作者：赫尔曼·哈肯
作者为中译本写的序
改善每个人的生活是人类当今最重要的任务之一。这本书的目标是找出那些能适用于迥然不同的科学领域，也包括社会科学在内的共同原理。
前言
协同学即“协调合作之学”，是对系统作整体性研究的科学，旨在发现结构赖以形成的普遍规律。
我倒认为，无论是在自然科学或者如经济学中的一个过程，科学家往往只有在无需借助任何公式，单凭日常用语就能予以说明时，才算是完全理解了它。
1. 引言和概述
为什么这本书会使你感兴趣
大到宇宙星辰，小到雪花蝇眼都可以看到其精美震撼的结构。因而，从无生命界到生命界，乃至精神世界，我们不断碰到各种结构；我们对此已习以为常，以致不复意识到其存在的奇妙。
过去，人们把各种结构视为上帝所赐，如《旧约 · 创世纪》载明的那样。科学家长期以来也只专注研讨结构的组织，而不究其起源。因此，科学有这么一种任务：阐明结构是怎样自发形成的，或者换句话说，结构是怎样自行组织起来的。
探讨一个统一的宇宙观
这里，我们面对着这么一种想法，它好像一条线那样贯穿一切科学：一方面要搜集各种事实，另一方面又要力求得出一种统一的宇宙观。
在科学探索中，一方面是大量涌现的新事实，另一方面是对它们的分门别类，发现其意义和它们与普遍规律的一致性，这二者之间的竞逐永无止境。
分解或建构
理解结构或其中的过程一种流行而有效的方法是把研究对象分解为越来越小的部分。例如物理学家研究晶体的过程，生物学家研究组织的过程。
但即使发现了结构怎样组成，还得明白组件如何协作。协同学的问世就是为了处理这一系列问题。
生物结构与基本自然规律矛盾吗？
如果有人问起物理学家，生命的起源是否遵照物理学的基本规律，那么他不能不严肃认真的予以否认。为什么？按照物理学的基本规律，更确切的地说按照热力学的基本规律，宇宙的混沌应该不断增加。一切有规律的功能顺序应当停止，一切有序性应当崩溃。
许多一流的物理学家认识到，摆脱这种困境的位移出路是把自然界中有序状态的形成看作为一种巨大的涨落现象，而按概率论的法则这又具有随机不可能性。
无生命的物质也能自发组织，产生富有意义的过程。
我们将认识到，单个组元好像由已知无形之手促成的那样自行安排起来，但相反正是这些单个组元通过它们的协作才转而创建出这只无形之手。我们称这只使一切事物有条不紊地组织起来的无形之手为序参数。
序参数由单个部分的协作而产生，反过来，序参数又支配各个部分的行为。
用协同学的语言来讲，序参数支配各个部分。序参数好似一个木偶戏的牵线人，他让木偶们跳起舞来，而木偶们反过来也对他有影响，制约着他。
我们不能困死在无关紧要的细节上，必须学会观察和把我事物总的场景，我们必须“减少复杂性”。
正如协同学所指出的，“有意义的信息”、总的场景是由序参数提供的，每当系统的宏观行为改变时，序参数变得十分重要。一般来说，这些序参数是长期量，它们支配着短期量。
2. 无序有增无已？世界的热寂
自然界的单行道
热传导，扩散这些不可逆过程都是单向的，奥地利物理学家路德维希·玻尔兹曼支出，只是因为变化过程总是朝着有增无已的无序方向进行。
什么是无序？
无序是与物件所在之处有很多可能性相联系的，物件所在位置有很多可能性，这就早就了无序状态。有序状态仅有一种。
大量不同的可能性也是物理学中无序的量度。
玻尔兹曼原理：自然界力图实现可能性数目为最大的那些状态。
大自然就像一个玩扑克牌的人，在我们面前极快地洗牌，而我们却看不清楚他动作的细节。分子不断占有新位置的运动本身是无序的---这就是热运动。
能量不断贬值
汽车行驶时，它的全部能量存在于前进的运动中（汽车具有单一自由度），当汽车刹车时，它的动能就转化为热能，制动器和轮胎都变热。这意味着许多原子或分子的微观运动。由于至少在微观范围内，分子可以在不同的方向运动，而且分子本身数量极多，现在热能就被分配到多个自由度上。
我们虽然能够把一个自由度中蕴藏的能量，如汽车的动能转化为热能，但却不能或者至少不能完全逆转这个过程。
集中在一个自由度中的能量与在许多自由度中分布的能量具有更大的价值。
自然界无序性增长的趋势可以加以一定的限制。
但物理学表明，“回收”高价值能量原则上有一个限度，而且还需要有人脑构想和忍受制造的机器。在宇宙中，看来并不存在这种组织无序性增长的机制。从而物理学家得出结论：世界竭力趋向于一个最为无序的状态，所有有序状态都将瓦解，生命将不再可能存在，世界趋于“热寂”。
3. 晶体——有序但无生命的结构
较高的温度导致分子较剧烈的热运动，并从而造成较大的无序。这提示，从一个系统中消除热能也许能建立一种有序状态。其实起立逐渐冷却变为晶体正是从无序到有序的过程。
超导性和磁性：微观有序性产生宏观的力量
1911年荷兰物理学家卡默林·昂纳斯发现，某种金属，比如水银，当冷却到低于某个很低的温度时，会完全失去它的电阻。他称这种现象为超导性。
我们现在知道，超导过程的基础也是一种非常特殊的微观有序状态，其中金属中的电子总是成对地穿越晶体。这些成对的电子自身又处于一种严格有序的运动之中，从而能抵抗晶体原子的阻挡作用。
物理性质发生剧烈突变的另一个例子是磁铁。铁晶体在室温下具有磁性，但当加热到一定的温度，即774℃时，磁性突然消失。只有根据海森堡所建立的量子理论，才能对此奇异特性做出解释。
相变：从无序到有序或者从有序到无序
当磁铁处于无序状态时，基本磁体可以指向任何方向，是一种对称状态，没有哪一个较优先的方向。但若总的状态是磁性的，那么所有基本磁体都指向某个方向。磁铁产生两个根本不同的相的原因，在于两种根本不同的物理力之间的竞争。一种力促使基本磁体平行排列。另一种力则以热运动为基础。事实上，热就是无序的、随机的运动。
最近几年发现，尽管所涉及的物质和现象的性质各异，但它们的相变过程却都遵循相同的规律，而且总是不断地出现相同的基本现象，诸如临界涨落和对称打破一再出现。
4. 流体模式、云图和地址构造
力学中的平衡类型：稳定平衡、随遇平衡、不稳定平衡
在贝纳德对流中存在自组织现象，使流体运动的变得规则有序。
如果液体作规则的运动，则比起单独输运，能输送更多的被加热部分。液体是如何做到这一点的呢？通过涨落。液体在不断地试探各种可能的运动方式，它一再输送出少量的热液体，而使较冷的的液体相应下降。
一旦液体的初始静止状态不稳定了，那么只需要一个小小的涨落就足以使滚卷运动出现，并确定宏观运动。
运动模式的梯级
通过自组织可以形成越来越复杂的运动模式。用协同学的话来说：新的序参数不断地接踵而来。
完全无规则的混动运动的出现，可能导致序参数丧失其控制能力。
5. “要有光”——激光
光有多种
普通灯管与激光器
普通灯光的光场是完全无规则的，激光的光场是由规则均匀的
激光器中的自组织
激光器——一个具有相变过程的开放系统
6. 化学模式
化学里的牵线搭桥
催化剂
化学钟
化学反应产物颜色的周期性变化
当加进去的物质达到某个浓度是，本来稳定的反应变得不稳定，并将由周期性的变化（即一个涨落）取而代之。这种涨落起着序参数的作用，支配着各个分子。它迫使分子周期性地化合后又分解，分解后再化合，于是宏观上溶液周期性地呈现红色或蓝色。
化学波和螺线
一个新的共同原理
某一类型的分子通过它的存在和协作使产生更多的同类型分子成为可能。
自催化和集体运动不稳定性不断增加，而这时一回事。这表示大自然显然一再应用同样原理来造成各宏观有序运动和模式。
7. 生物的进化——适者生存
生物分子之间的竞争
在激光波中，在生物分子中，在超循环中，并在动物和植物界中，达尔文主义都起作用
达尔文规律支配着有生命和无生命物质，这一事实显示它的重大意义。
8. 不是最适者也能生存：专门化并创造自己的生态小环境
在某个不稳定点，即使很小的环境变化，也可能造成整个系统的极大变化。
甚至微不足道的气候变化也可能产生实质上是崭新的选择过程，从而促进发展。
但“促进发展”并不意味着新发展起来的物种必然客观地优于被取代的物种。新的物种只是更适应新的生存条件。也甚至可能出现被人们恩威退化的变化。复杂生物可能被较简单的生物取代。
物种起着序参数的功能，它们可以竞争、合作和共存。
环境条件的微小变化可造成全新的序参数或序参数系统。
9. 生物有机体是怎样起源的？
通过分子进行遗传
生态形成的典型例子
分子基础的宏观模型
10. 矛盾往往不可避免
天使还是恶魔
测试你自己的心境
对称性在我们大脑中一开始就能以一个心理印记来打破。也就是说，我们怀着一种下意识的成见。许多心理测试就是以这个事实为基础的。
生活中充满矛盾
在社会领域中矛盾的转移
法律在孩子取姓上支配着夫妇们（指有的国家通过法律规定孩子应该从母姓还是从父姓），从而起到序参数的作用。
较多的个人自由同时意味着可能出现较多的人际矛盾。
11. 混沌、偶然和机械论世界观
预定还是偶然？
人的命运是可预测的吗？
既前定亦偶然！
“日光之下并无新事”——《旧约·传道书》
吃角子老虎：计划好的混沌
北方并不总是北方
在过去几百万年中，地球磁场的方向已经改变了多次，但每次间隔的时间却显得毫无规律。地磁场必然以混沌的方式改变他的极性，这一点已为最新的理论所证实。
协同学中的混沌：自相矛盾吗？
协同学系统的宏观性质常常通过序参数之间的协同或竞争反映出来。
天气是否可以预报，气象报告员是否总留着一扇小小的后门？
长期天气预报是不可能的
等离子体可以制服吗？核聚变中也有混沌吗？
12. 经济中的协同效应
两个卖冰淇淋小贩在海滩上做生意，怎么做？
商业区的规模对商人的行为起着重要的作用，聚集的商铺将以一种集体的方式对顾客产生较大的吸引力。它们从而能能够提供一个较好的挑选机会，并以集体的力量排挤掉孤立的商店。结果，许多乍看起来会相互竞争的同类商店将集中在某一地段。
为什么城市越来越大
居民点的大小与社会设施（诸如学校、医院、法院、剧院、行政机关等）的出现时互为条件的。
那城市会不会越来越大这种趋势会不会继续发展下去呢？有一点就是取决于可供利用的交通工具。如果交通工具的数量和速度的增加，足以使市郊居民及时到达中心区，那么城市就有可能继续扩展，如交通效率特别高，那么有可能出现卫星城镇，其中一部分可能呈现所围城郊宿舍区的特点。
经营管理：随着你的对手亦步亦趋吗？
一家企业的决策很容易收到其他企业的影响。理由之一是，决策造成的效果总瘦到众多不可估计的因素的影响：它有 赖于一般的经济状况，有赖于顾客的态度——他们是否喜欢某种新产品。
如何对付增多的竞争？一种方式是不断扩大专业化，例如专门生产特别有声誉的产品。另一种办法是大大开发商品款式，亦即普遍化。
经济的繁荣与衰败——一件事的正反两面
不把结构看成为一成不变的实体，而是从它的形成中去理解。
技术革新永远是经济的动力吗？
经济生活中突发的集体变化
经济不像亚当·斯密所想的那样简单
亚当·斯密自由市场经济传统理论的基本假设：在自由竞争过程中，总会监理一种一般被认为唯一的平衡状态。
在现实中，经济的形态远要复杂得多。例如，经济形势可以在两个平衡状态之间欺负，充分就业与就业不足周期性地交替。
国家管制：是祸是福？
考虑不周的管制造成经济混乱
事实上，我们应预期到，护士一个系统的特性的管制措施可能会导致典型的混沌过程，在高度复杂的经济系统中也不例外。
经济联系更紧密写，和平就更有保障吗？
在许多国家中存在着一种强烈的倾向，就是想通过缔造紧密的经济联系，尤其是在两个对立的政治制度之间，而达到保障世界和平的目的。对这种情况所做的数学处理所得到的结论表明，紧密的经济联系确实可能增强稳定性，但也可能发生这样的情况：在加强联系前呈稳定的一种状态，加强联系后突然变得不稳定，甚至可能导致灾难。
只有在涨落的情况下才发生不稳定。国家生活中的这些涨落，例如，可能由于经济的、政治的和军事等各种危机而出现。一部分危机可能完全是局部性的。但这种涨落，可能引起对方采取经济报复等措施，而这些又可能引起反措施，结果导致冲突的爆发性发展。
事实上看来需要在更坚固的基础上建立政治稳定性，这也许只有通过高度的相互信任才能达到。
协同学规律可畏人类造福
在复杂系统的一系列变化过程中（经济发展过程也是其中之一）存在着某种必然的发展，它们不可能通过意识形态上的一厢情愿的想法来摆脱。更值得探究的却是这些自动机制将走什么途径，以便在更高层面上利用它们来为人类谋福利。
13. 革命能不能预测？
国家秩序是怎样通过哥哥公民的协作而建立的？
作为序参数的舆论
有序参数支配着各个个体，反过来，各个个体又支配着有序状态。
基本观点：流行的舆论起着序参数的作用，它支配着个人的意见，强制形成一种大体上是一致的舆论，借以维持其自身的存在。
- 个人可能受到一种流行的舆论的影响，并倾向于同意这种舆论。
- 个人了解他人意见基本上有两种方法：一是彼此直接接触，一是通过大众传播媒介。
- 大众传播媒介有其自身的推动力。
- 在大众传播媒介之中，报刊通过其在大众中的普及程度而受公民的集体影响。
- 在民主国家，舆论对政府有着决定性的影响。
人是可影响的吗？
现代文明使得人类环境极其纷繁复杂，人们要适应这种环境殊非易事。矛盾的情势层出不穷，个人很难单独作出明确的答复。这就导致人们倾向于注意别人的行动和意见。
“社会性使人们害怕孤立，希望得到尊重和喜爱”——伊丽莎白·诺埃勒-诺伊曼
“在民主政体的人民中间，公众的赞同与人们呼吸的空气同样重要，与公众不一致，就等于无法生存。公众不需要应用法律来制服持不同意见的人，非难就可以了。孤独和无能为力之感立即压倒了他们，并剥夺了他们的一切希望”——托克维尔
伊丽莎白·诺埃勒-诺伊曼对舆论的定义：人们对有争议的问题可以公开表态而不致自陷于孤立的那种意见
意见的改变：怎样和通过什么来进行？
特别在社会变动时期，对个人特别重要的是注意周围人们的行为，以免在变动的环境中陷于孤立。在协同学的意义上，外界情况为改变意见作了准备。但是一旦出现了不稳定性，那么必然改变现状的意见就会在人群中蔓延。然而人们该朝什么方向走的问题常有待于解决。新的方向总是由少数人决定的。
大众传播媒介：筛选压力下的序参数
报纸和杂志（大众传播媒介）有着双重的作用：其中之一是，它们起着序参数的作用，因为它们通过所表达的意见能影响读者的意见。另一方面，大众传播媒介是单向的、间接地公开联系，它与最自然的人际联系——交谈——相对立。它使个人对大众传播媒介有一种无能为力之感。
政治制度无非是一种以国家形式表现的舆论而已。
世界的简化
对于十分明显的精神有序结构形成过程的行为，主要有两种因素促使序参数，也就是统一观点的出现。第一个因素是资料有限，即能予以报道的消息或动向有限。这必然导致把复杂的现实简化为一个假象世界。另一个因素是“流行语”。用李普曼的话来说就是“谁能掌握支配公众思想情感的代号，那么谁就能在很大程度上控制了通往政治之路。”
电视——非同等闲的影响力
政府与舆论
协同学表明，序参数具有两面性或双重作用。一方面它支配子系统，另一方面，它又由子系统来维持。
序参数不但影响民众意见，而且它也影响政府。关于这一主题，大卫·休谟是这样说的：
"对那些研究政治哲学的人而言，没有什么比以下情况更使他们惊讶的了：少数人很容易地统治着多数人 ，以及人们自愿地把自己的思想情感和愿望屈从于政府。如果我们试图分析这种怪事是怎么出现的，那么我们将发现，统治阶级仅只依靠舆论的支持。政府建立于舆论上面。最专制、最军事独裁的政府是如此，最自由、最得民心的政府也是如此。"
民主制度比专制制度提供了更大的对称性，这是由于它提供了广泛得多的意见，以及个人发展的可能性。或者换句话说，民主制度能保证一个多元的社会。民主制度对于环境变化，例如经济情况，就具有较强的额适应性。各种可能性都存在着，只待适当地加强以应付一种新的情况。
一般来说，民主制度的特征是：它立足于一个基本秩序，但把结构形成和自组织交给个人或各个集团去安排。这并不是一个僵死的秩序，而是在较高意义上的秩序，它保证了个人的自由及其不言而喻的意见多样性。
舆论和少数派
少数派为了生存，这种集团中的某些成员作出童话反应，尽可能使自己的行为与别人没有区别。第二种生存的办法是——保持高尚的形象。这种少数派集团被激励而取得越来越好的成就；这种好成就一般将赢得人们的尊敬，同时集团也将赢得尊敬，因而保全了它生存的条件。
革命
在群体性奋激状态中，个人的逻辑思维看来已不再起作用。人人似乎都为一个序参数所支配，也就是被一个任意形成的口号所支配。
能定出行动的普遍原则吗？
我们看问题时应该站得更高些，也就是从道德的、人道的和宗教的观点来看问题。这意味着不能采用附和苟同的办法，并且决不能等待别人先迈出第一步。如果一个人自己不准备这样做，也就不能期望别人去做。
对官僚主义的一些思考
太严格的规章是不可逻辑的，并将导致不合情理的决定，单页必须承认，太疏松的规章将导致专断行动。
协同系统的许多粒子证明，上级部门对下级部门办事方式的积极干预，可能导致混沌状态，也就是使它的实际功能与原来期望的功能不符。
当我们想到有生命和无生命自然界中的许多范例时，我们很快就明白，应在较低水平上允许有多得多的自组织，也就是说只立下一般性的规定，下级部门可以因地制宜和创造性地加以补充。同时可以大大减少信息流通量。
14. 幻觉能证明关于大脑功能的理论吗？
有没有祖母细胞？
科学家们现在倾向于假设，感知、记忆和思维过程是一种特殊的基体效应，其中每次都有大量的神经元参与。
大脑兴奋模式——假设和实验
有趣的是许多神经细胞的同步意味着病理性态。
整块思维
身和心
序参数就是我们的思想，而子系统是大脑神经元网络中的电化学反应。
大脑是按计划生长的吗？
15. 计算机的解放：希望还是噩梦？
二十世纪的神通
程序编制
计算机网络
模式识别
感知
计算机的内部世界
逻辑过程——与材料无关
计算机会变幻莫测吗？
不要抛弃思维
16. 科学感知的原动力——科学家之间的竞争
必须不断重新制定目标，必须不断适合新的环境，这是自组织系统性质的一部分。对科学而言，这只有通过与社会的不断对话才能实现，因为科学和社会都以对方的存在为其存在的必要前提。这是一种真正的共生现象，一有可能，我们就必然相互促进。
科技杂志之间的竞争
协同学论协同学
协同学使属于完全不同学科的、以前认为完全不同的现象，能够用一个统一的观点来概括。
17. 回顾
一项新原则
我们在一系列具体例子中已经看到，在无生命自然界中也可能形成结构，这种结构是通过不断地能量供给而得以维持的。
古老的玻尔兹曼原理，即熵是无序性的一种度量并趋向于极大，只对封闭系统成立。
在一个开放系统中，各组成部分不断地相互探索新的位置、心得运动过程或新的反应过程，系统的很多部分都参与这种过程。在不断输入的能量，或许还有新加入的物质的影响下，一种或几种共同的，也就是集体的运动或反应过程压倒了其他过程。这些特殊的过程不断加强自身，支配了所有其他运动形式。这些新的运动过程——也称为方式——给予系统以一种很容易认识的宏观结构。通常我们认为新的状态具有较高级的有序性。这里我们所面对的是一个动态的原则：方式的增长率起决定性作用。增长率最高的哪些方式通常获得优势并决定宏观结构。如果几个这样的集体运动，我们也称之为序参数，有着相同的增长率，那么它们在一定条件下可以相互合作并产生一种全新的结构。
无生命自然界到有生命自然界之间的桥梁
由于下列两个发现：
- 甚至在有生命自然界中，所有的系统都是开放系统。
- 方式之间存在着竞争
协同学在无生命街和有生命自然界之间架起了一座桥梁。
生活在火与冰之间
一方面存在着火，另一方面存在着太空的无边的冰寒，这意味着世界现在并不处于热平衡之中，世界也从未处于热平衡状态。
至于生命能够继续存在，则取决于宇宙中能否永恒保持这个对立。
宇宙的膨胀会无限地继续下去吗？完全有可能出现这样的情况：这种膨胀有一天会停止，而后宇宙重新收缩，终于成为一个热火球，整个过程又将重新开始——甚至这也许是一种无止的重复。
生命的有一特征？
认识的界限
我们一再发现新的有序状态建立时还得考虑到偶然因素，新的状态常常只是偶然确定的。
我们越来越清楚地认识到，在自然科学中，且不说在哲学或社会科学领域中，有些问题及时不是完全不可解，也是不能毫无疑义地解决的。
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