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  复杂性科学主要包括:早期研究阶段的一般系统论、控制论、人工智能;后期研究阶段的耗散结构理论、协同学、超循环理论、巴黎人手机平台突变论、混沌理论、分形理论和元胞自动机理论。限于篇幅,本文只简要介绍协同学、突变论和耗散结构理论。

  协同学(Synergetics)是由德国学者哈肯创立的 。协同学是研究有序结构形成和演化的机制,描述各类非平衡相变的条件和规律。协同学认为,千差万别的系统,尽管其属性不同,但在整个环境中,各个系统间存在着相互影响而又相互合作的关系。协同学进一步指出,对于一种模型。随着参数、边界条件的不同以及涨落的作用,所得到的图样可能很不相同;而对于一些很不相同的系统,却可以产生相同的图样。由此可以得出一个结论:形态发生过程的不同模型可以导致相同的图样。在每一种情况下,都可能存在生成同样图样的一大类模型。

  突变论(Catastrophe Theory)的创始人是法国数学家勒内·托姆(Rene Thorn)。突变论是研究客观世界非连续性突然变化现象的一门新兴学科。突变论认为,系统所处的状态,可用一组参数描述。当系统处于稳定态时,标志该系统状态的某个函数就取惟一的值。当参数在某个范围内变化,该函数值有不止一个极值时,系统必然处于不稳定状态。勒内·托姆指出:系统从一种稳定状态进入不稳定状态,随参数的再变化,又使不稳定状态进入另一种稳定状态,那么,系统状态就在这一刹那间发生了突变。突变论还提出:高度优化的设计很可能有许多不理想的性质,因为结构上最优,因而可能存在对缺陷的高度敏感性,产生特别难于对付的破坏性,以致发生线)耗散结构理论

  耗散结构理论是普利高津(Pregogine)于20世纪60和70年代创立的 普利高津一直在从事关于非平衡统计物理学的研究工作,当他将热力学和统计物理学从平衡态推到衡态,再向远平衡态推进时终于发现:一个远离平衡态的非线性的开放系统(不管是物理的、化学的、生物的乃至社会的、经济的系统)通过不断地与外界交换物质和能量,在系统内部某个参量的变化达到一定的阈值时,通过涨落,系统可能发生突变即非平衡相变,由原来的混沌无序状态转变为一种在时间上、空间上或功能上的有序状态。这种在远离平衡的非线性区形成的新的稳定的宏观有序结构,由于需要不断与外界交换物质或能量才能维持,因此称之为“耗散结构”(dissipative structure)“ 。

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