混沌学理论范文

前言：我们精心挑选了数篇优质混沌学理论文章，供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发，助您在写作的道路上更上一层楼。

第1篇

关键词：混沌理论；蝴蝶效应；分形；吸引子；成语教学

中图分类号：O415.5

一、混沌理论

混沌是直接研究我们所看得见摸得着的宇宙，以及在人类本身的尺度大小差不多的对象中发生的过程，所有日常生活经验与这个世界的真实图象都是我们研究混沌时所探索的目标。混沌是一种关于过程的科学而不是关于状态的科学，是关于演化的科学而不是关于存在的科学。混沌中蕴含着有序，有序的过程也可能出现混沌。混沌不仅能产生多维空间模式，而且还可能发展为一个含学习的过程系统。其基本思想是“当不存在满足给定条件的吸引子时，为了找到好的解，可使系统进入混沌状态，寻找一些候选解，并通过学习使其成为一些新的吸引子。最后从这些新吸引子中发现较好的解。”也就是说，从已存在的吸引子出发，利用混沌性态，对若干个单个吸引子施以折叠、混合等处理，以合成一些新的候选解，最终得到较好解。

混沌有三个特征：

（1）蝴蝶效应：是由洛伦兹在美国科学发展学会第139次会议上发表题为《蝴蝶效应》的论文中提出的论断，即系统演化对初始条件的敏感性，在混沌出现的参数范围内.初始条件的一个微小误差在迭代过程中会不断地被放大，不但使迭代结果变得极为不同而最后随机地遍历几乎整个吸引子.由此使得系统的长期预测变得不可能。

（2）分形：1975年BenoitB.Mandelbrot的专著《分形：形状、机遇和维数》标志着分形理论的诞生。分形具有无限精细的结构，比例自相似性质，一般分数维数大于它的拓扑维数，可以有非常简单的方法定义并由迭代产生等等。

（3）奇异吸引子：也就是混沌吸引子。代表系统的稳定态，在相空间中是由点或点的集合表示的。这种集合同很多对周围的轨道有吸引作用.系统运动只有到达吸引子上才能稳定下来并保持下去。混沌动力学的吸引子是相空间的分形几何体，具有分数维数，称为奇异吸引子。产生奇异吸引子的动力学系统很多，主要有Lorenz吸引子、Rossler吸引子、Henon吸引子等等。

二、混沌理论在对外汉语成语教学中的应用

对外汉语成语教学本质上是一种高度创造性的活动。传统教学基于牛顿机械决定论，视教学过程为线性的封闭系统，具有确定性和可预测性等.因为预定的线性教学过程很容易受教学中的混沌事件影响，无法达到预期的教学效果。教学环境的微小变化，学生身心状态的微小变化，教学内容的微小变化或是教学目标的微小偏差，都会导致教学效果的巨大变化。再加上学习者的学习策略和评价本身具有不确定性和复杂性，其构成的教学系统必然是混沌的。

1、利用蝴蝶效应进行成语教学

对外汉语成语教学在考虑构成要素的复杂性后，没有绝对的确定性，确定性系统中又具有内在的随机性。教学过程因其对初始条件的敏感依赖性和行为的不可预测性，被视为一个非线性系统。学习者特征或教学环境不同，就可能产生不同的学习结果。仅仅根据特定条件的教学策略去预测学生的成绩是不合理的。教学的对象是人，而人的发展是不可预测的，这样对变化的完全控制则是不可能的。因此，在培养留学生汉语思维过程中，应有意识地运用蝴蝶效应原理和教学活动的混沌吸引子，比如我们教给留学生一个“一X一X”形式的成语时，就引导其尽可能多得说出有关形式的成语，并且可以通过改一个字使整个成语的意义发生巨大变化。从而使留学生充分认识到蝴蝶效应，深刻理解成语。同时要认真对待留学生的新奇思维火花，并加以正确引导.帮助留学生正确建构认知结构。

2、利用分形进行成语记忆教学

分形是指系统在不同标度下的自相似性。元认知是一种帮助学习者处理复

杂现实世界问题的方法与途径。学习者的学习结果与学习者的认知具有跨尺度的相似性，帮助学习者反思其学习活动，发展元认知，提高元认知能力应该成为教学活动的任务之一。在汉语成语教学中可以有意识地培养元认知，利用分形迭代的思维方法，促进认知的蝴蝶效应发生。例如，在教学内容安排上，加强对常用成语进行重点教学，以培养元记忆，运用类比和隐喻的方法促进学习迁移；在教学方法上，重视学生“学什么”到“为什么”，逐步培养思考能力，真正能够学以致用。运用反思法培养留学生的自调能力等等。

3.奇异吸引子在成语教学中的应用

对外汉语成语教学中利用负反馈机制控制教学过程，努力实现预定目标，忽略或排斥正反馈机制的作用，消除在教学过程中出现的偏误、干扰等因素。混沌理论认为教学过程的偏误、干扰等因素往往是学习吸引子，若处理得当，能促进学生认知的非线性扩张。负反馈使系统趋于平衡与稳定，其作用类似于收敛吸引子对系统的收敛作用。正反馈与负反馈相反，它是一种破坏原有的稳定状态，使系统趋于不稳定的反馈，其作用类似于奇异吸引子对系统的作用。两类吸引子使系统以稳定一不稳定—新的稳定的方式螺旋式发展。在教学系统中，目的、目标、总体要求属于收敛吸引子，而学生各自的独特个性、学习风格与在学习过程中出现的偏误、干扰等属于奇异吸引子。对外汉语成语教学应同等重视两类吸引子和两种反馈机制，既要发挥收敛吸引子和负反馈机制作用，努力实现预期的总体目标，又要发挥奇异吸引子和正反馈机制作用，使学习者的个体差异得到充分发展。

三、结语

混沌学为对外汉语成语教学研究提供了新的研究视角。在培养留学生汉语思维的过程中，应有意识地运用蝴蝶效应和分形理论，引导学生正确建构认知结构。使对外汉语成语教学在教学过程真正成为一个动态、开放的系统，从整体与部分、整体与环境之间的相互联系、相互制约中选择解决问题的最佳方案，以实现教学系统的最优化。

参考文献：

[1]王颖著.混沌状态的清晰思考[M].中国青年出版社，2004.

[2]李曙华.从系统论到混沌学[M].南宁：广西师范大学出版社，2002.

[3]黄润生.混沌及其应用[M].武汉：武汉大学出版，2000.

[4]王东生，曹磊编.混沌、分形及其应用[M].中国科学技术大学出版社.1995.

第2篇

关键词： 混沌理论 金融数学 实验教学

引言

随着我国金融市场的发展，期货、期权等金融衍生工具大量涌现，金融创新产品层出不穷。我国金融业在迎来新的发展机遇的同时面临各种金融风险的挑战。金融风险的管理及市场秩序的维持需要大批既懂金融又能熟练运用数学和计算机技术等工具处理大量数据的复合型高层次人才，需要金融从业人员具备更高的专业素质。为满足市场需求，各高等院校金融专业相继开设了金融数学教学。随着金融产品不断创新和现代信息技术发展，金融业务操作的技术含量越来越高。要实现对金融数学专业本科学生创新精神和实践能力的培养仅靠书本上的知识是远远不够的，必须重视实验和实践教学环节。

一、金融数学实验教学现状

我国在本科生中开设金融数学教学已经有十几年的历史。随着学科的发展，金融数学教学在取得一些宝贵经验的同时，一些缺陷也暴露出来，实验实践教学这一块尤为突出。

首先，目前从事金融数学课程的教师很少真正是金融数学专业毕业的既懂金融经济又有深厚数学功底兼具熟练掌握计算机技术的，同时没有金融市场实战工作经验。势必在教学过程中不能将金融理论与数学知识和实践实验教学相结合，学生实验创新、实践工作和综合分析能力得不到有效锻炼。

其次，在课程设置及教学过程方面。实践教学形式单一，缺乏系统性、连贯性，对实践实验环节重视不够。学生缺少模拟实训锻炼，对金融专业理论知识的理解不够深入，同时解决实际问题和创新能力得不到强化，使学生毕业踏上工作岗位实际工作能力不强。

最后，实验实践教学软硬件等整体设备不够齐全。一些高等院校由于实践教学经费缺乏，学校虽然设立了金融实训模拟实验室，但设备陈旧不够齐全，只能开展一些简单的模拟训练。

二、金融数学教学特点

金融数学教学应注重培养学生理论联系实际和创新能力。实现创新精神和实践能力的培养目标，仅靠教师在讲台上讲解理论知识是不够的，实验教学与实践教学成为必不可少的教学环节。金融数学理论比较枯燥，内容繁多，因此为增强教学效果，给学生更多时间讨论和分析问题，加深学生对所学知识的记忆，可以通过案例分析、课程实验及金融实验室对学生进行模拟实训，这样不仅可以使学生加深对金融专业理论知识的理解，而且可以锻炼学生的动手能力、解决实际问题的分析能力和创新能力，增强学生学习金融数学各门课程的热情和兴趣。当然，针对培养目标还可以设置专业见习、专业实习等环节，作为实验和实训环节的有力补充。

三、混沌理论

混沌理论是一种描述系统从有序突然进入到无序的演化理论。混沌是一种确定性系统内在的随机性，系统长期的行为敏感地依赖于其初始条件。“蝴蝶效应”指对初始条件敏感性的一种依赖现象，也是非线性系统在一定条件下出现混沌现象的直接原因。混沌应具备三个主要定性特征：内随机性、分形性质、奇异吸引子。混沌系统应具备以下条件：

设是一个紧度量空间，连续映射f：VV是混沌的，如果满足下列三个条件：

（三）f的周期点集在V中稠密。

混沌理论说明确定性系统的行为不仅仅是定常、周期和准周期的，更普遍的则是貌似无序的混沌。混沌理论是一种复杂性理论，而教育现象是一种复杂的现象，我们可以利用混沌理论中蕴含的思想引出思考和研究问题的新视角。

四、混沌理论引入金融数学实验教学的依据及启示

金融数学实验教学是提高教学质量和效率的有效途径。混沌的产生，一方面是整体思维特征的呈现。个体差异性使学生思维能力、方法具有个性特征，同时受到其他同学的影响，具有耦合性，学生间相互作用的耦合性越大，教学过程中混沌出现的可能性越大。另一方面是人为组织的混沌，即在总体实验教学目标指导下的局部混沌设计。这种混沌现象是教师能控制的，是有目的的行为结果。在金融数学实验教学中，由于内外部环境不断发生变化，导致不规则、不可预测、不确定性、非线性的因素越来越多，从而金融数学实验教学活动是动态的、多变的、混沌的。其非线性与开放性的特点会产生混沌行为，并且管理中具有奇异吸引子、初值敏感性、自相似特征等混沌特征。

1.初值敏感性对实验教学的启示

现代实验教学强调以学生为中心，教师只是学生的辅助者和引导者。复杂的实验教学环境必然会导致教学系统内部各种不确定因素的增加，从而加剧教学系统对初始条件的敏感性。教师进行金融数学实验教学时，应创造良好的学习初始条件，在不同阶段设置明确目标，引导学生寻找合理的解决办法，做好实验教学设计。在实验教学的实验项目设计时，要先认识到学生思维的敏感性和心理特点，激发学生的创造性，使学生对自身能力进行判断、对学习实验结果进行预期，最后确定学习实验目标。从而制订计划，选择能够实现目标的相应学习实验策略，最终对自己的学习实验结果作出正确评价。教师要给学生留出足够的时间和空间让学生多动手、多练习，让他们自己发现问题、分析问题、解决问题。

2.自相似性对实验教学的启示

学习过程是一个非线性系统。每个学生的智力、情感、接受能力、技能操作等的发展均处于复杂的多因素动态过程中，对其信息接收、应用能力的培养有很大影响。人的思维是复杂的，想找到每个人发展的线性方程显然是不可能的。按照分形理论，应考虑采用不同教学模式和手段，在实验教学设计中应注意发展和培养元认知，有意识地运用分形迭代的思维方法和分形认识观点，开发元认知能力。对课程教学内容和教学策略的设计与安排，以促进其基础知识的拓展性应用能力及科学思维方法养成。注重使学生掌握基本方法、思路和技术内涵，熟练运用典型的信息处理方法，加强学生应用解决实际问题的能力，提高学生获取信息、处理信息、创造信息的能力，培养创新意识和科学研究能力。

3.奇异吸引子对实验教学的启示

金融数学实验教学是一个动态的创新过程。从混沌理论可以知道一个小的变化会得到差别很大的结果，所以学习过程中，寻求奇异吸引子，一些小小的提示都可能引起学生的思维发生混沌，继而提升知识模型和思维模式的丰富程度。金融实验教学环境信息微小变化，学生内心状态的微小的变化，教学内容设计上的微小变化及对教学目标的微小偏差等，都会导致其实际教学效果很大变化。实验教学内容直接决定实验教学质量，决定学生创新意识、创新能力和实践能力培养质量。所以精心设计开展一些有特色的综合设计类实验项目，对这些实验要注意融入金融数学最前沿的科学知识和最新的技术成果，以特色实验项目为奇异吸引子，以激发学生的创新意识，培养学生的创新能力。就业的要求、个人的兴趣、项目的驱动、就业的导向等多种因素致使学生偏离收敛性吸引子的区域而导向不同性态，在不同程度上诱发学习积极性。在金融数学实验教学中允许学生与原设计输出有很大出入的认知建构，允许学生学习结果不同情况的出现，充分挖掘每一个人的潜能，使每一个学生都学有所得，真正实现其发展的可能性。

五、结语

本文尝试在财经类院校金融数学实验教学中引入混沌理论，调动学生学习的自主能动性，积极主动地学习金融数学课程，提高学生的学习兴趣。根据引发混沌现象的“蝴蝶效应”，对实验教学初始条件的创造及教学过程各学习目标的设置加以重视，既能发挥教师的主控作用，又能发挥学生思维的主体能动性。注重在实验教学过程中非线性及奇异吸引对实验教学课程设计的影响，从而真正将理论与实践结合到一起，使枯燥的看似纯理论的学习变得生动活泼，增强学生的自主学习能力，提高学生发散思维和逻辑思维及分析解决问题的能力。教师可以更好地了解学生的学习心理，掌握学生的学习特点、学习方式、学习效果，及时采取有效的教育措施和有针对性的教学手段。

参考文献：

[1]谢霖铨，吴克晴.关于金融数学教学的思考[J].江西理工大学学报，2012.12，Vol33，6.

[2]杨刚，张鸿雁.金融数学本科专业教学现状及对策分析[J].当代教育理论与实践，2014.8，Vol6，8.

[3]康世瑜.浅谈混沌理论在课程教学中的应用[J].大众科技，2007.12.

第3篇

关键词：混沌理论；非线性系统；蝴蝶效应；教学系统；素质教育

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）22-0153-02

混沌理论是系统从有序突然变为无序状态的一种演化理论，是对确定性系统产生的内在随机性的研究。它是非线性系统的共同属性，而世界上非线性系统，小到原子世界，大到宇宙，从自然科学到社会科学，乃至人际关系，各种各样的非线性系统无不例外都存在着混沌特性，混沌理论在其中起到重要的引导作用。近年来，对教学领域的混沌现象研究备受教育工作者重视，它给传统的、线性的、封闭的、模式化的教学模式带来极大冲击。实际上，教学过程恰恰是一个非线性的混沌过程，所以混沌理论必然对其会产生影响。从混沌的角度重新思考传统高校教学模式，对于我们实现教学模式改革和创新，大力增强新时期教学工作方法的针对性和创造性，具有较强的借鉴和指导作用。

一、混沌理论及基本特征

混沌理论被称为与相对论、量子力学相提并论的20世纪自然科学三大发现之一。混沌理论打破了人们对于确定论式可预测性的传统观念，揭示了非线性系统演化的复杂过程。混沌学将确定的与随机的、必然的与偶然的、有序的与无序的对立的方法论统一了起来[1]。混沌学的任务就是对混沌现象中蕴含的“无序之中的有序性”的研究。混沌理论已逐渐被视为一种崭新的、人们深入认识客观世界和改造世界的方法论。

混沌运动的几个明显的特征是内随机性、非周期性、遍历性、普适性、初值敏感性等[2]。其中对初值的敏感性这一特点也被称为“蝴蝶效应”，它是混沌学理论中的一个重要概念。“蝴蝶效应”表现在非线性系统的长期演化行为对初始条件的极端敏感的性质，初值极小的变化将会引起系统演化的巨大差异，系统的将来不可预测。所谓“差之毫厘，失以千里”正是这一现象。所有的混沌系统的发展必然受到混沌理论的指导。

二、混沌理论对传统线性教学模式的影响

传统的教学过程常被认为是线性的一维封闭过程。教学单位往往事先预定一个或多个固定不变的目标，并以此制定教学方法。教师扮演的是教学程序的主动施教者，学生成为被强迫式的受教者，施教与受教两者发展着目标确定的因果线性关系，学习的最终结果是可预测的，一切教学过程和结果都能被精确地把握[3]。这样的观念导致了教学的教条化、刻板化，学生的学习被看为简单地知识累积，扼杀了学生的主体性，这与现代以人为本的素质教育要求极为不符。实际上教学过程是一个复杂的非线性过程，教师和学生的状态具有复杂性，教学环境具有多样性。这些不确定因素微小的变化，在教学过程的长期发展中，将会导致实际教学效果的巨大变化。教学系统应当是一个难以预测的、非封闭的、非线性系统，而学生的学习形式也必定是开放式的。

三、混沌理论对高校教学模式改革的启示

既然混沌普遍存在于非线性系统中，所有非线性系统都或多或少的存在混沌现象，那么也可以用混沌理论来研究教育问题[4]。混沌理论对转变传统的教育观念提供了富有价值、可借鉴的新思维，为现代高校教育改革提供了重要启示。应用混沌理论促进高校教育改革可以从以下几方面着手：

1.强化初始条件，制定合理教学目标，为开展教学打下坚实的基础。混沌理论强调系统或事物对初始条件的敏感的依赖性。众所周知，人的行为受观念指导。因此，实施教育教学，首先必须从如何加强正确学习观念引导这一基础性工作入手。对于刚迈入大学校园的新生而言，他们还缺乏明辨是非、区分界限以及给自身制定发展目标的能力。教师若在这个时期给学生定位不好，不能及时给以正确的引导，那么对大学生今后的学习生活会产生极大影响。正如一句古话：“良好的开端是成功的一半。”[5]。教师应加强对学生学习初期行为的规范指导，合理而有效地为学生制定多维性教学目标，为教学过程向着好的方向l展奠定坚实的基础，为学生全面发展做好准备。

2.运用敏感性分析方法，充分利用正负反馈的激励作用，实时对教学工作进行修正。当学生学习从初级进入新的阶段时，学生在思想上、行为上产生细微的变化，致使预定的教学目标难以实现。此时教师必须采取敏感性分析法，针对不同时期学生学习的特殊性，充分关注混沌事件的影响，利用反馈机制及时灵活地调整教学内容和教学方法，按照混沌理论的需要对非线性系统的各个控制变量进行微调，制定有效的对策，要做到“教学有法，教无定法”。教师要重视教育细节，有时候细节决定成败。对于一些坏的因素，即学生学习中出现的混乱，教师应及时发现，妥善处理，引导学生朝着正确的方向前行，使混沌区域有序和稳定。一些有益的现象，教师要适当地利用并加以放大，使其发挥更大的促进作用[6]。对微小变化的敏感性既能发挥教师的主导作用，又能发挥学生思维的主观能动性。总之，教师应能熟练掌握敏感性分析手段，找到调节某种因素，使混沌收敛，达到预期的教学目标。

3.弹性灵活的教学设计，给学生一定的混沌空间，建立更高层次的规律。传统教学要求课堂纪律严格，学生严格按照老师定制的学习模式进行学习，容不得一点混乱。然而，教学系统内部各要素是相互影响的，处于混乱状态的。学者多尔曾说过，正是有了混乱，才有了有序，严格的控制和复杂的规则，制造的只能是一片死寂[7]。教师应在总体教学目标指导允许一定混乱存在，掌握一定的驾驭混沌的能力，通过某些恰当的手段对混乱加以有效引导，有序便可自觉形成。而混沌可以给学生一定的活动空间，使学生找到适合自己的人生目标，这样才能激发学生的学习激情，实现其发展的可能性。所以，高校必须要设定多角度、多方面的教学目标，并允许在实际教学过程中偶尔对教学目标有合理的偏离，而这些偏差很可能将会激发教师的教学灵感和学生的学习热情，增强课堂教学的创造性和主动性[8]。

四、结束语

混沌是一种关于过程和演化的科学，它使人们看到了运动演化中的生机和动力[9]。HenryAdams曾经说过：“有序培养习惯，混沌塑造生命。”教育工作者必须重视混沌理论的灵活应用，这有助于我们从传统教学模的桎梏中解放出来，真正进入到创造性的非线性教学中。混沌理论在教学过程中的合理应用对学生发散思维、创新意识、学习热情等综合素质的培养具有重要的作用。然而目前在各种教学活动中混沌理论的应用还比较少。在我国教育改革日益深化的今天，教育工作者应该进一步充分认识混沌理论在教育过程中的指导作用，运用混沌理论研究的视角来重新诠释高校教学，创设适应新形势的教学模式，从而为社会培养具有创造力和实践能力的高素质人才。

参考文献：

[1]王东生，曹磊.混沌、分形及其应用[M].中国科学技术大学出版社，1995.

[2]吴祥兴，，等.混沌学导论[M].上海：上海科学技术文献出版社，1996.

[3]黄娟.混沌理论对传统教学设计的冲击和启示[J].教育探索与实践，2005，（6）.

[4]何克抗，等.教学系统设计[M].北京：教学工作北京师范大学出版社，2002.

[5]刘鲁萍.基于混沌控制的大学生心理健康教育策略[J].山东科技大学学报，2007，（9）.

[6][法]大为・吕埃勒（RuelleD）.机遇与混沌[M].刘式达，等，译.上海：上海科技出版社，2001.

[7]罗丽新.论威廉姆・多尔的四R理论――一封给姐姐的信[J].全球教育展望，2004，（1）.

[8]纪新青，李春华.高等农业院校人文选修课程的现状与对策[J]，高等农业教育，2001，（11）.

[9]朱云东，钟玉琢.混沌基本理论与教学系统设计发展的新方向[J].化教育研究，1999，（5）.

Exploration on the Application of Chaos theory in Optimizing the Teaching Mode of University

ZHANG Zhi-ying，WANG Si-han，LIU Chun-yu

（School of Science，Changchun University of Science and Technology，Changchun，Jilin 130022，China）

第4篇

【摘 要】传统的高中物理课堂教学方法中的规范化和精准化的科学管理模式不仅仅是对高中生的物理学习能力提升的一种制约，也同样是对教学中人本管理有效性的一种忽视。应用混沌管理的相关理论，一方面可以充分发挥高中生的物理学习潜力，另一方面还能形成行之有效的课堂教学氛围。本文就混沌管理理论在高中物理课堂教学中的形成背景，简要分析该理论的具体实施、应用路径。

关键词 混沌管理理论；高中物理；课堂教学；应用路径

一、引言

混沌理论认为，世界并不是固定不变的，人对其的观察也就必须要从不同的角度来深入，这样的理论也是对“人”的一种肯定，在地位得到提升的同时，也让人意识到自身的矛盾性与复杂性。在高中物理课堂教学中运用混沌管理理论，可以更加真实地展现教师和学生的人性，及其本性中的复杂性和多变性。相比较清晰管理理念的现代教学模式，混沌管理则应当归类于后现代教学模式，是对同一教学环境中师生共同体的有效构建，在教师和学生“人性”都同样得到认可的基础上，实现高中物理课堂教学的可持续发展。

二、高中物理课堂教学的混沌管理的形成依据

1.教学主体的转变要求

在科学信息高度发展的今天，高中的物理教学也深受网络的影响。教师不再是课堂教学的绝对权威者，学生也不再是知识的被动接受者。当学生开始拥有对知识的主观认识和主观感受时，教师也就丧失了管理中的权威性，这同样也就意味着清晰模式在教学中的功能的消失。取而代之的则是教师本身所具有的个人魅力以及教师对学生的关心和尊重。在教学中，权威是有形的，而魅力是无形的，但是，学生对权威的接受却是外在强加而成的，而对教师魅力的感受则是出于学生的一种内在欣赏，只有两者相互结合，形成教学的共同体，才能实现对学生的教育意义。

2.学习方式的改变要求

传统的学习方式只要求学生在课堂教学中充分发挥“听”、“记”、“背”的功能，而对其的主观性却并不作要求。但随着高中物理课程的改革和其教学难度逐步加深，对学生的自主学习能力以及合作探究提出了更高的要求。而此时清晰管理的教学模式则已远远不能满足对学生的培养要求，反而给教师和学生带来了更多的压力。因此，高中的物理教学提出了混沌管理模式，有效舒缓学生清晰模式下物理学习的压力，为学生提供了一个宽松而和谐的氛围，从而实现其对物理的深度学习。

三、混沌管理理论在高中物理课堂教学中的应用路径分析

1.建立混沌教学的主体

在一个新的高中物理课堂教学环境中，一开始教师并不能准确的对每一个学生进行全方位的把握，因此，运用混沌管理理论进行高中物理课堂的管理则显得尤为必要。在这一阶段中，教师要形成管理者的自我定位。相比较清晰化的课堂管理模式，其更加注重的是一种生平的关系，即未来是不断通过对学生这一群体的关心和尊重，形成师生之间的共识，从而进一步实现师生共同体的构建。简而言之，在混沌管理的模式下，教师将自己视为课堂的管理者，更利于加速师生之间的相互了解，形成共同体。

所谓“共同体”，也就是师生在长久的相处中，形成的一种心领神会的相互理解。而在形成共同体的阶段中，教师的管理者身份和学生的被管理者身份的界限都开始渐渐模糊，两者都将同时进入一个管理主体，一个系统之中。以混沌管理相关理论来解释，只有当师生之间形成一种相互吸引的关系时，管理和被管理的关系才会消失，两者之间也才能形成一个不需要监督和约束的统一的管理系统。

2.混沌管理的教学规则

在高中物理教学中利用混沌管理理论，也就时刻要求教师要做到以下几点教学规则：首先，要注重课堂教学中的细节，尤其是语言词汇的使用。在很多的教学实例中都表明，教师在课堂教学中的谩骂和侮辱，会对学生的未来发展造成很大的伤害，许多的课堂破坏者以及成绩不理想者，其基本上都或多或少地与教师的言辞、有其影响。也就是说，在混沌管理模式下的课堂教学中，教师要时刻做到以身作则，规范自己的言行举止，也要有耐心的对学生的物理学习进行教导；其次，要加强师生之间的关爱。与传统的教学手段对比，关爱教学法在意义上也就显得比较混沌，知识的传输是一种理性的过程，而情感的教学则会显得较为感性。但是，这种关爱的教学方式对师生之间的深度交流沟通以及课堂的有效教学却有着十分重要的影响，有利于营造和谐生动的课堂教学氛围，也有助于高中物理课堂教学的可持续发展；最后，形成混沌课堂的简单规则。高中物理课程的混沌教学是一个较为复杂的系统，教师和每一个学生都会对课堂教学的效果产生直接性的影响。因此，只有做到课堂中每一个个体的相互尊重，就可以加强混沌教学的课堂管理功用。除此之外，还需要值得注意的是，这种简单规则的制定者与教师的课堂教学的权威性并无任何关联，它仅仅只是作为师生之间、生生之间相互监督，共同促进的依据。即使当学生在课堂中犯了错，教师对学生的警戒和惩罚也应当置于和谐的氛围中。

参考文献

[1]刘徽.混沌课堂管理[D].华东师范大学.2004

[2]马文焰.高中物理教学课堂混沌管理[J].广西轻工业.2010(05)

【作者简介】

第5篇

关键词： 物流系统； 需求分析； 关联维法； 极限学习机； 预测结果

中图分类号： TN911?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）07?0151?04

Logistics demand prediction model based on chaos theory and extreme learning machine

XU Qin

（School of Logistics and Trade， Wuhan Business University， Wuhan 430056， China）

Abstract： In order to improve the prediction accuracy of the logistics demand， and provide the scientific support for the logistics park planning， a logistics demand prediction model based on chaos theory and extreme learning machine is proposed. Since the logistics demand affected by the external factors synthetically， and has the chaos variation characteristics， its chaos change law is analyzed with the mutual information method and G?P method. The logistics demand data is processed according to the chaos variation characteristics， and regressed and predicted with the extreme learning machine. The performance of the logistics demand prediction model is analyzed and compared with that of other models. The results show that the model can obtain the higher logistics demand prediction accuracy， has more stable and reliable prediction result， and the prediction result is beneficial to the logistics park planning.

Keywords： logistics system； demand analysis； correlation dimension method； extreme learning machine； prediction result

0 引 言

随着交通、信息技术的不断发展，物流系统亦得到了飞速发展，物流需求预测可为物流企业以及相关人员提供参考信息，具有重要的研究意义[1?2]。

物流需求受外界因素的影响，物流系统变化十分复杂，再加上物流需求自身因素，使得物流需求变化非常复杂，增加了物流需求的预测难度[3?4]。传统物流需求预测模型主要有线性回归方法，但物流需求具有一定波动性，线性回归方法不能描述影响因素与物流需求值之间的变化关系，难以全面揭示物流需求变化趋势[5]。为了适应现代物流系统的变化，有学者提出采用非线性系统进行建模，出现了神经网络、支持向量机、灰色理论等物流需求预测模型[6?9]，获得了较高的物流需求预测精度，为物流园区规划做出了一定的贡献[10]。然而这些模型存在自身的不足，如神经网络要求物流需求数据多，预测模型的结构复杂；支持向量机的训练时间长，物流需求建模效率低，预测模型的实时性差；灰色模型不能定量对影响因素的作用进行描述。这些不足影响了它们在物流需求预测中的应用范围[11]。由于物流需求具有一定的混沌性，而它们均忽略了该变化特性[12]。

为了改善物流需求预测的结果，为物流园区规划提供科学支撑，提出混沌理论和极限学习机[13]的物流需求预测模型。首先通过互信息法和G?P法分析其混沌变化规律，然后采用极限学习机对其进行回归与预测，最后进行测试比较，结果表明，本文模型的预测结果能够为物流园区的整体规划提供较为科学的参考指导。

1 混沌理论和极限学习机

1.1 混沌理论

通常情况下，物流系统是一个非线性系统，其数据有非线性变化的特点，且具有混沌特性，要分析其混沌特性一定要确定物流数据的嵌入维m和延迟时间τ。

1.2 嵌入维数

嵌入维数是分析物流数据混沌特性的一个特征量，随着嵌入维数不断增加，物流数据逐步收敛，本文采用G?P法确定嵌入维数，具体如下：

（1） 设嵌入维数[m=2，]对物流需求数据[{xi，i=1，2，…，N}]实现相空间重构，得到重构后的物流需求数据点为：

[Xj=（xj，xj+τ，…，xj+（m-1）τ），j=1，2，…，N-（m-1）τ] （1）

（2） 设[Xi]为参考点，估计数据点[Xj]与其之间的距离，设距离阈值为[ε，]统计距离小于[ε]的点对数。

（3） 不断改变[ε]的值，并执行步骤（2），得到关联函数的计算公式为：

[C（ε）=1n（n-1）i，j=1，i≠jnHε-Xi-Xj] （2）

式中[H（ ）]是Heaviside函数。

（4） 绘制曲线[ln（C（ε））-lnε，]并且根据LS法得到：

[D（m）=ln（C（ε））lnε] （3）

（5） 增加嵌入维数[m，]并不断重复执行步骤（1）～步骤（3），当[D（m）]不断发生变化时，此时[m]为物流需求数据的最优嵌入维数。

1.3 互信息法估计延迟时间

设[pi]表示物流需求时间序列数据[x（t）]出现的概率，[pij（τ）]表示物流需求时间序列数据[x（t）]在区域[i]和[j]的联合概率，那么延迟时间的互信息值为：

[I（τ）=-ijpij（τ）lnpij（τ）pipj] （4）

[I（τ）]出现第一个最小值时，此时的[τ]表示物流需求数据的最优[τ。]

1.4 极限学习机

设物流需求样本数据为[{（x1，y1），（x2，y2），…，（xN，yN）}，]其中，[xi=[xi1，xi2，…，xim]T]和[yi=[yi1，yi2，…，yim]T]分别表示输入向量和期望输出向量，设隐含层的节点数为[M，]那么极限学习机可以描述为：

[i=1Mβig（xj）=i=1Mβig（αi?xi+bi）=yj，j=1，2，…，N] （5）

式中：[αi=αi1，αi2，…，αimT]为输入层与隐含层节点间的连接权值；[g（ ）]表示激励函数；[βi=[βi1，βi2，…，βim]T]为隐含层和输出层节点间的连接权值；[bi]为隐含层节点的偏置值。

[N]个方程的矩阵为：

[Hβ=Y] （6）

式中：[H]为隐含层输出矩阵，其定义如下：

[H（α1，α2，…，αL，b1，b2，…，bL，x1，x2，…，xN）=g（α1?x1+b1）g（α2?x1+b2）…g（αL?x1+bL）g（α1?x2+b1）g（α2?x2+b2）…g（αL?x2+bL）????g（α1?xN+b1）g（α2?xN+b2）…g（αL?xN+bL）N×L] （7）

且有：

[β=βT1βT2?βTLL×m] （8）

[Y=yT1yT2?yTNN×m] （9）

由于物流需求具有强烈的非线性、随机性变化点，极限学习机进行如下转换，简化求解过程。

[arg min12β2+γ2ε2s.t. i=1Lβig（αi?xj+bi）-tj=εj， j=1，2，…，n] （10）

式中[γ]表示调速参数。

引入拉格朗日乘子[ω=[ω1，ω2，…，ωN]，]得到：

[L（β，ε，ω）=12β2+γ2ε2-ωHβ-T-ε] （11）

对[ω=[ω1，ω2，…，ωN]]求偏导，得到：

[β=HTH+Iγ-1HTT] （12）

极限学习机的物流需求预测模型为：

[t=i=1Lβig（αi?x+bi）] （13）

2 混沌理论和极限学习机的物流需求预测模型

（1） 针对某一个物流系统，对其物流需求历史数据进行收集，并且对一些无用数据进行处理。

（2） 物流数据的变化幅度大，会对极限学习机训练过程产生负面影响，为此对物流数据进行如下处理：

[y=y-yminymax-ymin] （14）

式中：[ymax，ymin]为物流需求历史数据的最大值和最小值。

（3） 通过互信息法和G?P法分析其混沌变化规律，确定[m]和[τ]。

（4） 采用[m]和[τ]对物流需求历史数据进行混沌处理，得到新的样本集。

（5） 采用极限学习机建立物流需求预测模型。

混沌理论和极限学习机的物流需求预测模型的建模过程如图1所示。

3 物流需求预测的实际应用

3.1 物流需求历史数据

选择某物流园区的一段时间物流需求数据作为研究对象，见图2，样本数据点共有150个，其中100个样本作为测试集，分析物流需求预测模型的预测能力和预测结果的可靠性。

3.2 混沌分析

通过互信息法和G?P法分析图2中的物流需求历史数据的混沌变化规律，[m]和[τ]的变化曲线如图3所示。从图3可知，最优[m]和[τ]分别为6和8，从而得到物流需求历史数据组成的新数据集。

3.3 物流需求预测性能

3.3.1 物流需求的单步预测性能

采用极限学习建立单步的物流需求预测模型，得到的预测结果如图4所示。从图4的预测结果变化曲线可以发现，本文模型的单步物流需求预测精度相当高，超过了95%，预测结果可靠。

通常情况下，物流需求预测需要描述未来的变化趋势，因此本文进行4步预测实验，结果如图5所示，由于预测步长的增加，物流需求预测的性能变差，预测误差显著增加，其预测精度大约为87%左右，但可以满足物流需求实际误差控制在15%以下的要求，预测结果仍然能够为物流园区的规划提供指导性建议。

3.3.2 优越性测试

本文选择文献[11]、文献[12]以及文献[13]的物流需求预测模型进行对比实验，每一次实验选择不同规模的样本数据，然后计算它们的平均精度见表1，对表1物流需求预测结果的平均精度进行对比可知，本文模型可以大幅度减少物流需求的预测误差，在一定程度上改善了物流需求的预测精度，验证了其应用于物流需求预测的优越性。

4 结 论

物流需求受到经济、政策以及消费指数的综合影响，具有复杂性、混沌性，为了提高物流园区规划的科学性，以获得更高精度的物流需求预测结果为目标，构建混沌理论和极限学习的物流需求预测模型，并通过与其他模型进行对比仿真测试，可以得到如下结论：

（1） 对比模型无法挖掘到物流需求历史数据中隐藏的混沌性，模型不能描述物流需求的实际变化特点，预测精度较低，不能满足物流园区规划的实际应用要求。

（2） 本文模型通过互信息法和G?P法确定物流需求历史数据之间的联系，分析其混沌变化特点，可以全面描述物流需求的非线性、混沌性，提高了物流需求的预测精度，并通过极限学习机对物流需求的变化趋势进行跟踪和建模，获得了可信的物流需求预测结果，可以为物流园区规划提供有价值的参考信息，具有一定的应用价值。

（3） 本文模型只考虑了物流需求的历史数据，没有具体分析每一种因素对物流需求的影响，下一步将引入因子分析法对影响因素进行分析，以建立结果更优的物流需求预测模型。

参考文献

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[11] 胡燕祝，吕宏义.基于支持向量回归机的物流需求预测模型研究[J].物流技术，2008，27（5）：66?68.

第6篇

混沌理论 学前教育 音乐教育

一、混沌理论内涵概述

混沌理论（Chaos theory）是一种兼具质性思考与量化分析的方法，用以探讨动态系统中无法用单一的数据关系，而必须用整体、连续的数据关系才能加以解释及预测之行为。该理论是1963年由美国气象学家爱德华・诺顿・劳仑次提出，用以解释决定系统可能产生的结果。混沌理论认为在混沌系统中，初始条件十分微小的变化，经过不断放大，对其未来状态会造成极其巨大的差别。

混沌理论在教育领域中的应用可谓出奇制胜，在教育行政、课程与教学、教育研究、教育测验等方面已经有些许应用的例子。因为教育的对象是人，人是随机性、不确定性的个体，而教育的过程基本上依循一定的准则，并历经长期的互动，因此，相当符合混沌理论的整体框架。也因此，依据混沌理论，教育系统容易产生无法预期的结果。此结果往往是正负参半的，但重要的是，教育的成效或教育的研究除了短期的观察之外，更应该累积长期数据，从中分析出可能的脉络出来，以增加教育效果的可预测性，并运用其扩大教育效果。

二、混沌理论与学龄前儿童

学龄前儿童指的是2～6周岁的儿童。这一年龄段的儿童具有特定的生理与心理特征，而按照混沌理论的语境来理解，可以归纳为速度惊人的生长变化、立体式发展的认知能力和处于探索状态的社交能力。每一特征都可以在混沌理论背景下进行解释。

1.生长变化速度惊人

这一点很好理解，也比较容易达成共识，因为儿童在这一时期的生长变化就是飞速的，有目共睹的。这一时期的儿童将快速形成语言能力、自我意识、模仿能力和环境观念，而仅仅用三、四年的时间来完成。这也是人一生中变化最快的阶段。而之所以变化神速，就在于这一阶段的儿童是自由的混沌状态，并没有接受严格意义上的社会化（学校教育）。自由混沌状态中弥漫着各种有利的初始条件，儿童在这种状态中既没有约束，也没有既定的规范，因而对他们稍加导引和示范，便能够事半功倍，任何教育行为都会在这个生长神速的阶段被最大化。

2.认知能力呈立体式发展

认知能力是一个人成长的基础，既对外界事物的认识、识别、区分和理解等一系列逻辑活动。2～6周岁儿童的认知能力是出于立体式发展状态的，即是一种多线程、多角度和几何式的。这一阶段的儿童对于外界的认识不再像0～2岁的幼儿那样将一切都划分为“可以摸的和不可以摸的”、“可以吃的与不可以吃的”两大类，而是有更为复杂的认知识别标准。立体式认知能力的塑造和形成，从而将儿童的复杂性和不确定性构建成型。在这种框架下，外界的教育行为对儿童的作用往往会通过这种立体认知框架而实现成倍的教育绩效。

3.社交能力处于探索状态

虽然尚未受到学校教育的社会化，但是学前儿童并不缺少伙伴，因而他们的社交能力在这一阶段是有内容的，当然是处于探索状态。这种社交往往伴随着儿童与父母、兄弟姐妹、邻家小朋友之间的关系互动而逐步丰满完善。学前儿童的社交圈是扁平的，社交动机也是单纯的，但是这并不能证明儿童的社交能力的强弱。探索状态下的儿童对社交的主动性是很强的，因而对于外界的教育引导行为格外注意并对此印象深刻，存在强烈的接受欲。

学龄前儿童基本上可以看过是一个“万象更新”的主体，内含无数种可能性与发展方向的不确定体，是一个标准的初始条件容器，因而对于这一群体，对其进行正确有效的教育引导，往往是对这种初始条件的一种良性的、积极的影响，从而使得最终的成绩不可限量。

三、混沌理论在学前音乐教育中的作用

1.混沌理论为学前音乐教育提供了混沌思维

抛开混沌理论那些不易理解的计量和数学成分，单就理论的几个基本主题词而言，初始条件，多线程，不确定性，就为当前学前音乐教育提供了一个最基础的指导性思维。当然，这是针对当代学前音乐教育的主要问题。首先是教育目标的盲目性。当前早教界存在着“早”、“标”、“严”的教育倾向，将教育本身作为强加于孩子身上的责任压力，而并非是对孩子本能的一种迎合，从而强调教育要趁早，尽早将孩子培养成神童，并佐以严格细化的标准。当前，将从小重视对孩子进行音乐教育与培养已成为社会普遍的共识，但是这种共识在急功近利倾向的误导下，形成了工具理性、实用主义和技术至上思维对学前音乐教育的联合执掌，造成了这一教育愈发偏离其初衷，从而形成了家长严重缺乏理性的攀比式教育投资，将音乐教育堆砌成为孩子的噩梦。而混沌理论首先可以给家长一个混沌的思维形态，继而确立一个混沌的教学目标，（这个混沌不是混乱，而是模糊，也就是充满无限可能性和多方向性）让家长真正站在孩子的角度看待音乐教育，并将教育目标还原为一个比较圆融、模糊而纯真自然的目的，即开发智力，陶冶情操，而并非成名成家，考级加分。因材施教，寓教于乐，是教育的基础性共识，违背这一规律就等于将教育异化。混沌思维恰恰将这种强加于教育本身的工具理性、实用主义和科技至上思维统统打散并还原，将音乐教育最本真的功能和意义在各种被击碎的科学指标中浮现出来。

其实混沌思维对于音乐艺术本身来说，就具有很明确的内在统一性的。音乐是艺术形式，并非技术，因而其创作并不依靠严密准确的逻辑思维，而是靠浑然天成、充满个性的混沌思维来实现。而尤其是对于2～6岁的学龄前儿童来说，音乐教育更多的倾向于让他们倾听、感受旋律和节奏，从而培养孩子的乐感和审美情趣，从而对他们的修养进行全身心的洗涤和熏陶。这是学前音乐教育的真谛所在，而当前的情况，学会多少种乐器，考多少级，参加多少比赛，拿到多少奖项，将来能够成为什么样的音乐家，这些思路都与音乐教育的初衷背道而驰。而混沌思维可以让家长和社会冷静下来，重新思考音乐教育对于学龄前儿童的真正意义和真正的实施方法。

2.恢复学前儿童的音乐兴趣

音乐不能完全依靠学，而更多的是感知和欣赏。心理学认为：“感知是对事物个别属性的反映，知觉是对事物完整形象的反映。”音乐的个别属性包括：音高、节奏、力度、速度、音色等，而音乐时这些基本要素的结合体，对这些基本要素的整体感觉，就是对音乐的知觉，将音乐的感觉与知觉结合起来，就称为音乐的感知觉。人对音乐的感知觉主要是通过听觉通道进行的，所以，教师在音乐教学活动中可以通过对多种艺术形式的欣赏，来帮助幼儿对音乐作品的特点进行理解。这就说明，音乐虽然可以依靠学习来掌握其基本知识和表演、创作技法，但是对于2～6岁的儿童来说，技法与知识掌握绝不是主要的，而是通过音乐本身的乐音、音律和节奏等属性对儿童进行气质上、个性上、审美上的影响、暗示和塑造，使之成为气质典雅、个性卓然而健康、审美情趣突出的自然人。而在这个过程中，兴趣是第一位的。当前音乐早教的诸多瓶颈与误区，一个最基本的根源是对孩子兴趣的忽略和抹杀。音乐本来是美的艺术，在众多艺术门类当中是最具可接受性和审美情趣互动的，因而，对于儿童来说，兴趣并不应该成为问题。因而，对于儿童音乐教育的兴趣的抹杀，显得尤为痛心，反映了家庭教育思路与早期教育模式误导和偏离的程度之深。当然，这是基于学前音乐教育的扭曲的教育目标设定及其对整个施教过程的影响。混沌思维在还原音乐教育的本质属性的基础上，将全面恢复兴趣引导的教育主线。以混沌思维的角度来说，儿童是音乐教育的实施对象，又是接受音乐培养的主体，对他任何层次的指标构建的依赖，都在一定程度上需要对这个主体的自主性和自愿性进行一定程度的压制，这样才能够将个体差异和能动性固定化、静态化和常态化，从而施加各种音乐教育指标，诸如曲目数量、常识体系、器乐技巧学习等，只有在将儿童的兴趣压制为零或者一个静态常量，这些指标才可以顺利的实现，而且这些指标的实现也被理所当然的被认为是教育成果的一种体现和评价标准。而混沌思维就是要将儿童的兴趣作为一个不可侵犯的变量，从而剥离那些指标体系对于儿童接受音乐教育的外在的约束和干涉，将儿童对音乐的爱好和自发的接受心理还原并重新确立为教育核心位置。因为兴趣是儿童接受音乐教育的最直接也是最容易激发的动力，有兴趣的儿童也是音乐教育的最活跃的因素，因而，兴趣引导历来是对儿童接受音乐教育乃至所有教育形式的最有效也是最动态的信号刺激。混沌思维可以将实施教育的主体，家庭教育、幼儿园、家长的思路彻底从标准化、按图索骥式的教育模式中挣脱出来，让儿童在接受音乐教育中“起死回生”，以跃动、活力的心态和思维方式对待本就该是形象生动、充满想象的学前音乐教育。

3.混沌理论将学前音乐教育的重要性提高到更高层次

初始条件是混沌理论的核心，即在一个系统内部，对初始条件的极微小的影响都能够形成对系统的宏大的变革，因而，对于系统处于初始条件的状态下，必须要谨慎把握，将可能造成的影响严格区分，趋利避害。“蝴蝶效应”和“钉子理论”非常形象的阐明了对初始条件的敏感的依赖性。2～6周岁是一个人一生中最重要的初始条件聚合的状态，成长的线索集中之地，因而对于这一阶段的教育，必须要谨慎而精细，考虑到各种影响因素，而不是简单、直接、单线程的教育思路。这个年龄段的儿童，任何一点细微的影响因素都会伴随着成长的飞速与剧变而无限放大，形成一系列的连锁反应。以音乐教育为例。早教专家说过，古典主义音乐是美的艺术，是对自然、宇宙、生命美的赞叹，是人类心灵深处智慧和人格的流露，蕴含着人性的柔美和天地的壮阔，喜欢古典音乐就是崇尚智慧的卓越和人格的高尚；同时也是情感的艺术，具有的优美的旋律、丰富的情感和缓急有序的节奏，能与儿童内心的情感产生共鸣，并随着音乐的节奏舞之、蹈之，因此而身心愉悦、舒展、健康，能够启迪和拓展儿童时间和空间的观念，从而培养儿童非凡的想象力和创造力。这就是在说，学前音乐教育在选择音乐艺术类型方面，必须要严格分析音乐本身从乐音属性、节奏快慢、器乐配合、风格等方面的选择，都会对儿童形成强烈的影响差异，而古典主义音乐本身在各个影响因素指标上的一致性和统一性，决定了它作为学前儿童接受音乐教育的首选和必选，这就体现了对于初始条件的敏感而精细的遵循和迎合。任何一点微小的风格上的欠妥，甚至是古典主义音乐内部出现的不和谐风格，诸如节奏太快或太慢，音高和音强都偏大，都会影响儿童的审美能力和水平。

混沌理论为学前音乐教育的重要性提供了一个专门而集中的关注视野，从科学的意义上奠定了这一教育模式的重要性。中国人所谓的“差之毫厘，谬以千里”，“一招不慎，满盘皆输”，就是这个道理。对学前儿童施以任何形式的教育，都会因其细微的变化而变成巨大的成长效应，使他们在成人后发展迥异。

4.混沌理论为学前音乐教育提供了一个开放的体系

所谓开放体系，即强调教育是一种贯穿人生的行为，因而说“学前”实则并不妥帖，当然这里指的就是学校之前的家庭和社会教育。混沌理论认为，对某一个主体系统，不能依靠单一的数据来考察其变化，必须以整体的、连续的数据体系，因此必须实施追踪调查。这就为学前教育这一“区间”教育留下了一个开放的突破口。因为2～6岁只是成长的一个阶段，这一阶段也并不会完成所有成长任务，解决全部成长问题。因此，学前音乐教育模式需要将视野放大到儿童的一生，至少是到成年阶段，有关成长的大部分指标都可以凸现出来，体现一个人是否健康、全面和成功。比如，2～6岁接受过钢琴教育的孩子，其智商指数、创造力都要比其他孩子高，成年之后的成功几率很大。但是得出这个结论，却远远不是一套数据、单一线索系统能够完成的，必须要构建一个整体的系统。因此，最合理的调查方法是，选定100名发育健康的3岁儿童，男女各50名，其中一半男童和一半女童接受统一的钢琴教育，每一个儿童学习的进度差异忽略不计，学到13岁为止。之后对这100名少年进行跟踪调查，到23岁为止，以前后两个十年为纵轴，以学钢琴男童、学钢琴女童、未学男童、未学女童为横轴，进行对比量化分析，其中加入智力、创造力、人格、心理等指标的衡量和考量，从而提高调查结果的合理性和说服力。因为儿童成长为青少年这一漫长过程中，影响成长的因素浩如烟海且错综复杂，因此，必须用混沌思维的方法来讲考察对象在时间断线上展开，从而将调查项目模糊化，达到科学的目的。

总之，混沌理论在学前音乐教育上的应用，并非技术上的、可操作的，而是一种意蕴型、指导性的。而这一理论主要影响的就是施教的主体，即教师、家长和教育机构，以及全社会。更深层面上，混沌理论是对当前工具理性异化的教育误区的一种拯救。

参考文献：

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第7篇

关键词:复杂性;自组织;战略管理系统

在实现战略的过程中由于不确定性而带来持续的近期焦虑,战略的实施效果也不尽人意。战略管理如何应对复杂性环境,增强自适应性的问题,已成为企业为保持可持续性发展而亟待解决的重要课题。

一、复杂环境对经典战略管理理论的挑战

(一)复杂战略环境的挑战

进入20世纪90年代以后,企业成长环境全球化、数字化和资本高度流动性的特点,决定了企业面临着越来越高的不确定性。由于信息网络化、电子商务、经济全球化的进一步发展,企业战略竞争环境发生了巨大的变化。新的竞争者、新的竞争规则、行业结构的新变化、新规制环境、不断增加的客户期望、新雇员和新价值观、新技术等等的不断涌现,展现了新的竞争景象:混沌无序。企业内部环境、外部环境及内外部环境间交互作用都日趋复杂。由于持续、频繁、复杂的环境变化,企业无法对产业结构、企业行为的未来作出规划或预测。经典战略管理理论的前提假设已不复存在,在复杂环境下经典战略管理的未来发展已成为一个新的挑战。

(二)战略管理本身复杂性的挑战

除了战略环境的复杂性日益升级之外,战略管理作为现代管理中的最高层次及其首要任务,其本身具有很大的复杂性。在战略管理形成、实施及评价控制等过程中,战略主体、客体及主客体间相互作用的复杂性、动态性、突变性和随机性,都对在复杂环境下如何实施战略管理、保持企业持续竞争优势造成了很大的挑战。战略管理其本身的复杂性主要表现在以下几个方面:首先,源于经营决策者主观的不确定性;其次,战略管理具有层次性与协同性;再次,战略管理具有动态性与开放性。在实现预定战略目标的过程中,企业各层次战略都处于不同程度的动态发展变化之中,通过不断学习对其各个层次的战略进行持续调整和完善,以满足企业发展需要。同时,由于企业本身是处在一个开放的自然、社会和经济系统中,战略管理活动自始至终都与外部环境密切联系,并与环境相互作用。

二、一种新的理论分析工具――复杂性科学

复杂性科学主要研究非线性反馈网络,特别是复杂自适应系统。复杂自适应系统由许多成分和行为主体组成,他们按照既定规则相互作用,反应彼此行动,改进自我行为,进而改善整个系统的行为。

科学家们对复杂自适应系统的主要发现是:系统只有运行在可以被称作新奇空间的状态中才具有创新能力。新空间是一种处在混沌边界的相变状态,是一个同时既稳定又不稳定的矛盾状态,受竞争和合作、放大和抑制、接受创新张力和拒绝创新张力这些互相矛盾的力量所驱使。这种系统发展的方式是辨证的,其结果本质上是不可预测的。这个共同进化的过程即是隐性模式破坏显性模式以产生突现结果的自组织创新破坏和重构过程。

组织是复杂的自适应系统,当他们在占有混沌和系统瓦解边缘的创新空间时,本身也是属于创造性的。这是一种状态,人们在组织的影子系统中用观念和行为运作,最后从改变合法系统的意义上说确定了组织的影子系统之间的拉力,从而改变他们自己。这是组织学习或强大管理的本质。这种现实时间的学习或自我反映,是一个自组织过程,产生激进的不可预测的新结果。

在复杂性科学中代表性的理论是耗散结构理论。它是指处在远离平衡态的开放系统,通过不断与外界交换物质、能量和信息,在外界条件变化达到一定的阈值时,可从原有的混沌无序的混乱状态,转变为在时间、空间或功能上的有序状态,这种在远离平衡的情况下形成的新的有序结构(自组织),被称之为耗散结构。耗散结构理论认为系统形成有序结构需要四个基本条件:

(一)系统必须是开放的

这是系统向有序方向发展的必要条件。

(二)远离平衡态

平衡状态是孤立系统经过无限长时间后稳定存在的一种最均匀无序的状态。只有开放系统远离平衡态,才有可能形成有序结构。

(三)非线性相互作用

子系统之间存在的非线性相互作用,是系统形成时涌现出新性质的原因。这是维持系统,特别是复杂适应性系统的目的性与整体性特征的重要条件。

(四)涨落现象

涨落既是对处在平衡态系统的破坏,又是维持系统在稳定平衡态的动力。涨落是使系统由原来均匀定态解到耗散结构演化的最初驱动力。

三、复杂性科学理论对形成战略管理系统自组织的启示

复杂性科学理论把组织看成一个复杂自适应系统,该系统本身具有自组织的特性。拉尔夫・D・斯泰西(Stacey,1993)论证了组织系统与混沌战略之间的关系,指出正是组织管理中的特殊管理,即隐性系统追求的双环学习的自组织过程,决定着组织运行具有创新性的方向。美国华盛顿州立大学管理学教授戴维・利维(Levy,1994)进一步指出,混沌战略是要把组织看成一个动态的复杂系统,这样,长期的战略计划、规划成为了不可能,因而管理者需要用组织愿景和政策来影响组织的自组织方式,从而使组织结构得到优化,使组织结构成为有活力的系统。对混沌系统而言,长期预测几乎是不现实的,重大变化的发生是不可预期的。因此,灵活性和适应性是对组织生存和发展的基本要求。

综上所述,为了适应环境的变化和保持企业竞争优势,在复杂性环境下需要构建企业生存和发展需要的混沌战略,提高企业战略管理系统的适应性和自组织能力,增强企业战略管理能力。因此,可以根据复杂性科学理论及耗散结构(自组织)形成的四大条件,采取以下针对性战略举措,以提升企业战略管理系统的自组织能力,促进混沌战略的形成。

(一)形成开放的企业文化

战略管理系统的复杂性,决定了各层次战略之间、同层次战略之间及战略管理系统与外界环境之间一直存在着相互作用、相互影响的关系。为了提高企业战略管理系统的适应性和自组织能力,推动企业自组织的形成,企业应该形成开放的企业文化。

开放的企业文化有助于企业超越传统的产业边界、市场边界和技术边界等落后的传统战略假设,把企业放在一个与外部环境构成的生态共同体中进行战略分析与决策,选择战略管理行为。

开放的企业文化同时能够促进战略管理系统自主发生与外界环境进行资金、人才、信息、物质供给和社会需求等方面的交换和交流,在创造和学习中持续改进战略行动和方案,打破孤立带来的稳定静态,使战略管理系统远离平衡状态,呈现充满生机和活力的有序结构,从而不断增强战略管理系统感应外界环境的能力,提高战略管理系统的自组织能力。

(二)建立完备的通信系统

开放性系统带来的信息可以消除系统的混乱度、不定度,可以减少系统的自然递增,从而使系统序化。然而,拥有信息的组织并不必然导致序化,因为一个系统序化的程度是由信息被组织的程度决定的,任何程度和种类的无序都与信息传输障碍有关。

在战略管理系统中,建设完备通信系统应努力做到:充分重视每个成员对外部环境各种信息的感知作用,弥补领导者在这方面的不足,使战略管理系统获得自适应的机能;建立相互配合完成组织目标和特定功能的机构;遵循自由无碍的信息处理规则;具备信息传递和处理的足够动力;拥有信息传输的必要手段。只有满足上述条件的通信系统,才是完备的,才能保证战略管理系统的有序化。

建立了完备的通信系统,战略管理系统就可以及时感知外部环境的变化,通过通信系统内部自由无碍的信息传输、信息处理,各组成要素按照信息反馈得到了信息优化,积极调适自身以适应外在变化,从而达到增强适应机能、保持企业稳定发展的目的。完备通信系统是战略管理系统形成自组织的根本制度保障。

(三)构建持续学习和创新机制

复杂性科学理论指出,非线性相互作用是系统形成有序结构的内部原因,而涨落是系统演化到有序结构的最初驱动力。系统的非线性机制使系统具有了整体,使微小的涨落不断放大成为巨涨落,使系统发生状态的改变。所以,非线性机制是涨落发挥作用的前提,是系统状态发生改变的初始条件。系统的发展是通过涨落达到有序,只有那种被放大了的涨落,才可能对系统向有序化的转变发生作用,并成为系统走向自组织的初始点和核心。

战略管理系统内部成员众多,它们之间的互相支撑、交互作用,具有明显的非线性特性。内外部环境的复杂变化,为战略管理系统带来了某种偏差或干扰(涨落),在一定程度上破坏了系统的稳定性。战略管理系统既可以利用良性涨落带来的契机,发挥内部成员的非线性作用,创造有利于企业效益提高的巨大的“蝴蝶效应”;战略管理系统也可以制造涨落来破坏平衡态,促进战略管理系统自组织的形成。同时,应建立危机预警机制来避免对企业不利的涨落。

四、结束语

企业建立持续学习和创新机制势在必行。建立持续学习和创新机制,一是为了培养成员不断吸收新知识、消化新技能及识别良性偏差的能力,同时,学习过程中成员的非线性作用也可放大学习效果,促使成员知识和能力的进一步提升;二是为了培养成员在掌握基本知识和技能的基础上,充分发挥成员间的非线性作用,创造出企业新的产品和服务、新的商务模式、新的管理理念、新的生产技术,等等,放大企业战略管理过程中导向有序的偏差,促进企业效益提高、管理水平提升,最终形成企业战略管理系统的自组织。

参考文献:

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[13]Barney,J,1995.Looking inside for Competitive Executive,Vo1.9.

第8篇

1混沌理论在环境科学与工程中的应用

环境系统中具有存在很多的复杂但是又不确定的子系统，可以说，这一系统中的变量关系是非常复杂的，各变量间呈互相祸合存在，具有很强的不确定性。相关环境科学研究人员一直试图对系统发生的变化进行详细地描述，对系统当中存在的潜在信息作一挖掘。环境系统当中存在的不确定因素一直以来都是环境科学中比较重视的问题，但是以往的思维模式就算不属于概率逻辑，就会是确定论，并没有对系统的动力学变化进行仔细说明。就水环境当中存在的很多不确定的非线性关系，需要人们在非线性领域中正确对待混沌问题，通過对混沌理论的御用实现对环境系统的再次研究，会在一定程度上拓展人们的视野与思维，对其以前的认识进行改革，例如，城市生活用水系统中的应用。通过对混沌理论的应用，选择相空间的重构法，能够将貌似具有随机性地混乱用水系统转化成有序的结构系统。当然，混沌理论也可以在环境科学中的其它方面进行应用，例如，对河流水质的预测和城市的规划以及生态种群的复杂性研究等方面。

环境系统当中的复杂现象非常多，且都是伴随混沌现象的出现而出现，可以看出，混沌理论应用在环境科学当中能够发挥巨大的潜能，具有广阔的前景。

2分形理论在环境科学与工程中的应用

对分形理论的研究属于欧式几何中忽视的一个无定形的内容。研究人员曼德勃罗对分形几何进行了开创，并科学地对该类复杂性的全新概念以及方法做了详细地阐述，即局部与整体之间存在某种方式上比较相似的形体。然而分形不只是自然分形，还涉及时间分形和社会分形以及思维分形。就分形理论而言，其主要从非线性的复杂系统中进行着手，不曾简化与抽象地区研究，让人们可以对思维方法从线性转化到非线性，对貌似混乱和无规则与随机现象的发展规律做了定论。分形理论是新概念与新方法，其在处理环境科学时的复杂现象进行了应用。

对水的大多数处理都是除掉水中存在的悬浮的固体颗粒，因此，研究絮体结构本身的意义是非常重要的。但是在分形几何前，并不能轻而易举地对絮体复杂的形状进行描述，然而分形几何能够在一定程度上探求不规则的几何体。也就是说，分形能够促进混凝工艺的改进，并且可以对混凝机理进行新的研究。就水质状态来说，尽管其化学成分的复杂性比较强，但是所有污染因子在变化时都和水质存在一定的关系，分形理论能够对其作用进行有效发挥。

3复杂适应性理论在环境科学和工程中的应用

所谓复杂适应系统，其主要是指主体间具有相互作用，能够让新的行为模式得以涌现。在所有的层次上都会出现新的模式，层次比较低的复杂性适应系统可以利用相互作用出现高层次现象，其从低层次的现象中组合而成。复杂适应的系统理论能够对复杂系统本身的层次结构与功能进行描述，加之，复杂适应的系统理论已经在算法与模型上获得了一定的成功，例如遗传算法，其具有非常强的普适性与可操作性，在环境科学中的发展也比较好，让人们更加感兴趣的是动态系统本身的自适应与进化。例如，在对工业废水中的生物进行处理时，为了对处理效果不断提高，一般要求细菌的自适应能力更加高，进而可以有计划性地对细菌发生的条件进行控制。除此之外，在大尺度的范围中，对生态系统当中的动植物的全球性问题进行研究，这是环境科学人员比较关注的问题。

然而，现阶段复杂适应的系统理论还存在一系列问题，主要包括以下几点。一是，这一理论中的大多数内容具有描述性，并不能将其称为整体化的理论体系；二是，复杂适应的系统理论当前还是在研究中的理论，要从具体的和复杂的系统中进行分析得出；三是，复杂适应的系统数学机理并不清楚，对适应性怎样造成稳定复杂性机制的原因还在研究中。总而言之，通过对复杂适应系统理论的利用，能够对环境科学领域中的一些问题，但是还是存在很大的困难，不能否认的是，其一直在朝着积极的方向发展。

4结束语

综上所述，现阶段复杂性的科学理论还处于进一步的研究中，一些新理论层出不穷。已经形成的复杂性的科学理论给予了传统环境科学和工程新的启示，具有十分重要的实际作用。反之，环境系统的问题已经成为复杂系统理论在研究过程中比较大的动力与挑战。人们可以预言，复杂性的科学理论在环境科学中的运用，不但可以实现在基础理论上的突破，还能够为环境科学的发展迎来更好地居于，会给予人类发展一个非常好的未来。

参考文献：

[1]陈侃.城市化进程与水环境质量关系及突发水污染事件规律的研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2013.

作者简介：

陈企楠（1992-），男，湖北武汉人，长江大学资源与环境学院硕士研究生，研究方向：油气地球化学。

第9篇

关键词：非线性动力学；混沌经济；非对称

一、引言

非线性数学模型在自然界以及人类社会的种种现象中是普遍存在的，现实中便于分析的线性理论，实际上是在某一特定阶段或特定条件下的一种近似，是人为地忽略掉一些量的复杂作用所造成的非线性因素的一种线性化处理。非线性科学在自然界所取得巨大成果也对经济学领域产生了不可忽视的影响，以往的线性分析已经不能满足经济学科学严格的分析了。近代数学的模糊学、混沌学等非线性动力学已经被使用在经济学的研究领域。

二、非线性动力经济学

（1）非线性动力学。在动力学系统中，最吸引人的是其最终的状态，换句话说，即系统的行为最终是以什么地方作为归宿。另一个人们关心的问题是动力系统的稳定性，这也直接关系到系统状态的最终归宿。各种干扰作用总是会不可避免的影响着系统的演变过程，尽管这些干扰因素是非常微弱的，比如初始条件或系统参数的微弱变化以及外部干扰，但都会影响到系统的运动状态，时期逐渐偏离既定的运行轨道。这些干扰作用是够会对系统造成长期的影响，是人们在实际问题别关心的。运动是够能在扰动的作用下保持稳定，标志着系统抵抗外部干扰的能力大小。当系统的拓扑结构由于参数的变化而出现分岔，甚至出现第二次、第三次的级联分岔现象时，就会导致混沌的出现。

（2）非线性经济动力学。20世纪60～70年代，自然科学领域的非线性动态现象研究取得了很大进展，奠定了非动力学的理论和方法基础，正确的分析和解释了非线性动态现象。之后Benhabib和Day便将这一理论应用到经济动态的分析中来。这也是试图破除经济均衡范式的一次大胆尝试，使得一些经济学家开始研究经济领域的非线性和非稳态问题。

由于线性动态方程自身的局限性，很难描绘出有意义的非线性动态现象，因此，非线性动态方程对于非线性动力学来说就是必不可少的了。非线性经济动态方程很好地描述了经济系统演化的非线性动态现象，这也是非线性经济动态分析卓越于均衡动态分析的地方。

三、混沌经济特征

在研究对象和研究方法上，混沌经济和线性经济系统的相同点在于，都是先提出假设，然后利用数学工具进行规范的推演和实证检验来揭示隐藏在经济现象种的客观规律。但不同的是，混沌经济已经认识到经济系统有着非线性、非均衡、时间不可逆等特点。

（1）混沌经济中假设状态空间的关系是非线性的，认为经济系统具有非常复杂的非线性特征。这种特征表现为：供给需求不对称，经济周期波动不对称，信息、货币不对称，经济变量迭代出现时间滞后等。

（2）混沌经济中经济系统所包含的每一个个体都不是孤立存在的，而是和其他个体、组织相互作用的。这是一种集体主义的方法论。这种方法论认为，对个体行为的详细认识不会使我们清楚了解整体的演化状态；经济波动与经济系统非随机震荡、非均衡的内生机制相关。

（3）混沌经济的时间具有不可逆性。经济系统的演化过程具有积累效应，系统的动态随着时间的推移总会呈现出绝不会有重复的性态。因此，“蝴蝶效应”是混沌经济的一个核心效果，即尽管初始条件只有微小的差异，但经过混沌经济系统的迅速放大，将会在长期演变中导致经济运动轨道的不可预测性。

四、混沌理论在经济学中的应用

与线性经济学理论相比，混沌理论在以下几个方面拓展了经济学研究的对象：第一，线性经济学将经济系统的变动看作是由外生随机变量造成的，因此很难解释复杂的经济现象。而混沌理论的引入，则认为这种随机现象的出现，是有经济系统的内生因素引起的；并依靠混沌理论，成功的模拟了这些随机现象。第二，混沌理论认为，经济系统的变动是无规则和非周期性的，但这些非线性的现象却可以通过动态模型来描述。第三，对混沌系统的经济变化进行长期预测是不可能的，但依据吸引子的运动趋势可以对其进行短期预测。

五、非线性经济动力学的应用前景

国外的非线性经济动力学已经应用到经济周期、货币、财政、股市、储蓄等几乎整个经济领域。中国学者在将这一学说引入国内后，也迅速影响了国内学者并衍生出很多的研究成果。自1987年陈平将混沌经济学研究引入中国后，1992年杨培才等人运用奇怪吸引子计算出了汇价变动的规律性及短期的可预测性。1993年，王军等人“标准普尔500指数（S&P 500）的混沌吸引子”，指出了一个维数为2.3的混沌吸引子，并论述了资本市场运动所受这个吸引子的影响等等。目前国内学者在前人的指导下，越来越热衷于从事混沌经济的研究工作。如庄新田在非线性经济学的方法指导下，讨论如何实现市场的均衡状态和流动性，并分析了股票市场的流动性及交易群体数量变动问题。王春峰、康莉等运用非线性经济学和向量自回归（VAR）方法，对我国通货紧缩现象的形成原因及未来趋势进行了实证分析。

今后应该在两个方面加强对混沌经济学的研究应用：要扩大非线性经济学的应用范围并提高应用的有效性；深入研究如何建立经济系统的动力模型，从而提高对经济系统的控制和预测力度。混沌经济学的发展将会对经济学做出不可估量的贡献，并将会在未来引起深刻的数理经济学以及计量经济学的变革，从而能够更深入的揭示经济系统的运行规律。

六、结语

非线性动态关系广泛存在于经济系统内部，并且会引发非常复杂的经济演化过程：由线性的均衡态演化为多周期轨道态，甚至会导致混沌状态的出现。由于经济系统对初始条件非常敏感，初值很小的差异在经过系统的非线性反馈过程的放大之后，将会导致经济长期演化过程的不可预测性。尽管非线性经济动力系统十分复杂，但只要通过建立合理的数学模型，认真分析其内部参量的相互作用，正确解释经济演化过程的规律，就能通过科学主动地调控参数，引导经济运动形态向着有利于我们的方向发展。

参考文献：

[1] 冯端，冯少彤.朔源探幽 熵的世界[M].北京：科学出版社，2005.

第10篇

他曾经是后现代主义建筑理论不遗余力的鼓吹者，现在则正致力于建立一门“新”建筑学：宇源建筑学。一宇源建筑的概念关于宇源建筑，詹克斯写道：“如果说建筑必须源于自然和文化，它还应该拥有一个更大的源泉，即作为整体的宇宙。”并且，“在传统文化中，建筑总是具有某种宇宙的向度”。詹克斯所谓传统建筑的宇宙向度大概是指普遍见于东西方传统建筑文化中对宇宙的象征性指涉。他认为当代建筑也应当具有这方面的内涵，建筑的诉求对象应该转向宇宙发生论，其价值核心是进化与跃迁。詹克斯不是高技派，所以即便在这个大量借用现代科学概念的新理论中，他也不喜欢给予技术特殊地位。宇源建筑概念的提出表明，詹克斯开始关注现代科学发展对建筑学科的巨大影响，但并不等于他将放弃长期以来一直坚持的后现代主义建筑美学。他最关心的仍然是形式和形式的象征性意义，这一点决定了他在著作中选择实例的标准：所有被用来说明宇源建筑的作品都具有非常复杂的形式。詹克斯这样概括这些作品的特征：“通过波动的、流动的或结晶体的形式以及计算的模糊性表现了发生过程，其参照对象非常广泛。更符合宇宙发生论特征的建筑的下一个挑战是如何创造真正能够运动的局部，使居住者或参观者与建筑建立共生关系，积极反映宇宙发生的过程。”

显然，詹克斯寻求的只是一个建筑尺度的宇宙模型，这种模型与塑料制作的Sl5链式模型并无不同。它们并不是真正的宇宙，而只是针对外行的简易图像或简化图式。现代建筑运动的主要成果之一是对居于建筑之上的特权范畴的颠覆，只有“人”被赋予建筑本源的特殊性，其结果是形式的简单化和建筑价值判断的历史性转向。詹克斯的做法刚好相反，他要求建筑重新对所有这一切表示敬意，在他的后现代主义理论阶段，这些范畴包括流行文化、历史样式、装饰和象征，现在则加进了生态、水滴、地形乃至宇宙———一切看上去很复杂和事实上很复杂的东西。二复杂、复杂，还是复杂密斯的“少就是多”同柯布西耶的“房屋就是住人的机器”一样是引发争论最多的现代建筑经典“教义”。最著名的抗辩是文丘里的“少就是烦”（m2((83(89"-2R）。詹克斯则将双重代码和复杂性置于建筑价值的核心，其早期的后现代建筑语言虽然表述复杂，但说白了，其实也只是要求建筑具备复杂的形式和容易理解的意义。在查尔斯•詹克斯的早期研究中，双重代码概念始终占据着核心位置，从]\世纪a\年代以后，复杂性概念转而被突出强调。

但不难看出，詹克斯最为关注的始终是建筑的形式，他所强调的意义与诺伯格•舒尔茨所强调的意义不同，更加注重从流行文化的角度来解释建筑。詹克斯曾经非常激烈地模仿尼采的口吻宣布：现代建筑已死。但这个预言却落空了，现代建筑虽历经艰难却顽强地生存下来，不仅牢牢占据着建筑创作受关注的极少主义等最新形态。反倒是詹克斯亲手“接生”的后现代主义在不过!"余年的大红大紫之后，骤然没落，而今已无法在建筑界主流话语中觅其踪迹。当然，詹克斯不可能甘心为后现代主义陪葬，为此，他就必须接受现实，接受科学技术影响建筑发展的合法性。科学技术作为建筑创作的基本推动力是现代建筑运动的核心观念之一，但詹克斯显然不愿意承认现代建筑对这些观念的占有。他认为，现代主义的建筑学是关于过程的。它关心的是建筑的形状———功能、技术、构造、光、空间以及使用建筑的手段，而不是其他任何东西。在!#$%年出版的&’(*(+,-.(/01中，詹克斯将现代主义的气质归结为“创造2破坏”的精神分裂症，称它是现代城市和建筑异化的罪魁祸首345。所以，当他不得不接受科学技术影响的合法性时，他宁可选择能与更复杂、但更容易看懂的形式联系在一起的科学概念。现代复杂科学似乎符合这一要求，因为它们很复杂，而用于描述复杂科学理论的图像却神奇而漂亮，很容易吸引公众的目光。史蒂芬•霍金的《时间简史》所引起的轰动效应应该是促使詹克斯理论转向的重要因素。以前，他大概从未想过复杂科学理论的简化版本能如此吸引公众。复杂科学所描述的世界观使詹克斯欢欣鼓舞，他认为：“我们获得了第一个后基督教的新型综合世界观，一个能使科学家、理论家、建筑师、艺术家以及普通民众联合起来的结合点。它是由所谓‘复杂性科学’阐明的新世界观。这种科学包括复杂理论、混沌科学、自组织系统理论和非线性动力学。”

高谈混沌学、非线性、大爆炸、分维几何已经成为当今的时尚，好莱坞电影中动辄开讲黑洞蒸发、奇异吸引子、蝴蝶效应、*维空间。看起来，这的确是一个专业人士与非专业人士、科学家与公众、既复杂又有吸引力的结合点。但不幸的是，由于复杂科学在技术方面的复杂性，艺术家、建筑师、民众通过媒体或科普读物所了解到的充其量只是这些理论扭曲了的流行影像。面对芒德勃罗集合的计算机模拟图，我们只是为这复杂、漂亮、神秘的图形所吸引，谁真正理解分维几何学的原理，或什么是芒德勃罗集合？作为宇源建筑学的倡导者，詹克斯本人又何尝能够真正理解复杂性科学呢？复杂性科学理论被詹克斯看做解释当代建筑现象的最佳依据，由此他也改变了对许多建筑现象的评价。詹克斯曾是解构主义的坚定反对派，因为他从解构主义中看不到任何可以理解的意义。正如埃森曼所表达的：建筑只是其自身，不必在建筑之外寻求其意义的解释。所以，在01中，他对包括解构主义在内的新现代主义冷嘲热讽：“新现代主义充斥着熟练的游戏和玩笑，有时候其创造者自己都被蒙蔽了。……每当想到现代主义两百年的舞蹈演变为足尖旋转的表演，你不由得要发笑。”345但在后来的《跃迁宇宙的建筑》中，解构主义却被当成体现新世界观的最佳建筑形式，因为詹克斯从解构派的作品中发现了复杂性、非线性和自组织系统。“突然跃迁在自然界的所有尺度上存在，并且与自组织过程相联。”

同时，“由于积极的反馈，自组织系统对最小的信号也非常敏感”。那么，符合这种原理的建筑必然是极为复杂的、多重的和矛盾的。解构主义恰好具备这些特点。因为同样的理由，詹克斯也曾为一部分高技派的作品，但不包括福斯特的建筑，大概是嫌它们的立面太简单了吧。当然，詹克斯所谓的复杂不是无限制的，他仍然强调整体。所谓的复杂性是有组织的复杂性。后来他又用“组织深度”表达了同样的意思。因为自然和文化总是向更高的组织水平跃进，其基础是差异，是差异保证系统远离平衡态，避免完全的混沌。组织动力和丰富性的最主要来源是“想像力”，“想像力对‘灵魂及其能力全体’的控制成就了具有丰富的多重意义的新艺术作品”“真正的创造性活动可以融合无关的事物，为分散的材料建立整体。”3!5简而言之，建筑创作就是“一种追求艰难整体的努力”詹克斯的后现代建筑理论的重心在“意义”上，他的新理论则更加倾向“复杂”。三宇源建筑学的语言詹克斯从现代复杂性科学中借用了大量概念，用来限定宇源建筑学的语言，其中的核心概念是：突变、自组织和自相似性。自相似性是指分形系统中部分与部分、部分与整体之间结构的相似性。但“自相似性是一种变形的模拟，而非严格的复制”./0。所以，自相似性不是单调或雷同，其结果是整体结构下的丰富形态。芒德勃罗图中的无穷变化可以证明这一点。詹克斯认为当代的“有机建筑”表现了自相似性，它通过模拟自然事物将对象的自相似性结构转变为建筑形态的自相似性。显然，詹克斯重视的是建筑造型，也正因为如此，他有些牵强地将一些生态建筑、绿色建筑的实验作品拉进宇源建筑学，其共同特征是具有相当复杂的外观或仿生形式。奇异吸引子是有组织混沌的动力来源，是混沌系统获得秩序的基础。詹克斯当然不会放弃在建筑中为其寻求对应物。从他对戈夫设计的拜文格住宅的平面中的螺旋坡道的分析中，可以发现他是如何理解这种转换的。拜文格住宅的平面中不可能有什么奇异吸引子，只要将其理解为渐开线就可以理解这个平面的组织关系，只是与混沌学家用于描述奇异吸引子的图形有某种相似之处。这种图形或表象上的相似性正是詹克斯确定建筑语言的基本法则。对于与非线性和突变概念对应的建筑语言，詹克斯的处理方法是一样的。“波状的平滑增长”结合“折形的突变”，建筑中各种波形曲线和突然的皱褶成了非线性和突变在建筑中最有力的表现形式。他用这种方法来阐释埃森曼、哈迪德、甚至中国传统冰裂纹装饰。也用自己的设计来解释这种对应的原理。这些设计挺有趣，很容易理解，但看不出有什么必要非得与玄奥的非线性和突变扯到一起。那么，这些复杂观念的表现形式如何才不至于导致混乱呢？詹克斯给出的答案是：组织深度，真正具有创造性的建筑设计不能消灭差异。

也就是说，不能像现代主义那样建立一个简单的整体，其整体必须在保留差异的基础上实现。“高度复杂而富有联系的结构才有组织深度。”“复杂的整体表现出像一个历史久远的村落那样的丰富性，各种品质和房屋类型共存，没有任何明显的压制。”.在它们结成整体的过程中，时间扮演了一个关键角色，因为时间能消除矛盾，将本来不协调的东西拢到一起。也因此，在建筑设计中引进时间要素就成了达到组织深度的关键问题。后现代主义的解决办法是通过多元化的语言、乡土主义和文脉来表现时间的连续性。另一种方法是“将现有城市结构与格局视为底，在上面填加并布置新的层次”.，形成图底关系。这种方法其实是通过新与旧的对比来显示时间的延续，一个全新的建筑的出现会使人注意原有环境的古老，并凸显环境更生的现实。显然，第一种途径是詹克斯一贯观点的延续。真正给人新意的是他对第二种途径的承认，正是根据第二条途径，詹克斯接受了解构建筑的合法性。詹克斯的转变还表现在他对边缘位置的关注，他相信四规则詹克斯为宇源建筑学制定了1条规则。建筑亲近自然和自然语言。从詹克斯的描述中可以发现，这条规则除了要求建筑与自然协调外，更多是要求建筑去模仿自然事物的形态。

（1）建筑应表现宇宙发生的基本规律———自组织、突变以及向更高或更低层次的跃迁。如我们前面指出的，这种表现充其量是对这些规律的流行图像的模拟。

（2）建筑应具有组织深度、多元性、复杂性和混沌的边缘。复杂性和多元性一直是詹克斯所追求的，组织深度和混沌的边缘是新提法，也是复杂和多元的元素结成“艰难的整体”的基础。

（3）突出多样性，建立自下而上的参与性系统，以使差异最大化。重视差异，以避免系统趋向衡态。在詹克斯看来，多样性、公众参与是建筑创造性的保障，它们可以使差异最大化。

（4）多样性可以经由拼贴、激进折中、重叠来实现。这一点与詹克斯对后现代建筑语言的规定几乎没有任何差别。

（5）建筑应接纳时间及其作用过程，其中包括生态的需要和政治的多元化。

（6）建筑应对涉及的美学和观念性的代码进行双重编码。双重编码是詹克斯的标志性术语，就是要求建筑的意义既能被专家理解，也能被普通民众理解。

（7）建筑学应追随科学尤其是当代科学去探索宇宙的信码。詹克斯希望用这些规则来确定一个建筑学的新范式。

但由于詹克斯本人对复杂性科学理解的局限以及纯科学理论在建筑学中落位的困难，这种建构显得肤浅而空泛。当代其他学者的研究表明：在宏观的空间、时间尺度上，在建筑和城市的统一体中的确存在非线性、突变、混沌、自相似性的性质。譬如中国当代城市在不同尺度上出现的“院式结构”完全符合自相似系统的特征；库哈斯所谓的“普通城市”中毕业论文也包含着巨大的混沌；建筑历史的发展是非线性的；突变现象在时代转换时屡有发生；甚至一个大型城市中多种相差悬殊的风格、类型的建筑并存也可以理解为非线性、突变的表现。但是，这些都是在一个很大的时间、空间尺度上发生的，它们真的能够在一个单体建筑上全部展现出来吗？或者说，一个单体建筑有必要这么复杂吗？事实上，就连伯纳德•屈米这样典型的解构派建筑师也不倾向于仅仅从单体的角度去理解建筑的复杂性。他对复杂性的理解更多基于区域或城市尺度的分析"#$"%$。整体的复杂不必意味着局部的复杂，简单的局部同样可以构成复杂的整体。詹克斯对现代主义和简单性的否定带有突出的感彩，他的判断也有悖于建筑发展的事实和科学追求的本质。一方面，如今比经典现代主义更追求简单性的极少主义正如日中天。如近两年的普里策奖，就连续颁发给赫尔佐格和德•默隆、默克特这样从不会把立面搞得太复杂的建筑师。超级秘书网

第11篇

他曾经是后现代主义建筑理论不遗余力的鼓吹者，现在则正致力于建立一门“新”建筑学：宇源建筑学。一宇源建筑的概念关于宇源建筑，詹克斯写道：“如果说建筑必须源于自然和文化，它还应该拥有一个更大的源泉，即作为整体的宇宙。”j^k并且，“在传统文化中，建筑总是具有某种宇宙的向度”j^k。詹克斯所谓传统建筑的宇宙向度大概是指普遍见于东西方传统建筑文化中对宇宙的象征性指涉。他认为当代建筑也应当具有这方面的内涵，建筑的诉求对象应该转向宇宙发生论，其价值核心是进化与跃迁。詹克斯不是高技派，所以即便在这个大量借用现代科学概念的新理论中，他也不喜欢给予技术特殊地位。宇源建筑概念的提出表明，詹克斯开始关注现代科学发展对建筑学科的巨大影响，但并不等于他将放弃长期以来一直坚持的后现代主义建筑美学。他最关心的仍然是形式和形式的象征性意义，这一点决定了他在著作中选择实例的标准：所有被用来说明宇源建筑的作品都具有非常复杂的形式。詹克斯这样概括这些作品的特征：“通过波动的、流动的或结晶体的形式以及计算的模糊性表现了发生过程，其参照对象非常广泛。更符合宇宙发生论特征的建筑的下一个挑战是如何创造真正能够运动的局部，使居住者或参观者与建筑建立共生关系，积极反映宇宙发生的过程。”

显然，詹克斯寻求的只是一个建筑尺度的宇宙模型，这种模型与塑料制作的Sl5链式模型并无不同。它们并不是真正的宇宙，而只是针对外行的简易图像或简化图式。现代建筑运动的主要成果之一是对居于建筑之上的特权范畴的颠覆，只有“人”被赋予建筑本源的特殊性，其结果是形式的简单化和建筑价值判断的历史性转向。詹克斯的做法刚好相反，他要求建筑重新对所有这一切表示敬意，在他的后现代主义理论阶段，这些范畴包括流行文化、历史样式、装饰和象征，现在则加进了生态、水滴、地形乃至宇宙———一切看上去很复杂和事实上很复杂的东西。二复杂、复杂，还是复杂密斯的“少就是多”同柯布西耶的“房屋就是住人的机器”一样是引发争论最多的现代建筑经典“教义”。最著名的抗辩是文丘里的“少就是烦”（m2((83(89"-2R）。詹克斯则将双重代码和复杂性置于建筑价值的核心，其早期的后现代建筑语言虽然表述复杂，但说白了，其实也只是要求建筑具备复杂的形式和容易理解的意义。在查尔斯•詹克斯的早期研究中，双重代码概念始终占据着核心位置，从]\世纪a\年代以后，复杂性概念转而被突出强调。

但不难看出，詹克斯最为关注的始终是建筑的形式，他所强调的意义与诺伯格•舒尔茨所强调的意义不同，更加注重从流行文化的角度来解释建筑。詹克斯曾经非常激烈地模仿尼采的口吻宣布：现代建筑已死。但这个预言却落空了，现代建筑虽历经艰难却顽强地生存下来，不仅牢牢占据着建筑创作受关注的极少主义等最新形态。反倒是詹克斯亲手“接生”的后现代主义在不过!"余年的大红大紫之后，骤然没落，而今已无法在建筑界主流话语中觅其踪迹。当然，詹克斯不可能甘心为后现代主义陪葬，为此，他就必须接受现实，接受科学技术影响建筑发展的合法性。科学技术作为建筑创作的基本推动力是现代建筑运动的核心观念之一，但詹克斯显然不愿意承认现代建筑对这些观念的占有。他认为，现代主义的建筑学是关于过程的。它关心的是建筑的形状———功能、技术、构造、光、空间以及使用建筑的手段，而不是其他任何东西。在!#$%年出版的&’(*(+,-.(/01中，詹克斯将现代主义的气质归结为“创造2破坏”的精神分裂症，称它是现代城市和建筑异化的罪魁祸首345。所以，当他不得不接受科学技术影响的合法性时，他宁可选择能与更复杂、但更容易看懂的形式联系在一起的科学概念。现代复杂科学似乎符合这一要求，因为它们很复杂，而用于描述复杂科学理论的图像却神奇而漂亮，很容易吸引公众的目光。史蒂芬•霍金的《时间简史》所引起的轰动效应应该是促使詹克斯理论转向的重要因素。以前，他大概从未想过复杂科学理论的简化版本能如此吸引公众。复杂科学所描述的世界观使詹克斯欢欣鼓舞，他认为：“我们获得了第一个后基督教的新型综合世界观，一个能使科学家、理论家、建筑师、艺术家以及普通民众联合起来的结合点。它是由所谓‘复杂性科学’阐明的新世界观。这种科学包括复杂理论、混沌科学、自组织系统理论和非线性动力学。”

高谈混沌学、非线性、大爆炸、分维几何已经成为当今的时尚，好莱坞电影中动辄开讲黑洞蒸发、奇异吸引子、蝴蝶效应、*维空间。看起来，这的确是一个专业人士与非专业人士、科学家与公众、既复杂又有吸引力的结合点。但不幸的是，由于复杂科学在技术方面的复杂性，艺术家、建筑师、民众通过媒体或科普读物所了解到的充其量只是这些理论扭曲了的流行影像。面对芒德勃罗集合的计算机模拟图，我们只是为这复杂、漂亮、神秘的图形所吸引，谁真正理解分维几何学的原理，或什么是芒德勃罗集合？作为宇源建筑学的倡导者，詹克斯本人又何尝能够真正理解复杂性科学呢？复杂性科学理论被詹克斯看做解释当代建筑现象的最佳依据，由此他也改变了对许多建筑现象的评价。詹克斯曾是解构主义的坚定反对派，因为他从解构主义中看不到任何可以理解的意义。正如埃森曼所表达的：建筑只是其自身，不必在建筑之外寻求其意义的解释。所以，在&’(*(+,-.(/01中，他对包括解构主义在内的新现代主义冷嘲热讽：“新现代主义充斥着熟练的游戏和玩笑，有时候其创造者自己都被蒙蔽了。……每当想到现代主义两百年的舞蹈演变为足尖旋转的表演，你不由得要发笑。”345但在后来的《跃迁宇宙的建筑》中，解构主义却被当成体现新世界观的最佳建筑形式，因为詹克斯从解构派的作品中发现了复杂性、非线性和自组织系统。“突然跃迁在自然界的所有尺度上存在，并且与自组织过程相联。”

同时，“由于积极的反馈，自组织系统对最小的信号也非常敏感”。那么，符合这种原理的建筑必然是极为复杂的、多重的和矛盾的。解构主义恰好具备这些特点。因为同样的理由，詹克斯也曾为一部分高技派的作品，但不包括福斯特的建筑，大概是嫌它们的立面太简单了吧。当然，詹克斯所谓的复杂不是无限制的，他仍然强调整体。所谓的复杂性是有组织的复杂性。后来他又用“组织深度”表达了同样的意思。因为自然和文化总是向更高的组织水平跃进，其基础是差异，是差异保证系统远离平衡态，避免完全的混沌。组织动力和丰富性的最主要来源是“想像力”，“想像力对‘灵魂及其能力全体’的控制成就了具有丰富的多重意义的新艺术作品”“真正的创造性活动可以融合无关的事物，为分散的材料建立整体。”3!5简而言之，建筑创作就是“一种追求艰难整体的努力。

詹克斯的后现代建筑理论的重心在“意义”上，他的新理论则更加倾向“复杂”。三宇源建筑学的语言詹克斯从现代复杂性科学中借用了大量概念，用来限定宇源建筑学的语言，其中的核心概念是：突变、自组织和自相似性。自相似性是指分形系统中部分与部分、部分与整体之间结构的相似性。但“自相似性是一种变形的模拟，而非严格的复制”./0。所以，自相似性不是单调或雷同，其结果是整体结构下的丰富形态。芒德勃罗图中的无穷变化可以证明这一点。詹克斯认为当代的“有机建筑”表现了自相似性，它通过模拟自然事物将对象的自相似性结构转变为建筑形态的自相似性。显然，詹克斯重视的是建筑造型，也正因为如此，他有些牵强地将一些生态建筑、绿色建筑的实验作品拉进宇源建筑学，其共同特征是具有相当复杂的外观或仿生形式。奇异吸引子是有组织混沌的动力来源，是混沌系统获得秩序的基础。詹克斯当然不会放弃在建筑中为其寻求对应物。从他对戈夫设计的拜文格住宅的平面中的螺旋坡道的分析中，可以发现他是如何理解这种转换的。拜文格住宅的平面中不可能有什么奇异吸引子，只要将其理解为渐开线就可以理解这个平面的组织关系，只是与混沌学家用于描述奇异吸引子的图形有某种相似之处。这种图形或表象上的相似性正是詹克斯确定建筑语言的基本法则。对于与非线性和突变概念对应的建筑语言，詹克斯的处理方法是一样的。“波状的平滑增长”结合“折形的突变”，建筑中各种波形曲线和突然的皱褶成了非线性和突变在建筑中最有力的表现形式。他用这种方法来阐释埃森曼、哈迪德、甚至中国传统冰裂纹装饰。也用自己的设计来解释这种对应的原理。这些设计挺有趣，很容易理解，但看不出有什么必要非得与玄奥的非线性和突变扯到一起。那么，这些复杂观念的表现形式如何才不至于导致混乱呢？詹克斯给出的答案是：组织深度，真正具有创造性的建筑设计不能消灭差异。

也就是说，不能像现代主义那样建立一个简单的整体，其整体必须在保留差异的基础上实现。“高度复杂而富有联系的结构才有组织深度。”“复杂的整体表现出像一个历史久远的村落那样的丰富性，各种品质和房屋类型共存，没有任何明显的压制。”./0在它们结成整体的过程中，时间扮演了一个关键角色，因为时间能消除矛盾，将本来不协调的东西拢到一起。也因此，在建筑设计中引进时间要素就成了达到组织深度的关键问题。后现代主义的解决办法是通过多元化的语言、乡土主义和文脉来表现时间的连续性。另一种方法是“将现有城市结构与格局视为底，在上面填加并布置新的层次”./0，形成图底关系。这种方法其实是通过新与旧的对比来显示时间的延续，一个全新的建筑的出现会使人注意原有环境的古老，并凸显环境更生的现实。显然，第一种途径是詹克斯一贯观点的延续。真正给人新意的是他对第二种途径的承认，正是根据第二条途径，詹克斯接受了解构建筑的合法性。詹克斯的转变还表现在他对边缘位置的关注，他相信四规则詹克斯为宇源建筑学制定了1条规则。（/）建筑亲近自然和自然语言。从詹克斯的描述中可以发现，这条规则除了要求建筑与自然协调外，更多是要求建筑去模仿自然事物的形态。（1）建筑应表现宇宙发生的基本规律———自组织、突变以及向更高或更低层次的跃迁。如我们前面指出的，这种表现充其量是对这些规律的流行图像的模拟。（2）建筑应具有组织深度、多元性、复杂性和混沌的边缘。复杂性和多元性一直是詹克斯所追求的，组织深度和混沌的边缘是新提法，也是复杂和多元的元素结成“艰难的整体”的基础。（3）突出多样性，建立自下而上的参与性系统，以使差异最大化。重视差异，以避免系统趋向衡态。在詹克斯看来，多样性、公众参与是建筑创造性的保障，它们可以使差异最大化。（4）多样性可以经由拼贴、激进折中、重叠来实现。这一点与詹克斯对后现代建筑语言的规定几乎没有任何差别。（5）建筑应接纳时间及其作用过程，其中包括生态的需要和政治的多元化。（6）建筑应对涉及的美学和观念性的代码进行双重编码。双重编码是詹克斯的标志性术语，就是要求建筑的意义既能被专家理解，也能被普通民众理解。（7）建筑学应追随科学尤其是当代科学去探索宇宙的信码。詹克斯希望用这些规则来确定一个建筑学的新范式。

但由于詹克斯本人对复杂性科学理解的局限以及纯科学理论在建筑学中落位的困难，这种建构显得肤浅而空泛。当代其他学者的研究表明：在宏观的空间、时间尺度上，在建筑和城市的统一体中的确存在非线性、突变、混沌、自相似性的性质。譬如中国当代城市在不同尺度上出现的“院式结构”完全符合自相似系统的特征；库哈斯所谓的“普通城市”中毕业论文也包含着巨大的混沌；建筑历史的发展是非线性的；突变现象在时代转换时屡有发生；甚至一个大型城市中多种相差悬殊的风格、类型的建筑并存也可以理解为非线性、突变的表现。但是，这些都是在一个很大的时间、空间尺度上发生的，它们真的能够在一个单体建筑上全部展现出来吗？或者说，一个单体建筑有必要这么复杂吗？事实上，就连伯纳德•屈米这样典型的解构派建筑师也不倾向于仅仅从单体的角度去理解建筑的复杂性。他对复杂性的理解更多基于区域或城市尺度的分析"#$"%$。整体的复杂不必意味着局部的复杂，简单的局部同样可以构成复杂的整体。詹克斯对现代主义和简单性的否定带有突出的感彩，他的判断也有悖于建筑发展的事实和科学追求的本质。一方面，如今比经典现代主义更追求简单性的极少主义正如日中天。如近两年的普里策奖，就连续颁发给赫尔佐格和德•默隆、默克特这样从不会把立面搞得太复杂的建筑师。超级秘书网

第12篇

关键词：非线性动力学；防屈曲支撑；理论建模

Abstract: The engineering applications of nonlinear dynamics is the research frontier and hot point of nonlinear science. It is of great theoretical and practical value to employ the theory of nonlinear dynamics to reveal the nature and mechanism ​​of the objects dynamic phenomenon. The anti-buckling support is a widely used metal damper,whose mechanical properties study has a significant role in the guidance of its design and performance evaluation. However, anti-buckling support also is a strongly nonlinear system, whose mechanical performance analysis has been the difficulty. The paper conducts some preliminary exploration of application of the theory of nonlinear dynamics in the study of anti-buckling support, focusing on theoretical modeling method of nonlinear dynamics of anti-buckling support core.

Key words: nonlinear dynamics; anti-buckling support; theoretical modeling

中图分类号：TH122 文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）

引言

经典力学的基础是一些“实验事实”。随着科学技术的发展，实验设备变得更为先进，实验方法在不断改进，所得的实验结果也更为贴近实际力学过程。然而，更新更精确的实验结果也说明了：一、处理力学模型的线性化方法在许多模型应用中具有很大的局限性，线性化可能导致很大的误差，甚至导致结论与实际情况十分的不相符；二、原来被忽略的一些因素事实上对力学模型影响很大，而这些被忽略的因素表现往往很难用线性化方法处理，并且还表现为强非线性。

真实的动力系统几乎都含有各种各样的非线性因素，诸如机械系统中的间隙、干摩擦，结构系统中的材料弹塑性、构件大变形，控制系统中的元器件饱和特性、变结构控制策略等。实践中，人们经常试图用线性模型来替代实际的非线性系统，以求方便地获得其动力学行为的某种逼近.然而，被忽略的非线性因素常常会在分析和计算中引起无法接受的误差，使得线性逼近徒劳无功.特别对于系统的长时间历程动力学问题，有时即使略去很微弱的非线性因素，也会在分析和计算中出现本质性的错误.

人们很早就开始关注非线性系统的动力学问题.早期研究可追溯到1673年Huygens对单摆大幅摆动非等时性的观察，从19世纪末起，Poincar6，Lyapunov，Birkhoff，Andronov，Arnold和Smale等数学家和力学家相继对非线性动力系统的理论进行了奠基性研究，Duffing，van der Pol，Lorenz，Ueda等物理学家和工程师则在实验和数值模拟中获得了许多启示性发现.他们的杰出贡献相辅相成，形成了分岔、混沌、分形的理论框架，使非线性动力学在20世纪70年代成为一门重要的前沿学科，并促进了非线性科学的形成和发展.

近20年来，非线性动力学在理论和应用两个方面均取得了很大进展.这促使越来越多的学者基于非线性动力学观点来思考问题，采用非线性动力学理论和方法，对工程科学、生命科学、社会科学等领域中的非线性系统建立数学模型，预测其长期的动力学行为，揭示内在的规律性，提出改善系统品质的控制策略，一系列成功的实践使人们认识到：许多过去无法解决的难题源于系统的非线性，而解决难题的关键在于对问题所呈现的分岔、混沌、分形、孤立子等复杂非线性动力学现象具有正确的认识和理解.

近年来，非线性动力学理论和方法正从低维向高维乃至无穷维发展.伴随着计算机代数、数值模拟和图形技术的进步，非线性动力学所处理的问题规模和难度不断提高，已逐步接近一些实际系统.在工程科学界，以往研究人员对于非线性问题绕道而行的现象正在发生变化.人们不仅力求深入分析非线性对系统动力学的影响，使系统和产品的动态设计、加工、运行与控制满足日益提高的运行速度和精度需求，而且开始探索利用分岔、混沌等非线性现象造福人类。

防屈曲支撑是土木工程抗震中目前应用较为广泛的一类耗能构件，它利用金属的屈服来消耗地震中产生的能量，从而保护主体结构的安全。常用的防屈曲支撑有全钢型的防屈曲支撑和钢管混凝土约束型的防屈曲支撑， 都由内芯和外包约束构件构成。从原理上来看，内芯一般用中等屈服强度钢，承受轴力；外包约束构件约束内芯的局部屈曲与整体屈曲，不承受轴力；内核钢支撑与外包约束构件之间有适当的间隙，以保证内芯在屈服以后能有横向的变形空间，从而减小内芯在受压时的与约束构件之间的摩擦力，尽量避免外包约束构件承受轴力。工作时，仅内核钢支撑与钢框架连接即仅钢支撑受力，而外包钢管混凝土约束内核钢支撑的横向变形，防止内核钢支撑在压力作用下发生整体屈曲和局部屈曲。如图1中所示为典型的防屈曲支撑与其在轴向拉压力作用下得到的滞回曲线。

图1 典型的防屈曲支撑形式与其滞回曲线

虽然防屈曲支撑已经有了广泛的应用，但是对于防屈曲支撑性能的研究并未取得较大进展，特别是防屈曲支撑的受力分析。防屈曲支撑内芯与约束构件间存在间隙，在支撑受力过程中内芯与约束构件之间存在摩擦力，而且在实际应用中支撑内芯经常达到较大的变形。这些都属于强非线性问题。因此合理地利用非线性动力学理论就可以解决防屈曲支撑的分析问题。

防屈曲支撑的理论建模

对所关心的非线性动力系统建立数学模型是后继分析的基础。通常，建模前要对系统的构成进行分析，尽可能把握系统的主要非线性因素。然后，需要根据已掌握的信息决定建模的方法。完全借助力学理论进行建模的过程一般称作理论建模，而以实验作为主要手段的建模过程可称作实验建模。实践中，通常交替采用这两种建模技术进行相互检验，或混合采用两种技术进行复杂系统的联合建模。

具有无限自由度的连续介质系统的建模非常复杂。系统的非线性来自两方面，一是系统的运动（如大变形），二是构成系统的材料。对于计入上述非线性的杆、轴、梁、板和简单的壳体，高等材料力学和弹性力学提供了一些建模的手段。至于更复杂的结构，则需要采用非线性有限元、多柔体动力学等方法，在计算机上完成建模。

在支撑达到屈服力之前，内芯是处于弹性状态。依次列出系统的动力平衡方程、变形几何方程和本构方程，然后尽可能消去联立方程中的未知函数。

图2 内芯的变形示意图

可以将内芯的一端简化为两端铰支、均匀材料等截面梁，其左端纵向固定，右端纵向可移动且作用有纵向载荷P(t)。下面运用弹性力学位移法建立系统的运动偏微分方程。

图3 轴向力作用下的内芯中等挠度振动及其微段受力分析

首先，取梁上距左端处（对应于弧长坐标xs）的微段。根据图中的受力分析，得到该微段质心的纵向运动u(x,t)和横向运动w(x,t)所满足的动力平衡方程

（1）

其中N (x,t)是梁在截面上沿梁变形后中性层切线方向的轴力，Q(x,t)是剪力。若略去梁微段的旋转惯量，则剪力Q(x,t)与弯矩M(x,t)间具有准静力关系.

（2）

将公式（2）代入公式（1）中，得到

（3）

对于梁的中等挠度变形，通常将方程(3)中的三角函数近似为:

(4)

并在后继分析中保持这样的二阶Taylor截断。

在建立变形几何方程阶段，通常根据实验观察结果引入一些变形假设，以便使问题得以简化。此处引入的基本假设是：变形前垂直于梁轴线的横截面在变形后垂直于变形的轴线。根据这一基本假设，距中性层z处点的纵向位移ux由三部分组成：一是轴力引起的横截面纵向平动，即微段质心的纵向位移；二是由横截面转动引起的;三是横向弯曲引起的。因此，该点的纵向位移是

(5)

由此得到该点的正应变

(6)

在线弹性范围内，梁在横截面上的正应力为

(7)

其中E是材料的弹性模量。

现以梁的纵向位移u(x,t)和横向位移w(x,t)为未知量来建立其运动偏微分方程。将式(6)代入式(7)，在梁的横截面上积分得到轴力和弯矩:

(8)

(9)

其中是梁的截面惯性矩。根据几何关系，可导出

(10)

因此

（11）

将式(8)和(11)联同式(4)代回方程(3)，得到仅含未知位移的动力学方程

（12）

（13）

这就是计入几何非线性效应的梁纵横向运动耦合动力学方程，其最低阶截断误差为。

研究梁的横向非线性振动时通常对纵向运动微分方程引入简化假设。如果略去梁横向运动对纵向运动的影响，方程(12)将简化为线性波动方程

（14）

相应的边界条件是

（15）

在给定的初始条件下解出纵向位移u(x,t)后代入方程(13)，可得到以横向位移w(x,t)为未知函数、纵向位移u(x,t)为时变系数的非线性偏微分方程。

对于定常纵向 载荷P(t)=P0，一般略去梁的纵向惯性效应，视轴力为

（16）

所以

（17）

这时，方程(13)简化为

（18）

或简记为

（19）

其中D(w)是关于x的非线性偏微分算子。

方程(19)是一非线性偏微分方程，其解空间具有无限维。通常，人们采用Galerkin方法将其简化为有限个常微分方程来进行研究。Galerkin方法的基本思路是取一组满足梁边界条件的形状函数，构造

(20)

将其代入方程(19)，方程残差反映了残余力。为了尽量减小残余力，可以选择未知函数，使残余力关于各形状函数对应的位移平均作功为零，即,

(21)

这显然是n个关于未知函数的二阶常微分方程。

对于梁振动问题，最常用的形状函数就是梁的微振动固有振型。以简支梁的低频振动为例，通常仅取梁的第一阶固有振型。将其代入方程(19)后再代入方程(21)，经计算得到一个单自由度非线性振动系统

（22）

一般在最初阶段就取，但取弯矩表达式(11)中的。这样的不一致截断使最终结果成为

（23）

以上过程就是防屈曲支撑内芯的非线性动力学理论建模方法。

应用非线性动力学理论对防屈曲支撑进行研究还没有先例，本文仅仅对于防屈曲支撑内芯的建模做了初步的探索。非线性动力学理论作为一种处理非线性问题的方法必将在防屈曲支撑的研究中发挥巨大的作用。

参考文献

1. 非线性动力学理论与应用的新进展. 张伟，胡海岩. 科学出版社，2009.11

2. 应用非线性动力学. 胡海岩. 航空工业出版社. 2000

第13篇

【关键词】复杂科学；系统科学方法；阐释学；模糊逻辑

被称为“制高点”、“突破口”的教育技术涵盖社会、政治、文化、教育、心理和艺术等众多学科的研究领域，我们必须充分利用科学规律和各种技术，把教育和技术紧密地结合起来，解决教学过程中的实际问题。但只是从应用层面和技术层面发展教育技术是不够的，必须从系统方法的角度来认识教育技术。只有这样我们对教育技术的认识才具有高度和深度，才能实实在在地对教育技术的发展进行指导。

一、复杂科学的提出

教育是一种非常复杂的社会现象，它的复杂性不仅体现在教育的主体复杂多样，系统内

部纷繁变化，还体现在与教育系统息息相关的外部环境的复杂多变上。因此，研究教育有必要从复杂性的视角来审视。复杂科学是国外20世纪80年代提出的研究复杂性和复杂系统的科学。复杂科学包括控制论、信息论、系统论（简称“老三论”）和耗散结构论、突变论、协（简称“新三论”），以及相变论、混沌论、超循环论等其它新的科学理论。这些理论主要是研究和揭示复杂系统的有关特性，如非线性、混沌、突现、自组织、非还原性等。[1] 正是基于对教育系统复杂性的认识，人们提出将复杂科学的原理和方法引入到教育系统的研究中，从复杂性角度来理解教育系统及其复杂性，转变学习概念，重新设计与复杂性相适应的学习系统，为学生提供从复杂系统中涌现出的新的思维方法，帮助他们提高学习效果，最终达到增强教育系统效能的目的。

物理学中耗散结构理论、协同学提出了解决复杂自然系统的理论、方法，为统一自然系统和社会系统建立系统科学准备了材料。物理学以前讨论的系统是可逆的、退化的，牛顿第二定律、热力学第二定律判定了系统的演化方向和特点。这类自然系统的演化方向与生物界、社会科学中普遍存在的发展、进化等演变现象相矛盾，人们无法用统一的方法来研究自然系统与社会系统。I.Prigogine提出耗散结构理论：开放系统在远离平衡状态时，由于同外界进行物质、能量、信息的交换，可以形成某种有序结构。在自然界的物理、化学系统中可以发现存在着与生物学一样的进化现象，并可以利用耗散结构来统一讨论。H.Haken提出协同学，认为复杂系统的相变是子系统之间的关联、协调作用的结果。我国著名学者钱学森教授在80年代提出了系统科学体系的框架，分析了在不同层次上的学科内容，提出了它们之间的联系，使系统科学走上了全面发展的新阶段。我们从系统科学的角度来讨论问题，这就可以站得更高，对问题分析得更深入。对这些复杂系统的分析不仅是对系统理论的应用，同时在研究中所采用的新的方法，所得到的新的结论也会丰富系统理论本身的内容，使系统理论真正成为解决复杂系统演化的理论。[2]

二、系统科学方法指导教育技术，以实现最优化

系统科学理论“老三论”（控制论、信息论、系统论）和“新三论”（耗散结构论、突变

论、协同论）为许多学科包括教育技术学科的研究提供了新的研究思路和研究方法。系统科学的思想观点和方法对教育技术学学科的形成和发展有着广泛和深远的影响，成为教育技术学最重要的理论基础。系统科学方法具有以下特征：整体性、综合性、有效性、定量化和最优化。其中最优化体现了系统科学方法解决问题时所要达到的目标，它可以根据需要和可能为系统确定出优化目标，运用新技术手段和处理方法，把整个系统逐级分成不同等级和层次，在动态中协调整体和部分的关系，使部分的功能和目标服从系统总体的最佳目标，以达到总体最优。

教育技术（AECT）94定义：教育技术是为了促进学习，对有关的过程和资源进行设计、开发、利用、管理和评价的理论与实践。现代教育技术是以系统方法为核心展开全部教育实践的，即对学习过程与学习资源进行设计、开发、利用、管理和评价。现代教育技术的目的是追求教育的最优化。教育最优化是指一定的条件下，在同样的时间内，使学生学得多些快些好些。最优化标准有两个：一是最大效果；二是最少时间。用最少时间得到最大效果是教育技术所追求的目标。

如前所述，耗散结构理论认为：任何远离平衡状态的开放系统，都能通过与环境进行物质和能量的交换，这时系统可从原有的熵增的状态，转变为一种在时空和功能方面的远离平衡的有序状态，即形成一种组织化和有序化的耗散结构。孤立的系统只能出现负熵，最终导致有序结构的破坏。[3]目前，中国的应试教育还根深蒂固，必须以和谐的方式从教育系统的外部引入负熵，营造开放的教育环境，促进系统内部长期积累的熵增的逐渐减少，通过系统内部的各要素之间的相互作用，使教育系统从无序向有序进行。教育技术可以实现以上转变。教育技术具有开放性和旺盛的科学活力，它与全新的认知理念同步发展，并及时把相关科学和高新技术引入到教育系统中，促进人们更新教育观念，改革教学方法，使教育领域成为培养适应社会的创新人才的基地。

开放是系统减少熵增和内耗的调节剂，开放使系统不断更新，也使系统获得良性循环的保证。系统要达到开放必须具备两个条件：系统内部各要素的相互开放和交流，系统内部和外部的各种影响因素的相互开放和互动。开放的本质是系统吐故纳新，教育技术的灵魂是整合，它意味着教育对各个学科的开放，接纳和综合。[3]

教育技术具有开放的显著特征：（1）开放的教育观念 学会学习是当今教育的主旋律，培养每个公民的信息素养增强了教育技术的开放性，教育技术实现了教育理念的全面开放。（2）开放的教育对象 从教育走出校园，面对社会每个公民，面对不同职业，不同年龄的人，可以按学习者的需求，构建教育环境。（3）开放的学习 重视学习的过程，从学习方式的单一化向多样化开放，如集体学习，个别学习，研究性学习，协作学习等。传统的认知方式是人们长期形成的习惯，而电子学习创造了全新的学习空间和学习模式，激发了认知潜能。（4）开放的学习能力 从重知识的获取能力到处理信息的能力。培养人的信息素养是学习的主要目的，强调个人对信息的获取、分析、加工、评价、创新的能力。（5）开放的信息资源 电子阅览室、数字图书馆、多媒体教室、视频会议系统和信息高速公路把全世界的信息资源通过文本、视频、音频、动画、数据等传播形式呈现在学习者面前，让学习者能够随时随地获取信息。

三、阐释学、模糊逻辑、混沌理论与教学设计

教学系统由学生、教师、教学内容、教学方法和教学媒体构成，教学设计是对教学系统

的优化设计。教育技术的核心问题是教学设计。因此，教学设计应摆在教育技术学研究与实践的核心位置，这是因为教学设计不仅构成教学开发与应用的前提，更直接影响到开发与应用的质量。人们获取学习信息或学习资源的手段、环境及学习目的都发生着变化，因此，教学设计处于变化之中。传统的系统理论研究教学设计具有一些局限性，如教学设计的线性、确定性、封闭性和负反馈性等与当前以人为本的教学实际有一定的距离。[4]20世纪90年代以来阐释学、模糊逻辑、混沌理论等多种学科领域的研究为教学设计提供了多样化的视角。

（一）阐释学与教学设计

阐释学（Hermeneutics）是一种关于意义、理解和解释的哲学理论。从广义来说，它是对于意义的理解和解释的理论或哲学。阐释包括两个基本的意思：一是使隐藏的意义显现出来，二是使不清楚的意义变得清楚。“阐释学是一种理解世界的方法。通过阐释学原理的应用，在解释者对世界所熟知的意义和世界拥有的某种未知的意义之间架起一道理解的桥梁，缩短二者之间隔阂的距离。” [4]在阐释学发展过程中，有关学家研究总结出以下法则和原理：正确理解文本意义的法则。对文本的理解和解释不仅仅是一个语言的过程，而且是一个创造性的心里过程。（1）历史性原则——结合作者所处的具体条件理解文本的意义。（2）整体性原则——在一定的语境中理解每个词语的意义。（3）代入性原则——进入作者创造时的情景，重新体会其原意教学的主要目的就是对所学内容获得正确的理解，或者帮助学习者对所学内容阐发个性化的意义。根据学习者的理解过程来促进学习者的个性化理解，教学便有“建构”的意义。阐释学为教学设计思维提供了一种有意义的视角，对教学设计的启示主要表现在以下方面：（1）没有学习者的理解活动，理解不可能产生。学习的产生在于学习者能参与到理解的活动之中。阐释学认为，当理解者与文本以共同的观点融合在一起时，理解便产生了。（2）背诵不等于理解。以促进理解为目标的教学，应当关注文本创作者和解释者所处的不同文化或社会情境。文本的理解不是通过文本的背诵而获得，而是通过解释者的阐释。（3）教学不要奢望某种统一的意义理解或学习结果预定。理解并不是一种僵硬的过程，它涉及所处时代的社会和历史的影响。要从一个群体中期待一种可信的、客观的学习结果预定，是不可能的。（4）学习是一种个别化的社会性的活动。每个对话/交流都是不同的，忽视这一现象将导致在教学实践中错误地判断学习者理解了什么，学到了什么。

运用阐释学原理为教学设计寻求一种解决方案，意味着我们在为学习者深化某一问题的理解寻求方法。教学设计的思维和操作可以沿着以下原则展开：（1）利用理解的空白，促进学习者对学习内容表现他们个人化意义的理解。这种处理理解“空白”的活动，是基于阐释学的教学设计的主要任务之一。学习者在对待理解“空白”的问题上，要求表现个人化的解释/意义生成。教学设计就是要为学习者对文本形成个人化的意义创造/组合大量的机会。例如，为学习者提供开放性问题的课堂讨论练习，就有利于学习者展现个人化的反应和发展学习者的个人化意义。（2）多数学习者在学习过程中，在理解主题内容时，都会带着自身的偏见和切身的利益。这就意味着在学习课程内容开始，教师可以通过引发讨论的问题，来发展学习者的主观性意义。（3）为了促进学习者对学习内容的理解，教学应当在“文本创作时代”与“理解者所处时代”之间架起一座沟通之桥。在任何一种学习活动之中，学习者都会把其自身的时代和文化代入其中，对意义的解释产生影响。

（二）模糊逻辑与教学设计

模糊逻辑（Fuzzy logic）是美国工程师LotfiZadeh（1965）提出的一个概念。模糊逻辑对传统逻辑提出了严峻的挑战。传统的逻辑假设是：人的思想是精神的，人们在思维中所用的概念、命题的意义都是精神的，人们在思维中所用的概念、命题的意义都是精确的。它以命题的二值性为基础，以排中律为基本原则之一。因此，传统的逻辑所遵循的是二值性原则和排中原则。一个命题或者是真的，或者世界假的，并且一个及其否定必有一真。而模糊逻辑却与概念、命题意义的不精确性相一致，它推理的结论并不严格依据前提。模糊逻辑的出现，为解决复杂性、交叉性的问题开拓了道路。

模糊逻辑对教学设计的启示表现在以下三个方面：（1）模糊逻辑理论对教学设计中的需求分析和评价具有启示意义。这些分析在教学系统设计模式中居核心地位。从模糊逻辑理论的角度来看，在理念与行为只常常存在一种或然的、非线性的关系。因此，运用模糊逻辑作为一种分析工具，更能有效地解释行为。（2）模糊逻辑理论对认识/处理学习者的感知问题更为有效。学习者对自身能力的感知及自信心，与学习者获得好成绩同样重要。（3）运用模糊逻辑超越决定论的思维和设计方法，在评价“现实生活”的问题方面显得更为有效。[4]世界并非是黑白两极的，而是绚丽多彩的。

（三）混沌理论与教学设计

20世纪60年代，诞生于数学与物理学的混沌理论，与相对论、量子理论并誉为20世纪的三大科学革命理论。混沌理论的产生始于量子物理学不满牛顿机械决定论对物理现象的解释。牛顿物理学认为宇宙中的每种实践都是有序的、规则的并可以预测的。量子物理学认为宇宙并非是一个巨大的、事先决定的存在，所有的物理现象都是不可决定的，也是不可预测的。这种非决定论为解释世界的混沌现象提供了认识/研究途径。所谓“混沌”，是指非决定论的不可预测性与无序性、复杂性、不平衡性、多样性、非线性及不稳定性的存在。理解混沌，应当注意两点：第一，混沌系统中隐藏无序；第二，混沌是存在于无序中的有序模式。理解混沌理论要把握以下三个关键概念：

1．对初始条件的敏感依赖性（Sensitive dependence on initial conditions）：一个系统中的混沌是指系统内初始条件的小变化会引发后续的大变化。这也常被称为“蝴蝶效应（Butterfly Effect）”。混沌系统对其初始条件的异常敏感性说明，最初状态的轻微变化导致不成比例的巨大后果。当一个系统的初始条件不清楚或不确定时，我们是不可能预测到会发生什么结果的。

2．分形（Fractals）：分形理论创始人是美籍法国数学家B.Mandebrot.fractal，本意是不规则的、破碎的、分数的。用此来描述自然界中传统几何学所不能描述的一大类复杂无规则的几何对象。例如，弯弯曲曲的海岸线、起伏不平的山脉、令人眼花缭乱的满天繁星等。它们的特点是极不规则或极不平滑。直观而粗略地说，这些对象都是分形。分形，意指系统在不同标度下具有自相似性质。由于系统特征具有跨尺度的重复性，所以可产生出具有两个普通特征：第一，它们自始至终都是不规则的；第二，在不同的尺度上不规则程度却是一个常量。

3．奇异吸引子（Strange Attractors）：吸引子是系统被吸引并最终固定于某一状态的性态。而奇异吸引子则通过诱发系统的活力，使其变为非预设模式，从而创造了不可预测性。

混沌理论对分析学习系统提供了另一种科学视角，对我们在分析教学系统中常用的决定论科学方法提出了质疑。（1）如生物学系统一样，教学系统也是充满了混沌。传统的教学设计原则和假设在两个方面与混沌理论相抵触：一是教学系统的决定主义假设；二是学习者和学习过程是可预测的。（2）混沌理论挑战传统教学设计中的线性教学程序——设计者或教学者认为只要按照预定的教学程序，对学习者施加干预/影响，就可得到预期的学习结果。但事实上，预成的线性教学设计很容易被教学中的混沌实践所颠覆，导致教学过程难以预测，难以单靠线性的操作程序来控制教学过程，并得到预期的教学效果。（3）混沌理论认为教学设计必须认真考虑学习过程。学习的信息处理模式通常在本质上把学习描述为一种线性过程（短时记忆——长时记忆——工作记忆——绩效）。但是，学习的发生过程是学习者个体差异以一种混沌的形式相互交织在一起，共同发挥作用。（4）走向重视学习者元认知能力的发展。处理教学系统设计/实施混沌理论的最有效方法是：帮助学习者学会反思其学习活动，发展其元认知意识，提高其元认知/反思水平。发展学习者的元认知意识是一种帮助它们处理复杂现实世界问题的方法/途径。元认知是指关于我们如何人感知、记忆、思考和行动的知识。掌握这些过程并在学习中及时应用，直接影响学习者的学习成效。（5）情感与混沌。在学习中处理混沌现象最有力的促进因素要靠人类的情感。已有的情商研究表明，经常性的情感挫折或情绪波动会影响个体的智力水平，损害/削弱学习者的学习能力。自我意识是情商的关键性能力。了解和控制个人的自我意识，对于成功做出决策来说，是至关重要的。

就目前我国教育技术发展情形来看，以上这些研究还未完全体现在教学实践过程中。但是，积极地吸纳各种相关理论的研究成果，适应时展和健全自身发展，却是新时期教育技术发展的必然趋势。

参考文献

[1]王强．中国教育和科研计算机网．edu.cn/20031029/303496.shtml

[2]姜璐．系统科学之窗．systemscience.org/chistory/xtno3.htm

第14篇

【关键词】复杂科学；系统科学方法；阐释学；模糊逻辑

被称为“制高点”、“突破口”的教育技术涵盖社会、政治、文化、教育、心理和艺术等众多学科的研究领域，我们必须充分利用科学规律和各种技术，把教育和技术紧密地结合起来，解决教学过程中的实际问题。但只是从应用层面和技术层面发展教育技术是不够的，必须从系统方法的角度来认识教育技术。只有这样我们对教育技术的认识才具有高度和深度，才能实实在在地对教育技术的发展进行指导。

一、复杂科学的提出

教育是一种非常复杂的社会现象，它的复杂性不仅体现在教育的主体复杂多样，系统内

部纷繁变化，还体现在与教育系统息息相关的外部环境的复杂多变上。因此，研究教育有必要从复杂性的视角来审视。复杂科学是国外20世纪80年代提出的研究复杂性和复杂系统的科学。复杂科学包括控制论、信息论、系统论（简称“老三论”）和耗散结构论、突变论、协（简称“新三论”），以及相变论、混沌论、超循环论等其它新的科学理论。这些理论主要是研究和揭示复杂系统的有关特性，如非线性、混沌、突现、自组织、非还原性等。[1]正是基于对教育系统复杂性的认识，人们提出将复杂科学的原理和方法引入到教育系统的研究中，从复杂性角度来理解教育系统及其复杂性，转变学习概念，重新设计与复杂性相适应的学习系统，为学生提供从复杂系统中涌现出的新的思维方法，帮助他们提高学习效果，最终达到增强教育系统效能的目的。

物理学中耗散结构理论、协同学提出了解决复杂自然系统的理论、方法，为统一自然系统和社会系统建立系统科学准备了材料。物理学以前讨论的系统是可逆的、退化的，牛顿第二定律、热力学第二定律判定了系统的演化方向和特点。这类自然系统的演化方向与生物界、社会科学中普遍存在的发展、进化等演变现象相矛盾，人们无法用统一的方法来研究自然系统与社会系统。I.Prigogine提出耗散结构理论：开放系统在远离平衡状态时，由于同外界进行物质、能量、信息的交换，可以形成某种有序结构。在自然界的物理、化学系统中可以发现存在着与生物学一样的进化现象，并可以利用耗散结构来统一讨论。H.Haken提出协同学，认为复杂系统的相变是子系统之间的关联、协调作用的结果。我国著名学者钱学森教授在80年代提出了系统科学体系的框架，分析了在不同层次上的学科内容，提出了它们之间的联系，使系统科学走上了全面发展的新阶段。我们从系统科学的角度来讨论问题，这就可以站得更高，对问题分析得更深入。对这些复杂系统的分析不仅是对系统理论的应用，同时在研究中所采用的新的方法，所得到的新的结论也会丰富系统理论本身的内容，使系统理论真正成为解决复杂系统演化的理论。[2]

二、系统科学方法指导教育技术，以实现最优化

系统科学理论“老三论”（控制论、信息论、系统论）和“新三论”（耗散结构论、突变

论、协同论）为许多学科包括教育技术学科的研究提供了新的研究思路和研究方法。系统科学的思想观点和方法对教育技术学学科的形成和发展有着广泛和深远的影响，成为教育技术学最重要的理论基础。系统科学方法具有以下特征：整体性、综合性、有效性、定量化和最优化。其中最优化体现了系统科学方法解决问题时所要达到的目标，它可以根据需要和可能为系统确定出优化目标，运用新技术手段和处理方法，把整个系统逐级分成不同等级和层次，在动态中协调整体和部分的关系，使部分的功能和目标服从系统总体的最佳目标，以达到总体最优。

教育技术（AECT）94定义：教育技术是为了促进学习，对有关的过程和资源进行设计、开发、利用、管理和评价的理论与实践。现代教育技术是以系统方法为核心展开全部教育实践的，即对学习过程与学习资源进行设计、开发、利用、管理和评价。现代教育技术的目的是追求教育的最优化。教育最优化是指一定的条件下，在同样的时间内，使学生学得多些快些好些。最优化标准有两个：一是最大效果；二是最少时间。用最少时间得到最大效果是教育技术所追求的目标。

如前所述，耗散结构理论认为：任何远离平衡状态的开放系统，都能通过与环境进行物质和能量的交换，这时系统可从原有的熵增的状态，转变为一种在时空和功能方面的远离平衡的有序状态，即形成一种组织化和有序化的耗散结构。孤立的系统只能出现负熵，最终导致有序结构的破坏。[3]目前，中国的应试教育还根深蒂固，必须以和谐的方式从教育系统的外部引入负熵，营造开放的教育环境，促进系统内部长期积累的熵增的逐渐减少，通过系统内部的各要素之间的相互作用，使教育系统从无序向有序进行。教育技术可以实现以上转变。教育技术具有开放性和旺盛的科学活力，它与全新的认知理念同步发展，并及时把相关科学和高新技术引入到教育系统中，促进人们更新教育观念，改革教学方法，使教育领域成为培养适应社会的创新人才的基地。

开放是系统减少熵增和内耗的调节剂，开放使系统不断更新，也使系统获得良性循环的保证。系统要达到开放必须具备两个条件：系统内部各要素的相互开放和交流，系统内部和外部的各种影响因素的相互开放和互动。开放的本质是系统吐故纳新，教育技术的灵魂是整合，它意味着教育对各个学科的开放，接纳和综合。[3]

教育技术具有开放的显著特征：（1）开放的教育观念学会学习是当今教育的主旋律，培养每个公民的信息素养增强了教育技术的开放性，教育技术实现了教育理念的全面开放。（2）开放的教育对象从教育走出校园，面对社会每个公民，面对不同职业，不同年龄的人，可以按学习者的需求，构建教育环境。（3）开放的学习重视学习的过程，从学习方式的单一化向多样化开放，如集体学习，个别学习，研究性学习，协作学习等。传统的认知方式是人们长期形成的习惯，而电子学习创造了全新的学习空间和学习模式，激发了认知潜能。（4）开放的学习能力从重知识的获取能力到处理信息的能力。培养人的信息素养是学习的主要目的，强调个人对信息的获取、分析、加工、评价、创新的能力。（5）开放的信息资源电子阅览室、数字图书馆、多媒体教室、视频会议系统和信息高速公路把全世界的信息资源通过文本、视频、音频、动画、数据等传播形式呈现在学习者面前，让学习者能够随时随地获取信息。

三、阐释学、模糊逻辑、混沌理论与教学设计

教学系统由学生、教师、教学内容、教学方法和教学媒体构成，教学设计是对教学系统

的优化设计。教育技术的核心问题是教学设计。因此，教学设计应摆在教育技术学研究与实践的核心位置，这是因为教学设计不仅构成教学开发与应用的前提，更直接影响到开发与应用的质量。人们获取学习信息或学习资源的手段、环境及学习目的都发生着变化，因此，教学设计处于变化之中。传统的系统理论研究教学设计具有一些局限性，如教学设计的线性、确定性、封闭性和负反馈性等与当前以人为本的教学实际有一定的距离。[4]20世纪90年代以来阐释学、模糊逻辑、混沌理论等多种学科领域的研究为教学设计提供了多样化的视角。

（一）阐释学与教学设计

阐释学（Hermeneutics）是一种关于意义、理解和解释的哲学理论。从广义来说，它是对于意义的理解和解释的理论或哲学。阐释包括两个基本的意思：一是使隐藏的意义显现出来，二是使不清楚的意义变得清楚。“阐释学是一种理解世界的方法。通过阐释学原理的应用，在解释者对世界所熟知的意义和世界拥有的某种未知的意义之间架起一道理解的桥梁，缩短二者之间隔阂的距离。”[4]在阐释学发展过程中，有关学家研究总结出以下法则和原理：正确理解文本意义的法则。对文本的理解和解释不仅仅是一个语言的过程，而且是一个创造性的心里过程。（1）历史性原则——结合作者所处的具体条件理解文本的意义。（2）整体性原则——在一定的语境中理解每个词语的意义。（3）代入性原则——进入作者创造时的情景，重新体会其原意教学的主要目的就是对所学内容获得正确的理解，或者帮助学习者对所学内容阐发个性化的意义。根据学习者的理解过程来促进学习者的个性化理解，教学便有“建构”的意义。阐释学为教学设计思维提供了一种有意义的视角，对教学设计的启示主要表现在以下方面：（1）没有学习者的理解活动，理解不可能产生。学习的产生在于学习者能参与到理解的活动之中。阐释学认为，当理解者与文本以共同的观点融合在一起时，理解便产生了。（2）背诵不等于理解。以促进理解为目标的教学，应当关注文本创作者和解释者所处的不同文化或社会情境。文本的理解不是通过文本的背诵而获得，而是通过解释者的阐释。（3）教学不要奢望某种统一的意义理解或学习结果预定。理解并不是一种僵硬的过程，它涉及所处时代的社会和历史的影响。要从一个群体中期待一种可信的、客观的学习结果预定，是不可能的。（4）学习是一种个别化的社会性的活动。每个对话/交流都是不同的，忽视这一现象将导致在教学实践中错误地判断学习者理解了什么，学到了什么。

运用阐释学原理为教学设计寻求一种解决方案，意味着我们在为学习者深化某一问题的理解寻求方法。教学设计的思维和操作可以沿着以下原则展开：（1）利用理解的空白，促进学习者对学习内容表现他们个人化意义的理解。这种处理理解“空白”的活动，是基于阐释学的教学设计的主要任务之一。学习者在对待理解“空白”的问题上，要求表现个人化的解释/意义生成。教学设计就是要为学习者对文本形成个人化的意义创造/组合大量的机会。例如，为学习者提供开放性问题的课堂讨论练习，就有利于学习者展现个人化的反应和发展学习者的个人化意义。（2）多数学习者在学习过程中，在理解主题内容时，都会带着自身的偏见和切身的利益。这就意味着在学习课程内容开始，教师可以通过引发讨论的问题，来发展学习者的主观性意义。（3）为了促进学习者对学习内容的理解，教学应当在“文本创作时代”与“理解者所处时代”之间架起一座沟通之桥。在任何一种学习活动之中，学习者都会把其自身的时代和文化代入其中，对意义的解释产生影响。

（二）模糊逻辑与教学设计

模糊逻辑（Fuzzylogic）是美国工程师LotfiZadeh（1965）提出的一个概念。模糊逻辑对传统逻辑提出了严峻的挑战。传统的逻辑假设是：人的思想是精神的，人们在思维中所用的概念、命题的意义都是精神的，人们在思维中所用的概念、命题的意义都是精确的。它以命题的二值性为基础，以排中律为基本原则之一。因此，传统的逻辑所遵循的是二值性原则和排中原则。一个命题或者是真的，或者世界假的，并且一个及其否定必有一真。而模糊逻辑却与概念、命题意义的不精确性相一致，它推理的结论并不严格依据前提。模糊逻辑的出现，为解决复杂性、交叉性的问题开拓了道路。

模糊逻辑对教学设计的启示表现在以下三个方面：（1）模糊逻辑理论对教学设计中的需求分析和评价具有启示意义。这些分析在教学系统设计模式中居核心地位。从模糊逻辑理论的角度来看，在理念与行为只常常存在一种或然的、非线性的关系。因此，运用模糊逻辑作为一种分析工具，更能有效地解释行为。（2）模糊逻辑理论对认识/处理学习者的感知问题更为有效。学习者对自身能力的感知及自信心，与学习者获得好成绩同样重要。（3）运用模糊逻辑超越决定论的思维和设计方法，在评价“现实生活”的问题方面显得更为有效。[4]世界并非是黑白两极的，而是绚丽多彩的。

（三）混沌理论与教学设计

20世纪60年代，诞生于数学与物理学的混沌理论，与相对论、量子理论并誉为20世纪的三大科学革命理论。混沌理论的产生始于量子物理学不满牛顿机械决定论对物理现象的解释。牛顿物理学认为宇宙中的每种实践都是有序的、规则的并可以预测的。量子物理学认为宇宙并非是一个巨大的、事先决定的存在，所有的物理现象都是不可决定的，也是不可预测的。这种非决定论为解释世界的混沌现象提供了认识/研究途径。所谓“混沌”，是指非决定论的不可预测性与无序性、复杂性、不平衡性、多样性、非线性及不稳定性的存在。理解混沌，应当注意两点：第一，混沌系统中隐藏无序；第二，混沌是存在于无序中的有序模式。理解混沌理论要把握以下三个关键概念：

1．对初始条件的敏感依赖性（Sensitivedependenceoninitialconditions）：一个系统中的混沌是指系统内初始条件的小变化会引发后续的大变化。这也常被称为“蝴蝶效应（ButterflyEffect）”。混沌系统对其初始条件的异常敏感性说明，最初状态的轻微变化导致不成比例的巨大后果。当一个系统的初始条件不清楚或不确定时，我们是不可能预测到会发生什么结果的。

2．分形（Fractals）：分形理论创始人是美籍法国数学家B.Mandebrot.fractal，本意是不规则的、破碎的、分数的。用此来描述自然界中传统几何学所不能描述的一大类复杂无规则的几何对象。例如，弯弯曲曲的海岸线、起伏不平的山脉、令人眼花缭乱的满天繁星等。它们的特点是极不规则或极不平滑。直观而粗略地说，这些对象都是分形。分形，意指系统在不同标度下具有自相似性质。由于系统特征具有跨尺度的重复性，所以可产生出具有两个普通特征：第一，它们自始至终都是不规则的；第二，在不同的尺度上不规则程度却是一个常量。

3．奇异吸引子（StrangeAttractors）：吸引子是系统被吸引并最终固定于某一状态的性态。而奇异吸引子则通过诱发系统的活力，使其变为非预设模式，从而创造了不可预测性。

混沌理论对分析学习系统提供了另一种科学视角，对我们在分析教学系统中常用的决定论科学方法提出了质疑。（1）如生物学系统一样，教学系统也是充满了混沌。传统的教学设计原则和假设在两个方面与混沌理论相抵触：一是教学系统的决定主义假设；二是学习者和学习过程是可预测的。（2）混沌理论挑战传统教学设计中的线性教学程序——设计者或教学者认为只要按照预定的教学程序，对学习者施加干预/影响，就可得到预期的学习结果。但事实上，预成的线性教学设计很容易被教学中的混沌实践所颠覆，导致教学过程难以预测，难以单靠线性的操作程序来控制教学过程，并得到预期的教学效果。（3）混沌理论认为教学设计必须认真考虑学习过程。学习的信息处理模式通常在本质上把学习描述为一种线性过程（短时记忆——长时记忆——工作记忆——绩效）。但是，学习的发生过程是学习者个体差异以一种混沌的形式相互交织在一起，共同发挥作用。（4）走向重视学习者元认知能力的发展。处理教学系统设计/实施混沌理论的最有效方法是：帮助学习者学会反思其学习活动，发展其元认知意识，提高其元认知/反思水平。发展学习者的元认知意识是一种帮助它们处理复杂现实世界问题的方法/途径。元认知是指关于我们如何人感知、记忆、思考和行动的知识。掌握这些过程并在学习中及时应用，直接影响学习者的学习成效。（5）情感与混沌。在学习中处理混沌现象最有力的促进因素要靠人类的情感。已有的情商研究表明，经常性的情感挫折或情绪波动会影响个体的智力水平，损害/削弱学习者的学习能力。自我意识是情商的关键性能力。了解和控制个人的自我意识，对于成功做出决策来说，是至关重要的。

就目前我国教育技术发展情形来看，以上这些研究还未完全体现在教学实践过程中。但是，积极地吸纳各种相关理论的研究成果，适应时展和健全自身发展，却是新时期教育技术发展的必然趋势。

参考文献

[1]王强．中国教育和科研计算机网．/20031029/303496.shtml

[2]姜璐．系统科学之窗．/chistory/xtno3.htm

第15篇

[关键词]网络经济、非摩擦经济、经济学理论、企业竞争策略

网络经济经历了一段时间的热潮后似乎归于平静，然而网络经济却现实地发展着，关于网络经济的争论也一直没有停止。网络经济与传统经济有什么不同？网络经济的运行规律如何？网络经济下企业的竞争策略是什么等问题值得人们深入思考。我认为，网络经济是不同于传统经济的一种低成本、无摩擦、高效率的全新的经济型态。网络经济不仅对传统的经济学理论提出了严峻的挑战，而且对社会制度、法律、政府和人们的观念形成巨大的冲击，尤其是对企业的运作机制和竞争策略提出了迫切的更新要求。

一、网络经济对传统经济学理论的挑战

西方交易费用理论认为，任何交易都是有成本的，是要花费费用的，经济运行是有摩擦、有阻力的，也就是说经济活动是一种摩擦经济。只有通过合理的产权界定和有效的制度安排，才能降低交易费用，减少摩擦，提高经济效率。由此，如果说传统经济是一种摩擦经济的话，那么网络经济就是一种非摩擦经济。

网络经济在大部分情况下就是没有摩擦的经济，也就是说，生产、销售和售后服务等费用要比在传统经济模式下低得多，几乎以接近于零的成本获得无限资源，无限地提品、服务及创意，从而使经济状况大为改观。在某种意义上，这种新型的经济模式就如同一个虚拟的世界，只要产品低成本制造、廉价销售，就会赢得用户。可见，网络经济是不同于以往经济模式的一种低成本、无摩擦、高效率的全新的经济型态。

网络经济向传统经济学理论提出了严峻的挑战，具体来说，主要表现在以下几点：

（一）网络经济了传统的供需平衡机制

在传统经济学中，生产随需求而变化，企业根据需求的升降来调整生产。也就是说，传统经济是一种“供给支持需求”型经济，即“看不见的手”努力平衡供给和需求。它的传导机制是：需求——价格——供给。具体来说，需求下降，引起价格降低，再引起供给减少；需求上升，引起价格升高，再引起供给扩大。而在网络经济中，由于没有什么摩擦，没有相互抵触的因素，因而需求毫不费力地随生产的变化而变化。也就是说，网络经济是一种“供给主导需求”型经济，即“看不见的手”努力“主流化”。它的传导机制是：供给——价格——需求。具体来说，供给增长，引起价格降低，刺激需求增长；供给增长，又引起价格降低，再刺激需求增长，如此循环往复。可见，网络经济中供需平衡的规律颠倒了。

（二）网络经济改变了传统经济中的“收益递减规律”

收益递减规律打个比方说就是，消费者吃得越饱，饥饿感就越小，对食物的需求就越少，因此食品商的收益也就越小。而在网络经济中，消费者吃得越多，就越感到饥饿。例如，微软公司的用户需要越来越多的该公司生产的产品，因为软件用户已被锁定在某一个文字处理系统或排版系统上，他们不愿学习使用新的系统，于是不断购买原系统的新版本。不久，一种产品、一项服务或一个创意就取得了偶像地位，随之在消费者眼中变成了一种时尚，从而取得了主流地位。主流化了的产品、服务或创意能自身获得动力，从而使收益递增，而不是递减。

（三）网络经济具有不同于传统经济的“反馈机制”

这里首先要明确负反馈和正反馈的概念。所谓负反馈就象是汽车行驶太快时的突然刹车，是阻力、摩擦力。在传统经济学中，负反馈既是阻力，表现为需求阻碍供给；又是摩擦力，表现为制造、分配和销售的正常开支，表现为收益递减。正反馈则截然相反，它是在加速而不是阻碍市场份额的变化。降低价格，锁定特定的用户群，发展长远客户，所有这一切都刺激了需求的增长。这种正反馈机制促使需求不断增长，迫使产量持续增长，直到市场饱和。因此，网络经济自身具有正反馈机制，这种正反馈机制与传统经济学中的负反馈机制或收益递减规律的运作方式正好截然相反。

但是，网络经济虽然不同于传统经济，但它仍要受市场力量的支配。正如詹姆士·阿利指出的，“递增利润的存在并不意味着递减利润就不存在了，这两种现象将永远共存，并且起着互补作用。”实际上，网络经济仅仅是延迟了递减利润开始产生影响的时间。

（四）网络经济具有非线性的“混沌”特征

某些具有内在不稳定的系统时而会出现紊乱的态势，数学上称之为“混沌”。而非线性则是指人们难以预料的因果关系。例如股票市场价格的波动就是一种混沌状态，买卖、抢夺市场份额向来就是按非线性系统规律进行的。一个混沌系统就是一个非线性系统。网络经济就是这样一个非线性的系统，它一旦有变化，就不是从一个值均匀地变化到另一个值，而是跳跃式地变化。网络经济内在的非线性特征正是传统经济学理论无法解释的主要原因所在。

这种现象只能用“混沌理论”来解释。一个非线性系统即使呈不稳定的混沌态势，它仍会趋于某个均衡点，系统围绕该点上下波动，达到该点时，便处于稳定状态。这个点就是混沌系统的均衡点。运用到股市上，它就成了某种股票价格的均衡点；运用到网络经济中就是各公司的市场占有率。网络经济与传统经济体系的本质不同就在于它内在的数学原理是用数理混沌理论描述的。传统经济学理论只揭示了有形物品、货物的供需以及市场总是从一种状态线性地过渡到另一种状态的规律，它无法解释当代网络经济所具有的非线性混沌特征。

综上所述，网络经济与传统经济有着明显的不同，传统的经济学理论不再完全适用于现代网络经济。

二、网络经济的特殊定律

网络经济与传统经济学的定律不同，它有自身的一些特殊定律。

（一）莫尔定律（Moore’Law）

莫尔定律认为，网络技术改变了传统经济的变化速度（rateofchange），网络经济是按照“因特网时”（internettime）的速度运转的，计算机处理能力每18个月就翻一番。由于这个定律首先是由美国因特尔公司的戈登·莫尔提出并应用的，因此被称为“莫尔定律”。

“因特网时”是网络经济的变化速度，它是以小时为计量单位的，这已接近人类能够吸收信息并做出决策的能力的极限。通常7年相当于因特网时中的1年。在因特网时，每3~5年就是一个网络经济时段。一种产品在3~5年里就会达到主流饱和状态。为了更鲜明地理解因特网时，可以将网络经济与农业、工业、后工业等经济时代列表对比如下：

网络经济与传统经济时代的对比

时代延续时间（年）交互速度（英里/小时）环球所需时间

农业经济3~50003~5（人力）3~5（年）

工业经济3~5003~50（马车~汽车）0.3~0.5（月）

后工业经济3~503~500（飞机）0.03~0.05（天）

网络经济3~53~5000（网络）0.003~0.005（小时）

显然，每个时代的长短取决于交通和通讯的速度，也就是那个时代的技术速度。根据上表，工业时代比农业时代要短10倍，后工业时代要比工业时代短10倍，而网络经济中每个时代则只有3~5年，极其短暂。

极端的“因特网时”给网络经济的运行强加了一个非常重要的力量，那就是学习。莫尔定律是网络经济中企业和它的竞争对手必须遵循的一种业绩学习曲线（performance-learningcurve）。网络经济是给信息增殖的一种经济模式，增殖能产生更多的信息，而更多的信息又能进一步增殖，这种不断循环着的特殊的信息收集过程，被称为学习。学习是运行在网络经济中的正反馈机制的核心部分，因为它以技术优势代替了物质优势。一般来说，一项新发明、新的电脑程序或新方法问世后，必然会有人对其做出改进，在原来的基础上巧妙地修改、提高或运用，从而掌握了增殖的奥秘。这促进了更多的革新和改进，于是就有了更多的学习，导致了后代产品的进一步增殖。这个发明、学习和增殖的循环会一直持续到技术枯竭或该技术被其他技术所取代。学习导致了全社会都在追求速度，学习过程和与之相适应的正反馈机制是网络经济的推动力，因此，控制学习变化速度是网络经济的一个关键因素。

（二）达维多定律（Davidow’Law）

达维多定律认为，在网络经济中，进入市场的第一代产品能够自动获得50%的市场份额，因此，一家企业如果要在市场上占据主导地位，就必须第一个开发出新一代产品。与其作为第二或第三家将新产品打入市场，绝对不如第一家，尽管你的产品那时还并不完美。该定律还认为，任何企业在本产业中必须第一个淘汰自己的产品，即要自己尽快使产品更新换代，而不要让激烈的竞争把你的产品淘汰掉。这实际上是在“因特网时”中生活的一个必然结果。威廉·达维多在因特尔公司任副总裁时，就注意到了提高产品更新速度的重要性，并提出了这一定律。

（三）新兰切斯特策略（NewLanchester’Strategy）

对网络经济的形成产生重大影响的第三个人是英国的F.M.兰切斯特（1868~1946），他设计了英国的第一辆汽车，写了《战时飞机：第四代武器的开端》一书，并于1916年创立了“数学理论策略”。他的思想影响了运筹学的创始人伯拉德·库柏曼。W.E.德明在60年代把上述两人的思想介绍到日本，日本科学院院士申夫田冈博士总结了该理论中的精华部分，并以此为基础针对日本人的消费状况制定了一种新的营销策略，被称之为“新兰切斯特策略”。该策略描述的是网络经济的竞争规则。新兰切斯特策略被用于商业时，就成为一整套的指导原则，指点市场部门如何在竞争中取胜。

具体来说，新兰切斯特策略的运用可以使产品、服务或标准主流化。某个产品一旦主流化，它的地位就不大可能被动摇，锁定了一大批固定用户，并给生产该产品的公司带来巨额利润。因此，兰切斯特被许多人视为运筹学之父，在网络世界里，可以称为网络经济的建筑师，至少也可称为市场交易策略的设计大师。

三、网络经济中的生存原则和竞争策略

商场就是战场。网络经济中的市场营销就象打仗一样。根据以上网络经济的特征以及运行规律，企业必须采取不同于传统经济的生存原则和相应的竞争策略。

（一）产品主流化（mainstreaming）：抢夺市场份额

主流化是网络经济生存竞争的首要原则。为了赢得最大市场份额而赠送第一代产品的做法就是主流化。主流化所追求的目标就是“锁定”（lock-in），即通过吸引客户从而占领主要市场份额的过程。一旦数以百万计的用户对该产品有了依赖感，考虑到培训费用和其他转换成本，他们就再也逃脱不了；一旦某个产品取得了主流地位，这个地位就不大可能被动摇。显然，主流化有两方面的意义：它不仅锁定了用户，同时还消除了竞争。

免费赠送是实现主流化的具体方式，它通过把自己产品的价格降到冰点，而使其普及程度一夜之间升到沸点，从而一跃成为市场霸主。许多网络公司都是这么做的。这也就是著名的“剃须刀和刀片”原理，赠送剃须刀就是为了长期推销刀片。

主流化的直接目标就是追求市场份额的最大化，而市场份额的多少与企业在竞争中的地位有直接的关系。研究发现，一个企业要想在网络经济中白手起家，必须先拥有26.1%的份额，再赢得41.7%的份额，最后达到73.9%的份额。这一过程包括以下几个阶段：（1）当一个企业使用高明的计谋达到26.1%的市场份额这一最低目标时，才能成为“竞争者”，即才可被看作是一个可参与竞争的企业。若低于26.1%，则它的生存能力就很弱，只能算是“不稳定的竞争者”，它的地位可能随时会被竞争者取代。一旦拥有26.1%以上的份额，就开始与其他公司相脱离，处于领导市场产品的地位。获利能力一改变，市场份额也随之改变。（2）弥补缺口来进一步赢得41.7%以上的市场份额，这样就会成为市场“领导者”。所以市场霸主的目标是猎取超出41.7%的份额，这时，该公司与它的竞争对手之间赢利能力的差距才能扩大。在网络经济中取得这一关键地位的捷径常常是兼并和收购（M&A）。（3）通过主流化以赚取73.9%的份额，从而成为“垄断者”。当然，垄断是每个雄心勃勃的公司的最终目标。但是，但再往上超过73.9%时就会停滞不前，因为其一，很难刺激出更多的商品需求量；其二，会引来与其他产业集团或专业化产品公司的竞争；其三，市场份额与赢利能力两者之间就会错位。因此，虽然拥有90%、95%或100%的市场份额，似乎是最理想的目标，但在网络经济中不应该是一个聪明企业的目标。

（二）铸造价值链：“黄金定律”

网络经济中，许多高科技产业已构成价值链上的分支。价值链是由基础科技公司、中等增殖公司及最终用户共同联结成的价值增殖链条。网络经济通过价值链实现价值增殖，企业从价值链的一个或多个分支中抽取资金，赚得利润。网络经济决定了任何公司若只是赢利，而不实现价值链增殖，将难以幸存。

价值链中包含有“黄金”，企业拥有或控制的价值链上的分支越多，它所获取的“黄金”也越多，这就是“黄金定律”。任何企业意欲挖掘网络经济的潜力，就必须充分利用由一个甚至多个市场空间构成的价值链。

网络经济下，价值链比各组成部分的总和价值要大。单枪匹马地干无济于事，所以各企业要联合起来，形成“价值链群”才能幸存。随着产品的分解，价值链不断整合。各企业应建立合作关系，发挥联合的作用，竭力从整个价值链上获取利润。

（三）PICN原则：产品个性化

网络经济中产品和服务必须要有个性，即质量和外观以及感觉要对人性因素具有吸引力。个性也许很难定义，但是有个性的产品就有市场。一个企业要在网络经济竞争中获胜，必须瞄准个体市场，实现产品、服务和创意的个性化，即遵循PICN原则。

PICN是一个缩略词，由个人化（personalization）、个体化（individualization）、客户化（customization）和特定化（narrowcasting）四个词的英文首字母大写组成。这里，个人化是指产品恰恰正好符合个人的需要；客户化是指客户能根据自己的需要去剪裁某项产品；个体化是指某项产品是专门为某个特定的人的生活方式而设计的；特定化即指客户是通过单人市场发掘出来的。所有这些，都组成了PICN因素。在网络经济中，个人化代替了效率，个体化代替了大规模生产，客户化代替了客户支持，特定化代替了大规模销售。

显然，PICN原则迫使生产超越了销售的束缚。网络经济中的生产不再是整体地、大批量地生产出普通呆板的产品，或提供僵硬、没有特色的服务，取而代之的是，它生产的产品或提供的服务事后能够改进。个人化和个体化使价值乘数达到了最大化。总之，在网络经济中，个人化、个体化和个人市场这些新观念正在深入人心，而提高效率、降低成本和节约资金这些传统观念正在悄然逝去。由于产品和服务越来越个性化了，所以心理学、社会学和人类学在网络经济中变得越来越重要。

（四）虚拟社区和部落意识

虚拟社区是由有着相同需要的人组成的群体，随着科技的发展越来越把世界各地的人们与世界各地的产品和服务联结起来，虚拟社区这个概念将发挥更大的作用。

在网络经济中，企业首先得找出富有代表性的个人习惯、个人喜好和个人品味，并据此生产出符合个人需要的产品。然后企业必须找出大量的这种类型的潜在客户，把他们当成一个独特的群体，向他们出售产品。但是要想吸引住这个群体，就得迎合他们共同的人生经历、价值观念和兴趣爱好，也就是说，要创造出一种社区意识。一个成功的营销策略必须迎合他们心灵深处的那种农业时代的部落意识。网络经济中的产品和服务不仅要适合一个单个的人，同时要能引起整个部落的兴趣。事实上，虚拟社区已超越了社团的范畴，随着网络经济趋于成熟，每个人都将成为某个虚拟社区的一员。这一观念实现主流化以后，很多后工业时代的做法将被过去的农业时代的传统所代替，人们的观念必须领先一步得到更新。

（五）企业产业化

在网络经济中，当市场份额增加到最大值时，该产品就成了市场的主导产品，制造该产品的企业就能创立完整的产业。企业就要最大限度地把自己的产品转变为产业的标准，否则该企业就会失去垄断市场的机会。发展一个产业与壮大一个公司有天壤之别，区别在于发展一个产业得到的回报比发展一件产品的回报更为丰厚；换言之，一家公司若是转变为一个产业，其价值就转化为一个“金矿”。例如，微软公司已发展成为一个产业，而苹果公司只停留在一家公司。微软公司的产业包括了本公司，外加成千上万个第三方开发商、合作伙伴及追随者，是最成功的例子。

综上所述，网络经济条件下，经济运行和企业内外环境均发生了奇异的变化。企业只有密切注视并适应这种变化，采取不同于传统经济的竞争策略，才能在网络经济中生存和发展壮大。

[参考文献]

1、T.G.勒维斯[美]，《非摩擦经济——网络时代的经济模式》，卞正东、王宇等译，南京，江苏人民出版社，1999.3；