理论教育 超循环理论:复杂系统进化发展的一般机制

超循环理论:复杂系统进化发展的一般机制

时间:2023-06-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:“超循环”正是这样一种理论,它展开了关于所有复杂系统进化发展的一般机制问题的研究。催化超循环 它是由多个催化循环相互联合而构成的化学循环。通过类比社会现象来描述一下超循环系统,可以举出如工、农、商、科教等各行业构成的经济超循环系统。

超循环理论:复杂系统进化发展的一般机制

耗散结构理论总体上所能解决的问题仍属较为简单的系统发展问题。但是系统的进化是复杂的,它是一种从低级到高级的、多个层次的持续发展和长久的进化,这就需要在更为复杂的系统中去寻找模型。“超循环”正是这样一种理论,它展开了关于所有复杂系统进化发展的一般机制问题的研究。这些研究成果对于我们研究汽车零部件产业的持续发展和管理机制有着重要意义。

超循环理论是德国科学家艾根(Manfred Eigen)所创立的,它包括如下一些基本内容:

1.层次结构原理

有生物常识的人都知道,即使是最低级的细胞,其内部也是一个高度复杂的系统,像是数万个小零件组合成的一个和谐有序的机器。由千万个零件组成的汽车也与此类似。著名的经济学家、管理学家、诺贝尔奖获得者西蒙(H.A.Simon)在探讨这类“复杂系统的进化”问题时,讲了一个很通俗的故事:两个表匠,霍拉和坦普斯,各自在组装一种由1000个零件组成的钟表,但这种新式的钟表在组装时如果中途停止,就会慢慢散落。坦普斯总是努力地一气装完,可是总有一些重要的事情使他中断工作,如客户的电话和来访等;因为总是完不成订货,所以生意越来越冷清。霍拉却想出了一个聪明的办法,他设计了一种使10个零件组成的小组件稳定不散落的办法;接着设计了一种使10个小组件组成的大组件稳定不散落的办法。这样,虽然霍拉也时常接待客户,而且客户越来越多,但是他每次停手时损失的活儿总是不多。通过直接计算,坦普斯平均装一只钟表的时间比霍拉要长4000倍。霍拉的中间层次稳定方法,使他节省了时间、加快了速度,生意也越做越好。

霍拉的这种方法用现代的话来说就是系统集成模块化技术。如前所述,在汽车技术领域中采用系统集成方法组装汽车时,可以“化繁为简、聚零为整”,既能减少整车生产的成本、节省原材料,又能减少组装时间、提高系统的质量。所以,国外的汽车生产厂目前都开始实行标准件组装法,并要求零部件厂家向主机厂以系统组件方式供货。

2.生命系统的基本特征

艾根的超循环理论是一种有关生命起源的理论,同时又是一种一般进化论的机理研究,而这种进化论首先又是以达尔文的进化原理为基础的。艾根认为,达尔文的进化论中通过自然选择实现进化的原理是十分重要的,它应当具有更为普遍的意义。

但是艾根也注意到,达尔文自然选择机理的对象是生物或生命系统。这是一个高度复杂的系统,它包括下列三种基本特征,如果系统不具有这些基本性质特征,就无法进入达尔文优化选择机理的轨道

(1)代谢作用所有的生命都是一个通过新陈代谢来维持自身存在和自身结构的系统。由于存在着热力学上的不断增熵作用,所以生命系统必须不断通过新生的部分来代替衰败死亡的部分,才能保持系统和生命的存在。代谢作用是生命的基本特征。

(2)自复制生命系统之所以能维持在时空中自身的存在和种族的原有特征,是因为它们具有繁殖、遗传或自复制的能力。自复制对于任何选择进化都是十分必要的。如果没有自复制和稳定的生物物种,进化就失去了基础,选择也失去了对象。

(3)突变性生命系统的遗传中总是存在一定的差异性,所谓“一母九子、子子不同”,正是表明了这种突变性。突变性是发展进化的基础,是新的有序的源泉。

上述原理也可以应用到社会系统中。例如,对一个汽车零部件企业来说,产品是企业的生命,若要保持企业长盛不衰、充满活力,那么它也应该具有上述三个特征:一是要对产品不断更新,这是企业不致衰败的必要前提;二是要有一个或几个核心产品,这是企业得以生存和发展的基础;三是要创新,即在原有产品上应有所突破,也就是说,企业必须开发出具有很强竞争能力的潜在产品。

3.超循环系统

艾根设想,分子在进化过程中首先是形成了某种类似生物物种的“分子物种”,它虽然较为简单,还达不到生命的水平,但却具有代谢、复制和突变这三种基本特征。艾根将这种类似生物种的分子称为“拟种”。拟种是大量相同或相似的分子突变体的群体,这种分子突变体是通过三级化学循环而形成的。而这三级化学循环的整体结构就是一个超循环系统。

(1)反应循环 机体内部总是存在着大量的化学反应,这些反应常常会形成一个系列。就是说,每一个产物又紧接着进入第二步反应,并且接着进入第三步反应、第四步反应等。这意味着从一个原有物质可以进行多步反应,得到一个新产物。同时,这个系列反应也不是只进行一次,恰如一个零部件工厂不断地生产出产品。这种不断地输入原材料,经过多步加工(转化)源源不断输出产品,其整个工作就相当于是一个反应循环。

(2)催化循环 可以把一个化学反应循环的基本功能看作是一种催化剂(这正如一条生产线的基本功能,可以将其看作一个裁缝的成衣功能一样)。它将一个底物加工成产物,而自身保持不变,这样以催化剂为基础,多个催化剂的相互催化或循环催化可以构成一个较高级的化学循环,即催化循环。相似的情况如在工业生产中,每个工厂可以被视为一种反应循环,重工业机械工业、能源工业和运输业之间相互提供原料、工具、动力,是以本业的产品来推动它业的运行,这样形成的工业系统便是一种各业之间相互“催化”的循环推动过程。

再具体到汽车零部件生产系统上,如一个电子工厂或化工厂,它生产出电子元器件或复合材料,并以此为催化剂推动汽车零部件工厂生产出诸如汽车电子产品和塑料零部件等,这就构成了一种较高级的反应循环,即催化循环。

(3)催化超循环 它是由多个催化循环相互联合而构成的化学循环。

通过类比社会现象来描述一下超循环系统,可以举出如工、农、商、科教等各行业构成的经济超循环系统。如教育系统仅仅培养教师,那么虽然它是自我复制和自我维持的,却不可能与其他系统相联系,所以它必须还培养科学家、工程师等人才以推动(“催化”)其他各行业的发展。同样地,工业不仅产生工业用机械,也产生农用机械、科研仪器、商用工具和设备;农业不仅生产自用粮食,也产生它业所用的粮食、原料、用品等。这样,各行业既自我复制,又相互“催化”,进而形成了宏观经济系统。如果把催化循环比作自我满足的产品经济,那么催化超循环则相当于生产目的在于销售的商品经济。(www.daowen.com)

对汽车零部件企业来说,它不仅为汽车工业提供产品,而且还为其他工业部门提供服务和货源,如德国马勒公司生产的活塞不仅满足汽车工业的需要,而且还供农机造船等工业使用。目前,汽车零部件企业的这种经营策略不仅在德国,而且在其他国家也是一种发展趋势。

综上所述,分子进化经过了反应循环、催化循环和催化超循环的三级结构功能的演化,形成了一个复杂的化学系统。它虽然离一个生命细胞还差得很远,但却具有了与生命现象基本相同的“代谢”“自复制”和“突变”的功能,可以通过达尔文的自然选择机理,像生物物种那样实现分子系统的逐渐进化。

4.超循环理论的启示

(1)竞争的目标是创造新生事物和优势互补 艾根的超循环理论依赖于达尔文的进化论,但是他没有停留于达尔文的原有水平,而是进行了一定的补充和重要的改进。

达尔文认为,生物之所以能够进化,重要的原因在于物种之间的生存竞争和自然的选择与淘汰。这种进化模式对社会系统曾经产生过片面的影响,它成了为强权政治、经济掠夺、损人利己甚至侵略战争辩护的理论。甚至在今天,许多从事公司经营和企业管理的人都深深地陷入了这个竞争的漩涡中而不能自拔。

但是艾根认为,达尔文的进化机理虽然对进化论来说是不可缺少的,但它却不是进化机理的全部,它还应当有所补充:一个是信息问题;另一个是系统的综合式发展问题。

从第一个方面来说,在达尔文的时代,科学中还没有信息概念,这使得进化中的选择失去了明确的目标。物种间的竞争也好,自然的选择也好,都失去了进化的真正意义,一切只是为了生存,选择结果不过是“幸存者的幸存”而已。那么进化与发展究竟是什么意思呢?艾根认为,其实进化选择的目标是信息,是系统的优势信息、优势功能结构和合理状态。如对于社会人和各种社会系统来说,竞争是存在的;但是,竞争的目标并不在于“击败对手”,而是在于创造以及建设性地形成合理的社会新生事物。比如,当德尔福汽车系统公司创立了通过电子化实现先进系统集成的时候,它才能在竞争中占据优势,且同时也在世界汽车零部件工业发展的历史上写下了辉煌的一笔。

从第二个方面来说,竞争选择的结果也并非仅仅是淘汰;还有一个更为重要的结果就是,优势互补的综合超系统的建立。在达尔文的理论中,竞争的结果只是一方的胜利和另一方的失败和被淘汰。但是艾根在超循环进化原理中表明,一个生存群体中的各系统可以通过竞争形成淘汰和选择,但也可以进入一种超系统综合的发展。当几个系统各自的产出表现为一个对其他系统更为有利的结果时,系统就会形成彼此相互依赖且不可分割的更大规模的超系统,比如一个汽车零部件企业集中自己的力量创制了一种新产品,无疑这是一个在市场上有销售前景的产品,但是该企业并没有现成的、相当广泛的销售网络,而重建销售网络则可能使企业倒闭。而同时,有一家汽车零部件销售公司在许多城市都有很好的销售网络和力量,但是对现有的零部件产品难以推销,继续下去也可能倒闭。显然,这两个单位的“产出”是互为利他的。虽然各自都在竞争中显出了劣势,但是这两者如果结合起来,就会形成特殊的优势。于是两者通过协商形成了产销联合集团,通过互为利他的行为形成了超系统的综合,而这个结局不仅仅挽救了双方,而且总体来说要比其他许多自产自销企业的盈利情况好得多。事实上,这种综合的形式不仅是对一个系统的竞争是有利的,而且对于整个经济系统和社会系统的进化和发展都是有利的。

(2)结构调整要采取多层次、多等级的建构办法自然的发展是一个渐近的过程,它是不能跨越巨大的信息台阶的;但是在实践中,人们往往忽视了这一点,总是希望能够马上就实现自己的理想和愿望。例如,目前汽车零部件企业布点分散、规模太小,重复建设的现象严重。为了彻底改变这种散、乱的状况,我们总希望能快速发展大型汽车零部件企业集团,以代替目前无数个中小企业。这就像无数的大分子试图在一次偶然的行动中,就能突然地形成功能齐全、结构精致、充满活力的细胞一样。超循环理论的创立者艾根认为,这是一种不切实际的幻想。

艾根与管理科学家西蒙一样,建议我们通过多层次、多等级的系统设计来实现这一理想的进化过程。这种以通过等级、层次的方式来实现发展的方法,不仅使得复杂系统的建立成为可能,而且也是最省时的,它是实现理想的一条科学的和现实的道路。受此启发,我们认为,汽车零部件工业的产业结构调整无疑也应该走同样的道路。

一段时期以来,汽车零部件工业企业的集团化成为企业经营和优化资源配置的重要取向,自组织集团、加入或扩大集团成为时尚。应该承认,企业集团是现代企业制度的一种重要组织形式,但要实现大企业集团这种组织形式不能一哄而起,不能搞“拉郎配”,而应该分等级、分层次、分步骤地进行。

例如,企业集团开始应以契约纽带为主,即关系企业承认集团章程,正式参加企业集团,但与母公司无产权关系,然后再过渡到产权纽带和契约纽带相结合且经济关系比较合理的企业集团。这里说的产权纽带主要指母公司对集团成员企业有控股或参股关系。

另外,企业集团应具备多层次组织结构,一般应有四个层次:

1)核心层。具有母公司性质的集团公司或总公司,它由公司本部和公司的全资企业构成。

2)紧密层。由集团公司(核心层)控股的子公司或分公司构成。

3)半紧密层。由集团公司(核心层)的参股、合资的公司构成。

4)松散层。由承认集团的章程、自愿加入并与集团公司有着优惠性固定协作关系的企业构成。

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