《大自然成功的奥秘：协同学》（二）

到19世纪末，20世纪初又出现了相对论、量子力学、X射线、电子、天然放射性、DNA的双螺旋结构等等，所以不但是自然观，世界观都发生了重大变化，有机化学、分子生物学、基因工程、生物技术等等都飞速地发展。那么最后也有人认为，我们现在的系统科学，也就是“新老三论”、计算机、人工智能、纳米化学、生物医学等等的诞生，开启了又一个科学的和技术的革命

除了协同学以外，关于系统科学的近况，我觉得还有一个是混沌理论。混沌理论是庞加莱于20世纪初首先提出来的，80年代初开始升温。当时我主要搞这方面的研究。混沌理论里面有比较多的数学，有随机性、敏感性、分维性、普适性、标度律等等。还有一个是复杂性理论，也已经有一段历史了，也是80年代以来受到广泛重视的。它的主要概念有非线性、不确定性、自组织性、相变性、涌现性等。涌现性就是整体大于部分。还有能量的指数级增加，就是系统越来越大，需要的能量就不是与系统的大小成算术比例，而是指数级比例，最后还有灾难性崩溃。所以在系统科学方面，我觉得现在备受注意的是协同学、混沌理论和复杂性理论。

在历史上，40年代出现了系统论，控制论和信息论，有些人称之为系统科学中的“老三论”。到70年代，出现了“新三论”，也就是耗散结构论，协同论和突变论。耗散结构论和突变论，有一段时间也比较兴旺，但后续研究已经不是太多了。

我们再上升一步就是科学革命。西方科学发端于古希腊，古希腊人认为我想是怎么样，那个事情就是怎么样，不需要验证，不需要实验证明。到中世纪，那就更不对了，就是神学、上帝、造物主主导。16到17世纪，首先以哥白尼的日心说为代表，与前面完全不一样了。然后是开普勒，伽利略登的观测和实验，最后牛顿在数学力学方面的重大贡献。科学革命是一个专有名词，基本上就是从哥白尼到牛顿这段时间科学上的一些突破性。

科学革命，引入了现在我们大家很熟悉的一种思想方法，至少是读理科、工程的人都很熟悉。我们会先做一个假设，然后得出一些推论。这个推论对不对呢？需要用实验验证，如果证明不了，我就要把假设修改一下，然后得到新的推论，然后再用新的实验，或者同样的实验来验证。这样反复多次，等到我的实验验证与假设得出的推论符合了，那么我们就认为这个假设比较可靠了。所以当初牛顿在天体力学方面的理论就是通过观察行星、彗星之类证实的。后来爱因斯坦的相对论，也是通过观测水星近日点的偏移，另外还有最近很热门的引力波，慢慢地有了实验证明，最后按需要把假设修改恰当，那么推论就正确了。所以这个科学革命大概是这么回事，不仅是知识，还有方法论。

此后科学的革命（注意，科学革命成了一个专有名词）还在不断地在继续。一般认为， 19世纪的能量守恒和转化，细胞学说、进化论等等奠定了物理学、生物学、心理学等实验科学体验。然后到19世纪末，20世纪初又出现了相对论、量子力学、X射线、电子、天然放射性、DNA的双螺旋结构等等，所以不但是自然观，世界观都发生了重大变化，有机化学、分子生物学、基因工程、生物技术等等都飞速地发展。那么最后也有人认为，我们现在的系统科学，也就是“新老三论”、计算机、人工智能、纳米化学、生物医学等等的诞生，开启了又一个科学的和技术的革命。

我最后稍微介绍一下中译本的由来。我于1979年10月到1981年5月在斯图加特大学攻博。常见到Synergetics的讲座或者讨论会的海报。回国后我在上海交大当教授，1986年的10月份，哈肯教授来上海访问，我听过他的演讲，也与他进行了一些讨论，特别是混沌方面的。中译本就是那时根据原书1981年版做的。上海译文出版社出了第一个中文版。后来又重印和再版了几次。2017年的时候，译文出版社因存书即将售完拟重印，我便与哈肯教授联系，他说有一个1995年版本，还做了一些补充和修改，并且写了一个中文版的序言，这就是我们今天奉献给读者的这本书，它与原版大约90%是一样的，稍微有一些小的改动。

如果大家有进一步兴趣的话，一个是可以读斯普林格协同学丛书。我刚才也讲过，1977年到2017年出版了118卷，平均每年3卷。内容涉及物理、化学、生物学、生态学、经济学、政治学、社会科学等等各个方面，即使你不是很深入地阅读，大概浏览一下，也会得到不少知识。另外，哈肯教授还有一本 “先进协同学”。它里面讲到的数学工具，其实不是特别复杂，一般读过大学数学、物理等专业的不难理解。比如说常微分方程、非线性常微分方程、周期性系数常微分方程、随机非线性常微分方程、耦合振动、分岔、噪音等等，如果大家有兴趣，可以进一步阅读。我对《大自然成功的奥秘：协同学》的介绍，就到这里，谢谢。