6.3.2 两种有序结构

6.3.2 两种有序结构

在系统科学中,通常用有序、无序来描述客观事物的状态或具有多个子系统组成的系统的状态。所谓有序,指系统内部的诸要素之间有规则的联系或转化,各要素保持着一定的秩序和一定的规则,就系统结构而言,有序表征着系统结构在组织上的协调和适度;无序则指内部要素之间混乱、无规则的组合,且在运动转化上的无规律性。有序和无序在一定的条件下是可以相互转化的。有序、无序的转化也可以看成是系统的演化行为,而且是系统更高级的演化行为。一般情况下,研究系统在有序状况不改变的条件下所呈现的演化行为,通常反映事物量的变化,反映系统状态的渐变行为。而当系统演化时出现了有序、无序的转变,实际上是出现了功能、结构的变化,出现了质变。如无序的自然光在光泵的作用下变成了有序的激光;呈规则排列的雪花在加热时,丧失了有序性成了无序运动的水蒸气。在讨论复杂系统演化时,其演化轨迹可能是很复杂的,而且不易讨论清楚,这时往往通过讨论系统有序程度的转变情况,在一个较高的层次上来分析系统的演化,从而得到具体结果。

自然界和社会都存在两种有序现象:一种是静态有序,其所形成的结构称为平衡结构,像晶体、铁磁体等一大批有序结构;另一种是非平衡的有序或动态有序,所形成的结构称为非平衡结构,生物机体就是典型的代表,属于这类结构的还有各种社会系统。平衡结构是死的、宏观不变的结构,是由微观粒子(子系统)的规则排列构成的;非平衡结构是活的结构,微观上每个子系统在不停地变化运动,这种运动构成了宏观上稳定的结构。平衡结构在形成的过程中,也与外界有能量、物质的交流,然而一旦形成结构,则与外界再无任何交换,而且此时与外界的任何交换,只会破坏系统的结构和有序程度。只要外界环境不再“破坏”系统,系统的有序结构将永远保持下去。非平衡结构则不然,只有在系统远离平衡态,在外界环境物质和能量对系统的作用下,才能使系统形成活的有序结构;而且形成结构后,也仍然需要与外界环境进行交流,才能使结构维持下去。为了强调活结构的形成和维持需要消耗外界的物质、能量等,比利时化学家普利高津将这种结构称为耗散结构。