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2023-11-23
协同学理论及其应用于航天系统工程
【摘要】：协同学理论创始人是德国著名理论物理学家哈肯。协同学理论强调协同效应，在复杂大系统内，各子系统协同行为产生出超越各要素自身单独作用，形成系统统一作用和联合作用效应。“协同导致有序”是这一理论高度概括。哈肯自组织原理是协同学理论核心，它反映了复杂系统在演化过程中，如何通过内部诸要素自行主动协作来达到宏观有序的客观规律。如今，“四个共同”已经成为我国航天系统工程协同工作、解决关键问题的法宝。
协同学（Synergetics）理论创始人是德国著名理论物理学家哈肯。与耗散结构理论一样，协同学研究远离平衡态开放系统，在保证外流条件下，如何能够自发地产生一定的系统有序结构或动能行为，它以现代科学理论中最新成果（信息论、控制论、突变理论）为基础，吸取耗散结构理论论点，采用统计力学方法研究开放系统行为。
协同或称协作，即协同作用之意。协同学理论强调协同效应，在复杂大系统内，各子系统协同行为产生出超越各要素自身单独作用，形成系统统一作用和联合作用效应。协同作用是任何复杂系统本身所固有的自组织能力，是形成系统有序结构的内部作用力。
“协同导致有序”是这一理论高度概括。哈肯认为：包含大量子系统的复杂系统，在与外界环境有物质、能量、信息交换的开放条件下，通过各子系统之间非线性相干作用，就能产生各子系统相互合作协同现象，使系统能够自动地在宏观上产生空间、时间或功能的有序结构，出现新稳定状态。
哈肯（1927—）
自组织原理是协同学理论核心，它反映了复杂系统在演化过程中，如何通过内部诸要素自行主动协作来达到宏观有序的客观规律。自组织含意：系统在没有外部指令条件下，其内部子系统之间能够按照某种规则自动形成一定结构和功能，具有内在性和自主性。例如，在一个工人集体中，如每个工人按照经理发出的外部指令以一定方式活动，那就称为组织，或更准确地讲，有组织的功能。如经理不发出外部指令，工人们会按照互相默契、遵守某种规程，各尽其责地协调工作，并能很好地完成任务，这种能力就称为自组织功能。它充分说明自组织演化过程是开放系统中大量子系统集体的、自发的、自动的协同合作效应，它是系统自身内部矛盾运动结果。
协同学理论所研究的是从无序到有序的临界转变，深刻地反映了自然界和人类社会不断发展与演化的机制，这种理论不仅对自然科学的研究做出了贡献，近年来对现代经济管理、城市规划、航空航天工程、系统工程等方面研究，愈来愈显示出重要作用，成为系统科学重要理论基础。为了使协调管理工作更加科学，某工程总设计师黄纬禄创造性地提出了“有问题共同商量、有困难共同克服、有余量共同掌握、有风险共同承担”的“四个共同”的工作理念，从而大大增强了研制队伍的凝聚力和战斗力。如今，“四个共同”已经成为我国航天系统工程协同工作、解决关键问题的法宝。
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