复杂性理论复杂系统
复杂自适应系统理论综述
复杂自适应系统理论综述1 复杂自适应系统理论简介复杂自适应系统（Complex Adaptive System，CAS）理论是现代复杂性科学研究中的一种重要理论，是由美国密歇根大学教授、遗传算法创始人约翰·霍兰（John Holland）于1994年圣塔菲研究所成立10周年时正式提出的。
其后霍兰又在《隐秩序——适应性造就复杂性》以及《涌现：从混沌到有序》两本著作中对该理论进行了完善。
CAS理论的主要思想是：复杂自适应系统是一种“用规则描述的，由相互作用的适应性主体（Active Agent）所构成的系统，这些主体随着经验的积累，靠不断变换规则来适应”（霍兰，2000：10-11）；复杂自适应系统理论的核心是适应性创造复杂性，与以往传统的机械论、还原论不同，复杂自适应系统（CAS）中的个体是具有主观能动性、适应性的智能体，可以在适应外界环境与对外交流中不断学习与积累经验，并能根据自己所学不断调整自己的行为方式以求与系统规则相匹配。
另外，还能通过修改系统规则来达到自身行为与外界环境的匹配。
在该系统中，所有个体都处于一个主要由其他个体所构成的大环境之中，而复杂自适应系统也始终处于一种“混沌的边缘”的环境之中，因而任何主体在适应上所作的努力都是努力适应别的适应性主体，即CAS中的每一个个体都依靠与环境以及与其他个体间的相互作用不断改变着它们的自身，同时也改变着环境。
此外，与自上而下、中心控制的复杂性科学早期研究的贝塔朗菲的一般系统理论不同，复杂自适应系统是一种层次结构分明的自下而上的分散系统，系统中的每个个体在共处一个大环境的同时又分别根据它周围的小环境并行、独立地进行着适应与学习，不同层次间的个体一般没有交集，从而“把对涌现的繁杂的观测还原为简单机制的相互作用”，而相同层级的个体通过一定的竞合行为，又可以在系统的更高层次上突现出新的结构、现象及更复杂的行为。
一般认为像社会系统、股票市场、虚拟社区、蚁群、人体免疫系统、组织中的单位或不同组织所形成的联盟都可看作复杂自适应系统。
基于复杂性理论的造船供应链构成分析
基于复杂性理论的造船供应链构成分析
王宏 智 贾小平 郑振 豪 （ 远洋船员 青岛 学院）
摘要 ：对造船供应链 系统复杂性 的研究是保证船舶制造企业获得良好 产 或 者 小 批 生 产 ， 即使 是 相 同型 号 的船 舶 ， 品 之 间 也 存 在 相 当大 产 收益的一种有效 方法。本文从 系统的角度对造船供应链的复杂性进行 了分 的差异。伴随全球化 、 信息化、 数字化特征 的加强 ， 船厂业务外包 日 析， 并根据其特点形成了造船供应链复杂结构体系。 益增多 ， 给更 多的企业带来合作 的机会和 可能 ， 同时一也更强调发 关键词 ： 造船供应链 复杂性 协 同 Ｏ 引言
确要求理论设计 ， 如全船 有限元强度计算、 疲劳计算等。大量国际公 约都严格规定着船舶 ，给船舶设计和建造带来 了许多困难， 也增
加 了船 舶 的造 价 和技 术 上 的 难度 。 １３ 制造复杂性 船舶制造流程复杂 ， ． 主要包括船体放样、 板材 和 型 材 的预 处理 、 料成 型 加 工 、 段 组 装 、 体 合拢 、 舶 下 水 、 下 分 船 船 码 头舾装 、 交船试验 ， 中每个步骤又十分复杂 ， 其 如船 体放样 ， 由于船 舶 的曲面是二维 的， 其放样 的难度甚至高于飞机。在 整个船舶制造 过程中除了要消耗大量 的物化成本外 ， 还要消耗大量 的人力 ， 比如 船体钢结构装配工 、 电焊工、 切割工 、 碳刨工、 火工 、 起重工等工种 ； 还有安装船舶 主机 为主 的钳工 ： 安装船舶管路 系统 的铜工 ； 安装船 舶 的 电工 ； 有 为船 舶 钢 结构 冲 沙 、 锈 、 磨 、 还 除 打 刷漆 等 工 种 。 舶 产 船 品不但结构复杂 ， 制造程 序多， 涉及 的技术面广 ， 而且右承担海上运 输任务 ， 因此对船舶建造符合性和海上航行安全性都有特殊 的检验
复杂系统理论与混沌动力学
复杂系统理论与混沌动力学复杂系统理论与混沌动力学是研究复杂系统和混沌现象的重要理论框架。
复杂系统理论是对包含多个相互作用部分的系统进行综合分析的方法，而混沌动力学则是研究非线性系统中表现出的无规则、不可预测的行为。
本文将围绕复杂系统理论与混沌动力学展开探讨，并阐述其在不同领域的应用意义。
首先，我们将从基本概念入手，介绍复杂系统和混沌现象的定义和特征。
复杂系统是由大量相互作用的元素组成，元素之间的相互作用可以是线性的也可以是非线性的。
复杂系统具有自组织、自适应和鲁棒性等特征，表现出的行为不容易被简单的规律所描述。
而混沌现象则是指某些非线性系统在特定条件下出现的无规则、高度敏感的动力学行为，即使微小的扰动也会导致系统演化的巨大不同。
接着，我们将探讨复杂系统理论的基本原理和方法。
复杂系统理论主要包括自组织理论、网络理论和协同现象等方面的内容。
自组织理论研究的是系统内部元素之间的相互作用和组织方式，通过相互作用的调整和自适应的过程，系统可以形成有序的结构和功能。
网络理论则关注系统中元素之间的连接和信息传递方式，通过构建网络模型和分析网络结构，可以揭示系统的整体性质和行为。
协同现象则注重元素之间的协同作用和协作行为，通过研究复杂系统中的正反馈和负反馈机制，可以揭示系统演化的规律和特征。
进一步，我们将讨论混沌动力学的基本原理和方法。
混沌动力学研究的是非线性系统的演化行为，通过数学模型和计算实验，可以揭示系统的非周期性、敏感依赖于初始条件和随机性等特征。
混沌动力学中的经典模型包括洛伦兹系统、Henon映射、Logistic映射等，这些模型通过非线性方程的迭代运算，展示了混沌现象的丰富性和复杂性。
接下来，我们将探讨复杂系统理论与混沌动力学在不同领域的应用。
复杂系统理论在社会科学、生态学、经济学和管理学等领域有着广泛的应用。
例如，在社会科学领域，复杂系统理论可以用来研究群体行为、社会网络和社会演化等问题，揭示了群体动力学的规律性和非线性特征。
复杂系统理论在社会科学研究中的应用前景
复杂系统理论在社会科学研究中的应用前景摘要：随着社会的快速发展和复杂性的增加，传统的研究方法越来越难以解释和预测社会现象。
复杂系统理论作为一种新兴的研究范式，可以帮助我们理解和分析社会系统中的复杂性。
本文将介绍复杂系统理论的基本概念和原理，并探讨其在社会科学研究中的应用前景。
引言：社会系统是一个复杂的系统，由许多相互作用的个体组成。
传统的社会科学研究方法往往将社会问题简化为线性的、单因素的模型，无法充分考虑各个因素之间的相互作用和系统本身的动态演化特性。
因此，需要一种新的研究方法来更好地理解和解释社会系统中的复杂性。
一、复杂系统理论的基本概念和原理1.1 复杂系统的定义复杂系统是由大量相互作用的个体组成，这些个体之间的相互作用会导致系统整体的行为和性质发生变化。
复杂系统通常具有自组织、非线性和随机性等特点。
1.2 自组织现象复杂系统中的个体相互作用会导致系统内部形成一种自组织的结构或模式。
这种自组织现象能够使系统更加适应环境的变化，并展现出新的行为和性质。
1.3 非线性效应复杂系统的行为往往不是线性的，即个体之间的相互作用不是简单的加和效应。
因此，我们不能简单地将社会现象归结为单一因素的影响，而是需要考虑多个因素之间的复杂相互关系。
1.4 随机性复杂系统中的行为常常受到随机因素的影响，即使在相同的初始条件下，也会产生不同的结果。
这使得社会科学研究无法通过简单的确定性模型来完全解释和预测社会现象。
二、复杂系统理论在社会科学研究中的应用前景2.1 社会网络的研究社会网络是一个复杂系统，由个体之间的相互关系构成。
传统的社会网络分析方法往往只考虑节点之间的连接情况，忽略了节点的属性和节点之间的非线性相互作用。
复杂系统理论可以帮助我们更好地理解社会网络中的节点的属性和动态演化过程，提高社会网络分析的精度。
2.2 社会行为的建模与预测社会行为的建模与预测一直是社会科学研究的重要任务之一。
然而，由于社会系统的复杂性，传统的建模方法往往无法准确地预测社会行为的变化。
基于复杂性理论的教师教育研究
一
、
教师教 育的 复杂 性还原
１ 、教 师教 育的非 线性
有普遍的方法论意义 。叶澜教授认为 ： “ 教育是人类社会所特有 的更 新再 生 系 统 ，可 能是 人 世 间复 杂 问题 之最 。”事 实上 ，在 教 育 系统 内 部 存 在 着 影 响 目的 选 择 、过 程 实 施 、结 果 实 现 的 多 因 素 、多 样 态 和 非 线 性 、 不 可 逆 的 基 本 特 征 ，这 一 切 都使 得 “ 复
的一 项重 要 技能 。
耐心细致地为每一位学生修改文章中出现的语言错误 。
三、结语
而 目前 的大 学英 语 教 学大 多 不 考虑 学 生 的专业 背 景 ，采 用 内 容大 致 一 样 的教 材 ，教授 最 基本 的 文化 及 语言 知识 ，使学 生 在低 年级 的基 础课 学 习 阶 段不 能 清 晰认 识到 英 语学 习对 于将来 的 专业 学 习及 深 造 的意 义 ，导致 部分 学 生 把英 语 学 习和应 试 看成 一 线 ， 成为专业课学习以外的负担。在精读课上教师不妨把与学生专业 相 关 的 英 语 文 献 材 料 和 教材 重 难 点 讲 解 相 结合 ， 既 体现 专 业 特 色 ，又让 学 生体 会 到 学 以致 用 的学 习精 髓 。在 校期 间对 于学 生独 立 完 成 英语 文 献 阅读 能力 的培 养 可 以实 现 大学 生相 关 专业 知识 的 积 累 ，对 其 日后 离 开学 校 的进 修 、科 研 、 工作 都起 到 至关 重要 的 作用。 英文写作能力是 目前大学生最欠缺的，小到一封申请信 ，大 到一篇学术论文 ，无不需要多人的指导和修改来完成。英语课上 的写 作训 练 大 都 以 四 、六 级 应 试作 文 为 目标 ，体 裁 多为 议 论文 。 内容也很少涉及专业相关知识。为培养国际化的高素质人才，使 学 生 可 以准 确 的 以书 面形 式 表 达 出 自己 的想 法 和观 点 ，大 学英 语 教师应深入浅出地为学生讲解各类应用文及学术论文写作方法并
复杂系统理论在工程中的应用
复杂系统理论在工程中的应用在当今社会，各种系统不断涌现，其复杂性也随之不断增加。
比如城市交通系统、金融系统、能源系统等，这些复杂的系统由数万甚至数百万个相互关联的部件相互作用而成，其运行状态不仅难以预测，而且可能表现出奇异的动态行为。
因此，如何将复杂系统的特点与工程问题结合起来，提高系统的可预测性和可控性，是当前工程领域所面临的重大挑战。
为了解决这一问题，近年来，复杂系统理论在工程领域的应用受到了广泛关注。
复杂系统理论是一种研究多元和交互作用的现象和行为的学科，主要涉及数学、物理、化学、经济学等多个领域。
它的基本思想是强调系统整体性，它不仅包含单一的元素，而且还包含了互相作用的不同元素。
因此，复杂系统理论提供了一种方便的研究复杂工程问题的方法，其应用范围也越来越广泛。
一、复杂系统理论在城市交通领域中的应用城市交通系统是一种典型的复杂系统，其复杂性体现在地理环境、人员行为、交通网络拓扑结构等多个方面。
通过应用复杂系统理论，我们可以建立交通网络的动态模型，从而研究交通拥堵现象的产生和发展规律。
例如，采用代理系统模型，可以对道路网络进行建模，以此来评估提高公共交通工具使用率、改变道路拓扑结构的影响，从而指导城市交通规划和设计。
二、复杂系统理论在金融领域中的应用金融系统也是一种复杂的系统，其复杂性主要体现在金融市场的动态变化和风险传播效应上。
应用复杂系统理论，可以建立复杂金融系统的模型，从而研究金融市场中不同参与者的行为模式、市场交互作用的动态规律等问题。
例如，通过建立风险模型，并将其与金融模型相结合，可以对金融系统中风险传播机制进行分析，从而有效地控制系统的风险。
三、复杂系统理论在能源领域中的应用能源系统也是一种典型的复杂系统，其复杂性表现在多维度的能源供求关系上。
通过应用复杂系统理论，可以对能源供需系统进行建模，从而研究能源的生产、消费和转化规律。
例如，通过建立基于复杂网络的能源系统模型，可以对能源消耗和排放现象进行分析和预测，从而为能源系统的优化提供科学依据。
大型复杂系统理论与方法
大型复杂系统理论与方法大型复杂系统是现代社会中不可避免的存在，包括交通运输、电力、通信、金融、医疗、环境等各个领域。
大型复杂系统不仅影响到社会经济的发展和人类生活的稳定，更是对我们进行有效的管理和应对难题提出挑战。
因此，研究大型复杂系统理论和方法非常重要。
一、大型复杂系统大型复杂系统是由若干组件相互作用而成的，其组成部分众多、规模庞大、互相耦合、信息强烈交流，并且呈现出高度复杂性和非线性动态。
其表现形式非常复杂，变量成千上万，其中大多数变量都难以测量和控制。
例如，一个城市就是一个复杂系统。
在一个城市中，存在许多交通信号灯、路口、车辆、行人、公共交通和自行车的交通复杂群体，这些物体相互之间产生不同的作用，起着复杂的功能。
再例如，一个电力系统也是一个复杂系统。
电力系统中有大量的发电机、变压器、输电线路、变电站等元件。
这些元素是由复杂的电路和系统方案组成的，各个元素之间的状态和控制策略的变化，会导致整个系统的状态发生变化。
二、大型复杂系统的理论复杂性理论是大型复杂系统的核心理论之一，它是关于复杂性及其特征，探讨建议如何处理复杂系统的研究分支。
这个理论从物理学、生物学、信息论、统计学等多个学科角度出发，对复杂系统具有普适性的规律进行研究，通过对系统的特性、变量之间的关系和规律进行分析，揭示了复杂系统的内在规律性和共性，提供了分析大型复杂系统的重要工具。
在研究大型复杂系统时，网络理论也被广泛应用。
网络理论从结点、连线和关系的角度出发，研究连接性、分布式系统、数据流、协议等现象。
在网络理论中，复杂网络又是一个重要的研究方向，复杂网络将网络的节点和链接扩展到非线性的关系，并能够揭示不同的网络拓扑图的行为和结构特征。
三、大型复杂系统的方法目前，对于大型复杂系统的处理方法主要是基于数学模型和计算机模拟方法。
数学模型是对大型复杂系统特性和行为的抽象表达，通过建立合适的模型，将大型复杂系统的复杂性降低到较小的尺度，使得对于系统的分析和预测更容易、更精确。
复杂适应系统理论
复杂适应系统理论
复杂适应系统理论是一种有效的系统分析和控制理论，它提出了一种新颖的视角，以更深入地理解系统的复杂性。
复杂适应系统理论旨在揭示系统中内在的复杂性，以及它如何影响系统的结构和性能。
复杂适应系统理论的基本思想是，系统的结构和性能是由复杂的元素构成的，这些元素之间存在着有机的联系。
因此，系统的行为不仅取决于每个元素的行为，而且还取决于它们之间的相互作用。
这种复杂的相互作用使得系统的行为具有不确定性，这些不确定性会影响系统的行为和性能。
此外，复杂适应系统理论还认为，复杂系统有能力自我调节和自我组织。
这意味着系统会根据环境变化而调整其结构和性能，以适应新的环境。
通过自我调节和自我组织，系统可以保持其内部平衡，同时可以应对外界环境的变化。
复杂适应系统理论为系统分析和控制提供了一种新的视角，它更深入地理解了系统的复杂性，并为实现系统的性能和稳定性提供了可行的方法。
它不仅有助于我们更好地理解复杂系统，而且有助于我们更有效地控制和管理它们。
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复杂性理论复杂性科学/复杂系统耗散结构理论协同学理论突变论(catastrophe theory)自组织临界性理论复杂性的刻画与“复杂性科学”论科学的复杂性科学哲学视野中的客观复杂性Information in the Holographic Universe“熵”、“负熵”和“信息量”-有人对新三论的一些看法复杂性科学/复杂系统复杂性科学是用以研究复杂系统和复杂性的一门方兴未艾的交叉学科。
1984年，在诺贝尔物理学奖获得盖尔曼、安德逊和诺贝尔经济学奖获得者阿若等人的支持下，在美国新墨西哥州首府圣塔菲市，成立了一个把复杂性作为研究中心议题的研究所-圣塔菲研究所（简称SFI），并将研究复杂系统的这一学科称为复杂性科学（Complexity Seience）。
复杂性科学是研究复杂性和复杂系统的科学，采用还原论与整体论相结合的方法，研究复杂系统中各组成部分之间相互作用所涌现出的特性与规律，探索并掌握各种复杂系统的活动原理，提高解决大问题的能力。
20世纪40年代为对付复杂性而创立的那批新理论，经过50-60年代的发展终于认识到：线性系统是简单的，非线性系统才可能是复杂的；“结构良好”系统是简单的，“结构不良”系统才可能是复杂的；能够精确描述的系统是简单的，模糊系统才可能是复杂的，等等。
与此同时，不可逆热力学、非线性动力学、自组织理论、混沌理论等非线性科学取得长足进展，把真正的复杂性成片地展现于世人面前，还原论的局限性充分暴露出来，科学范式转换的紧迫性呈现了。
这些新学科在提出问题的同时，补充了非线性、模糊性、不可逆性、远离平衡态、耗散结构、自组织、吸引子（目的性）、涌现、混沌、分形等研究复杂性必不可少的概念，创立了描述复杂性的新方法。
复杂性科学产生所需要的科学自身的条件趋于成熟。
另一方面，60年代以来，工业文明的严重负面效应给人类造成的威胁已完全显现，社会信息化、经济全球化的趋势把大量无法用现代科学解决的复杂性摆在世人面前，复杂性科学产生的社会条件也成熟了。
复杂性科学研究的复杂系统涉及的范围很广，包括自然、工程、生物、经济、管理、政治与社会等各个方面；它探索的复杂现象从一个细胞呈现出来的生命现象，到股票市场的涨落、城市交通的管理、自然灾害的预测，乃至社会的兴衰等等，目前，关于复杂性的研究受到了世界各国科学家们的广泛关注。
1999年，美国《科学》杂志出版了一期以“复杂系统”为主题的专辑，这个专辑分别就化学、生物学、神经学、动物学、自然地理、气候学、经济学等学科领域中的复杂性研究进行了报道。
由于各学科对复杂性的认识和理解都不一样，所以该专辑避开术语上的争论，采用了“复杂系统”这个名词。
"复杂性"的特征复杂性主要有以下一些特性：自组织（self-organisation）。
许许多多独立的因子在许许多多方面进行着相互作用。
例如：由几十亿相互关联的神经细胞组成大脑；由成千上万相互依存的工人组成的人类社会。
这些过程没有任何人为的策划、组织、控制，而是大量的个体在相互作用、影响下自然演化的结果，这个过程便是自组织。
适应（adaptation）。
所谓适应是指复杂的、具有自组织的系统可以自我调整。
在自我调整的过程中，它们不是被动地对所发生的事件作出反应，而是积极试图将所发生的一切都转化为对自己有利。
公司在激烈竞争的环境里求生存，政党、政府在变化的社会环境下调整改变政策，都属于自我调整。
动态（dynamic）。
复杂系统总是处在发生、发展、老化、突变等的过程中，整体特性有时甚至突然或神秘地改变，整体性能改变并不暗示一定有外力的作用存在。
这种变化也包括系统中部分与整体的作用关系也在变化。
复杂系统的变化行为有很多不同的形态。
此外，复杂系统还有一些其他学科已为人熟知的特性，如非平衡态，整体大于部分之和，部分影响整体，整体影响部分，系统个体的随机性等。
概括起来，复杂系统都有一些共同的特点，就是在变化无常的活动背后，呈现出某种捉摸不定的秩序，其中演化、涌现、自组织、自适应、自相似被认为是复杂系统的共同特征。
涌现机制:涌现机制是复杂系统出现各种激动人心现象、图案和模式的共同表征，这里既包括灾难式的突现，也包括创新式的涌现。
涌现的数学、物理学、生物学和社会学表征及其临界点将成为认识复杂系统的重要标志。
社会层次的复杂系统因为具有思维能力的人的介入而变得更为复杂。
典型的如社会经济系统、金融系统、企业组织管理系统等，在这类系统中，因人的参与所产生的不确定性、投机性及主客体易位等特征赋予了额外的复杂性。
如何将描述复杂系统的动力学理论引入经济学，探讨在危机涌现时的行为是管理科学的重要问题。
自组织机制:复杂系统中宏观结构的涌现往往孕育于其自组织的机制，这在生物学和社会学中均不乏例证。
自组织还是复杂系统对环境产生自适应性的一个重要的调整机制。
自适应性表征了复杂系统在系统层次上的自身调控能力。
复杂系统与各层次子系统之间往往具有一定的自相似性，可以利用分形来加以描述。
软技术与软方法专题是针对各类不同的复杂系统的复杂性研究存在的共性―――研究方法问题开展研讨。
包括：复杂系统的动力学与建模的研究；复杂系统结构、功能与行为的研究；复杂系统的度量、辨识、预测与评价；复杂系统的演化、涌现、自组织、自适应、自相似的机理；复杂系统中的策划与调控；人―机结合的综合集成复杂系统与复杂性研究的典型方法，如：演化计算、元胞自动机、多智能体等。
耗散结构理论在近代自然科学史上，矗立着三块举世瞩目的丰碑：与科学巨人牛顿的名字联系在一起的经典力学；与现代物理学的奠基人爱因斯坦的名宇联系在一起的相对论；与玻尔、海森堡等人的名字联系在一起的量子力学。
几十年来，全世界的科学家们在仰望科学的顶峰的同时．都在企盼着另一块超越巨人的丰碑矗起……公元1977年，当被科学界誉为现代热力学的奠基人、当代著名理论物理和物理化学家伊利亚·普里戈金以其创立的耗散结构理论把当年的诺贝尔化学奖的桂冠举过头顶的时候，这一伟大的时刻终于到来了。
人们清楚地知道：普里戈金所创立的耗散结构理论对于整个自然以至社会科学产生的划时代的重大影响，远远超出了一次诺贝尔奖的价值。
伊利亚·普里戈金，1917年出生于十月革命前夕的莫斯科。
在俄罗斯社会制度发生重大变革的历史时期，普里戈金一家在莫斯科生活了4年。
1921年。
他们一家离开苏联，经过几年的迁徙和旅居生活之后，于1929年定居比利时。
1957年，年仅40岁的普里戈金担任布鲁塞尔自由大学教授，并于1959年起担任索尔维国际物理及化学研究所所长。
从50年代起，他以其非凡的科学组织能力、深刻的抽象和直觉能力领导布鲁塞尔学派的科学家们经过十多年的研究，终于在1969年提出了“耗散结构理论”，把理论热力学的研究推向了当代的最高峰。
那么“耗散结构理论”到底为我们解决了什么问题呢？我们知道：自然科学研究的对象有三个领域：一个是至小无内的基本粒子领域；一个是至大无外的天体宇宙；另一个就是我们人类生活的、介乎二者之间的物质世界。
在这个世界里，随时随地都在发生着十分复杂的变化：人和动物在出生、成长、衰老、死亡；植物在出苗、开花、结果、枯萎……随着时间的流逝，自然界在发生着丰富多彩却一去不复返的变化。
长期以来，人类搞清了许多复杂的自然现象，但对人体本身的变化却一直迷惑不解；人体从细胞到胚胎，通过不断提取营养（大都是无序的小分子）变成了大分子有序的蛋白质，这是一个从无序到有序的过程。
应用以往的定律应该如何解释？食物中杂乱无序的小分子物质是怎样构成了耳朵、鼻子、眼睛、四肢等高度对称的、结构上有序、思维有序、功能有序的人体呢？这一科学之谜终于被普里戈金揭开了。
他的“耗散结构理论”指出：一种远离平衡态的非平衡系统在其外参数变化到某一值时，通过系统与外界连续不断地交换能量和物质，系统可以从原来无序性状态转变到空间、时间和功能上都有序的结构。
不仅一个活的人体、动物体、植物体是耗散结构，就是一个社会系统，如一个城市、一个工厂也都是一种远离平衡态的耗散结构。
也就是说，远离平衡态的非平衡系统可以是生物的、物理的、化学的，也可以是社会的。
耗散结构理论已经在化学、生物、激光等方面得到了广泛的应用，就其在自然科学和社会科学系统论方面的意义讲，是无可估量的。
/nature/wenx/wxd/xza/xza.htm1、问题的提出：两种物理图象、两个演化方向和两类运动规律的矛盾十九世纪，由于生产的发展，特别是由于蒸汽机的广泛使用，为了提高热机的效率，热力学开始建立和发展起来。
1842年到1848年，由迈尔、焦耳、赫尔姆霍茨等人建立了热力学第一定律。
1850年一1851年汤姆生和克劳修斯建立了热力学第二定律，从而奠定了热力学的理论基础。
为了从微观的角度说明宏观的热力学现象，克劳修斯、麦克斯韦、玻尔兹曼、吉布斯等人建立了统计物理学。
这个时期的热力学和统计物理学主要研究一个系统处于平衡态，以及从一个平衡态过渡到另一个平衡态的过程。
即可逆过程的运动规律。
对于非平衡系统与不可逆过程，除了根据热力学第二定律指出，一个不与外界发生物质和能量交换的孤立系统，自发地趋于平衡态这—过程是不可逆的之外，没有给出更多的知识。
因而我们称之为平衡态热力学和统计物理学。
然而，在描述时间的问题上，热力学理论和动力学理论发生了根本性的分歧。
我们知道，在当时的牛顿力学(后来的量子力学和相对论力学亦不例外)中，时间和空间坐标一样，本质上只是一个描述运动的几何参量。
力学问题可以放在四维时空中来进行研究，它们的基本方程，如牛顿运动方程，薛定谔方程，对于时间来说都是可逆的、对称的。
也就是说，这些方程既可以说明过去，又可以决定未来，在方程中不出现任何“时间箭头”的问题。
总之，动力学给我们描述的是一个可逆的、对称的世界图景。
但是，热力学第二定律却给我们提供了一个本质上完全不同的物理图象。
它指出，一个孤立系统，无论其初始条件和历史如何，它的一个状态函数熵会随着时间的推移单调的增加，直至达到热力学平衡态时趋于极大，从而指明了不可逆过程的方向性。
既“时间箭头”只能指向熵增加的方向。
熵增加原理第一次把演化的观念、历史的观念引入物理学。
“熵”概念的提出，是十九世纪科学思想的一个巨大贡献，它的意义完全可以和生物学中提出的“进化”概念相媲美，热力学和动力学给我们提供了两幅不同的物理图象，产生了可逆的微观方程和不可逆的宏观现象的矛盾。
十九世纪的热力学和生物学都涉及到世界运动变化的方向，即“时间箭头”的问题。
[url=/yuwen/book6/shangshi/xiangguang/shangshixg13.ht m]热力学第二定律[/url]说明的是一个孤立系统朝着均匀、无序简单、趋向平衡态的方向演化，这实际上是一种退化的方向。