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第6章 铺垫在混杂学前面的理论(2)

鉴别信息价值如何,取决于某个信息信息量的大小。凡是做过报社通讯员的人都知道,你立足于个地区小的部门小的单位,给全国性的大报写稿,槁件往往登不出来,成功率很低,就是因为你的单位经常发生的消息、新闻只是一个地区性的信息,没有全国性全局性的意义,而那些在省里、部里搞报道的人就比你得天独厚,他们发岀的报道本身就是大的信息和具有大的意义。而若你是在联合国里担任中国记者,那么你发出的消息采用的可能性就会有100%了。

过去我们称之为新闻性的大小,现在7以称信息量的大小。信息量的大小与某件事的概率(可能性、几率)有关,因为概率是指一个随机事件发生的可能性大小的量。必然发生的事件的概率是1也就是1,不可能发生的事件的概率是0,一般随机事件的概率总是介于0与1之间的一个什么数。信息论中用概率的对数作为对信息的度量。假设某个事件出现的概率为?则这一事件所具有的信息量用公式表示,又规定,当概率为0.5时,它所对应的信息量为1比特。即:1―1。二比特信息量的单位取决于对数的底数,实际运用通常采用以2为底概率的对数的负值来计箅信息量的多少,其单位我们称它为比特。

我们可以举例来说明。一个电影院里有600个座位,分为20排座位分单双号你的一个朋友正在电影院里看电影,而你正好有急事要找他,那么你需要多少的信息量才能找到他呢?

你的朋友在每个座位上出现的概率是1600,代入公式。

然而,这样大的信息量是很难得到的。可能有位在电影院门口与你的朋友聊过天的人说:我记得他拿的是单号票。这就算是提供给你一条信息了,这条信息所载的信息量。

要是你对此不满足,对这位提供信息的人士说:请你再想一想,能不能帮我提供更确切些的位置?某人想一想说道:唔,记起来了,他好像坐在第16排。这第二个信息的信息量又是多少呢?

当然,这位提供信息者向你讲了两个信息,你应当把这两个信息加起来,得出了5。32的数据,这个数据就是你的朋友坐在6排单号的信息量。不过,一排有30个座位,单号就有15个位置,所以你还得找,远不如你的朋友坐在16排9号的信息更可靠。如果你得到的是这条信息,那你就得到了9。23比特了。

与控制论一样,人们对系统的实际管理过程是决策一实施一反馈一再决策一再实施这样一个循环往复的过程,因此这个过程实质上又是收集信息一信息处理一信息使用一信息反馈的过程。在当今世界,如果你拿握不了信息,要想实现决策,是难上加难的,即使盲目做出决策,也没有不失败的道理。

到了本世纪60年代末70年代初,相继诞生了耗散结构论、协同论与突变论,又把对系统的研究推进到了一个新的阶段。

这新三论从不同的角度研究复杂系统的演化规律和自组织现象。在研究系统演化过程中的可逆与不可逆、有序与无序,平衡与非平衡、协同与竞争、突变与渐变等基本问题上,以令人信服的丰硕成果和比较严密的理论体系,丰富和发展了老三论思想,成为系统科学中重要的理论分支。它所阐述的新的概念、思想,观点和方法,以崭新的科学自然观和方法论,极大地促进了自然科学和社会科学的发展,对人类科技进步起着巨大的推动作用。

我们可以这样认为,最早时期,像中国的老子庄子时代,希腊的苏格拉底、柏拉图时代,人类由于是在没有显微镜条件下观察生物,观察那时的所谓微观世界,在没有天文望远镜的条件下观察天体,学者们使用的是总体论的思想方法。他们观察一个事物,总是能够从全局上加以观察与研究,虽然说不是看得很透彻,却能把握其全貌和总体特征。到了17世纪开始,也即牛顿先生们的那个时代,由于工业时代机器的兴起,学者们产生了相应的形而上学的思想方法。他们将一个完整的事物分解成若干个部分和侧面,进行专项的定量研究,这就产生了分门别类的细致的学科。每门学科都在突飞猛进地前行着。然而,那种只注意局部、忽略整体的倾向出现了,我们称那时的思想方法为还原论的思想方法。

系统论、控制论与信息论则是能够联系到许多门具体学科的横断学科,如果前者是经,后者就是纬,这就像一个蜘姝网。近代的形而上学思维只将一个完整的事物分割成一条条经线,是这老三论又将这些学科横连了起来。从这个意义上讲,从老三论始,人类或者说学者们的思维方式开始进入了否定之否定的第三段,即古代的总体论一近代的还原论一今天的新的总体论与还原论相结合的思维方法。这无疑是人类思维方法上的一个极大进步。

另一方面,当学者们研究单个的人、单个的生物、单个的细胞时,实际上只考察了这一事物的一半。并且只是并不太重要的一半;另一半。则是社会的人,是集群的生物,是无数个细胞集合在一起所形成的组织。每一个单个聚集成总体时,它已经不再是单个物体,也不再是单个物体的简单之和。它出现了许多新的特征,并由于许多的单个的相互关联而使整体总体变得无限复杂。从研究单个到研究系统,不但是从还原论向整体论的升华,也是从简单走向复杂的升级。

而在这个过程中,我们可以说,老三论的阶段是这种升华的初级阶段,新三论阶段是这个过程的中级阶段。当然也还有高级阶段,这一点我们放到稍后再说。

耗散结构理论是一种关于非平衡系统的自组织理论。这一理论的代表人物是比利时布鲁塞尔自由大字教授普利高津。1969年,在一次遇论物理学和生物学国际会议上,普利高津发表了《结构、耗散和生命》的论文,宣告了耗散结构理论的诞生,被誉为70年代最辉煌的科字成果之一。普利高津也因此获得了1977年度的诺贝尔物理学奖。

普利高津是国际着名的物理学家。几十年来,他和他的同事们一直在从事关于非平衡统计物理字的研究工作。他们将热力学和统计物理学从平衡态推到近平衡态,再向远离平衡态推进,终于发现,开放系统在达到远离平衡态的非线性区,一旦系统的某个参量达到一定阈值时,系统开始从稳定进入不稳定,通过涨落发生突变,由原来的无序状态突然转变到一种新的有序状态。这是一种在远离平衡的非线性区形成的有序结构,并且是以能量的耗散来维持自身的稳定性,因此被普利高津称为耗散结构。同时,又因为这种开放系统能在一定的外界条件下,通过内部相互作用自行产生组织性和相千性自组织现象、所以耗散结构也被称为非平衡系统的自组织结构。所谓自组织,是指自然或客观事物本身自主地组织化、有序化的过程;所谓系统的自组织,即是系统自发形成组织结构、自我发展和自我运动的过程。

也许这样讲,有一部分读者可能不仅,那么暂时就请您在这里打上一个问号好了,等我们叙述到后面,等我们再介绍了复杂性理论后,您自然就会明白普利髙津理论对人类的贡献了协同论一词来源于希腊文,意思是协同作用的科学。它是由德国着名理论物理学家哈肯教授在对激光辐射研究中逐步形成的一个新概念。1977年,哈肯出版了《协同字导论》一书,宣告了这门学科的诞生。

激光是一种受激辐射的光。从激光形成看,如果输入功率较小时,即在阈值以下,出现的是噪声,像一盏普通的灯;当输入功率超过鸸值后,光强度会迅速增加,于是产生了方向性、单色性很好的波列一激光。哈肯由此认为,尽管以完全随机的方式供给系统以能量,系统却会产生一系列逍然不同的宏观模式。在其他领域中也有类似现象,如社会发展中每次变革引起的社会形态变化,都有相当于生产力达到钃值时所出现的临界状态。随着生产力的不断发展和捶高,人类社会便产生一系列适应新的生产力发展水平的社会结构。哈肯由此指出,协同论的对象是各种开放系统,开放系统中各子系统的性质又可能截然不同。协同论就是研究这些不同的子系统如何动作而形成宏观尺度上的空间结构、时间结构和功能结构,特别是研究这种有序结构如何通过自组织的方式形成的。换句话说,协同论是研究各种开放系统内部子系统之间协同作用的性质及其规律的科字。

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