規律或者有隨機性的現象。

具體可以參見維基百科:https://

en.m.wikipedia.org/wiki/Self-organization

一般像元胞自動機啊,演化博弈啊這些系統都會有自組織的現象,以前研究自組織臨界性的研究比較多,但是現在貌似比較少了,更多的是在和生物有關的有規律又有噪音的系統中研究較多

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