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'''协同学'''(希腊语:“一起工作”),是一门跨学科的科学,以远离[[热力学平衡态]]的[[开放系统]]中[[斑图]]及结构的[[自组织]]及其形成为研究对象。由[[赫尔曼 · 哈肯]]受激光理论的启发而创立。哈肯将激光原理解释为[[非平衡系统]]的自我组织,为协同学在20世纪60年代末的发展铺平了道路。他最成功的畅销书之一是《自然的成功》 ,英文译名为《结构科学: 协同学》。
 
'''协同学'''(希腊语:“一起工作”),是一门跨学科的科学,以远离[[热力学平衡态]]的[[开放系统]]中[[斑图]]及结构的[[自组织]]及其形成为研究对象。由[[赫尔曼 · 哈肯]]受激光理论的启发而创立。哈肯将激光原理解释为[[非平衡系统]]的自我组织,为协同学在20世纪60年代末的发展铺平了道路。他最成功的畅销书之一是《自然的成功》 ,英文译名为《结构科学: 协同学》。
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该学科处理的基本问题是:是否有一般的自组织原则,而与系统各个部分的性质无关?尽管各个部分的种类繁多,可能是原子,分子,神经元(神经细胞),甚至是社会中的个体,从宏观尺度上的质变过程来看,对该问题的回答是偏肯定的。在此,“宏观尺度”是指与元素的时空尺度相比较大的时空尺度。 “一起工作”可能发生在系统的各个部分之间,系统之间甚至科学学科之间。协同学的特征是实验与理论之间的强烈相互作用。
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该学科处理的基本问题是:是否有一般的自组织原则,而与系统各个部分的性质无关?尽管各个部分的种类繁多,可能是原子,分子,神经元(神经细胞),甚至是社会中的个体,从宏观尺度上的质变过程来看,对该问题的回答是偏肯定的。在此,“宏观尺度”是指与元素的时空尺度相比较大的时空尺度。 “一起工作”可能发生在系统的各个部分之间,系统之间甚至科学学科之间。
 
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许多非线性相互作用的子系统构成的“宏观”系统是自组织的前提条件。自组织基于外参量(环境、能量通量)而发生。
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==协同学的基本概念==
 
==协同学的基本概念==
    
序参量:子系统介入协同运动程度的测度。
 
序参量:子系统介入协同运动程度的测度。
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主方程:大量无规律事件所遵从的必然规律。
 
主方程:大量无规律事件所遵从的必然规律。
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绝热消去原理:用于求解序参量的增长规律。
 
绝热消去原理:用于求解序参量的增长规律。
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涨落:每个涨落都含有宏观结构的“胚芽状态”,得到大多数子系统响应便发展为推动系统进入新有序状态的巨涨落。
 
涨落:每个涨落都含有宏观结构的“胚芽状态”,得到大多数子系统响应便发展为推动系统进入新有序状态的巨涨落。
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自组织:许多非线性相互作用的子系统构成的“宏观”系统是自组织的前提条件。自组织基于外参量(环境、能量通量)而发生。序参量以自组织状态维持。
 
自组织:许多非线性相互作用的子系统构成的“宏观”系统是自组织的前提条件。自组织基于外参量(环境、能量通量)而发生。序参量以自组织状态维持。
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协同学的数学方法和概念的众多应用包括:
 
协同学的数学方法和概念的众多应用包括:
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物理学:在激光,非线性光学,半导体,流体力学,等离子体,地球物理学,气象学,天体物理学中形成时空模式,
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'''物理学''':在激光,非线性光学,半导体,流体力学,等离子体,地球物理学,气象学,天体物理学中形成时空模式,
化学:宏观时空模式的形成,例如Belousov-Zhabotinsky反应,
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生物学:进化和发展的模型,生物分子的进化(本征-舒斯特理论),形态发生(例如Gierer-Meinhardt模型),动植物的生长,运动科学(四肢之间的协调和运动模式之间的过渡),四足步态过渡
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'''化学''':宏观时空模式的形成,例如Belousov-Zhabotinsky反应,
医学:脑部活动,心跳,血液循环,
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'''生物学''':进化和发展的模型,生物分子的进化(本征-舒斯特理论),形态发生(例如Gierer-Meinhardt模型),动植物的生长,运动科学(四肢之间的协调和运动模式之间的过渡),四足步态过渡
认知科学:例如模式识别,电机控制,协调状态之间的切换(例如Haken-Kelso-Bunz模型)
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'''医学''':脑部活动,心跳,血液循环,
计算机:自组织,协同计算机,吸引网络,
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'''认知科学''':例如模式识别,电机控制,协调状态之间的切换(例如Haken-Kelso-Bunz模型)
心理学:包括心理物理学,心理疗法(通过物质或非物质干预改变控制参数来间接控制人类行为),
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'''计算机''':自组织,协同计算机,吸引网络,
社会学:群体的动态,控制人类行为的秩序参数的集体形成,包括舆论的形成等;
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'''心理学''':包括心理物理学,心理疗法(通过物质或非物质干预改变控制参数来间接控制人类行为),
经济:例如熊彼特周期,公司之间的竞争,协同效应,
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'''社会学''':群体的动态,控制人类行为的秩序参数的集体形成,包括舆论的形成等;
生态:物种之间的竞争,气候影响,森林发展等,
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'''经济''':例如熊彼特周期,公司之间的竞争,协同效应,
哲学:自我组织的概念,强者与弱者的出现,
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'''生态''':物种之间的竞争,气候影响,森林发展等,
认识论:从托马斯·库恩的角度建立范式,
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'''哲学''':自我组织的概念,强者与弱者的出现,
控制原理:通过控制参数间接控制
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'''认识论''':从托马斯·库恩的角度建立范式,
电网理论:活动模式,稳定性,
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'''控制原理''':通过控制参数间接控制
语言理论:意义的起源
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'''电网理论''':活动模式,稳定性,
信息论:信息的压缩和膨胀,自组织过程中信息的变化,
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'''语言理论''':意义的起源
管理理论:间接控制流程,企业形象,“社会风气”等作为订单参数。
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'''信息论''':信息的压缩和膨胀,自组织过程中信息的变化,
神经科学:与感觉运动功能的相变有关的大脑活动模式,不稳定性和转换,
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'''管理理论''':间接控制流程,企业形象,“社会风气”等作为订单参数。
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'''神经科学''':与感觉运动功能的相变有关的大脑活动模式,不稳定性和转换,
    
==协同学的数学框架==
 
==协同学的数学框架==
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