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管理應(yīng)用系統(tǒng)科學與思想發(fā)展研究管理應(yīng)用系統(tǒng)科學與思想發(fā)展研究管理應(yīng)用系統(tǒng)科學與思想發(fā)展研究管理應(yīng)用系統(tǒng)科學與思想發(fā)展
從本講開始,我們將就“系統(tǒng)科學與同態(tài)學”的問題進行講解。主要講一講三方面的問題,一是分析科學與系統(tǒng)科學的關(guān)系;二是系統(tǒng)科學的發(fā)展與遇到的問題;三是同態(tài)學與系統(tǒng)科學的關(guān)系。此問題可能要用三到四講才能講完。
系統(tǒng)科學是一個十分龐大的學科群。它的內(nèi)容十分豐富,與別的許多門學科有廣泛的聯(lián)系。即使要介紹系統(tǒng)科學的一個分支,也需要一大本書。更不要說對它進行全面的、綜合性的考察了。但是,任何學科,無論它所包含的內(nèi)容如何豐富、特性如何復(fù)雜,有三點卻是共通的,一是任何學科的產(chǎn)生都有一個歷史淵源,二是任何學科的核心思想往往都比較簡潔,三是學科的復(fù)雜性往往是由核心思想由小而大,由簡單而復(fù)雜地發(fā)展成長起來的。因此,我們只要抓住學科產(chǎn)生的歷史淵源,抓住學科的核心思想,抓住學科核心思想的發(fā)展和分叉,就可能使問題變得清晰和簡單,從而對于該學科有一個總體的了解并給以恰當?shù)脑u價。
系統(tǒng)科學是綜合科學,但這個綜合科學是從分析科學發(fā)展而來的。雖然系統(tǒng)科學的歷史淵源可以追溯到古希臘和中國的春秋戰(zhàn)國年代,不過為簡潔起見,我們就從近代科學的產(chǎn)生說起。
這一講我們將重點說明,關(guān)于系統(tǒng)的思想怎樣在分析科學中孕育。
第一節(jié)
哥白尼—通向宇宙
當人類來到這個世界的時候,就產(chǎn)生了一種常識的感覺,即覺得大地在他們的足下靜止不動,地球是宇宙的中心,而人類則是萬物之靈。這常識被托勒密發(fā)揮到至極,形成了在西方統(tǒng)治1400余年的地心說:宇宙是一個有限的中空的球體,地球不動居其中央,十個球形的“天層”套著地球,日月星辰都圍繞地球運轉(zhuǎn),并認為恒星天以外的天層是神的住處。這一說明得到亞里士多德、教會和統(tǒng)治者的贊同和支持。成為人們公認的真理。
1530年,哥白尼寫了一篇論文。這篇論文其實只有一句話:地球繞日運行,所有行星都繞日運行。
特別有意思的是,教皇克力門七世看了這篇論文的提要,竟表示贊評,并要作者將全文發(fā)表。然而,當哥白尼于1543年將它發(fā)表之后,立即引起了軒然大波。哥白尼的書被列為禁書,宣傳日心說的人成了自然科學的殉道者。
然而,當伽利略把他新發(fā)明的望遠鏡指向天空,發(fā)現(xiàn)木星及其衛(wèi)星,好象是一個縮小了的太陽系的時候,哥白尼的勝利就變得不容置疑了。
循著哥白尼的足跡,于是人類知道了星云。恒星、行星、衛(wèi)星、慧星、流星。又知道了恒星中有雙星、聚星、星團。還知道了星系、總星系。知道銀河系直徑為10萬光年,宇宙中有與銀河系相似的10萬個星系。人類現(xiàn)在已經(jīng)能觀測到100萬萬光年之遙的星體了。現(xiàn)代人類已經(jīng)在探討宇宙結(jié)構(gòu)的形成與星系的起源,活動星系核的演化,包括分子云和恒星形成、太陽活動的起源、宇宙常數(shù)、黑洞、宇宙物質(zhì)、星系演化途徑,地外理性生命尋找等等深層次的問題。人類活動的觸角已經(jīng)伸展到了整個宇宙。
從系統(tǒng)科學的角度看,哥白尼的日心說的意義是打破了人類對宇宙的局部認識,把地球從宇宙的中心降到了行星之一的很低的地位,成為宇宙蒼海之一粟。從前人們認為他們居處的世界,是一個到處表現(xiàn)出“目的性”的,“和諧與創(chuàng)造性”的理想的世界,這個世界是最重要的。然而,現(xiàn)在卻發(fā)現(xiàn),這個世界已被逼到生物大腦的小小角落里去了。而真正重要的外部世界則是一個無色無聲的廣闊的、動蕩的、沒有生命的世界。人類似乎是一個宇宙孤兒,在冷漠、寂靜、無聲無色的茫??臻g中流浪。人和宇宙到底是怎么回事呢?
第二節(jié)
牛頓—尋找宇宙秩序
一位叫亞歷山大·蒲柏的人,在為牛頓寫的墓志銘中說道:
自然和自然的法則在黑夜中隱藏;
上帝說,讓牛頓去吧!
于是一切都已照亮。
在牛頓來到這個世界上的時候,雖然哥白尼已經(jīng)提出了日心說,開普勒從第谷的觀測資料中總結(jié)了經(jīng)驗的行星運動三定律,伽利略又給出了力、加速度等概念并發(fā)現(xiàn)了慣性定律和自由落體定律。但是,大量的物理概念和物理規(guī)律還是互不相干的,地面上物體的運動和太陽系內(nèi)行星的運動還沒有統(tǒng)一起來,這時,牛頓來了(伽利略死于1642年,而牛頓恰在這年出生)。
據(jù)說,牛頓在果園中看見蘋果墜地時想到了萬有引力。不管此事是否有過,但牛頓卻確實在1687年出版了一本叫做《自然哲學的數(shù)學原理》的書。這本書完成了一件事,就是證明地上的力學也能應(yīng)用于星球。于是,人們可以用同一個公式來描述炮彈的運動軌跡,機械的力學原理,推演出行星、彗星、月球和海水的運動。于是,人類文明史上第一次自然科學的大綜合得以完成。這本書創(chuàng)立了整整一個牛頓時代。
人們常說,牛頓學說是分析科學,這固然不錯,不過,牛頓時代是有自己的系統(tǒng)觀的,這種觀點認為,宇宙是一架巨大的機器。牛頓的時代,就是一個機器的時代,以致于哲學家拉美特利毫不猶豫地宣稱:“人是機器”。他說:“人的身體是一架鐘表,不過是一架巨大的,極其精細,極其巧妙的鐘表。”只有當過醫(yī)生的哲學家才能“打著火把走遍了,照亮了人身這座迷宮;只有他們才為我們揭開了那些隱藏在層層幃幕之下的機括,這些幃幕遮蔽了為我們所看不到的無數(shù)奇跡。”
不要以為“人是機器”的說法毫無道理,在以后的講解中我們將說明,當把人體作為“簡單常態(tài)系統(tǒng)”來研究時,“人是機器”的說法有其合理的一面。
第三節(jié)
門捷列夫—物質(zhì)謎底
19世紀60年代,人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了自然界的63種元素。不過,這些元素卻是孤立地被描述出來的。這時,俄國化學家門捷列夫開始思考了,他認為“在元素的質(zhì)量與化學性質(zhì)之間一定存在著某種聯(lián)系”,于是,他在1869年排出了他的第一張周期表。1871年又排出他的第2個化學元素周期表。
根據(jù)元素化學性質(zhì)周期變化規(guī)律,他預(yù)言了亞鋁、亞硼、亞硅等15種未知元素的性質(zhì),后來都被科學家在實驗中一一發(fā)現(xiàn)。
后來,人們又發(fā)現(xiàn)惰性氣體。
后來,盧瑟福提出了原子有核的模型,莫斯萊又指出:元素周期律的真正基礎(chǔ)不是原子量,而是元素原子的核電荷數(shù)。
后來,波爾提出了氫原子結(jié)構(gòu)理論。得到電子在原子中的分布具有層狀結(jié)構(gòu)的結(jié)論,索末菲提出了軌道分層理論,泡制提出了不相容原理。
這樣,就導致了這樣的結(jié)論:世界上的所有化學物質(zhì)都由原子組成,原子由原子核和核外電子組成,組成原子的元素只有100多種,元素性質(zhì)呈周期性變化的原因是由于原子的電子層結(jié)構(gòu)呈周期性的變化。
門捷列夫元素周期律為系統(tǒng)科學提供了自然科學證據(jù),這個有力的證據(jù)說明∶世界上萬事萬物無不相互聯(lián)系、相互作用和相互轉(zhuǎn)化。進一步說,世界上萬事萬物都具有同一性。
這一結(jié)論又導致了另一個結(jié)論,生物系統(tǒng)、生命系統(tǒng)、人類社會系統(tǒng)和人的精神系統(tǒng),其系統(tǒng)內(nèi)部都是相互聯(lián)系、相互作用和相互轉(zhuǎn)化的,都具有同一性。
其實,在門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律之前,人們就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了細胞。
后來,生物化學證明了構(gòu)成細胞的基本組成物質(zhì)是核酸和蛋白質(zhì)。
由此,就構(gòu)成了一個生命的鏈條:
原子—分子—無機物—有機物—核酸和蛋白質(zhì)—細胞—器官—生命體。
這一鏈條,指引人們達到這樣的認識∶任何事物都可能是有結(jié)構(gòu)的。換句話說,系統(tǒng)就意味著結(jié)構(gòu),這就有了系統(tǒng)科學能夠成立的前提。
然而,系統(tǒng)不僅意味著結(jié)構(gòu),而且意味著結(jié)構(gòu)的變化,這就與達爾文的工作有關(guān)了。
第四節(jié)
達爾文—人從洪荒中走來
1831年,達爾文攜帶著賴爾的《地質(zhì)學原理》和《圣經(jīng)》,抱著神創(chuàng)論的觀念,乘上貝格爾號軍艦,開始了他的環(huán)球旅行。在這次著名旅行中,達爾文得到一個結(jié)論,成千上萬的生物是由共同祖先進化來的,自然選擇造成了這種進化,人則起源于猿猴。這一爆炸性的結(jié)論在20年后被發(fā)表,立即引起了軒然大波。激烈的反對和沖突,使這一結(jié)論廣泛地傳播,并最終被人們所接受。
達爾文證明了物種的可變性,而同時代的孟德爾則要證明物種的不變性。孟德爾得到了他的遺傳定律。但孟德爾沒有達爾文幸運,他的論文被人們所忽視,他的發(fā)現(xiàn)在整個19世紀里湮沒無聞,直到20世紀初,德弗里斯等人重新發(fā)現(xiàn)孟德爾的遺傳定律后,才使他在科學史上應(yīng)有的地位得以確定。
從達爾文和孟德爾以來,對生命起源和演化這一“永恒”的難題的研究,取得了極大的進展。這可被分為3個時期的研究;即前生物的“化學”時期;復(fù)制“個體”的自組織時期;個體物種進化時期。歸結(jié)起來,也就是從存在到演化的研究。這就為系統(tǒng)演化提供了堅實的生物學證據(jù)。
第五節(jié)
馮·諾依曼—機器思維
計算機的發(fā)明要比馮·諾依曼早得多。在1833年,英國的巴比奇設(shè)計了一臺計算機。這臺計算機采用機械傳動,需要大量的齒輪、曲柄而且采用蒸氣力傳動,巴比奇耗盡了畢生的精力和大部分財產(chǎn),終究未能把它制造出來。1945年底,莫爾研制小組制成了世界上第一臺電子計算機。全機共用了18000多個電子管,共重30多噸,占地170平方米,耗電150千瓦。計算機確實是一個名符其實的“機器”。
這時,馮·諾依曼參加了莫爾小組的工作。他做了一件重要的事,就是把10進制改為2進制,用“0”和“1”的不同組合表示所有的數(shù),因而也就建立了計算機發(fā)展史上的一個里程碑。
計算機技術(shù)的發(fā)展,以及我們后面要講的控制和通訊技術(shù)的發(fā)展,為系統(tǒng)科學提供了一個基本概念—信息。
第六節(jié)
焦爾—能量守恒
系統(tǒng)科學還有一個基本概念—能量。
19世紀的工業(yè)革命,蒸氣機普遍使用,人們想提高蒸氣機效率,就致力于熱與功之間轉(zhuǎn)換關(guān)系的研究;而科學視野的迅速擴展,最后也聚焦在“熱與功之間的關(guān)系”這一核心問題上。
1798年,倫福德發(fā)現(xiàn)在銅炮上鉆眼會產(chǎn)生大量的熱;
1799年,戴維發(fā)現(xiàn)兩塊冰相互摩擦會使冰融化;
1800年,伏特發(fā)明了電池,實現(xiàn)了化學能向電能的轉(zhuǎn)化;同年,尼科爾遜用電池電解水,實現(xiàn)了電能向化學能的轉(zhuǎn)化;
1819年,奧斯特發(fā)現(xiàn)電流可使磁針偏轉(zhuǎn),實現(xiàn)了電能向機械能的轉(zhuǎn)化;
1831年,法拉第、享利各自發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng),表明機械能也可向電能轉(zhuǎn)化;
1821年,塞貝克發(fā)現(xiàn)溫差電效應(yīng);1843年焦爾證明電流通過導線的熱效應(yīng),揭示了電與熱的關(guān)系;
19世紀初,李比希根據(jù)發(fā)酵之熱認為動物的機械能和它們的體溫可能來自所含物質(zhì)的化學能。
1840年,邁爾認為,人的體溫是由食物化學能轉(zhuǎn)化來的。食物經(jīng)過消化,一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊?,另一部分轉(zhuǎn)化為體力,兩者總量應(yīng)是一個常數(shù),同消化掉的食物量相當。
1840年~1850年,焦爾用水、汞、氣體、鑄鐵、鯨魚油等材料采用電、磁,機械和化學的方法,得到了熱功當量。
熱功當量的測定,確立了一個至為重要的原理—能量守恒原理。
能量守恒原理包含著一個富有挑戰(zhàn)性的思想,即可把社會和人看作是轉(zhuǎn)換能量的機器。焦爾曾經(jīng)這樣寫道:“的確,自然界的現(xiàn)象,無論是力學的、化學的,還是生命的現(xiàn)象,幾乎全部處于通過空間的引力、活力(請注意、即動能)與熱之間不斷的相互轉(zhuǎn)換之中”。亥姆霍茲·邁爾和李比希則更進一步認為:生物的機能可以用精確的物理和化學的術(shù)語進行描述。
比如氧的燃燒、熱的釋放和肌肉的功。
能量守恒原理不是關(guān)于能量的研究的全部,差不多與此同時,傅里葉給出了一個簡單公式:熱流與溫度的梯度成正比。
傅里葉公式有什么深意呢?他說明:能量雖然守恒,但熱能的轉(zhuǎn)移需要一個溫度差!
要有差別才有轉(zhuǎn)移,能量的轉(zhuǎn)移不過是一種差別的消滅,同時伴隨著另一種差別的產(chǎn)生。這一哲學式的結(jié)論,恰恰預(yù)示著某個新型科學的開始。從這里,可以找到一條通往系統(tǒng)科學之路。
第七節(jié)
建立系統(tǒng)觀念
本講內(nèi)容對于管理學應(yīng)用有什么直接啟示?這種啟示主要是觀念上的,因為分析科學的發(fā)展也證明了∶世界上萬事萬物都是相互聯(lián)系的,沒有絕對孤立的東西。那么,與管理有關(guān)的事物也是相互聯(lián)系的,沒有絕對孤立的東西。因此,應(yīng)該建立系統(tǒng)觀念。具體來講,有以下啟示∶
1.克服局限思考
從哥白尼的日心說的創(chuàng)立和被接受的過程可以看到,不僅個人有局限思考,人類整體也有局限思考。人類生活在地球上,每天看到的是日出日落、斗轉(zhuǎn)星移,自然會產(chǎn)生地心說的觀念,這是人類與生俱來的局限思考,這種局限思考,是哥白尼日心說引起軒然大波的重要原因。在今天,人類面臨生存與發(fā)展的巨大挑戰(zhàn),而人類的各個部分正在以十分不同的聲音和方式去回應(yīng)這種挑戰(zhàn),從而使人類面臨更大的挑戰(zhàn),這不能不說與人類的局限思考相關(guān)。
在管理中,局限思考現(xiàn)象比比皆是,彼得.圣吉在《第五項修煉》中舉了個啤酒游戲的例子,啤酒銷售的零售商、批發(fā)商和制造商,分別從各自的局限思考出發(fā)去做事,結(jié)果把事情搞得很糟糕。其實,在企業(yè)中,各部門從各自的局限思考出發(fā)去做事,把事情搞得很糟的情況很多;在市場中,企業(yè)從自己的局限思考出發(fā)去做事,從而導致失敗的情況也很多。
怎樣克服局限思考?伽利略用望遠鏡觀察天空,是改變看問題的方式。另外,改變看問題的角度也對克服局限思考有幫助。在《第五項修煉》中講到太空飛行員在月球上看地球的情形,使人震撼∶
“在月球上看地球,地球變成如此微不足道,你甚至可以用拇指遮住這個小點。但這個藍色的小點,對你而言就是一切。所有人類的歷史文明、詩歌音樂、游戲歡樂、生死愛恨、戰(zhàn)爭迫害……,都發(fā)生在你可以拇指蓋住的這個小點上?!?/p>
“借著在太空中飄浮,史維加特發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)思考的一些基本原理。但是他發(fā)現(xiàn)的方式不是多數(shù)人能經(jīng)歷的——直接體驗地球是一個不可分割的整體,正如我們每個人也是不可分割的整體。大自然(包括我們在內(nèi))不是由整體之中的各個部分所組成的,它是由整體中的整體所構(gòu)成的?!?/p>
2.建立聯(lián)系觀念
孤立的元素間有什么聯(lián)系呢?但門捷列夫就是要從中找聯(lián)系,他的老師齊寧訓斥他“不務(wù)正業(yè)”,但事實證明門捷列夫是對的。
在管理中,聯(lián)系觀念應(yīng)該成為一種信念,管理人就是要在看似無關(guān)的事物間尋找聯(lián)系。以下這些話可以當做格言∶
每個管理人周圍都有成千上萬種聯(lián)系,大量未知的,復(fù)雜的,不確定的聯(lián)系中,隱含著財富。
發(fā)現(xiàn)一種未知的聯(lián)系,猶如網(wǎng)上點擊一次,點擊一次,就是一片新天地!
創(chuàng)業(yè)的實質(zhì)是創(chuàng)造,而創(chuàng)造的實質(zhì)是發(fā)現(xiàn)新的聯(lián)系。
機會無所謂有,也無所謂無,只要用心去找,任何時候都有機會的。
機會存在于未知的,復(fù)雜的,不確定的聯(lián)系之中。
3.
建立同一觀念
“同一”這個概念,似乎很抽象,但也很具體。在你感到抽象的時候,就想一想原子,核酸、蛋白質(zhì)和細胞。世界上萬事萬物千差萬別,但都由原子組成,都同一于原子;生命那么復(fù)雜,但都由核酸、蛋白質(zhì)和細胞組成,都同一于核酸、蛋白質(zhì)和細胞。那么,管理系統(tǒng)也應(yīng)該有其同一性。其實,管理人天天都跟同一性打交道,比如與人談判,達成協(xié)議的條件必須是雙方可接受的,這就是雙方的同一性。
4.建立發(fā)展觀念
達爾文和孟德爾以及后來的科學家關(guān)于生命起源、演化和發(fā)展的研究,啟示我們?nèi)ソl(fā)展的觀念。關(guān)于管理系統(tǒng)的發(fā)展問題,留給有興趣的讀者去思考。
5.建立簡單觀念
在人們的眼里,科學是很復(fù)雜的,這其實是誤解。應(yīng)該說,科學是很深刻的,惟其深刻,人們才覺得其復(fù)雜。其實科學是很簡單的,簡單性是科學研究的一個原則。牛頓說過∶“自然界喜歡簡單化,而不愛用什么多余的原因以夸耀自己”。愛因斯坦說∶“一種理論的前提的簡單性越大,它所涉及的事物的種類越多,它的應(yīng)用范圍越廣,它給人們的印象也就越深”。在牛頓以前,人類積累了大量的天文數(shù)據(jù)資料,發(fā)現(xiàn)了那么多具體定律,牛頓卻把它全部概括在幾個簡單的公式里;在門捷列夫以前,人類積累了大量的化學元素資料,發(fā)現(xiàn)了那么多化學經(jīng)驗規(guī)律,門捷列夫卻把它全部概括在一張表里;人類關(guān)于計數(shù)的方法那么多,馮·諾依曼卻用“0”和“1”作為計算機的基礎(chǔ);能量的形式那么多,能量守恒原理卻把它們?nèi)扛爬???梢娮匀唤缦矚g簡單化,科學追求簡單。
目前,管理學正朝著分化與綜合兩個方向迅猛發(fā)展,發(fā)展的結(jié)果,將出現(xiàn)一次新的綜合,這種綜合將是更深刻的,但也是更簡單的。對于管理人,追求思維的深刻和簡單,是一個長期的修養(yǎng)目標。
6.建立量化觀念
能量守恒原理的發(fā)現(xiàn),啟示我們?nèi)ソ⒘炕挠^念。在管理模式中,有一種模式是專門從會計的角度來考慮管理問題,系統(tǒng)工程也是從定量角度進行系統(tǒng)規(guī)劃,雖然管理不可能完全量化,但應(yīng)盡可能量化。至少管理人在心理上不要拒斥量化。
第八節(jié)
實踐與思考
1.為了加深對本講的理解,可以聯(lián)系管理實踐和管理咨詢實踐(自己的和別人的),具體寫一些案例,圍繞克服局限思考,建立聯(lián)系觀念
、同一的觀念、發(fā)展觀念、簡單觀念、量化觀念等問題,探討管理和管理咨詢成功和失敗的原因。
2.思考題
(1)
可否把企業(yè)看作機器?
(2)
企業(yè)發(fā)展與生命發(fā)展有何不同(相同)之處?
(3)
怎樣尋找你與談判對手的同一性?
(4)怎樣使你的管理方案簡單化?
3.訓練
(1)在工作中有意識地訓練自己,盡可能使管理用語簡單明確。
(2)把你在管理和管理咨詢中遇到的問題盡可能量化,看這些量能給你些什么啟示。第二講
熵是什么?
熵這個字眼人們已經(jīng)不大陌生了,大家都在談?wù)撿?,無論是理論物理學家還是人文科學工作者。在管理界,也有人在談?wù)撿?。但如果要問,熵是什么?恐怕沒有幾個人說得清楚。熵在人們眼里是一個深奧的、略帶神秘感的字眼,甚而至于在日常生活中,人們使用熵這個字眼,都成了學問高深的像征。
關(guān)于熵的學問確實高深,不過,這種高深的學問卻來自于19世紀初葉的一個非?,F(xiàn)實的課題—怎樣提高蒸汽機的效率?我們就從這個課題開始討論。
第一節(jié)
推動蒸汽機要有溫度差
第二節(jié)
能夠制造出第二類永動機嗎?
第三節(jié)
蒸汽機的最大工作效率是多少?
第四節(jié)
熵出場
第五節(jié)
熵的用途
第六節(jié)
熵究竟是什么?
第七節(jié)
克勞胥斯遭遇達爾文?
第八節(jié)
尋找管理的本源
第九節(jié)
實踐與思考
1.學習本講,主要是弄清楚混亂度的來歷,建立混亂度概念。
2.思考題
(1)
熵、混亂度與復(fù)雜程度間有什么關(guān)系?
(2)混亂度的大小能不能用來判斷管理系統(tǒng)的運動方向?
(3)混亂度在管理中可能有什么用?
第十節(jié)
補充材料∶
復(fù)雜性是管理的基本問題之一第三講
混亂度在管理中的應(yīng)用
在上一講說明了熵與混亂度來龍去脈的基礎(chǔ)上,本講集中討論混亂度在管理中的應(yīng)用。
我們一再強調(diào),熵增原理只適合于孤立體系。管理所面對的是開放體系,我們不能用熵增原理來判斷管理系統(tǒng)的運動方向。但是,熵作為混亂度,無論在孤立體系還是開放體系中,都是系統(tǒng)的一個基本性質(zhì)。因此,它在管理中具有多方面的應(yīng)用(在用語上,以下我們均采用“混亂度”的說法)。
管理就是與混亂度打交道。因為機構(gòu)設(shè)置是否合理;企業(yè)運作是否有序;決策、計劃是否得當;控制是否有效;目標是否整合;共同愿景是否建立;人際溝通是否改進;流程創(chuàng)新是否有益等等,都與混亂度密切相關(guān)。
管理的敵人是混亂度;管理的朋友也是混亂度。
管理就是與混亂度作戰(zhàn),既要控制它,又要利用它。
在管理中,混亂度在兩個方面得到應(yīng)用。一是混亂度作為管理概念得到應(yīng)用;二是混亂度作為管理指標得到應(yīng)用。
混亂度作為管理概念是定性的,即管理人在管理中要把混亂度作為管理思考和實施管理的一個基本概念。
混亂度作為管理指標是定量的,即管理人在管理中要把混亂度作為管理思考和實施管理的一個基本指標。
下面先來討論混亂度作為管理概念的應(yīng)用,然后討論混亂度作為管理指標的應(yīng)用。
第一節(jié)
如何確定管理幅度
第二節(jié)
會議怎樣才有效率?
第三節(jié)
運籌學在什么情況下應(yīng)用最有效?
第四節(jié)
管理漏洞是怎樣形成的
第五節(jié)
管理方式與混亂度
第六節(jié)
扯皮的由來
第七節(jié)
愿景怎能共同?
第八節(jié)
煮青蛙的真正原因
第九節(jié)
好產(chǎn)品為何賣不走?
第十節(jié)
決策的信息困惑
第十一節(jié)
春的管理與秋的管理
第十二節(jié)
混亂度與人生
第十三節(jié)
混亂度的直觀判斷
第十四節(jié)
混亂度作為管理指標的應(yīng)用
第十五節(jié)
實踐與思考
1.學習本講,主要是在思想上接納混亂度,將其作為管理思考中常用的一個概念。學會用混亂度來觀察、分析和解決企業(yè)運作問題。
2.思考題
(1)
您清楚您的企業(yè)中各部門混亂度的情況嗎?
(2)請舉一兩個混亂度過大導致企業(yè)管理失控,以致經(jīng)營失利的例子,并做簡單分析。
(3)請舉一兩個混亂度過小導致企業(yè)活力減少,科層化現(xiàn)象嚴重,從而使企業(yè)經(jīng)營不善的例子,并做簡單分析。
(4)
請在本講中談到的14個方面的問題中,選一兩個問題,做一個控制混亂度的解決方案。
(5)
除了本講中談到的14個方面的問題外,混亂度在管理中還有多方面的應(yīng)用,請您略舉一二。第四講
耗散結(jié)構(gòu)與組織存在的理由
這是個信息爆炸的時代,每個人只能吸取有限的信息。我們精力有限,應(yīng)該惜時如金、惜墨如金。從第四講到第六講,我們試著來做這樣一個工作,即怎樣從管理學角度來提綱挈領(lǐng)地把握系統(tǒng)科學龐大、深刻而復(fù)雜的體系。我們希望在你仔細學習了這幾講以后,對系統(tǒng)科學及其在管理中的應(yīng)用有一個總體的理解,并為你今后進一步深入學習和研究提供一個出發(fā)點(原點)。要強調(diào),本講涉及許多科學名詞,你應(yīng)硬著頭皮讀下去,不必深入去理解,先接納它們,然后慢慢去體會其中的深刻含義。
系統(tǒng)科學是一個學科群,由于系統(tǒng)的復(fù)雜,人們可以從不同角度對系統(tǒng)進行研究,從而形成各種系統(tǒng)科學學科。由于系統(tǒng)科學學科龐大而復(fù)雜,如果我們按學科一門一門地做介紹,就可能不得要領(lǐng),弄不清他們在系統(tǒng)科學中的地位和在管理學中的應(yīng)用前景。
怎么辦呢?系統(tǒng)科學學科無論怎樣龐大而復(fù)雜,它總是圍繞系統(tǒng)來進行研究的,而在遠離平衡時,系統(tǒng)出現(xiàn)耗散結(jié)構(gòu),而且企業(yè)組織是耗散結(jié)構(gòu),故我們就以耗散結(jié)構(gòu)的形成和發(fā)展為核心,從各系統(tǒng)科學學科研究對耗散結(jié)構(gòu)形成和發(fā)展的意義來做介紹,這樣,既可明了各系統(tǒng)科學學科的關(guān)系,又突出了各系統(tǒng)科學學科研究的重點和主要成果。
一、耗散結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)
第一節(jié)
克勞胥斯和達爾文矛盾
在第二講《熵是什么?》中,我們已談到了克勞胥斯和達爾文的矛盾。
克勞胥斯的熱力學第二定律意味著:孤立體系總是向無序方向運動!
達爾文的生物進化論則意味著:生物不斷從無序走向有序!
這兩種說法誰對呢?應(yīng)該說都對。但是,克勞胥斯怎樣向達爾文解釋?他解釋不了。
不過,有一點區(qū)別是大家都清楚的,即熱力學第二定律是就孤立體系而言的,而生物進化是在開放體系中進行的。孤立體系和開放體系當然不同,故而結(jié)論也就不同。
這自然就引出一個問題,在開放體系中,熱力學第二定律還成不成立?熵還能不能用來判斷體系運動的方向?
為了回答這些問題,比利時科學家普里戈金和他的研究集體進行了近20年的探索,最終發(fā)現(xiàn)在開放體系中,存在一類人類原來沒有注意到的結(jié)構(gòu)—耗散結(jié)構(gòu),從而建立了耗散結(jié)構(gòu)理論,并因此榮獲1977年度諾貝爾化學獎。
什么叫耗散和耗散結(jié)構(gòu)呢?
耗散指的是物質(zhì)和能量的耗散。物質(zhì)和能量都是守恒的,故物質(zhì)和能量的耗散不是指物質(zhì)和能量的消失,而是指物質(zhì)和能量狀態(tài)的改變,即從低熵狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦哽貭顟B(tài)。耗散結(jié)構(gòu)也可說是不斷消耗低熵狀態(tài)的物質(zhì)和能量來維持的結(jié)構(gòu)。
耗散結(jié)構(gòu)是一類有序結(jié)構(gòu)。
有序結(jié)構(gòu)可以分成兩類,一類是晶體結(jié)晶形成的結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)的形成一般依靠降低系統(tǒng)原有能量,而且要盡量減少外界對系統(tǒng)的影響,形成結(jié)構(gòu)以后也只有在外界不影響時,結(jié)構(gòu)才能保持,這種結(jié)構(gòu)一般稱為平衡結(jié)構(gòu)。
另一類是耗散的有序結(jié)構(gòu),耗散結(jié)構(gòu)不僅在形式上與平衡結(jié)構(gòu)不同,而且在形成機制、維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定上也與平衡結(jié)構(gòu)不同。耗散結(jié)構(gòu)是活的結(jié)構(gòu),因此結(jié)構(gòu)形式除了與平衡一樣有空間有序結(jié)構(gòu)外,還存在時間有序結(jié)構(gòu)(某個物理量隨時間周期振蕩),時-空有序結(jié)構(gòu)(某個物理量隨時間、空間周期變化)等,比平衡結(jié)構(gòu)豐富得多。耗散結(jié)構(gòu)概念將不同領(lǐng)域系統(tǒng)演化過程中出現(xiàn)的有序結(jié)構(gòu)統(tǒng)一起來,找出了它們的產(chǎn)生、維持都依賴于外界物質(zhì)和(或)能量的供給這一特點,使得有可能統(tǒng)一處理。耗散結(jié)構(gòu)除了上述三種形式外,還有功能結(jié)構(gòu)。功能結(jié)構(gòu)指系統(tǒng)具有某種新的功能,特別是在系統(tǒng)演化過程中某些組織結(jié)構(gòu)沒有變化或變化不明顯,而其功能發(fā)生了變化,故而采用功能結(jié)構(gòu)來討論。
耗散結(jié)構(gòu)對管理有什么意義呢?因為任何企業(yè)組織都是耗散結(jié)構(gòu),而廣義來講,地球、生物、生物圈、人類、人類社會、人類社會的組織、每個人和每個人的精神都是耗散結(jié)構(gòu),因此,有必要對耗散結(jié)構(gòu)進行討論。
第二節(jié)從熵到“超熵產(chǎn)生”
要討論耗散結(jié)構(gòu),就要涉及一些新概念,這是通向耗散結(jié)構(gòu)的一些路標,我們可以只問結(jié)果,不管過程,但知道一點耗散結(jié)構(gòu)的來龍去脈,對應(yīng)用是有好處的。
在第二講《熵是什么?》中,我們已給出熵增原理,即在孤立體系中,熵≥0,這是一個不等式。要在開放體系中用熵來判斷體系運動的方向,就要具體來算一算在開放體系中熵的變化情況,這就要尋找一個關(guān)于熵的等式來代替不等式。
這種計算比較麻煩,要涉及局域平衡假設(shè)、連續(xù)性方程、質(zhì)量守恒方程、動量守恒方程、能量守恒方程、熵平衡方程等,我們可以不去管它。不過這樣算來算去,就找到了兩個新的量,叫“熵產(chǎn)生”和“超熵產(chǎn)生”。故名思義,這兩個新的量都與熵有關(guān)。
第三節(jié)
從線性到非線性
在人們說到耗散結(jié)構(gòu)時,常用到線性和非線性兩個詞,這是什么意思呢?
在一個系統(tǒng)中,總是存在物質(zhì)、能量的流動,這些物質(zhì)流、能量流統(tǒng)稱為廣義流;廣義流的流動需要推動力,和推動力有關(guān)的因子統(tǒng)稱為廣義力。廣義力是原因,廣義流是結(jié)果。線性和非線性是指的廣義流和廣義力之間的關(guān)系。如果系統(tǒng)中廣義流和廣義力之間呈線性關(guān)系,就稱為線性系統(tǒng)。
如果系統(tǒng)中廣義流和廣義力之間呈非線性關(guān)系,就稱為非線性系統(tǒng)。
第四節(jié)
平衡與非平衡
平衡是系統(tǒng)中的變量處于常量的狀態(tài)。非平衡是系統(tǒng)中的變量不是常量的狀態(tài)。如市場供求平衡,物價穩(wěn)定,這是經(jīng)濟系統(tǒng)的平衡狀態(tài);而市場供求不平衡,引起物價波動,這是經(jīng)濟系統(tǒng)的非平衡狀態(tài)。
按廣義流和廣義力之間關(guān)系分,廣義力和廣義流均為零的系統(tǒng)是平衡系統(tǒng),廣義力和廣義流不為零的系統(tǒng)是非平衡系統(tǒng)。
第五節(jié)
熱力學發(fā)展的三個階段
根據(jù)系統(tǒng)中廣義力和廣義流的關(guān)系,就區(qū)別了熱力學發(fā)展的三個階段。
第一個階段是平衡態(tài)熱力學,其特征是廣義力和廣義流均為零。適用于孤立體系,可用“熵”來判斷體系運動的方向。平衡態(tài)熱力學已經(jīng)成熟。
第二個階段是線性非平衡態(tài)熱力學,其特征是廣義力和廣義流之間呈線性關(guān)系。適用于物質(zhì)、能量等的線性非平衡系統(tǒng)??捎谩办禺a(chǎn)生”來判斷體系運動的方向。線性非平衡態(tài)熱力學已經(jīng)比較成熟。
第三個階段是非線性非平衡態(tài)熱力學,其特征是廣義力和廣義流之間呈非線性關(guān)系。適用于非線性非平衡系統(tǒng),可用“超熵產(chǎn)生”來判斷體系運動的方向。非線性非平衡態(tài)熱力學還不成熟。
耗散結(jié)構(gòu)只能存在于非線性非平衡系統(tǒng)中。
第六節(jié)
系統(tǒng)運動方向的判據(jù)
為什么可用“熵產(chǎn)生”來判斷線性非平衡系統(tǒng)運動的方向?為什么可用“超熵產(chǎn)生”來判斷非線性非平衡系統(tǒng)運動的方向?這涉及人類關(guān)于系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究。
什么叫穩(wěn)定性?我們先從生物學研究開始討論。
十九世紀末和二十世紀初,法國生理學家貝納德發(fā)現(xiàn),一切生命組織都有一個奇妙的共性,這就是它們的內(nèi)環(huán)境(如體內(nèi)液床,血漿、淋巴)在外界發(fā)生改變時能夠保持穩(wěn)定不變。貝納德曾以哲學家的口吻寫道:“內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定性乃是自由和獨立生命的條件”。
本世紀三十年代,穩(wěn)態(tài)對于生命系統(tǒng)的重要性再次由美國生理學家坎農(nóng)提出。坎農(nóng)發(fā)現(xiàn),象有機體這樣復(fù)雜的組織系統(tǒng)似乎是生活在一個奇怪的悖論之中。一方面有機體作為整體存在需要一系列十分嚴酷的內(nèi)部條件。然而另一方面,這些維持生命所需的內(nèi)部條件卻又是處于一系列內(nèi)部和外部干擾之中的。然而生命卻可以有驚人的能力來克服條件的多變性和內(nèi)環(huán)境要求恒定之間的矛盾。
坎農(nóng)曾頗為感嘆地寫道:“當我們考慮到我們的機體的結(jié)構(gòu)的高度不穩(wěn)定性,考慮到機體對最輕微的外力所引起的紛亂的敏感性,以及考慮到在不利情況下它的解體的迅速出現(xiàn)等情況時,那么對于人能活幾十年這類情形似乎是令人不可思議的”。
由此,坎農(nóng)認為∶任何生命組織都必須具有一種基本的性質(zhì)。這就是組織內(nèi)部必須是“穩(wěn)態(tài)”。他指出,雖然有機體任何一部分存在所必須的條件每時每刻處于干擾之中,但有機體具備這樣一種能力:那些條件一旦發(fā)生偏離,偏離會迅速得到糾正。比如動物體溫必須控制在36℃~40℃之內(nèi),當動物體溫偏離正常值時,動物馬上出現(xiàn)一系列反應(yīng),可以使溫度重新回到恒定值。對于其他種種條件的恒定也是同樣,坎農(nóng)把它們稱為內(nèi)穩(wěn)態(tài)。
與生物學研究類似,在自動控制理論中,有關(guān)于“系統(tǒng)穩(wěn)定性”的研究。
所謂系統(tǒng)穩(wěn)定性,是指系統(tǒng)受到擾動后其運動能保持在有限邊界的區(qū)域內(nèi)或回復(fù)到原平衡狀態(tài)的性能。
這個問題在數(shù)學上,就變成微分方程的解的穩(wěn)定性研究。
關(guān)于微分方程的解的穩(wěn)定性研究很多,其中有個好方法是1892年由俄國人李雅普諾夫發(fā)明的,叫李雅普諾夫第二法。
李氏第二法是從能量觀點出發(fā)得來的。他指出:若系統(tǒng)有一個平衡點,則當系統(tǒng)運動至平衡點時,則系統(tǒng)積蓄的能量必達到一個極小值。由此,李亞普洛夫創(chuàng)造了一個輔助函數(shù),可以用它來衡量系統(tǒng)儲存的能量,因此,應(yīng)用李氏穩(wěn)定理論的關(guān)鍵在于能否找到一個合適的輔助函數(shù),這一函數(shù)通常稱之為李亞普洛夫函數(shù)。
不過,尋找李亞普洛夫函數(shù)并沒有普適的方法,要靠經(jīng)驗和技巧,這在邏輯嚴密的數(shù)學中也算一件奇特的事。
在普里戈金尋找非平衡非線性區(qū)系統(tǒng)穩(wěn)定性的普適性判據(jù)時,李亞普洛夫函數(shù)扮演了一個重要角色。因為廣義流和廣義力之間的關(guān)系可表述成一個微分方程,這個微分方程的解的穩(wěn)定性怎么樣呢?這就要找一個李亞普洛夫函數(shù),普里戈金學派發(fā)現(xiàn)∶在線性區(qū),“熵產(chǎn)生”可以看作一個李亞普洛夫函數(shù);而在非平衡非線性區(qū),“超熵產(chǎn)生”可以看作一個李亞普洛夫函數(shù),這樣,“熵產(chǎn)生”就可用來判斷線性非平衡系統(tǒng)運動的方向;“超熵產(chǎn)生”就可用來判斷非線性非平衡系統(tǒng)運動的方向。
第七節(jié)
遠離平衡與耗散結(jié)構(gòu)
耗散結(jié)構(gòu)只能存在于非線性非平衡系統(tǒng)中,但并不是所有非線性非平衡系統(tǒng)都可以出現(xiàn)耗散結(jié)構(gòu)。耗散結(jié)構(gòu)只有在遠離平衡的時候才能出現(xiàn)。
什么叫遠離平衡?系統(tǒng)離開平衡態(tài)的距離該怎樣來恒量?
系統(tǒng)離開平衡態(tài)的距離與“超熵產(chǎn)生”有關(guān)?!俺禺a(chǎn)生”的正負性決定系統(tǒng)中的各種控制參數(shù),而控制參數(shù)的值反映系統(tǒng)受外界控制的程度,因此也可反映系統(tǒng)離開平衡態(tài)的程度。
當控制參數(shù)為零或很小時,系統(tǒng)總是趨向于平衡態(tài)或與平衡態(tài)有類似行為的非平衡定態(tài),并總是伴隨無序的增加。
當控制參數(shù)增長到某個臨界值時,系統(tǒng)狀態(tài)可以發(fā)生突變,導致宏觀結(jié)構(gòu)的形成和宏觀有序的增加。這就是耗散結(jié)構(gòu)。
在系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生突變時,系統(tǒng)可能發(fā)展到的有序狀態(tài)通常不止一種,而是有兩種或多種,這些有序狀態(tài)叫耗散結(jié)構(gòu)分支,幾個分支組成的圖案很像一把叉子,故這類現(xiàn)象又叫分叉。
由上可見,系統(tǒng)離開平衡態(tài)的距離是用控制參數(shù)來恒量的,控制參數(shù)愈大,系統(tǒng)離開平衡態(tài)的距離就愈大,而耗散結(jié)構(gòu)只有在控制參數(shù)足夠大,并達到某個臨界值時才會出現(xiàn),所以說遠離平衡是耗散結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的前提條件。
第八節(jié)
高級分支與系統(tǒng)適應(yīng)能力的產(chǎn)生
如果系統(tǒng)進一步遠離平衡,系統(tǒng)將會出現(xiàn)高級分支。高級分支使系統(tǒng)出現(xiàn)復(fù)雜的時空行為,帶來了“歷史”和“記憶”以及系統(tǒng)在不同耗散結(jié)構(gòu)狀態(tài)間互相躍遷的現(xiàn)象。如果系統(tǒng)有自動調(diào)節(jié)控制參數(shù)的能力,則不同耗散結(jié)構(gòu)狀態(tài)間的互相躍遷使系統(tǒng)具有某種適應(yīng)外界環(huán)境的能力。
第九節(jié)
高級分支與混沌的出現(xiàn)
當系統(tǒng)足夠遠離平衡時,隨著高級分支的發(fā)生,系統(tǒng)會出現(xiàn)混沌區(qū),關(guān)于混沌問題,以后還要講到。
此時的混沌當然是一種新的無序,這告訴人們,宏觀有序組織必須在遠離平衡時才會出現(xiàn),但過份遠離平衡又會出現(xiàn)新的無序,故宏觀有序組織必須維持在適當遠離平衡的狀態(tài)。
第十節(jié)
關(guān)于結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性和漲落的科學
雖然普里戈金發(fā)現(xiàn)在非線性非平衡系統(tǒng)中可能產(chǎn)生耗散結(jié)構(gòu),但在熱力學水平上,耗散結(jié)構(gòu)還僅僅是一種概念,僅僅是一種在遠離平衡時可能出現(xiàn)的東西,要具體地證實它們的存在并揭示它們的行為必須涉及動力學過程。這就形成耗散結(jié)構(gòu)理論的第二個部分,即關(guān)于結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性和漲落的科學。
結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性和漲落的科學探討耗散結(jié)構(gòu)形成的條件和原因,這些條件和原因歸結(jié)如下∶
1.系統(tǒng)包含大量基元甚至多層次的組分。
2.系統(tǒng)必須開放。
3.系統(tǒng)處于遠離平衡狀態(tài)。
4.系統(tǒng)包含適當?shù)姆蔷€性反饋。
5.漲落觸發(fā)耗散結(jié)構(gòu)形成。
6.耗散結(jié)構(gòu)形成總與某種突變相關(guān)。
什么叫漲落?漲落是系統(tǒng)處于平衡態(tài)時,某些物理量值在其平均值附近做無規(guī)則的微小變動的現(xiàn)象。漲落是隨機的,沒有確定的方向,沒有準確的發(fā)生時間,隨時都可以發(fā)生。在遠離平衡時,微小漲落的放大有可能使系統(tǒng)突變而進入耗散結(jié)構(gòu)分支。
耗散結(jié)構(gòu)形成也可叫做合作現(xiàn)象或自組織現(xiàn)象,因為它們好象是體系內(nèi)部各單元自己組織起來合作行動的結(jié)果。在這種現(xiàn)象中,漲落行為起著決定性的作用。因此,結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性和漲落的研究是耗散結(jié)構(gòu)理論研究的核心問題。普里戈金學派對此進行了廣泛的研究。
第十一節(jié)
實踐與思考
1.學習本講,不需要弄清楚耗散結(jié)構(gòu)理論發(fā)展的細節(jié),而只需要知道耗散結(jié)構(gòu)理論的來歷,對各種名詞,不必深入去了解,先接納它們,然后理一理耗散結(jié)構(gòu)理論發(fā)展的邏輯過程,從而對耗散結(jié)構(gòu)有一個大體印象。
2.學習本講,應(yīng)盡可能熟悉耗散結(jié)構(gòu)形成的六個條件和原因,并盡可能將其與管理系統(tǒng)相聯(lián)系,因為這六個條件和原因是“系統(tǒng)科學應(yīng)用于管理”要涉及的中心問題。
2.思考題
(1)什么叫耗散和耗散結(jié)構(gòu)?
(2)線性和非線性指的什么?
(3)什么叫平衡、非平衡?
(4)什么叫遠離平衡?系統(tǒng)離開平衡態(tài)的距離該怎樣來恒量?
(5)李亞普洛夫函數(shù)有什么用?
(6)
熵、熵產(chǎn)生和超熵產(chǎn)生可分別用來判斷什么系統(tǒng)的運動方向?
(7)什么叫分叉和高級分支?
(8)宏觀有序組織為什么必須維持在適當遠離平衡的狀態(tài)?
(9)什么叫漲落?
(10)耗散結(jié)構(gòu)形成的六個條件和原因是什么?怎樣將其與管理問題相聯(lián)系?第五講
耗散結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)科學學科
在第四講中,已經(jīng)指出了耗散結(jié)構(gòu)形成的條件和原因,有以下幾方面∶
1.系統(tǒng)包含大量基元甚至多層次的組分。
2.系統(tǒng)必須開放。
3.系統(tǒng)處于遠離平衡狀態(tài)。
4.系統(tǒng)包含適當?shù)姆蔷€性反饋。
5.漲落觸發(fā)耗散結(jié)構(gòu)形成。
6.耗散結(jié)構(gòu)形成總與某種突變相關(guān)。
另外,耗散結(jié)構(gòu)的發(fā)展與高級分支、非線性反饋、漲落和突變等密切相關(guān)。
我們就圍繞這些方面來對各系統(tǒng)科學學科做介紹。從而明了各系統(tǒng)科學學科對于耗散結(jié)構(gòu)的形成、穩(wěn)定和發(fā)展規(guī)律作了哪些揭示,這些揭示對于人類了解耗散結(jié)構(gòu)有些什么啟示,從而為在企業(yè)管理中綜合應(yīng)用它們準備條件。
第一節(jié)
耗散結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)學
1.
系統(tǒng)學
系統(tǒng)學創(chuàng)始人貝塔朗菲1901年生于奧地利維也納一個富有家庭。他的前半生也主要在維也納度過,第一次世界大戰(zhàn)毀壞了他的家產(chǎn),生活貧困。他在學術(shù)上也懷才不遇,他的著作被說成“信筆涂抹”,他被指責為“最愚蠢的人”。貝塔朗菲1937年去美國工作,在芝加哥大學的一個講習班上,第一次宣布了“一般系統(tǒng)學”思想。但第二次世界大戰(zhàn)使他又回到維也納,戰(zhàn)后生活很慘,戰(zhàn)火燒毀了他家的一切,許多手稿也都燒毀了。1949年他又去了加拿大,受聘于渥太華大學,重新開始系統(tǒng)學研究,時年48歲。五年后,他受聘于美國斯坦福大學,成為一生的轉(zhuǎn)折點,而后,他進一步研究系統(tǒng)學,與一些科學家一起創(chuàng)立了系統(tǒng)論學會、主編《一般系統(tǒng)》年鑒,進行心理生理學和神經(jīng)病學研究,成為國際著名科學家,1972年逝世,享年71歲。
系統(tǒng)學分為一般系統(tǒng)學和廣義系統(tǒng)學。
在西方科學發(fā)展史上,人們往往傾向于將一切現(xiàn)象最終歸結(jié)為基本單元的運動的組合。而貝塔朗菲認為:現(xiàn)象不能分解為局部的事件。也就是說,現(xiàn)代科學中僅考察各自孤立的部分,不可能理解各級系統(tǒng)。
這些見解導致了一般系統(tǒng)論的提出。它的主題是尋找適用于一般化的系統(tǒng)或者它們的子級模型、原理和定律。
一般系統(tǒng)論可以定義為:關(guān)于整體的一般科學。
一般系統(tǒng)論有以下五條宗旨:
1.各種不同的學科,包括自然科學和社會科學,有著走向綜合的普遍趨勢。
2.這樣的綜合看來要以一般理論為中心。
3.這樣的理論可能成為非物理領(lǐng)域的科學走向精確理論的一種主要方法論工具。
4.這一理論通過尋找出能統(tǒng)一橫貫于單個科學的共性的原理,可使我們更接近于科學大統(tǒng)一的目標。
5.這一理論能導致迫切需要的綜合科學教育。
一般系統(tǒng)論強調(diào),描述一個系統(tǒng),不僅要知道各個要素,而且還要知道它們之間的關(guān)系。知道要素和關(guān)系,就可能從組成部分的行為推導出這個系統(tǒng)的行為。因此,一般系統(tǒng)論認為,從系統(tǒng)的概念和一組合適的命題就能推導出系統(tǒng)的特性和原理。
一般系統(tǒng)論采用諸如微分方程等數(shù)學工具來討論體系的生長、競爭、結(jié)構(gòu)化、確定性、隨機性等一系列問題。
除了一般系統(tǒng)論,我國學術(shù)界還提出了廣義系統(tǒng)論。
廣義系統(tǒng)論包括整體性原理、開放性原理、層次性原理、目的性原理,分解協(xié)調(diào)原理、自組織原理、穩(wěn)定性原理、突變性原理等八大原理。這些原理試圖對復(fù)雜性科學進行歸納和統(tǒng)一,但基本上還屬一種思想。
從上述介紹可以看出,系統(tǒng)論對于系統(tǒng)科學的貢獻首先是方法論意義上的。以往的科學著重于考慮“單元”或“要素”,而系統(tǒng)論考慮兩者:“要素”和“關(guān)系”。
系統(tǒng)論對于系統(tǒng)科學的貢獻不僅是方法論意義上的,而且是對客觀世界的一個本質(zhì)現(xiàn)象的揭示,這個本質(zhì)現(xiàn)象就是“現(xiàn)象不能分解為局部的事件”,或整體不等于局部之和。
2.
耗散結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)學
對于耗散結(jié)構(gòu)的形成而言,耗散結(jié)構(gòu)形成的六個方面的條件和原因都可以進一步歸結(jié)為“要素”和“關(guān)系”。
“系統(tǒng)包含大量基元甚至多層次的組分”,即“系統(tǒng)包含大量要素”,
而“系統(tǒng)必須開放”,“系統(tǒng)處于遠離平衡狀態(tài)”“系統(tǒng)包含適當?shù)姆蔷€性反饋”,“系統(tǒng)漲落”,“系統(tǒng)突變”等都是要素間靜態(tài)和動態(tài)關(guān)系的不同體現(xiàn)。而耗散結(jié)構(gòu)的存在需要這樣多的條件,這已經(jīng)說明了“現(xiàn)象不能分解為局部的事件”。
就管理學應(yīng)用而言,從管理思維角度,將管理對象歸結(jié)為“要素”和“關(guān)系”,便于思考;若從具體管理方式的選擇角度,則要考慮耗散結(jié)構(gòu)形成的六個方面的條件和原因。
第二節(jié)
耗散結(jié)構(gòu)、控制論與信息論
1.控制論
控制論一詞在古希臘意為“舵手”。古希臘的柏拉圖首先使用控制論一詞,并稱作管理國家的學問;法國人安培將控制論一詞定義為管理者的科學,可見,控制論與管理有悠久的歷史淵源。
控制論創(chuàng)始人是維納。
控制論直接產(chǎn)生于工程技術(shù)科學,它是在把自動調(diào)節(jié)、通訊工程、計算機和計算技術(shù)以及神經(jīng)生理學和病理學等等學科以數(shù)學為紐帶聯(lián)系在一起,在相互滲透的基礎(chǔ)上形成的。
控制論作為控制的科學,它并不是一般地研究一切系統(tǒng),而只研究可控系統(tǒng)。摒棄個別可控系統(tǒng)的具體特點,找出在各種控制作用下狀態(tài)變化間的一般關(guān)系,就得到了抽象的控制論系統(tǒng)。
控制論系統(tǒng)有如下特征∶
(1)系統(tǒng)必須存在多種發(fā)展的可能性。如果事物的未來只有一種可能性,就無所謂控制而言。沒有選擇,就沒有控制。
(2)系統(tǒng)不僅必須存在多種發(fā)展的可能性,而且,人們可以在這些可能性中通過一定的手段進行選擇,這樣才談得上控制。能控性是控制論系統(tǒng)的一重要概念。
(3)在系統(tǒng)多種可能性中,必須具有期望目的的選擇。若讓系統(tǒng)在各種可能性中任意發(fā)展,那也就無所謂控制。
(4)控制系統(tǒng)應(yīng)具有獲取、加工和利用信息的能力。因此,現(xiàn)代控制論中的一個基本概念——可觀測性——實際上就是對控制系統(tǒng)獲取信息能力的一種度量。
(5)閉環(huán)是控制論系統(tǒng)的基本特征,反饋則是其核心。因為控制是獲取、處理和利用信息以實現(xiàn)控制目的的過程,這一過程的實現(xiàn)必定要求控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是閉環(huán)。
控制論系統(tǒng)的分類可以從不同側(cè)重點選擇不同方式來進行,如按信息的傳遞方式、學科性質(zhì)、
控制的目的性、受控對象的性質(zhì)、實現(xiàn)控制的手段和施控者的能力等等來劃分。
經(jīng)典控制論的數(shù)學方法采用傳遞函數(shù)和頻域法;現(xiàn)代控制論的數(shù)學方法采用時域法,它引入“狀態(tài)”的概念,用“狀態(tài)度量”及狀態(tài)方程描述動態(tài)系統(tǒng)。
2.耗散結(jié)構(gòu)與控制論
耗散結(jié)構(gòu)形成的條件是“系統(tǒng)包含適當?shù)姆蔷€性反饋”,而控制論的核心概念是反饋概念。因此,控制論關(guān)于反饋概念的研究為耗散結(jié)構(gòu)研究提供許多有益啟示。
所謂反饋,就是指系統(tǒng)輸出的全部或一部分通過一定的通道反送到系統(tǒng)的輸入端,從而對系統(tǒng)的輸入和再輸出施加影響的過程。
反饋作為一種技術(shù)思想早就被人們使用,特別是在近代蒸汽機的發(fā)明和改進中得到了運用。1920年貝爾電話實驗室布朗克在電子學研究中首次引入反饋這個概念。意思是把電子放大器輸出信號“回輸”到放大器的輸入端。這種電子技術(shù)中的反饋概念,對自動控制理論和實踐的發(fā)展起了極其重要的作用。維納把這一概念推廣到生命機體和人類社會,并分析了反饋與目的性的關(guān)系。隨著控制論的發(fā)展,反饋概念的外延不斷擴大?,F(xiàn)在認為,客觀事物之間,凡是甲方作為一種原因作用于乙方,產(chǎn)生某種結(jié)果,這種結(jié)果又作為一種原因,使本來作為原因的一方得到調(diào)整或變動的,就認為二者之間構(gòu)成了反饋關(guān)系。
反饋的作用后果有兩種,一是減弱輸入信號,一是增加輸入信號,前者稱為負反饋,后者稱為正反饋。負反饋有利于反抗系統(tǒng)偏離目標的行為,使系統(tǒng)沿著減小偏差的方向動作,最終使系統(tǒng)趨于穩(wěn)定狀態(tài),而正反饋強化系統(tǒng)的正在進行的偏離目標的行為,加劇系統(tǒng)的不穩(wěn)定狀態(tài),最終使系統(tǒng)趨于崩潰或解體。在實際控制系統(tǒng)中,一般是用負反饋來調(diào)節(jié)和控制系統(tǒng),作合乎目的的運動。
用反饋調(diào)節(jié)來進行控制稱為反饋控制或閉環(huán)控制。
反饋控制所必須遵循的原則是:及時性原則、適度性原則、準確性原則和隨機性原則。
閉環(huán)運動是自然界的一個普遍現(xiàn)象,它的重要性在于它構(gòu)成系統(tǒng)穩(wěn)定的一個基本條件。而“系統(tǒng)包含適當?shù)姆蔷€性反饋”,則是耗散結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的一個基本條件。可以通過研究反饋控制來研究耗散結(jié)構(gòu)的動態(tài)穩(wěn)定性。
3.信息論
既然閉環(huán)運動如此重要,而閉環(huán)運動的中心環(huán)節(jié)是信息反饋。因而,信息的概念和理論就顯得十分重要。故我們接著來討論信息問題。
信息論創(chuàng)始人是申農(nóng),他于1948年所著論文《通信的數(shù)學理論》為信息論奠定了基礎(chǔ)。
信息論的主要任務(wù)是研究通信系統(tǒng)的有效性(效率)和可靠性,以及二者的關(guān)系。
在信息論的理論研究中,把各種通信系統(tǒng)概括為統(tǒng)一的模型。即由信源、信道和信宿組成的模型。信源產(chǎn)生信息;信道傳輸?shù)男畔ⅲ恍潘藿邮苄畔ⅰ?/p>
信息論面對的一個基本課題是,怎樣在接收端精確地重現(xiàn)發(fā)送端的消息。圍繞這一基本課題,信息論這一學科的主要內(nèi)容包括信息的度量(信息熵)、信源編碼、信息傳輸、信道容量、糾錯編碼、信息率-失真理論、檢測與估計和保密學等。
信息論的發(fā)展形成了信息的獲取原理、信息的傳遞原理、信息的再生原理、信息的調(diào)節(jié)原理、信息的組織原理和認知原理等。
信息論與物理學、分析化學、遺傳學和心理學等學科有密切的關(guān)系。
4.耗散結(jié)構(gòu)與信息論
申農(nóng)為了使信息定量化,提出了信息熵的概念,
信息熵表征信源的不確定程度,它等于消除這個不確定程度所需要的信息量。
這就提出一個問題,在熱力學中的熵與信息熵之間有什么聯(lián)系?1956年,美國的L.N.布里淵導出了兩者的關(guān)系∶1比特的信息量等價于kln2(J/K)的熵,其中k為玻耳茲曼常數(shù)。他由此對熵增定律進行推廣,在孤立系統(tǒng)中,如果有信息參與,就不能說熱熵不能減小,而是(熱熵-信息熵)不能減小。即信息熵要抵消一部分熱熵的增加。
我們知道,熵是混亂度,這意味著,在孤立系統(tǒng)中,信息可能抑制混亂度的增加。
對于耗散結(jié)構(gòu),“信息可能抑制混亂度增加”的說法也是正確的。耗散結(jié)構(gòu)是有序結(jié)構(gòu),但該有序結(jié)構(gòu)時常會產(chǎn)生混亂,要克服這種混亂,系統(tǒng)中就要“包含適當?shù)姆蔷€性反饋”,也就是要獲取系統(tǒng)產(chǎn)生混亂的信息,處理這些信息,將信息反饋到系統(tǒng)中,去克服混亂,而使耗散結(jié)構(gòu)保持有序。
例如,產(chǎn)品質(zhì)量是與生產(chǎn)過程各要素相關(guān)的,生產(chǎn)過程中隨時都會出現(xiàn)混亂,這些混亂導致產(chǎn)品質(zhì)量下降、次品增多,企業(yè)要保持和提高產(chǎn)品質(zhì)量,就要隨時獲取生產(chǎn)過程中產(chǎn)生混亂的信息,處理這些信息,將信息反饋到生產(chǎn)控制環(huán)節(jié)中,去克服混亂,而使生產(chǎn)過程保持有序。
第三節(jié)
耗散結(jié)構(gòu)與協(xié)同學
1.協(xié)同學
協(xié)同學的創(chuàng)始人哈肯1927年生于德國萊比錫,他在24歲時取得數(shù)學博士學位,3歲時成為斯圖加特大學理論物理學教授。哈肯起初的工作是激光的研究,他建立了一套解釋并預(yù)言激光現(xiàn)象的理論,成為世界上兩大激光理論學派之一。
哈肯是在研究激光理論過程中創(chuàng)立協(xié)同學的。
所謂協(xié)同,是指系統(tǒng)在開放條件下,系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)之間以及系統(tǒng)與環(huán)境間產(chǎn)生的協(xié)調(diào)、同步、默契的非線性相互作用,即系統(tǒng)本身的自組織現(xiàn)象。
協(xié)同學的理論支柱是支配原理和最大信息熵原理。
什么叫支配原理?
任何一個系統(tǒng)運動都可用一組微分方程表示。但是,通常系統(tǒng)變量數(shù)目非常多,描述系統(tǒng)運動的微分方程組也非常多,求解這種微分方程非常困難。怎么辦呢?哈肯在進行激光理論研究時發(fā)現(xiàn),雖然系統(tǒng)變量數(shù)目眾多,但通常大多數(shù)變量是快變量,對系統(tǒng)演化不起主導作用。而對系統(tǒng)演化起主導作用的是慢變量,慢變量數(shù)目很少,而且慢變量支配著快變量的運動。根據(jù)這一發(fā)現(xiàn),哈肯得到了協(xié)同學的支配原理,又叫伺服原理。
支配原理是說慢變量支配著快變量的運動,從而決定系統(tǒng)演化的最終狀態(tài)和結(jié)構(gòu)。
根據(jù)支配原理,在求解微分方程時,可采用絕熱消去法消去快變量,得到慢變量方程或序參量方程。然后求解序參量方程,從而對系統(tǒng)演化進行描述。
什么叫最大信息熵原理?
申農(nóng)提出了信息熵原理,哈肯從此原理出發(fā),提出協(xié)同學的宏觀處理方法,這就是先確定適當?shù)募s束條件,然后在約束條件下求信息熵的最大值,從而獲得一系列有關(guān)系統(tǒng)演化的結(jié)論。
最大信息熵原理意味著在適當?shù)募s束條件下,系統(tǒng)達到平衡態(tài)(或定態(tài))時信息熵取最大值。
2.
耗散結(jié)構(gòu)與協(xié)同學
耗散結(jié)構(gòu)理論與協(xié)同學并稱為兩大自組織理論,因此,協(xié)同學和耗散結(jié)構(gòu)理論研究是相互補充的。
耗散結(jié)構(gòu)理論來源于熱力學研究,它主要是基于系統(tǒng)與環(huán)境的關(guān)系來得出自已的結(jié)論;協(xié)同學來源于激光研究,它主要是基于系統(tǒng)各部分間的關(guān)系(各變量間的關(guān)系)來得出自已的結(jié)論。但是系統(tǒng)與環(huán)境的關(guān)系和系統(tǒng)各部分間的關(guān)系是密不可分的。當系統(tǒng)孤立時,系統(tǒng)各部分間的關(guān)系遵從熵增原理,各部分間的差異趨于某種平衡,協(xié)同現(xiàn)象不明顯。只有當系統(tǒng)開放時,系統(tǒng)才可能處于遠離平衡狀態(tài),并出現(xiàn)非線性反饋,此時系統(tǒng)各部分間的協(xié)同關(guān)系變得明顯起來,慢變量與快變量的界限清晰起來,支配原理才能發(fā)揮其重要作用。
耗散結(jié)構(gòu)理論雖然找出了耗散結(jié)構(gòu)形成的條件和原因,但對系統(tǒng)各部分在耗散結(jié)構(gòu)形成過程中和形成后所起的作用則探討不夠,而協(xié)同學恰好對這種作用做了系統(tǒng)探討,研究了系統(tǒng)各部分間的協(xié)同關(guān)系,從而使人們可以更清楚地了解耗散結(jié)構(gòu)的細節(jié)。
第四節(jié)
耗散結(jié)構(gòu)、超循環(huán)、突變與分形
1.
超循環(huán)論
超循環(huán)理論的創(chuàng)始人是西德生物物理化學家曼弗雷德·艾根。
艾根早年的工作主要在快速化學反應(yīng)動力學及其機理方面,他在這方面的貢獻使他與諾里什和波特一起榮獲1967年諾貝爾化學獎。
在快速化學反應(yīng)動力學研究中,艾根特別注意了生物體內(nèi)發(fā)生的快速化學反應(yīng),并從分子演化的角度來加以考察,這使他對核酸和蛋白質(zhì)這樣的生物大分子的性質(zhì)和相互關(guān)系及其起源產(chǎn)生了濃厚的興趣。正是通過自己的工作,他逐漸從實驗研究和理論研究兩方面步入了探索生命起源的領(lǐng)域,從而創(chuàng)建了超循環(huán)理論。
循環(huán)是各門科學普遍關(guān)心的問題。數(shù)學中的循環(huán)小數(shù),物理學中的諧振單擺,熱力學中的熱機循環(huán),化學中的元素周期、化學振蕩,生物學中的生化循環(huán)、生物節(jié)律,生理醫(yī)學中的血液循環(huán),天文學中的日食、月食、脈動變星,大自然中的氮循環(huán)、水循環(huán)乃至天旱、水災(zāi)、地震、作物豐收的周期性,都是科學中研究的循環(huán)運動。
一般來說,如果兩事物A和B,A作用于B,而B也作用于A,那么從整體上看,A和B的這種相互作用就構(gòu)成了“封閉環(huán)”,即循環(huán)。
艾根考察了自然界形形色色的循環(huán)反應(yīng),尤其是與生物大分子自組織直接在關(guān)的生物化學、分子生物學中的各種各樣的循環(huán)反應(yīng),從而剖析了循環(huán)等級組織,建立起了超循環(huán)理論。
在化學反應(yīng)中,有一類反應(yīng)叫催化反應(yīng),催化反應(yīng)依賴于一些叫做催化劑的物質(zhì),在沒有催化劑參加時,化學反應(yīng)可以進行,但反應(yīng)速度很慢,一旦有催化劑參加,反應(yīng)速度就很快。因此催化劑的作用是“催化”,即促進化學反應(yīng)進行。
催化劑有個特點,就是它雖然參與化學反應(yīng),但是反應(yīng)完成后,它又變回到原來的狀態(tài),并沒有被消耗,甚至還增多了。所以稱為循環(huán)。
按照超循環(huán)理論的見解,循環(huán)是有等級的,從反應(yīng)循環(huán)、催化循環(huán)到超循環(huán)就是一個從低級到高級的循環(huán)等級,在不同層次上的循環(huán)組織有不同的特性。
反應(yīng)循環(huán)指多步驟的化學反應(yīng)序列的持續(xù)不斷的反應(yīng)過程。反應(yīng)循環(huán)是超循環(huán)理論中分子自組織的最基礎(chǔ)循環(huán)。
如果以反應(yīng)循環(huán)作為亞單元,這些亞單元聯(lián)系起來,構(gòu)成了反應(yīng)循環(huán)的循環(huán),這就叫做催化循環(huán)。催化循環(huán)是比反應(yīng)循環(huán)高一級的循環(huán)。
如果以催化循環(huán)作為亞單元,這些亞單元通過功能的循環(huán)聯(lián)系而連接起來,于是就構(gòu)成了超循環(huán)。超循環(huán)就是循環(huán)的循環(huán)。
反應(yīng)循環(huán)的特點是催化劑經(jīng)歷了一次化學反應(yīng)后仍然存在,可以說該催化劑是自維生的。
催化循環(huán)的特點是催化劑經(jīng)歷了一次化學反應(yīng)后不僅仍然存在,而且催化劑數(shù)量增加了,這叫做自催化,或自復(fù)制。
超循環(huán)的特點是超循環(huán)中的亞元既具有自復(fù)制能力,又能對下一個中間產(chǎn)物提供催化支持。
原則上講,還可能存在在更復(fù)雜和更為高級的超循環(huán)組織。
對于基本超循環(huán)所獲得的結(jié)論,可以推廣到更復(fù)雜、更高級的超循環(huán)。
2.
耗散結(jié)構(gòu)與超循環(huán)論
耗散結(jié)構(gòu)理論學派和協(xié)同學學派都高度評價超循環(huán)論研究。
在耗散結(jié)構(gòu)形成的條件和原因中,“漲落觸發(fā)耗散結(jié)構(gòu)形成”是很重要的,在這當中,漲落的放大機制就與自催化或自復(fù)制有關(guān)。
自催化或自復(fù)制現(xiàn)象不僅在化學中存在,而且它大量存在于非線性系統(tǒng)之中。在耗散結(jié)構(gòu)理論中,自催化是借用化學名詞來表示系統(tǒng)的非線性作用。
系統(tǒng)具有自催化機制才能在一定條件下使微小的漲落不斷放大,成為引起系統(tǒng)相變的巨漲落,促使系統(tǒng)從某無序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橛行驙顟B(tài)。
超循環(huán)論研究還涉及到耗散結(jié)構(gòu)的一些基本結(jié)構(gòu)和功能,如遺傳密碼的形成等。
3.
突變論
突變論的創(chuàng)始人是美國數(shù)學家托姆。
突變論直接來源于數(shù)學。
突變論以微分方程的定性理論、分支理論、奇點理論和拓撲學為基礎(chǔ)。
系統(tǒng)變化方式有兩類,一類是連續(xù)的、漸進的、光滑的、定量的變化;另一類是不連續(xù)的、突發(fā)的、非光滑的、定性的變化。微積分對解決第一類變化有效;突變理論則是針對第二類變化來進行研究的。
通常說的突變理論,是指初等突變理論。托姆證明,“初等突變”只有七種不同類型,即∶折疊突變、夾點突變、燕尾突變、橢園形臍點突變、雙曲形臍點突變、蝴蝶形臍點突變、拋物形臍點突變。
4.
耗散結(jié)構(gòu)與突變論
耗散結(jié)構(gòu)形成總與某種突變相關(guān)。突變理論與系統(tǒng)發(fā)展到某臨界點的分叉問題密切相關(guān)。突變理論考慮各種臨界點附近分叉情況的全面圖像,特別是其中可能出現(xiàn)的突然變化。這就可能對耗散結(jié)構(gòu)形成時的突變進行精細描述。
5.
分形論
分形概念是美籍法國數(shù)學家曼德爾布羅特提出的,本意是不規(guī)則的、破碎的、分數(shù)的。這樣一個詞意也就反映了分形論研究的對象是不規(guī)則、支離破碎形體的表觀和內(nèi)在規(guī)律。
怎樣描述不規(guī)則、支離破碎的形體呢?這是基于形體的“自相似性”。所謂“自相似性”是形體的部分與整體的相似。如果用不同放大倍數(shù)的顯微鏡去觀察這一類形體,它們的形貌是相似的。因此分形定義如下:
一個分形體是由與整體以某種方式相似的各個部分所組成的客體。
分形理論研究分形體的幾何特征、數(shù)量表征及其普適性規(guī)律。在自然界中,彎彎曲曲的海岸線,起伏不平的山脈,粗糙不堪的斷面,變幻無常的浮云,九曲回腸的河流,縱橫交錯的血管,令人眼花繚亂的滿天繁星等,它們在幾何上均是分形。這些表觀看來相差甚遠的自然現(xiàn)象存在著內(nèi)在聯(lián)系,分形理論揭示了它們至少在幾何形態(tài)上滿足相同的伸縮不變的對稱規(guī)律。
6.
耗散結(jié)構(gòu)與分形論
耗散結(jié)構(gòu)理論的一個重要部分是關(guān)于結(jié)構(gòu)的科學。耗散結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)描述是很重要的,分形論從幾何學角度研究不可積系統(tǒng)幾何圖形的自相似性,可能成為定量描述耗散結(jié)構(gòu)的有力工具。
第十一節(jié)
實踐與思考
1.學習本講,應(yīng)盡可能將耗散結(jié)構(gòu)形成的六個條件和原因與系統(tǒng)科學各學科相聯(lián)系,從而形成以耗散結(jié)構(gòu)為核心的,系統(tǒng)科學知識的整體結(jié)構(gòu)。
2.思考題
(1)系統(tǒng)學在方法論上有什么貢獻?
(2)系統(tǒng)學揭示了客觀世界的一個什么本質(zhì)現(xiàn)象?
(3)系統(tǒng)學的“要素”和“關(guān)系”與耗散結(jié)構(gòu)的六個條件和原因是什么關(guān)系?
(4)什么叫反饋?
(5)什么叫閉環(huán)?
(6)反饋對耗散結(jié)構(gòu)的形成有什么意義?
(7)信息為什么可能抑制混亂度的增加?
(8)什么叫支配原理?
(9)什么叫最大信息熵原理?
(10)耗散結(jié)構(gòu)論和協(xié)同學各自的來源是什么?
(11)耗散結(jié)構(gòu)論和協(xié)同學各自主要是基于對什么關(guān)系的研究來得出自已結(jié)論的?
(12)什么叫自催化?
(13)漲落的放大與超循環(huán)現(xiàn)象有什么關(guān)系?
(14)初等突變有哪幾種類型?
(15)突變論與耗散結(jié)構(gòu)的六個條件和原因有什么聯(lián)系?
(16)什么叫分形?
(17)分形論可能對耗散結(jié)構(gòu)哪個方面的研究提供幫助?第六講
建立企業(yè)動態(tài)有序的運作機制
關(guān)于耗散結(jié)構(gòu)及其它系統(tǒng)學科在管理中的應(yīng)用問題,已經(jīng)提出多年了,可惜進展不大,原因何在呢?作者曾在《論新管理學建立的必要性》一文中對此進行過討論,指出系統(tǒng)學應(yīng)用于管理的困難在于:
1.
概念繁多。
2.
數(shù)學艱深。
3.
條件性強。
4.
對于管理面對的復(fù)雜體系,系統(tǒng)學本身沒有理論。
5.
由于局限于關(guān)聯(lián)(和相互作用)層面,難以對各部分間的關(guān)系進行整體把握。
在具體討論系統(tǒng)學科在管理中的應(yīng)用問題之前,應(yīng)對此做進一步的分析。當然,這不僅涉及管理,而且涉及生命、社會、思維等領(lǐng)域。
耗散結(jié)構(gòu)理論及其它系統(tǒng)學科在物理、化學、生物學領(lǐng)域的運用已取得了顯著的成果,而在生命、社會、思維領(lǐng)域的運用則仍然停留于簡單表面現(xiàn)象的描述,其原因有上面五個,而基本原因則來自于第四個原因,即對于管理面對的復(fù)雜體系,系統(tǒng)學本身沒有理論。
從研究對象上講,耗散結(jié)構(gòu)論、協(xié)同學研究的是簡單巨系統(tǒng);而生命、社會、思維領(lǐng)域是所謂復(fù)雜巨系統(tǒng)。在同態(tài)學建立之前,復(fù)雜巨系統(tǒng)問題還屬于沒有科學理論和方法的科學難題,故將適合于簡單巨系統(tǒng)的系統(tǒng)學科應(yīng)用于生命、社會、思維領(lǐng)域等復(fù)雜巨系統(tǒng),必然遇到許多困難。
但是,簡單巨系統(tǒng)與復(fù)雜巨系統(tǒng)之間并不存在不可逾越的鴻溝,它們在系統(tǒng)運動現(xiàn)象、系統(tǒng)運動規(guī)律、系統(tǒng)原則和系統(tǒng)方法上都存在許多相同之處,如果對兩類系統(tǒng)進行同一性分析,準確把握適合于簡單巨系統(tǒng)的系統(tǒng)學科中的概念、原理、原則和方法的原義,然后對它做適當?shù)耐茝V和變通,就可能將其有效地應(yīng)用于復(fù)雜巨系統(tǒng)。
細心的讀者可能會發(fā)現(xiàn),在本講座第三講《
混亂度在管理中的應(yīng)用》中,不把混亂度(熵)概念作為系統(tǒng)穩(wěn)定性判據(jù),而是將其直接應(yīng)用于開放的企業(yè)系統(tǒng)運作分析中,使之成為管理學的一個基本概念,這實際上已將混亂度(熵)概念做了適當?shù)耐茝V和變通,使之在企業(yè)運作分析中找到了合適位置。
從大的方面來講,混亂度(熵)概念的這種推廣和變通,己經(jīng)使混亂度(熵)概念成了復(fù)雜巨系統(tǒng)描述的一個科學概念,此時,混亂度(熵)概念在復(fù)雜巨系統(tǒng)描述中已經(jīng)不是一種比附和套用,而是進入復(fù)雜巨系統(tǒng)科學的概念、理論和方法的范疇了,也可以說,從一開始我們就在講“同態(tài)學”在管理中的應(yīng)用,而不是講系統(tǒng)科學發(fā)展史了。
在討論“耗散結(jié)構(gòu)及其它系統(tǒng)學科在管理中的應(yīng)用”時,我們遵循同樣的原則,即在盡可能準確把握簡單巨系統(tǒng)和復(fù)雜巨系統(tǒng)的差異性與同一性,準確把握系統(tǒng)學科的概念、理論、原則和方法的前提下,將這些概念、理論、原則和方法做適當?shù)耐茝V和變通,使之適合于管理的需要。
當然,本講座限于定性描述,盡可能通俗,而正因為這樣,也許更適合于管理的運用。
1.企業(yè)是一個耗散結(jié)構(gòu)
在特定意義上,可以
將耗散結(jié)構(gòu)及其它系統(tǒng)學科在管理中的應(yīng)用歸結(jié)為“
建立企業(yè)動態(tài)有序運作機制”的問題,這是基于這樣一個假定,即企業(yè)是一個耗散結(jié)構(gòu)。由于企業(yè)是一個耗散結(jié)構(gòu),因而企業(yè)動態(tài)有序運作機制的建立就必須滿足耗散結(jié)構(gòu)形成的條件,而管理理論、模式和方法也就必須與耗散結(jié)構(gòu)形成條件的滿足相適應(yīng)。
為什么說企業(yè)是一個耗散結(jié)構(gòu)呢?
在第四講中,已經(jīng)指出了耗散結(jié)構(gòu)形成的條件和原因,即系統(tǒng)包含大量基元甚至多層次的組分;系統(tǒng)必須開放;系統(tǒng)處于遠離平衡狀態(tài);系統(tǒng)包含適當?shù)姆蔷€性反饋;漲落觸發(fā)耗散結(jié)構(gòu)形成;耗散結(jié)構(gòu)形成總與某種突變相關(guān)。一般而言,企業(yè)是具備有這些條件的。
首先,企業(yè)通常都包含大量基元甚至多層次的組分;
其次,在市場經(jīng)濟條件下的每一個企業(yè)都是一個開放性的系統(tǒng),企業(yè)與外界之間不斷地進行著能量、物質(zhì)和信息的交換。
第三,企業(yè)顯然是一個遠離平衡區(qū)的系統(tǒng),在一個企業(yè)之中,其各個部分都是遠離平衡的,管理者、員工、資金、技術(shù)、原材料、產(chǎn)出、銷售等,總是處于遠離平衡的狀態(tài);
第四,企業(yè)上下級之間、各部之間、各個人之間,存在復(fù)雜的反饋,這些反饋通常是非線性的。
第五,企業(yè)運作總是動態(tài)的,它所達到的有序是動態(tài)有序,也就是說,企業(yè)運作存在漲落,當企業(yè)運作漲落被放大后,企業(yè)可能轉(zhuǎn)換到一個新的運作狀態(tài);第六,企業(yè)從某運作狀態(tài)轉(zhuǎn)換到一個新的運作狀態(tài)總與某種突變相關(guān)。如管理層人事變動等。
可見,企業(yè)是一個耗散結(jié)構(gòu)。
不過,對管理者來說,僅僅知道企業(yè)是一個耗散結(jié)構(gòu),對于管理并不能提供多少幫助,重要的是要知道怎樣分析企業(yè)這個耗散結(jié)構(gòu)形成的具體條件和具體原因,怎樣根據(jù)企業(yè)耗散結(jié)構(gòu)形成的具體條件和具體原因來形成有效的管理理論、模式和方法,
建立企業(yè)動態(tài)有序運作機制,使企業(yè)實現(xiàn)自己的目標。
2.企業(yè)動態(tài)有序運作機制的六大要素和三個方面
在管理中,企業(yè)耗散結(jié)構(gòu)形成的六個條件和原因可以歸結(jié)為建立企業(yè)動態(tài)有序運作機制的六大要素,這六大要素是∶
組分、開放;非平衡、反饋;漲落、突變。
對于企業(yè)動態(tài)有序運作機制而言,這六大要素都是不可缺少的,但是對于企業(yè)動態(tài)有序運作的不同階段,這六大要素起的作用不一樣。按照對企業(yè)動態(tài)有序運作機制形成、穩(wěn)定和發(fā)展的作用而言,六大要素可分成三組。
第一組包括組分和開放兩大要素,它們與企業(yè)動態(tài)有序運作機制的形成關(guān)系較大。其中組分是系統(tǒng)條件,開放是環(huán)境條件。只有在企業(yè)包含大量基元甚至多層次的組分,同時企業(yè)與外界之間不斷地進行著能量、物質(zhì)和信息交換的情況下,才可能形成企業(yè)的動態(tài)有序運作機制。
第二組包括非平衡和反饋兩大要素,它們與企業(yè)動態(tài)有序運作機制的穩(wěn)定關(guān)系較大。其中非平衡通常指遠離平衡,反饋通常指非線性反饋。非平衡既是企業(yè)具有各方面功能的前提,也是企業(yè)在大范圍內(nèi)出現(xiàn)動態(tài)有序的前提;反饋既是企業(yè)各方面功能整合的前提,也是企業(yè)在大范圍內(nèi)動態(tài)有序形成和穩(wěn)定的前提。非平衡和反饋保證企業(yè)的動態(tài)有序運作機制的形成和穩(wěn)定。
第三組包括漲落和突變兩大要素,它們與企業(yè)動態(tài)有序運作機制的發(fā)展關(guān)系較大。其中漲落通常指企業(yè)的運作在動態(tài)有序的穩(wěn)定點附近來回振蕩,如出現(xiàn)有序—無序—有序的來回振蕩。而突變則是企業(yè)運作從一種動態(tài)有序狀態(tài)變化到另一種動態(tài)有序狀態(tài),或者退化為無序狀態(tài)。在企業(yè)運作從一種動態(tài)有序狀態(tài)變化到另一種動態(tài)有序狀態(tài)時,通常是取突變形式。這里的突變是兩種動態(tài)有序運作狀態(tài)間存在非連續(xù)的差異,而不是指人們感覺到這種變化很突然。
歸結(jié)起來,上述企業(yè)動態(tài)有序運作機制建立的六大要素的第一組更多地涉及企業(yè)耗散結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)方面;第二組則更多地涉及企業(yè)耗散結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性方面;而第三組則更多地涉及企業(yè)耗散結(jié)構(gòu)的漲落方面。因此,企業(yè)動態(tài)有序運作機制建立的六大要素又可歸結(jié)為結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性和漲落三方面。
聯(lián)系到耗散結(jié)構(gòu)理論有時又稱為結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性和漲落的科學,我們就可以更深入地來理解耗散結(jié)構(gòu)理論與企業(yè)管理間的關(guān)系了。
以下具體來討論企業(yè)動態(tài)有序運作機制的六大要素和三個方面。
3.組分、整體與企業(yè)動態(tài)有序運作的觀念
“系統(tǒng)包含大量基元甚至多層次的組分”,即“系統(tǒng)包含大量要素”。以往的分析科學著重于考慮“單元”或“要素”,而系統(tǒng)論考慮兩者:“要素”和“關(guān)系”??紤]“要素”和“關(guān)系”,從觀念上講,就形成企業(yè)動態(tài)有序運作中的系統(tǒng)觀念。按系統(tǒng)觀念進行管理,就要考慮由“要素”和“關(guān)系”決定的整體,由此形成企業(yè)動態(tài)有序運作的指導原理,這些指導原理包括整體性原理、動態(tài)性原理、開放性原理、環(huán)境適應(yīng)性原理和綜合性原理。
接照整體性原理,管理者就要站在企業(yè)整體角度來實施管理,他要思考的基本問題是,企業(yè)各組分之間要建立一種什么樣的“關(guān)系”,才能出現(xiàn)“1+1大于2”的功能,從而使整體效果最優(yōu)。
接照動態(tài)性原理,管理者就要把企業(yè)的“組分”和“關(guān)系”看做動態(tài)的,他要思考的基本問題是,怎樣駕馭企業(yè)“組分”和“關(guān)系”的動態(tài)變化,才能使企業(yè)向期望的目標發(fā)展。
接照開放性原理,管理者就要有開放的思維,他要思考的基本問題是,企業(yè)系統(tǒng)之外的哪些物質(zhì)、能量和信息對企業(yè)發(fā)展是有益的,怎樣才能盡可能地去獲取到這些物質(zhì)、能量和信息。
接照環(huán)境適應(yīng)性原理,管理者就要牢記“適者生存”的道理,他要思考的基本問題是,哪些環(huán)境因素沒有變?哪些環(huán)境因素變了?企業(yè)對哪些環(huán)境因素變化可以施加影響?對哪些環(huán)境因素變化無法施加影響?企業(yè)怎樣因應(yīng)環(huán)境因素的變化?
接照綜合性原理,管理者就要明白“綜合就是創(chuàng)造”的道理,他要思考的基本問題是,企業(yè)系統(tǒng)內(nèi)外的哪些東西可以綜合起來,形成新的構(gòu)思、新的產(chǎn)品、新的流程、新的機制、新的企業(yè)、新的集團。
4.信息克服混亂
在耗散結(jié)構(gòu)理論中,形成耗散結(jié)構(gòu)的開放條件主要講的是物質(zhì)和能量的輸入輸出。對于企業(yè)系統(tǒng)而言,物質(zhì)和能量的輸入輸出是非常重要的,如人才、資金、設(shè)備、原材料、產(chǎn)出、銷售等,都涉及物質(zhì)和能量的輸入輸出,不過對于企業(yè)動態(tài)有序運作而言,信息的輸入輸出具有更重要的意義。
在本講座第三講《
混亂度在管理中的應(yīng)用》中,已經(jīng)討論了組織混亂度增加對于組織運作的影響。隨著混亂度的不斷增加,組織變得越來越不穩(wěn)定,組織管理變得越來越混亂。當混亂度增加到一定程度時,組織不再滿足耗散結(jié)構(gòu)存在所要求的條件,組織便不再能生存了。為了克服混亂度增加現(xiàn)象,組織必須不斷地獲取負熵。所謂負熵,也就是信息,組織必須不斷地獲取信息,以克服混亂度的增加。這就需要了解企業(yè)混亂的原因,獲取企業(yè)運作的信息;了解市場變化,獲取市場的信息。而僅僅獲取企業(yè)運作和市場信息還是不夠的,還要獲取對這些信息進行有效處理的信息,這就是吸收人類知識寶庫中有用的知識信息,掌握最新的研究進展,了解其它企業(yè)運作的經(jīng)驗,總結(jié)自己企業(yè)運作的經(jīng)驗,總之,是要學習和掌握知識信息。
要形成企業(yè)動態(tài)有序運作機制,僅僅掌握支離破碎的信息是不夠的,必須全面掌握所有有價值的信息。例如消費信息通常包括:①市場上的供求情況。包括商品的進貨量、銷售量、銷售速度,以及同類產(chǎn)品中某一企業(yè)(或本企業(yè))產(chǎn)品的市場占有率;②市場上的消費者行為(見消費行為)與消費傾向等所反映的消費者的購買力與消費需求動向;③市場上的供求狀況與價格變動趨勢;④消費者對商品的品種、規(guī)格、質(zhì)量、款式、價格、包裝、服務(wù)等的評價、意見與要求。
不過,當今社會,信息爆炸,信息量巨大,要在大量信息中獲取有價值的信息,企業(yè)就需要形成對信息進行搜集、整理、傳遞、存貯、加工、處理、使用的機制,加強對信息的組織和管理。從長遠看,為了形成企業(yè)動態(tài)有序運作機制,還需要建立和使用計算機和通訊網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng),采用先進的信息技術(shù),圍繞多層次、多渠道的信息中心,形成企業(yè)內(nèi)部相互溝通的、共享信息資源的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng);同時應(yīng)形成企業(yè)與企業(yè)、企業(yè)與市場各方面、企業(yè)與社會各方面相互溝通的、共享信息資源的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
5.開放、市場與管理模式
雖然管理者對企業(yè)的動態(tài)有序運作機制和管理模式有一定的選擇自由,但是,這種選擇是要受內(nèi)部條件和外部環(huán)境制約的,因為企業(yè)耗散結(jié)構(gòu)的形成要受系統(tǒng)內(nèi)外條件制約。
關(guān)于管理模式受外部環(huán)境制約的問題,可參看dobig網(wǎng)站/管理學史的一篇叫《本尼斯的組織發(fā)展理論》的文章。該文介紹了美國當代著名組織理論研究者本尼斯的組織結(jié)構(gòu)理論,本尼斯在分析當代環(huán)境時指出,“三個環(huán)境方面的進展正在深刻地影響著組織環(huán)境的結(jié)構(gòu)和面貌。它們分別是科學的飛速發(fā)展、智能技術(shù)的發(fā)展、研究開發(fā)活動的增長,這些新進展重塑了環(huán)境?!?/p>
本尼斯分析了官僚制在組織的內(nèi)部協(xié)調(diào)和外部適應(yīng)中的弊端,本尼斯認為對官僚制的挑戰(zhàn)將會來自兩個方面。第一就是官僚制無法解決個人目標和組織目標的矛盾沖突。第二也是更嚴重的挑戰(zhàn)來自于環(huán)境,科學技術(shù)革命引起的環(huán)境變革要求組織具有很強的適應(yīng)能力,其結(jié)果必然是官僚制的逐漸崩潰。
本尼斯認為未來的組織結(jié)構(gòu)將是有機-適應(yīng)型組織。
本尼斯的組織結(jié)構(gòu)理論是與耗散結(jié)構(gòu)形成的理論一致的,其立論的出發(fā)點都是∶企業(yè)管理模式的選擇要受系統(tǒng)內(nèi)外條件制約。但是耗散結(jié)構(gòu)形成的理論把企業(yè)管理模式的選擇放在系統(tǒng)開放的具體條件下來考慮,因而更切合企業(yè)實際。它不是一般地肯定或否定某種企業(yè)管理模式,而只是具體地來肯定適合系統(tǒng)開放具體條件的管理模式,具體地來否定不適合具體的系統(tǒng)開放具體條件的管理模式。例如它不是一般地否定官僚制。
從耗散結(jié)構(gòu)形成的理論看,官僚制組織具有以下優(yōu)點∶
1.官僚制是對依靠個人專制、裙帶關(guān)系、暴力威脅、主觀武斷以及感情用事進行管理的做法的否定。
2.官僚制理性化和由此具有的特點,正是組織達到有序運作所必須的條件,有機-適應(yīng)型組織也不可能全部否定這些條件。
3.雖然從總的來看,當代環(huán)境具有動態(tài)和不確定特點,但對于具體企業(yè)而言,其具體環(huán)境則是多種多樣的,對某些行業(yè)而言,官僚制有時甚至是必要的。例如酒店內(nèi)部管理,往往具有官僚制的特點。
就我國的情況來講,現(xiàn)有企業(yè)的管理狀況究竟如何呢?應(yīng)該說個人專制、裙帶關(guān)系、暴力威脅、主觀武斷、感情用事、家族關(guān)系、官僚體制、目標管理、人性化、學習、創(chuàng)新、有機適應(yīng)各型管理都存在,這些管理方式大多是從管理者的實際經(jīng)驗中形成的,并且形成了企業(yè)的一種文化。要提高我國企業(yè)的管理水平,只能從現(xiàn)有的狀況出發(fā),去逐步提高。例如,一個實行家族式管理的企業(yè),采用官僚制應(yīng)是一種進步。
而對企業(yè)管理模式選擇來講,則應(yīng)考慮系統(tǒng)內(nèi)外條件,具體可概括為十個如何∶
1.運作流程如何?
2.員工素質(zhì)如何?
3.管理人素質(zhì)如何?
4.企業(yè)歷史如何?
5.企業(yè)文化如何?
6.消費者情況如何?
7.競爭者情況如何?
8.市場情況如何?
9.區(qū)域文化如何?
10.社會環(huán)境如何?
6.非平衡與約束的形成
在企業(yè)管理中,耗散結(jié)構(gòu)形成的非平衡條件該如何理解?可以說,這個非平衡條件就是企業(yè)組織各部分行為
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