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==原理==

==原理==

控制论专家威廉·罗斯·阿什比 W. Ross Ashby 在1947年提出了'''自组织 Self-organization 的初始原理，它指出任何确定性动态系统都会自动演变成一个均衡状态，这种均衡状态可以描述为一个在盆地周围环绕状态的''' [[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。用阿什比的话来说，每个子系统都适应了所有其他子系统形成的环境。

控制论专家威廉·罗斯·阿什比 W. Ross Ashby 在1947年提出了'''自组织 Self-organization '''的初始原理，它指出任何确定性动态系统都会自动演变成一个均衡状态，这种均衡状态可以描述为一个在盆地周围环绕状态的'''[[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。用阿什比的话来说，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 Heinz von Foerster 于1960年提出了“ 从噪声中获得秩序 Order from noise ” 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”吸引子池中的机会，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 Henri Atlan 通过提出“ 噪声带来的复杂性 Complexity from noise，法语  le principe de complexité par le bruit ” 原理发展了这一概念，该原理首见于1972年出版的《L'organisation biologique et lathéoriede l'information》，然后是1979年出版的《Entre le cristal et lafumée》。热力学家伊利亚·普里戈吉因 Ilya Prigogine 提出了类似的原则，即“波动带来有序 Order through fluctuations ” 或“混乱带来有序 Order out of chaos ”。它也应用在用于解决问题和机器学习的模拟退火方法中。

控制论专家海因茨·冯·福斯特 Heinz von Foerster 于1960年提出了“ 从噪声中获得秩序 Order from noise ” 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”吸引子池中的机会，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 Henri Atlan 通过提出“ 噪声带来的复杂性 Complexity from noise，法语  le principe de complexité par le bruit ” 原理发展了这一概念，该原理首见于1972年出版的《L'organisation biologique et lathéoriede l'information》，然后是1979年出版的《Entre le cristal et lafumée》。热力学家伊利亚·普里戈吉因 Ilya Prigogine 提出了类似的原则，即“波动带来有序 Order through fluctuations ” 或“混乱带来有序 Order out of chaos ”。它也应用在用于解决问题和机器学习的模拟退火方法中。

精神病学家和工程师 Ashby 于1947年向当代科学引入了'''“自组织 Self-organizing”'''一词。控制论学者 Heinz von Foerster，戈登·帕斯克 Gordon Pask ，斯塔福德·比尔 Stafford Beer 采纳了这一概念，Heinz von Foerster于1960年6月在伊利诺伊大学阿勒顿公园组织了一次有关“自组织原理 The Principles of Self-Organization ”的会议，该会议引发了一系列关于自组织系统的会议。诺伯特·维纳 Norbert Wiener在他的《控制论》第二版中提出了这个想法：《动物与机器中的控制与通讯》 1961 。

精神病学家和工程师 Ashby 于1947年向当代科学引入了'''“自组织 Self-organizing”'''一词。控制论学者 Heinz von Foerster，戈登·帕斯克 Gordon Pask ，斯塔福德·比尔 Stafford Beer 采纳了这一概念，Heinz von Foerster于1960年6月在伊利诺伊大学阿勒顿公园组织了一次有关“自组织原理 The Principles of Self-Organization ”的会议，该会议引发了一系列关于自组织系统的会议。诺伯特·维纳 Norbert Wiener在他的《控制论》第二版中提出了这个想法：《动物与机器中的控制与通讯》 1961 。

'''自组织 Self-organization '''与60年代的一般系统理论相关，但是直到物理学家 Hermann Haken等人和复杂系统的研究者从更大范围采纳了这一概念才在科学文献中变得司空见惯起来，这些范围包括宇宙学家埃里希•詹茨 Erich Jantsch ，耗散系统的化学，具备系统思维 兴起于1980年代圣塔菲学院 Santa Fe Institute和1990年代复杂适应系统 的'''自生 Autopoiesis '''机制的生物学和社会学领域，以及如今受'''根茎网络理论 Rhizomatic network theory 深刻影响而出现的颠覆性技术。

'''自组织 Self-organization '''与60年代的一般系统理论相关，但是直到物理学家 Hermann Haken等人和复杂系统的研究者从更大范围采纳了这一概念才在科学文献中变得司空见惯起来，这些范围包括宇宙学家埃里希•詹茨 Erich Jantsch ，耗散系统的化学，具备系统思维 兴起于1980年代圣塔菲学院 Santa Fe Institute和1990年代复杂适应系统 的'''自生 Autopoiesis '''机制的生物学和社会学领域，以及如今受'''根茎网络理论 Rhizomatic network theory '''深刻影响而出现的颠覆性技术。

在2008-2009年，'''引导式自组织 Guided self-organization '''的概念开始形成。这种方法旨在针对特定目的调整自组织，以便动态系统可以达到特定的吸引子或结果。这种调整通过限制系统组件之间的局部相互作用，而不是依靠一种明确的控制机制或全局设计蓝图，来限制复杂系统中的自组织过程。通过将任务无关的全局目标与任务相关的对局部相互作用的约束相结合，可以实现预期的结果，例如增加由此带来的内部结构和/或功能。

在2008-2009年，'''引导式自组织 Guided self-organization '''的概念开始形成。这种方法旨在针对特定目的调整自组织，以便动态系统可以达到特定的吸引子或结果。这种调整通过限制系统组件之间的局部相互作用，而不是依靠一种明确的控制机制或全局设计蓝图，来限制复杂系统中的自组织过程。通过将任务无关的全局目标与任务相关的对局部相互作用的约束相结合，可以实现预期的结果，例如增加由此带来的内部结构和/或功能。

===物理===

===物理===

物理学中的自组织现象包括''' [[相变]] Phase transitions '''和'''自发对称性破缺 Spontaneous symmetry breaking '''，例如'''自发磁化 Spontaneous magnetization ''' ，经典物理学中的晶体生长，激光，超导和量子物理学的'''玻色-爱因斯坦凝聚 Bose–Einstein condensation '''。它在动力学系统，摩擦学，'''自旋泡沫系统 Spin foam systems '''和'''环量子引力 Loop quantum gravity '''的'''自组织临界 Self-organized criticality '''中被发现，也在河流盆地和三角洲，'''枝晶凝固 Dendritic solidification （如雪花）  '''和'''湍流结构  Turbulent structure '''中被发现。

物理学中的自组织现象包括'''[[相变]] Phase transitions '''和'''自发对称性破缺 Spontaneous symmetry breaking '''，例如'''自发磁化 Spontaneous magnetization ''' ，经典物理学中的晶体生长，激光，超导和量子物理学的'''玻色-爱因斯坦凝聚 Bose–Einstein condensation '''。它在动力学系统，摩擦学，'''自旋泡沫系统 Spin foam systems '''和'''环量子引力 Loop quantum gravity '''的'''自组织临界 Self-organized criticality '''中被发现，也在河流盆地和三角洲，'''枝晶凝固 Dendritic solidification （如雪花）  '''和'''湍流结构  Turbulent structure '''中被发现。

[[File:Convection_cell.png|300px|thumb|引力场中的对流单元|right]]

[[File:Convection_cell.png|300px|thumb|引力场中的对流单元|right]]

===计算机科学===

===计算机科学===

来自数学和计算机科学的现象，例如[[元胞自动机]]  Cellular automata，[[随机图]]  Random graphs，以及进化计算 Evolutionary computation 和人工生命 Artificial life 的某些实例，都表现出了自组织的特征。在群体机器人 Swarm robotics 中，自组织被用来产生涌现行为 Emergent behavior。尤其是随机图理论作为复杂系统的一般原理，已被用作自组织的正当理由。在多主体系统领域，理解如何设计一个能够表现出自组织行为的系统是一个活跃的研究领域。优化算法也可以认为是自组织化 Self-organizing的，因为它们旨在找到问题的最优解。如果将这个解视为迭代系统的一个状态，则最优解是系统选定的收敛结构。自组织网络包括''' [[小世界网络]]  Small-world networks '''和''' [[无标度网络]] Scale-free networks'''。它们来自自下而上的相互作用，这与组织内部的自上而下的层次网络不同，后者不是自组织的。有人认为云计算系统本质上也是自组织的，但尽管它们具有一定的自治性，它们并不是自我管理的，因为它们的目标不是降低自身的复杂性。

来自数学和计算机科学的现象，例如'''[[元胞自动机]]  Cellular automata'''，'''[[随机图]]  Random graphs'''，以及'''进化计算 Evolutionary computation '''和'''人工生命 Artificial life '''的某些实例，都表现出了自组织的特征。在群体机器人 Swarm robotics 中，自组织被用来产生涌现行为 Emergent behavior。尤其是随机图理论作为复杂系统的一般原理，已被用作自组织的正当理由。在多主体系统领域，理解如何设计一个能够表现出自组织行为的系统是一个活跃的研究领域。优化算法也可以认为是自组织化 Self-organizing的，因为它们旨在找到问题的最优解。如果将这个解视为迭代系统的一个状态，则最优解是系统选定的收敛结构。自组织网络包括''' [[小世界网络]]  Small-world networks '''和''' [[无标度网络]] Scale-free networks'''。它们来自自下而上的相互作用，这与组织内部的自上而下的层次网络不同，后者不是自组织的。有人认为云计算系统本质上也是自组织的，但尽管它们具有一定的自治性，它们并不是自我管理的，因为它们的目标不是降低自身的复杂性。

===控制论===

===控制论===

诺伯特·维纳认为黑盒的'''自动串行识别 Automatic serial identification '''及其随后的'''复制 Reproduction '''作为控制论中的自组织。维纳所称的'''锁相 Phase locking '''或'''“频率吸引 Attraction of frequencies”'''的重要性在他的《控制论——动物与机器中的控制与通信》第二版中进行了讨论。 埃里克·德雷克斯勒 K. Eric Drexler 将'''自我复制 Self-replication 视为纳米和'''通用组装 universal assembly '''的关键步骤。相比之下，当 Ross Ashby 的同态调节器——四个同时连通的检流计——受到干扰时，会收敛于许多可能的稳定状态之一。Ross Ashby使用各种状态计数方法来描述稳定状态，并推导出'''“良好调节器 Good Regulator ”''' 定理，该定理要求内部模型具有自组织的持久性和稳定性 例如，'''奈奎斯特稳定性标准 Nyquist stability criterion'''。沃伦·麦卡洛克 Warren McCulloch 提出的'''“潜在命令冗余 Redundancy of Potential Command”'''，是大脑和人类神经系统组织的特征，也是自组织的必要条件。Heinz von Foerster提出了'''“冗余度 Redundancy”'''，R = 1 −  H /Hmax，其中H是熵。本质上，这表明未使用的潜在通信带宽是对自组织的一种度量。

诺伯特·维纳认为黑盒的'''自动串行识别 Automatic serial identification '''及其随后的'''复制 Reproduction '''作为控制论中的自组织。维纳所称的'''锁相 Phase locking '''或'''“频率吸引 Attraction of frequencies”'''的重要性在他的《控制论——动物与机器中的控制与通信》第二版中进行了讨论。 埃里克·德雷克斯勒 K. Eric Drexler 将'''自我复制 Self-replication '''视为纳米和'''通用组装 universal assembly '''的关键步骤。相比之下，当 Ross Ashby 的同态调节器——四个同时连通的检流计——受到干扰时，会收敛于许多可能的稳定状态之一。Ross Ashby使用各种状态计数方法来描述稳定状态，并推导出'''“良好调节器 Good Regulator ”''' 定理，该定理要求内部模型具有自组织的持久性和稳定性 例如，'''奈奎斯特稳定性标准 Nyquist stability criterion'''。沃伦·麦卡洛克 Warren McCulloch 提出的'''“潜在命令冗余 Redundancy of Potential Command”'''，是大脑和人类神经系统组织的特征，也是自组织的必要条件。Heinz von Foerster提出了'''“冗余度 Redundancy”'''，R = 1 −  H /Hmax，其中H是熵。本质上，这表明未使用的潜在通信带宽是对自组织的一种度量。

1970年代，Stafford Beer 认为自组织对于持久的生命系统的自治是必要的。他将'''活性系统模型 viable system model'''应用于管理。它由五个部分组成： 1 监视生存过程的表现， 2 通过规则的递归应用进行管理， 3 稳态操作控制和 4 开发， 5 使得在环境干扰下依然可维持身份。通过警报“algedonic loop”反馈来优选焦点：这种反馈是一种对相对于标准功能表现不足或超出表现所产生的疼痛和愉悦的敏感性。

1970年代，Stafford Beer 认为自组织对于持久的生命系统的自治是必要的。他将'''活性系统模型 viable system model'''应用于管理。它由五个部分组成： 1 监视生存过程的表现， 2 通过规则的递归应用进行管理， 3 稳态操作控制和 4 开发， 5 使得在环境干扰下依然可维持身份。通过警报“algedonic loop”反馈来优选焦点：这种反馈是一种对相对于标准功能表现不足或超出表现所产生的疼痛和愉悦的敏感性。