耗散结构讲义理论及应用
社会系统的耗散结构及其在企业管理领域的应用
社会系统的耗散结构及其在企业管理领域的应用社会系统的耗散结构是一种特殊的组织模式，它在复杂系统中产生高度自组织和自适应的现象。
耗散结构理论由荷兰物理学家普鲁杰共同提出，并在20世纪70年代由普鲁杰和诺贝尔奖得主伊利亚·普里果金等人进行了深入研究和发展。
耗散结构理论可以应用于各个领域，包括自然科学、社会科学和管理科学等，特别是在企业管理领域有广泛的应用。
耗散结构理论认为，复杂系统处于远离平衡态时，内部存在着一种自主组织和自适应的机制。
当系统受到扰动时，它会通过耗散结构的形成，从初始无序状态逐渐演化为有序的结构。
耗散结构以能量的耗散为基础，通过自组织过程不断迭代，最终达到系统的自适应和自组织。
在企业管理领域中，耗散结构理论可以用来解释企业内部的组织结构、企业环境的动态变化以及企业创新等问题。
首先，耗散结构理论可以解释企业内部的组织结构形成和演化。
企业作为一个复杂的系统，其内部存在着各种关联和相互作用的子系统，如生产、销售、研发等。
这些子系统之间的相互作用可以形成一个耗散结构，通过自组织过程实现有效的协调和合作。
通过层级结构和反馈机制，企业可以在外部环境的变化中不断演化和适应。
其次，耗散结构理论还可以解释企业环境的动态变化和企业的自适应。
企业所处的外部环境常常是不确定且充满变化的，在这样的环境中，企业需要通过自组织和自适应的过程来实现有效的资源配置和组织调整。
耗散结构理论认为，当企业受到外部扰动时，会通过能量的耗散和自组织的过程，形成一个新的结构以适应变化的环境。
这种结构的形成不仅包括内部资源的重新配置，还包括组织结构的重组和新的经营模式的创造。
最后，耗散结构理论还可以解释企业的创新和变革。
企业要保持竞争力，必须不断进行创新和变革。
耗散结构理论认为，创新是一个复杂系统从一个状态到另一个状态的转变过程。
当企业面临外部环境的变化时，它需要通过内部的自组织和自适应过程，形成新的创新结构以适应变化的需求。
耗散结构理论及应用课件
社会发展动力
耗散结构理论有助于理社会发 展动力机制，揭示社会变革和发 展的内在规律。
文化传播
该理论有助于解释文化如何在社 会系统中传播和演化，以及如何 影响社会的发展和变迁。
经济系统
经济波动与稳定
耗散结构理论可以用来研究经济系统的波动和稳定性，解释经济 危机和繁荣周期的内在机制。
创新与演化
该理论有助于理解经济系统中创新和技术的演化过程，以及如何促 进经济的持续发展。
资源配置
耗散结构理论为资源配置提供了新的视角和方法，强调通过优化物 质能量和信息的流动来提高经济效率。
人工智能
01
02
03
机器学习与自适应
人工智能系统通过与环境 进行物质能量的交换，不 断学习和优化自身的行为 和性能。
智能涌现
耗散结构理论有助于理解 智能如何从底层简单的规 则和算法中涌现出来，揭 示智能的本质。
物种演化
该理论有助于理解物种如何通过不断与环境进行物质和能 量的交换，在演化过程中形成和演化出新的物种。
生态恢复
耗散结构理论为生态恢复提供了理论支持和实践指导，强 调通过改善系统的物质能量流动和信息交流，促进受损生 态系统的恢复。
社会学
社会秩序的形成
社会作为一个复杂的耗散结构系 统，通过个体间的相互作用和物 质能量的交换，形成各种社会秩 序和结构。
演化规律。
在非平衡态热力学中，系统 通过与外界交换物质和能量 ，不断打破原有平衡状态， 形成新的有序结构和功能。
非平衡态热力学对于理解自然 现象和社会现象的演化具有重 要意义，如生态系统的演化、
城市发展等。
涨落与有序
涨落是指系统内部各个组成部分之间的随机波 动和差异，涨落对于系统的有序演化具有重要 的影响。
耗散结构理论在初中数学教学中的应用
耗散结构理论在初中数学教学中的应用耗散结构理论认为:一个远离平衡状态的开放系统,只要通过不断交换物质与能量,在外界条件变化达到一定的阈值时,系统可以产生突变(实际上是一次飞跃——质变),从原有的混沌无序状态转变为更高级的有序状态,有序的组织可以通过一个自组织过程从无序和混沌中自发地产生出来,这种在远离平衡情况下形成的新的有序结构,依靠不断地耗散外界的物质和能量来维持,以实现效率的提升. 耗散结构理论推出后,许多行业都在其中找到了精髓和落脚点,在实践中取得了显著成效. 目前初中数学教学中倡导素质教育,要实现这一目标,必须充分培养学生的兴趣,即从教学以外输入持续学习的能量,通过教学组织的有序保持,使学生形成一个有序的、稳定的自组织过程,从而提高教学的质量,达到教师有效教学与学生有效学习的可持续良性互动. 耗散结构理论可以提高有效教学的“效率”,使学生的学习绩效得到显著提高. 经过几年的教学探索,笔者有如下体会.一、以学生为主体,突出教学的绩效在传统教学中,教师是中心,从上课到下课,学生只需被动地“记”,从而压抑了学生的积极性、主动性、创造性. 耗散结构论恰恰相反,它十分强调学生在学习过程中的自组织过程,认为学生学习过程中的这个自组织过程是教师不应当也不可能越俎代庖的. 耗散结构理论进一步明确了学生在学习中的主体地位,让学生最大限度地动口、动手、动脑、自组织地参与到学习中来,彻底改变了以教师为中心的一言堂教学状况.事实证明:学生自己总结出来的规律易记好用,而且印象深刻长久. 数学教学要从“老师要求我做”的误区中解脱出来,要不断培养学生“我要自己做”的进取心和主动性. 俗话说:“师傅领进门,修行在个人. ”这个“修行在个人”就是耗散结构论中指出的相对应的“自组织过程”——这是未来创造性人才不可缺少的素质.耗散结构理论渗透到初中数学教学中,从根本上摆正了学生主体的位置. 学生在长期学习实践中,分析研究知识信息,探索知识“黑箱”内部的关系和规律,打开知识“黑箱”,变成白箱或灰箱(部分被打开的知识“黑箱”)就使其思维达到更深的层次. 同时,也触发了学生打开面临更广泛、更深刻的新的黑箱群的愿望,学生的认识便可从黑箱—白箱—新黑箱……的不断螺旋式上升中接近真理.二、以平等沟通为平台,互动中实现有效教学初中数学教学中使用的传统教材有一个共同的特征:即针对该问题有一个“封闭”的答案,问题的设计也要保证其答案正确,并且正确答案是唯一确定的. 教学过程中教师与学生之间缺乏平等的信息沟通、交流,输入学生头脑中的信息没能得到及时、有效的反馈,学生学习的思维过程易造成僵化和呆板,无法培养学生的主动性和积极性.如何添好辅助线历来是学生学习平面几何的老大难问题,其症结在于教师课堂上添一条,学生依样画葫芦画一条,为什么要这样添?还有没有其他的添法?如果是封闭式教学,学生往往一头雾水,而如果在有效教学中应用“耗散结构论”,这类问题往往迎刃而解.例1:如图1,已知D是等腰Rt△BAC内一点,BA=BD=AC,∠ABD=30°,求证:AD=DC.直接利用所给图形证明有困难,因为除了已知45°、30°角以外,其他只知道一些15°、75°的角,而对它们,学生不熟悉,用不上. 如果补成正方形ABEC就不一样了,如图1,这时∠DBE=60°,且DB=BE,△DBE是等边三角形,DE=DB=EC,从而△DEC是等腰三角形,且顶角∠DEC=30°,∠DCE=75°,∠DCA=15°,最后得DA=DC. 在教学中只灌输式地告诉学生这一种添加辅助线的方法,是培养不出学生举一反三的能力的. 要引导学生在“已知”和“求证”之间架设一座桥梁,放心、放手、鼓励学生添加辅助线,让学生知道为什么要添,添辅助线有哪些规律性. 比如涉及三角形中线时,常常是将该中线延长一倍连成一个平行四边形,或者过该中点作中位线,这样就能充分发挥中点条件的优势;涉及三角形平分线的问题时常常在该角的一边上截取线段使与另一边长相等,这样就能充分利用角平分线是角的对称轴这一条件,构造出全等三角形等等. 教学实践证明,这样与学生平等地进行信息沟通,是学生不断地从外界获取解题的“能量”,往往能取得事半功倍的效果,不少学生通过不同的补形,产生了许多神通广大的60°,以及许多相等线段,学生添加辅助线的能力就能够不断提高,有学生就得出如下证法:作D关于BC的对称点E,如图2,连结BE,DE,EC,AE,则∠DBE=30°,∠ABE=60°,△ABE是等边三角形,AE=AB=AC,∠DAE=75°-60°=15°=∠DAC,易证△ADE≌△ADC,DE=DC,而显然△ABD≌△DBE, AD=DE,AD=DC.在开放式教学中运用“耗散结构论”,能将添加辅助线的基础和技巧通过平等的信息沟通真正为学生活学活用,同时也实现了有效教学的目标.三、以消费能量为核心,保持有效教学的连续性现实初中数学教学中,有不少教师把学生当成知识容器尽可能地灌输,看似传授了不少知识,教师和学生都疲惫不堪,而实际上这些知识并没有被学生所吸收,而是在大脑中作短暂停留. 也就是说,能量并没有得到充分的消耗. 这种教学结构实质上不是耗散结构. 要将原来的“填鸭式”教学结构升华为耗散结构,就应当在消耗能量中进行探究式教学,教师应成为学生的知心朋友,积极引导学生,适时地进行点拨、置疑、启发、解惑. 另一方面,应当鼓励学生对学习进行探究,从未来的社会人才需求来看,死记硬背、模仿重复是没有前途的,应循着质疑、假设、尝试、发现的能量消耗过程进行. 总之,要始终进行探究式教学,使输入学生头脑中的数学能量得到充分的消耗、吸收.例如,在二次函数的学习中,由于学生没有接受过抽象思维的锻炼,许多学生对函数的概念、图象和性质很难理解,无法参与到学习中来,更无法综合运用. 鉴于此,在二次函数教学中,我设计了许多有探究价值的开放式例题.例2:比较二次函数y=x2+4x、y=-(x-3)2+2的不同点.问题仅给出了原则性要求,可以引导学生从不同角度得出两个函数的不同点,经过老师恰如其分的启发和学生积极参与的探究,得出下列分析.①前者开口向上,后者开口向下;②开口大小不同;③前者经过原点,后者不经过原点;④前者的对称轴方程为x=-2,后者的对称轴方程为x=3;⑤前者的顶点是(-2,-4),后者的顶点是(3,2);⑥前者与x轴负半轴有交点,后者与x轴的交点皆在x轴的右侧;⑦图象经过的象限不同;⑧前者的二次项系数为正,后者的二次项系数为负;⑨前者右端是二次二项式,后者右端是二次三项式等等.通过学生上述的主体活动,经反复的抽象思维锻炼后,学生会自发地将结论推广于一般形式y=ax2+bx+c的各种复杂问题. 这样,不但调动了学生的思维积极性,也培养了学生的探索能力和创造性学习能力.。
耗散结构理论在学术研究中的应用
耗散结构理论在学术研究中的应用一、引言耗散结构理论是比利时科学家普利高津在20世纪60年代提出的一种热力学理论，该理论揭示了系统从无序向有序转化的规律，为人们认识和掌握复杂系统的规律提供了新的思路和方法。
随着科学技术的不断发展，耗散结构理论在各个领域都得到了广泛的应用，尤其在学术研究中，该理论的应用越来越受到关注。
本文将探讨耗散结构理论在学术研究中的应用，以期为学术研究提供新的思路和方法。
二、耗散结构理论的基本原理耗散结构理论认为，一个远离平衡态的开放系统，在外界条件变化达到一定阈值时，可能产生从无序向有序的转化，即从混沌状态向一种稳定的有序结构的转化。
这种转化需要满足四个条件：系统必须是开放的，系统内部存在非线性相互作用，系统存在一定的涨落，系统必须远离平衡态。
只有满足这些条件，系统才有可能从无序向有序转化。
三、耗散结构理论在学术研究中的应用1.学科交叉研究中的应用学科交叉研究是当前学术研究的一个重要方向，不同学科之间的相互渗透和融合，能够产生新的研究领域和成果。
耗散结构理论可以为学科交叉研究提供新的思路和方法。
例如，在跨学科的研究中，不同学科的研究人员可以共同建立一个开放的系统，通过非线性相互作用，探索新的研究领域和问题。
同时，学科交叉研究需要关注研究过程中的涨落和变化，及时调整研究方向和策略，以实现从无序向有序的转化。
2.复杂系统研究中的应用复杂系统是指由多个子系统组成的、具有高度不确定性和非线性特征的系统。
复杂系统研究是当前学术研究的一个重要领域，而耗散结构理论可以为复杂系统研究提供新的思路和方法。
通过运用耗散结构理论，研究者可以更好地认识和理解复杂系统的结构和功能，掌握其演化的规律和趋势，为解决复杂系统中的问题提供新的思路和方法。
3.创新研究中的应用创新是学术研究的灵魂，而创新研究需要不断地探索和尝试。
耗散结构理论可以为创新研究提供新的思路和方法。
在创新研究中，研究者可以建立一个开放的系统，通过非线性相互作用和涨落，激发创新思维的产生和发展。
耗散结构论
• 熵变 克劳修斯的热力学熵：热量从高温物体流向低温物体是不可逆的。 克劳修斯引入了熵的概念来描述这种不可逆过程。 一个系统的熵等于该系统在一定过程中所吸收（或耗散）的热量除以 它的绝对温度。可以证明，只要有热量从系统内的高温物体流向低温物 体，系统的熵就会增加： S =∫dQ1/T1+∫dQ2/T2 假设dQ1是高温物体的热增量，T1是其绝对温度； dQ2是低温物体的热增量，T2是其绝对温度， 则：dQ1 = -dQ2，T1>T2 于是上式推演为：S = |∫dQ2/T2|-|∫dQ1/T1| > 0 这种熵增是一个自发的不可逆过程，而总熵变总是大于零。 孤立系统的熵总是趋于增大，也称为熵增原理
19世纪存在着两种对立的发展观,一种是以热力学第二定 律为依据推演出的退化观念体系，它认为，由于能量的耗散， 世界万物趋于衰弱，宇宙趋于“热寂”，结构趋于消亡，无 序度趋于极大值，整个世界随着时间的进程而走向死亡；另 一种是以达尔文的进化论为基础的进化观念体系，它指出生 物进化的结果是种类不断分化、演变而增多，结构不断复杂 而有序，功能不断进化而强化，整个自然界和人类社会都是 向着更为高级、更为有序的组织结构发展。显然，物理学与 生物学、社会学中的这两种观点至少表面上在发展观上是根 本对立的。难道生命系统与非生命系统之间真的有着完全不 同的运动规律吗？为此，物理学家普利高津创立了“耗散结 构论”，他认为，无论是生命物质还是非生命物质，应该遵 循同样的自然规律，生命的过程必然遵循某种复杂的物理定 律。
热力学：孤立系统—能量退化 生物学：开放系统—物种进化
退化（克劳修斯）Βιβλιοθήκη 为什么在自 然界中好像 一切都在井 然有序的进 行着呢？
究竟谁的 观点代表 着世界大 系统的发 展方向呢？
举例说明耗散结构论
举例说明耗散结构论
耗散结构论是一种描述复杂系统演化的理论框架，它涉及物理、化学、生物、社会等多个领域。
下面以不同领域的例子来说明耗散结构论的应用。
1. 自然系统：
- 飓风的形成和演化过程是一个耗散结构，它通过吸收热量和水汽等能量，形成了一个自我维持的系统。
- 河流的形成和发展也是一个耗散结构，水流通过侵蚀和沉积等过程，形成了一个稳定的河道系统。
2. 生物系统：
- 生物进化是一个耗散结构，通过自然选择和遗传变异等机制，物种逐渐适应环境并演化出新的特征和功能。
- 生物群落的形成和发展也是一个耗散结构，不同物种之间通过竞争和合作等关系，形成了一个相对稳定的生态系统。
3. 社会系统：
- 市场经济是一个耗散结构，通过供需关系和竞争等机制，形成了一个动态的经济系统。
- 社会网络是一个耗散结构，人们通过交流和合作等方式，形成了一个复杂的社会关系网络。
4. 物理系统：
- 火焰的燃烧过程是一个耗散结构，通过燃烧产生的热量和化学反应等机制，维持了火焰的存在和演化。
- 自然界中的化学反应也是一个耗散结构，通过反应物之间的相互作用，形成了新的化合物和物质。
以上是一些耗散结构论的例子，它们展示了在不同领域中，复杂系统是如何通过吸收能量和物质等资源，形成自我维持的结构并演化的。
耗散结构论为我们理解自然和社会系统的演化过程提供了一种框架和思维工具。
通过研究耗散结构，我们可以更好地理解复杂系统的行为和特征，为解决实际问题提供指导和思路。
社会系统的耗散结构及其在企业管理领域的应用
社会系统的耗散结构及其在企业管理领域的应用从严格的意义上讲，任何社会系统都是非平衡、非线性、复杂的开放系统。
从社会系统的属性可知，社会系统，即使是最小规模的，也是高度复杂的开放系统。
从社会、社会系统的定义可知，社会系统既不可能是孤立的，也不可能是封闭的。
但是长期以来人们还是很愿意用研究孤立系统和封闭系统的方法来研究社会系统。
企业无疑是社会系统中最富有生产创新力的典型系统。
从某种意义上讲企业本身就是一种动态稳定化自组织结构，即耗散结构。
因此将耗散结构理论的研究成果应用于企业及其运营管理无疑是非常必要且有意义的。
耗散结构理论在企业管理中的运用耗散结构理论主要讨论了系统在与外界环境交换物质和能量的过程中从混沌向有序转化的机理、条件和规律。
它深入浅出地揭示出世界上一切事物的本质，也包括企业管理。
对于现代企业组织来讲，最基本的过程就是"投入——产出"，一方面是原材料的购进，能源的持续输入，另一方面通过加工后形成产品，在市场尽快地销售以使资金很快地回收。
无论是输入还是输出，一旦停下来，企业内部所有秩序或结构都将会瓦解。
显然，企业的一切基础都是依赖于这个开放的输入输出过程。
这就是一个典型的耗散系统。
将耗散结构理论引入企业管理学中，我们得到了管理耗散和管理耗散结构的概念。
所谓管理耗散是指当一个远离平衡态的复杂企业组织不断地与环境进行物质、能量和信息的交换，在内部各单元之间的相互作用下，负熵增加，使组织有序度的增加大于自身无序度的增加，形成新的有序结构和产生新的能量的过程。
而管理耗散结构就是管理耗散过程中形成的自组织和自适应企业组织系统。
企业管理的实质是一个负熵的过程。
任何企业管理系统部是开放系统，内部的控制都要以与环境的输入输出为条件，必须不断与外部环境进行物质、能量、信息的交换，表现为人才、物质、资金、设备、产品等与外部环境的交流。
只有当这个交流处于平衡状态时，才能保持其管理结构的不断改善和管理水平的不断提高。
耗散结构理论及应用
的“巨涨落”,从而导致体系发生突变,形成一种新的
稳定有序状态, 即所谓“涨落导致有序” 。
耗散结构与其主要特征
耗散结构的特性
开放系 统
随机 涨落
耗散 结构
远离平 衡态
非线性
耗散结构与其主要特征
耗散结构的特性
系统必须远离平衡态，才有可能 形成新的稳定有序结构。
远离平 衡态
耗散结构的应用
哲学 经济 社会 物理 化学 生物 地质 教育
来的状态进入更加有序的状态。开放系统存在着由无序向有序演化的
可能性，从而使体系走向具有生机活力的耗散结构。
耗散结构与其主要特征
耗散结构的特性
开放 开放系 统 系统
随机 涨落
耗散 结构
远离平 衡态
非线性
耗散结构与其主要特征
体系处于非平衡态 , 其内部必有“流”和“势”存在着的宏 观动力学过程。从数学上来看 ,一个动力学过程可用一组微分方 程来描述 。
合技术中的快速反应; 机械合金化、超声处理中的强制反应; 激光
耗散结构的应用
企业管理中的应用 开放性 企业的发展过程都在与外界发生物质、信息的交换，如采 购、营销等。
远离平衡态 比如企业发展中推行的“裁员增效”、“竞争上岗机制”。
涨落 营销管理中某一微小的变化会带来结果性偏差。 非线性 企业运行与盈利方式等很多都是非线性的
宏观上 有序 运动变化 中的
T2
“死”结 构
“活”结 构
T1
耗散结构与其主要特征
耗散结构的特性
开放 系统
随机 涨落
耗散 结构
远离平 衡态
非线性
耗散结构与其主要特征
开放 系统 对开放系统，熵流 des视外界边作用不同，可以大于、等于、小于