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混沌学理论范文1
关键词：混沌理论；大学生；行为管理
中图分类号：G64文献标识码：A文章编号：1009-0118（2013）01-0055-01
一、高校学生行为“混沌理论”概述
（一）不确定性。大学生对事物的认识，表现出一定的片面性和幼稚性，还不能深刻、准确、全面地认识问题。这种不足与他们极强的自我概念不相协调，这种不协调可能会一直困扰着他们。由于大学生心理内部的需要结构发生变化，大学生的追求有其独特性，而他们的价值观念尚不稳定，时常处于波动、迷惘、抉择之中，其心理成熟又落后于生理成熟，因而大学生的情感是不稳定的，情绪变化起伏大，易受周围环境变化的影响，心境变化快。
（二）对细小变化的敏感。复杂系统的发展和变化，对变量有较强的依赖。任何一个细微的变化经过多次迭代都会产生明显的差异。这使得学生的行为变得不可预测。同时，教育工作者又不得不关注于学生的一些细节，并希望将错误或失误消灭在萌芽状态。事实上，绝大多数时候都是凭借教育者本人的经验，而缺少一些确定性的方法。
（三）行为反馈机制。在信息社会条件，当代大学生与社会的交流的频率越来越快，使得一件事情可以快速的迭代多次，而造成事态扩大或不可控制。
二、基于混沌理论的行为模型
根据混沌理论中的反馈理论和人与社会的关系，大学生的行为输出到社会中，会再次反馈到个人，在反馈的过程中，家长和教师作为控制变量会对学生的反馈行为造成影响。于是构造大学生行为反馈模型（如图1）。其中：IU表示社会输入变量，CU：表示家长和老师的控制变量，PU：表示大学生这个行为主体，OU：表示行为经过处理后，学生变现出的行为即输出变量。
根据行为反馈模型，在评价学生行为和科学的判断学生的未来行为，必须对以上变量进行量化。同时，学生行为的反馈是一系列循环的过程，必须考虑事件之间的联系和不停的变化状态。于是，提出以行为变量为基础的行为迭代模型（如图2）。其中：x0是学生进入学校的初始状态，正值为积极效果，负值为负面效果。xn+1=f（xn）+c是行为反馈函数，xn+1是行为xn经过控制和反馈后的输出状态。C是家长或老师的控制参数，正值为有效，负值为负面效果。
三、模型的模拟与分析
（一）以学生管理中的常见现象作为模拟对于一位入校时表现中等，但具有较强个性和逆反心理的学生为例。这类学生的管理是老师非常头痛的问题，因为老师常常为了将这部分学生转化为优生而“加强”管理。但由于逆反心理和工作方法不当而导致结果“适得其反”。设反馈函数为y=x2-c，代入初始值x=0.5 c=2。做4次迭代结果见表1：
表14次迭代结果
xx2+c0.5-1.75-1.751.06251.0625-0.87109375-0.87109375-1.2411956787学生的行为在迭代过程中呈现较强的差异性，在c值一成不变，即控制方式不变的情况下。该生表现出现了正、负的转换，体现了行为的不稳定性，最终由于没有把握第2次的有效机会，使得最终在负值成为稳定状态。所以在大学的教育中采取简单的干预手段不会取得良好的效果。同时，不合适的控制会原本表现较好的学生逐渐转化为较差的学生。因此，对学生工作人员而言，任务不是阻止“混沌”而有效地帮助受教育者正确对待“混沌”，克服心理危机使其进入到一个新的成长阶段。
（二）引用经典的Lorenz模型，使用Logistic方程，可得在r=3初值p0=0.01下，用二次式p+rp（1-p）迭代100次后，初值为0.0397连续迭代10次后比较继续迭代（0.7229143012）和间断后（0.722）的迭代。最终计算机的结果为值分别为0.7355和1.3273。所以，对学生行为的关注应保持不间断，一个小的原因就可以产生截然不同的结果。这也是Jim、E.H.Bright等学者关注于机会、偶然性因素对个人行为造成的“突发性”改变的重要原因。
四、在学生工作中的应用和建议
（一）学生工作的具体目标，在于为大学生营造一个富有挑战意义的学习环境和团结友爱的文化氛围，而不是“管”学生。单一的频繁的刺激使得学生的行为更容易陷入“混沌”状态。当今大学生群体正处于教育改革转换过程中，在多元的文化背景下，面对更加复杂的社会现实和多重价值观念的碰撞，加上大多数大学生又是独生子女，各具不同的特质和禀赋，大学生个体对生活的体验和感受有较大差异，他们的价值趋向、思维特点、成长意识以及观察问题、处理问题的方式都有较大差异，需要改变过去单一的培养方式。
（二）学生管理应以“头”抓起，新生入学的教育对学生整个大学生涯有重要的作用。同时，还应对学生的一些细小行为和外部影响加强关注。在模拟中初值一些细小的变化使得输出值变得差异很大，所以学生工作管理人员应利用模型合理的评估学生行为背后产生的连锁反应。
（三）在电脑上构建每位学生的反馈系统，定时更新其中学生的输出与输入变量，分析反馈后的结果，并实现提前的提醒和控制。这一目标的实现可以再个人电脑上解决。
五、总结
本文应用混沌理论对大学生的行为进行了分析，提出了一个行为迭代模型来分析学生行为变化的动态过程，希望以此为工具为学生的规范和精确管理作出一些贡献，并以此为依据提出了大学生行为管理的几点建议。其中的难点是确立xn+1=f（xn）这个反馈函数，在应用中可以以素质测评的方法对该生一段时间内的表现进行打分再拟合出反馈函数。具体的精确方法将作为继续研究的思路。
参考文献：
混沌学理论范文2
烽火台大家都很熟悉，古时点燃烟火传递重要消息的高台，是古代重要的军事防御设施。一座座烽火台绵延相连，遇有敌情发生，则施烟点火，台台相连，传递消息。这是古老但行之有效的消息传递方式。互联网早已嵌入当代人的生活。顾名思义，互联就是网络与网络之间互相串联成的庞大网络，网络和网络又以通用的协定相连，形成更为巨大的、覆盖全球的网络。这二者正是两种不同教学理念下的课堂样式的象征。
“烽火台”代表典型的“线性设计”。教学依据既定目标预设，分为几个相对独立的板块，每个板块之间也可能有不同的阶段目标。各个板块有所联系，但完成各自的教学任务时则显得相对独立。一个板块教学完成之后再推进到下一个板块。教学随着设定的逻辑不断推展、延伸。“烽火台”式的设计是点对点、依次而教的设计样式。前一目标未达成，后一个板块无法启动，板块与板块之间是一种链接、承引、启发的顺序关系，更多依赖教师的教学操作，仰仗教学技艺。烽火传递过程中，信号是容易减弱、受损的。因此，教师在板块推演中要确保顺利，更要注重对课堂的操控，教学效果也变得极为仰仗教师的导控。主导学生的行为、思维，控制课堂的进程，一步步迈向最后点燃的烽火，达成既定的教学目标。
特别值得关注的是，此类设计中，优等生的发言是至关重要的。他们就如同点燃烽火的材料，越多火越旺。教学中，教师和优等生的配合也是课堂进展的核心要素。教师是“点火人”，优等生是优质“燃料”，你呼我应，烧得旺旺的，给“大家”看。线性设计下，我们会忽略那些属于大多数的“看客”。他们沉默寡言，却也无关紧要，因为他们的冷静恰是流程顺利推进的保障。倘若真要出些岔子，拐了一道弯，还真不知道如何回归正道。他们是陪衬，只需捧个人场。所以，课堂上高举的小手总是那几个，而其他学生就习惯性地默默等待他人的发言，鼓掌，下课。不由得想到一位美国教师来中国上课，发给学生的第一张卡片写着：思考好，不要举手，等待点名发言。我们感到奇怪，美国教师解释说：这就是让大家公平享有思考和表达的权利，课堂不要成为快速反应者的独享。
这样的教学就像“漏斗”，最终目的在开始时已经设定，就是统摄思想归为一处。教师身份神圣，是教学的守护神，是整个教学的中心，即便他们一直不承认自己的特殊地位，但最先预设的能够顺利演绎并完美实现就可见一斑。要确保目标达成，教师要付出努力。从设计到执行，无一处不仰仗教师的执行力、控制力，权且称之为教学艺术。但不能忽视的是，教学中教师作为核心权威，决定着一切的时候，学生就是被动的容器，教学过程缺乏最为可贵的思维含金量。目标达成很可能仅仅是灌输的结果，没有真正的经历主动学习的消化，是囫囵吞枣式的填塞。这样的教学导致学习为简单接受型、重复记忆型。成就的是一个又一个“名师”。
20世纪以来，在相对论和量子力学之后诞生的第三次理论革命中，我们认识了混沌理论。混沌理论作为一种新的世界观和方法论，认为世界是有序和无序、必然和偶然、确定和随机的统一体，有序运动会产生无序，无序运动又包含并产生更高层次的有序。混沌理论观照下的教学，主张以整体、全面、变换的角度去看待学生和教学过程。教学不再是封闭的、简化的、线性的、程式化的系统，而是非线性的、动态发展、多元组合、不可预测、广阔开放、多层维度的空间，存在着大量的矛盾冲突，同时也蕴含着无穷的创造性解决方案。
教学成为多方不确定因素组合成的多样交合的开放系统，我们形象地称为“互联网”式教学。“互联网”式的教学设计指非线性的，采用交互式关联，具有无尽多元可能的设计。教师制定好教学目标之后，充分让学生自主学习，向着目标进发。这好比是编织“网”的“经”与“纬”。所谓“经”，就是教学目标，而“纬”则是一条条通往目标的路径。在不同学生采用的不同思维路径上，交互产生一个个“网眼”：学生和教师，学生和教材，学生和目标，学生和学生。每一个“眼”就是学习思维的一个个闪光点，是活跃跳动的一条条思路，是接近目标的一步步足迹。此类设计，学生会呈现无尽的学习结果，生发出不可穷尽的学情，课堂教学就是学习过程中的思维演武场。教师在这样的教学过程中，是课堂教学的组织者，需要合理设计并组织教学活动；是学习活动的陪伴者，做到不干扰学生的学习思考，只是提供辅助和指引；是达成目标的维护者，要及时依据学情调试，维护教学向目标迈进。
在这样的教学设计中，每一个学生都是关键。即便只提供一点信息，也可能经过互联网的传播扩散，经过思维网路的交互，产生更新、更丰富的观点。学生和学生之间是平等互助的，优等生的思考结果代表的仅仅是其中一种。就如上文说的美国教师，他还发给学生第二张卡片：倾听同伴的发言，比你自己表达还重要。这就是典型的互联网式的设计思维，提倡倾听、吸收、借鉴、交互。学生不需要扩张性的发表，不顾一切的言说。话语的霸权就是多元思维的限制。互联网式教学的基本特征就是对话，对话的前提是承认师生在话题面前的平等；对话的目的是交换思想，从“无序”中产生新的共识，发现“次序”；对话的目的是实现思维共享，情感共鸣，创意共举，视界融合，教学相长。就像巴西学者弗莱雷在《被压迫者的教育学》中所述：在对话中，没有“教师的学生”，也没有“学生的教师”。
“互联网”式教学课堂不是教师的秀场，要求教师不能简单考虑“我要怎么教”，重在思考“学生怎么学”。由于其具有高度的开放性，对教师的知识积累、教学经验、应变能力等方面都是考验。教师在设计此类教学时特别要关注三个空间。其一，课前空间，在了解学情，准备应变上有更多的素材准备。所以，摸清学情成了教学的起点，把握学情成了教学的基础。其二，课堂空间，在关注学情、应对变化上有更多的方案准备。预设在这样的设计中仅仅是方案，是可能性，而不是必然的路径。多方预设会让课堂更加灵动，学生更加主动。其三，课后空间，在促发学情自觉上应有更积极的准备。课后是学习效果递增、学习触角延伸、学习空间拓展、学习获得增值的最佳时机，要有促发的机制，让效果增值。教学历经三种空间的更替，课堂上学生也经历了真正的学情变化，这样的过程是真正有效的学习。学生和教师一起体验，实现了知识结构的重组，发展，更新，丰富。无疑，对于教师的要求比“个人秀场”式的教学更有挑战性。
混沌理论认为：框架组织过多，过于烦琐，系统可能自我封闭，逐渐形成循规蹈矩的僵化处理格式，或者丧失灵活性，或者发育不全，或者加速对自身的破坏。“互联网”式教学并非可以漫无边际，也有应然的“边界”。教学要通过“不确定性”达成“确定”，开放要有度，就要设定合理的互联边界。第一，可以用目标确定边界。一节课的目标要明确且精简。不管途经何种路径，采用什么方法，“条条大路通罗马”，最终都要为达成目标服务，所以，不是本节课教学目标的学习活动视为界外，简单而相对专一的目标让教学留有更多余地，让拓展成为可能。第二，可以参考学生的最近发展区定边界。教学切中最近发展区，才能实现学生有效的进步发展，否则不是揠苗助长就是停滞不前。因此，对学情的把握又成为边界设定时的准绳。第三，可以用不同的学习主旨设定边界。例如，文体的不同学习主旨不一样，散文的教学和议论文教学不同；方向不同，主旨也应有变化，指向写作的阅读教学和品味语言风格的阅读教学不同。最后，可以用学习的容量定边界。学习就是发展，发展永无止尽，不要尝试“一口吃成胖子”。在学生可以接受的范围内，树立“学习性课堂”的观念，还课堂给学生，以宝贵的时间进行学习活动，以学定教，顺学而导。
混沌学理论范文3
关键词:非线性;混沌;吸引子;倍周期分岔;周期性窗口
中图分类号:TP271.8 文献标识码:A
1 引言
非线性系统的性能是复杂多变的。长期以来,人们对非线性电路中的平衡状态和周期振荡状态研究较为充分,取得了许多有用的结果。直到40多年前的一次重要模拟结果出现后,使非线性领域的研究进入了新纪元。1963年,美国麻省理工学院著名的气象学家洛伦兹(E.N. Lorenz)在研究一个气象学模型时,发现了异常的情况。洛伦兹经过长时间反复地在计算机上试验,其结果都是一样与经典认识不同。它的特点是响应一直出现类似随机的振荡,状态轨迹在一个区域内永不重复地运动着,这一现象后来被称之为混沌[1] [2]。
混沌是非线性动力系统在一定参数条件下产生的对初始条件具有敏感依赖性的随机运动。混沌运动的根本原因是运动方程的非线性;混沌运动具有内在随机性,对初值非常敏感,若两次运动的初值有微小差别,长时间后两次运动会出现较大的、无法预知的偏差。混沌现象是自然界的普遍现象,也是非线性系统所特有的复杂状态。
2 混沌电路
2.1 电路理论分析
混沌现象在非线性电路中也普遍存在,电路呈现混沌现象,原则上应考虑两个条件[3] [4]:
(1)二阶或二阶以上的强制系统;三阶或三阶以上的自治系统;
(2)至少有一个非线性器件。
图1所示的三阶自治电路由四个线性元件(两个电容、一个电感、一个线性电阻)和一个非线性电阻所组成。
2.2 构造非线性电阻电路
非线性电阻的部分可以用运算放大器做成负阻抗电路,且当 大于某一电压值时,运算放大器开始饱和,将两个这样的运算放大器并联,就可以得到伏安曲线为图2的非线性电阻,完成的电路如图3所示。
3 EWB仿真分析
用EWB(Electronics Workbench)软件对图3电路进行计算机模拟仿真分析。这里取C1=0.3474uF,C2=0.0155uF,L1=11.0534mH,R1=13.9596Ω,R2=218Ω, R3=374.1Ω, R4=2.19kΩ, R5=3.0811kΩ, R6=18.596kΩ, R7=21.7kΩ,代入非线性电阻的分段线性特性方程中。通过改变不同的W1的值,可得不同的状态轨迹, W1=1.14kΩ处的状态轨迹如图4所示,C2、C1两端的电压时域波形分别如图5、图6所示。
结果显示,电路中电容电压和电感电流出现类似噪声的无规则振荡,它是一种有界的稳态过程,其状态平面上的轨迹按某种内在规律永不重复地穿来穿去,这种类似“蝴蝶”形状的图形称为混沌吸引子。混沌吸引子又称奇怪吸引子,它是混沌运动有的,具有复杂的拉伸、折叠和伸缩的结构,使得按指数规律发散的系统保持在有限的空间内,即一切位于吸引子之外的运动都向吸引子靠拢,对应着稳定的方向;而一切到达吸引子内部的运动都相互排斥,对应着不稳定的方向。
在计算机模拟分析时,如果改变一下初始状态,其响应将发生重大变化,这是因为混沌运动对初始状态非常敏感。
4 硬件电路调试
按图3电路制成印刷电路板,考虑到元器件参数的标称值,实际电路中取C1=0.33uF,C2=0.015uF,L1=10mH,R1=5.1Ω,R2=220Ω, R3=390Ω, R4=2.2kΩ, R5=3kΩ, R6=18kΩ, R7=22kΩ,固定电压正负5V。将输出端信号S2-OUT、S1-OUT分别接到示波器的CH1、CH2探头,工作方式选择X-Y方式。将W1调到最小,示波器屏上可观察到一条直线,调节W1,直线变成椭圆,到某一位置,增大示波器的倍率,反向微调W1,可见曲线开始作倍周期变化,曲线由一周期增至二周期,由二周期增至四周期,……,直至一系列难以计数的无首尾的环状曲线,这是一个单涡旋吸引子集。继续微调W1,单吸引子突然变成了双吸引子,只见环状曲线在两个向外涡旋的吸引子之间不断填充与跳跃,这就是混沌吸引子,它的特点是整体上的稳定性和局部上的不稳定性同时存在。微调W1使其在1.1kΩ左右时,电路进入混沌状态,用示波器观察到的实际特性与计算机分析的结果非常接近。
利用这个电路,还可以观察到周期性窗口。仔细调节W1,原先的混沌吸引子突然出现了一个三周期图像,继续微调W1,又出现了混沌吸引子,这一现象称为出现了周期性窗口。
以上结果表明,在非线性电路中出现这种特性的混沌振荡具有深刻的理论价值,它改变了人们许多传统认识。经典理论主要是以线性、对称、可逆、有序、稳定为基础,产生了非常规律性的结果。而现论却以非线性、非对称、不可逆、无序、不稳定为特征,演化出了非常奇特的运动机理,混沌就是这类典型代表。
5 结束语
混沌现象不仅存在于电路中,在地震、气象、机械、化学、控制、生理等领域中都会出现,混沌现象的研究和应用已经形成了一门新的科学,研究涉及的领域包括数学、物理学、生物学、化学、天文学、经济学及工程技术的众多学科,并且对这些学科的发展产生了深远的影响。混沌包含的物理内容非常广泛,研究这些内容更需要深入的数学理论,如微分动力学理论、拓扑学、分形几何学等等。目前混沌的研究重点已转向多维动力学系统中的混沌、量子及时空混沌、混沌的同步及控制等方面。
参考文献
[1]E.N.洛伦兹. 混沌的本质[M]. 北京: 气象出版社, 1997.
[2]詹姆斯•格莱克. 混沌开创新科学[M]. 上海: 上海译文出版社, 1990.
混沌学理论范文4
关键词：非线性 建筑 发展 美学分析
Abstract：Based on the concepts, development of nonlinear architecture aesthetics, the paper based in today's society, to explore the reasons of the existence of nonlinear architecture, and its itself represents the new architecture view, new architecture aesthetics, and the conclusion is a nonlinear buildings with scientific attitude to explore the essence of the world and the development, and recognize certain conditions, and the regularities of the search out more hopes the underlying rules in deeper logic and connotation of architectural form.
Key words: nonlineararchitecturedevelopmentaesthetic analysis
1 非线性建筑背景
非线性科学研究被称为“在科学的整体哲学与人类看待其世界的方式方面的一次重大转变”。美国的洛斯・阿拉莫斯国家实验室非线性中心主任坎贝尔说：“非线性科学是研究那些不是线性的数学系统和自然现象的学科。1890年，法国数学家和理论天文学家亨利・庞加莱首次明确提出“非线性”的概念，从而拉开了非线性科学研究的序幕。2O世纪中叶开始，非线性科学理论的不断发明，突破了线性科学对人类的束缚，人们对欧几里德几何体系产生了怀疑，影响到人类产品制造业，则表现为产品形态的非标准化。模糊理论、混沌学、耗散结构理论、涌现理论、非标准数学分析等理论的建立，给人们展现了远离平衡态下的动态的稳定化有序结构；揭示了自然界丰富的复杂性潜力；清除了时间与空间的二元对立，表现了时空统一共呈的状态；歌颂了高度的连续性与流动性。 [参考文献：
[1] 徐卫国. 非线性建筑设计. 建筑学报[M]，2005（12）：32-35][1]
从概念上讲，非线性是相对于线性出现的，所谓线性就是指量与量之间的正比关系，用直角坐标系描述出来就是一条直线的形态。在线性系统中，部分之和等于整体，描述线性系统的方程遵从叠加原理，换言之就是方程的不同解加起来仍然是解。而在非线性系统中整体则不等于部分之和，叠加原理失效，非线性方程的两个解之和也不再是方程的解。从物理表象上我们亦可以清晰地区分线性与非线性的特征。首先从运动形式上有定性的区别：线性现象一般表现为时空中的平滑运动，并可用性能良好的函数表示，是连续的，微变的；而非线性现象则表现从规则运动向不规则运动的转化和跃变，带有明显的间断性、突变性；其次，从系统对外界影响和系统参量微小变动的响应上看，线性系统的响应平缓、光滑，往往表现为对外界影响成比例的变化；而非线性系统中参量的极微小变化，在一些关节点上，可以引起系统运动形式的定性改变，在对外界激励的响应上，则表现为出现与外界激励有本质区别的行为，发生空间规整性有序结构的形成和维持，而不仅仅是重复外界频率。
受到非线性科学理论的影响，建筑物也象其它人造物一样开始摆脱规则标准几何形体的枷锁，走向非线性的发展道路。非线性建筑创作试图摆脱以抽象性、均质性、匿名性和功能主义为基本特征的现代主义建筑的单调，同时拒绝后现代建筑的流俗、肤浅和矫揉造作，试图建立一种以新的科学、哲学、美学为支撑的建筑设计框架。非线性建筑强调生成的“过程设计”方法，即重视各种影响设计的参变量的相互作用，并通过分析研究过程，让建筑形态自然浮现，这样将作为“结果”的建筑转化成了作为“过程”的建筑，体现了自下而上的设计思想。因而生成的结果再也不会有模仿或再现，而具有唯一性。正如德勒兹在《生成》一文中指出，生成总是逃避在场性的“现在”，在某个特定的时点，它既在又不在，这里没有可以独立分隔开的在场和不在场，二者总是在互动和转换的游戏之中[[2] 姜宇辉.超越历史和结构的二元对立.哈尔滨工业大学学报[J]，2000，12（3）：93][2]。从表现特征看，非线性建筑具有丰富性、多样性、复杂性；从状态特征上看，非线性建筑具有开放性、动态性、非平衡性、模糊型；从结构特征上看，非线性建筑具有去中心性、相关性、层次性。“非线性建筑”这一概念的意义很广，既包括非线性理论指导下的建筑创作观念、思维、方法以及创作的过程、宏观状态、微观实践探索方向，也包括建筑创作的结果形态，概括起来说，所谓非线性建筑就是建筑设计的观念、思维、方法、过程、状态、结果其中某一方面或某几方面符合非线性的特征，当然非线性形态是非线性建筑最直接的表现。非线性建筑以计算机强大的运算和造型能力为工具，以先进的建造工艺为支撑，由此，非线性建筑理念得以实现并从纸面走向实际。
2 非线性建筑的美学依据
对于非线性建筑的美感，人们褒贬不一，由此展开了对美与秩序的讨论。美是什么？美与秩序有何关系？这是艺术哲学和建筑美学中最基本也是最混沌的问题。从根源论讲，美是客观的，它来源于客观存在；从本质论讲，美是主观的，是基于客观对象美学评判的人类共同社会意识，审美价值具有时代性和社会性；从中介论讲，美是客观与主观的统一，是客观审美对象所具有的审美价值满足人的主观审美需要时，人在审美过程中所获得的愉悦感受 [[3] 赵伯飞,等. 浅析黑格尔的美的本质论[J].理论导刊，2002(12): 35-37.][3]。审美对象、审美价值和审美主体是美的三大要素，它们互相独立又相互关联。具有审美价值的审美对象，审美主体才有可能形成愉悦的审美感受；审美价值的大小依赖于审美主体对审美对象的理解深度与感悟程度。[[4] 石孟良,等.秩序的审美价值与当代建筑的美学追求.建筑学报[M]，2010(4): 16-19.][4]
3 非线性建筑体现了新的建筑观
非线性建筑的出现，并非是衣着华丽的时装模特的简单走秀，它更体现了一种新的建筑观。非线性科学整合动力学和热力学理论的精髓，它对建筑创作的影响是巨大的。非线性建筑观承袭了非线性科学理论的主要哲学内容，是确定性和随机性在一定范围内的高度统一。它从发展的角度研究建筑系统的演化，并且揭示出建筑创作整体作为由众多微观创作实践组成一个复杂系统，由创作主体和创作客体共同的复杂性以及相互关系的复杂性组成，这个系统在发展过程中充满了偶然性和不确定性，是一个长期、动态的过程。开放、非均衡成了建筑创作宏观系统的常态，耗散特征是建筑创作宏观系统的特征。世界的本质是非线性的、复杂的，同样，建筑创作无论作为宏观系统还是微观系统，也都是非线性的、复杂的。
4 非线性建筑带来了新的审美观
在当代科学技术、经济水平、文化品位等因素的推动下，建筑审美观念正在步人一个新的平台。静态的平衡、和谐与稳定已难以满足人们追求异质与个性的审美需求。因此，动态的不平衡、非和谐，以至追求精神上的刺激与震撼成为人们审美价值取向。在追求不平衡、动态、去中心、残缺、破碎、扭曲的后面，包含了当代人试图打破经典美学四平八稳的心理定势，试图转向彰显心理张力和精神刺激的冲击、迷茫、缥缈的感受。当代非线性科学引领时代世界观的变迁，引发建筑师创作理念的变革，催生了时代非线性建筑风格。蕴含于建筑中的非线性因素，将建筑推向无常、失序和失衡的边缘，进而激发出建筑的活力。不同于古典建筑的数和谐美以及现代建筑的静态、有序美，非线性建筑易于引发与之相似的、处于混沌态的生命体的共鸣一一唤起向往自由的生命激情，激耘生机勃发的美感。
混沌学理论范文5
[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；
混沌学理论范文6
关键词： 混沌；lyapunov指数；重构相空间；wolf方法
一、引言
金融市场本质上是一个开放型的复杂系统，而金融危机是金融市场混沌特征的一种表现，其爆发根本原因在于以有效市场、随机游走与理性投资等线性范式假设为前提的，并且认为金融市场所呈现出来的特征是各个部分特征的简单相加；另一方面，这些方法采用的是静态均衡的观点去解决金融市场问题，因而当市场的外部环境发生变化时，先前制定的解决方法极有可能成为解决问题的阻碍[1]。因此，经典金融学理论在认识金融市场的本质规律、提供有效的风险控制方法的思路存在许多局限性。
因此，要想从根本上解决这个问题，我们要首先认识到金融市场本身作为一个“复杂系统”，它具有一种演化特征的非线性的方式对外界的作用做出反应。因而，金融市场会随着时间的演化而改变自身的发展规律。随着外部环境的不断变化，金融市场将会从一个稳定而有序的模式逐渐的陷入混沌之中，然后通过内部的相互作用达到平衡或者是产生金融危机。
因此，单刀直入的直接研究金融市场的非线性特征往往会为解决根本问题提供思路。因此，这篇论文的主要目的就在于，通过研究金融市场的一个指标――上证指数，利用lyapunov指数来判断金融市场本身是否具有混沌的特性。如果其具有这样的一种特性，那么我们必须从这方面着手，研究金融市场的混沌特征。从而找到金融市场的内部规律。
（一）研究方法
要想研究金融市场的混沌特性，我们以股票市场为例，选取了上证指数作为研究混沌现象的指标，利用lyapunov指数来判断指标是否具有混沌的特征。本文首先表述了混沌时间序列分析的主要研究方法：重构相空间的方法，这种方法能够重构高维相空间中的混沌吸引子，构造完成之后，我们就可以恢复时间序列数据的非线性特征。重构相空间需要知道时间序列数据的嵌入维数与延迟时间，我们分别利用了自相关函数法计算出序列的延迟时间以及利用Cao方法计算出时间序列的嵌入维数。利用构造好之后的相空间，我们就可以求得时间序列的lyapunov指数，根据lyapunov指数的大小判断上证指数的波动性是否具有混沌的特征。
二、理论依据
（一）重构相空间
为了恢复“混沌吸引子”，我们需要做的第一件是是“重构相空间”。所谓“混沌吸引子”，本身指的就是混沌系统具有某种规律性，它既不向一点靠近，也不远离这一点，而是在一定的轨道内变化。该混沌系统的一部分的演化过程与其他部分有着密切的联系。每一部分的信息都包含在另一部分的发展之中。这样，我们就可以从某一部分的时间序列数据中得到并模拟该混沌系统的规律。可以这样说，一个混沌系统的轨道经过一定时间的变动，最终会产生一种有规则的轨道，这也就是“混沌吸引子”。但是这种轨道在转化成时间序列时表现出一种复杂并且混乱的特征。因为混沌系统的各个部分之间是相互影响的，在时间序列上产生的数据也具有相关性的特征。[2] 我们利用Packad等人的坐标延迟相空间重构法，对于一维时间序列[WTBX]
{x（t）}，t=1，2，…，N可以构造m维的向量
Xn={x（n），x（n+τ），…，x（n+（m-1）τ）}，
n=1，2，…，N-m-1）τ
其中：m为嵌入维数，τ为延迟时间。相空间重构的关键在于嵌入维数与延迟时间的确定。Takens定理[3]表明：我们可以从一个一维混沌时间序列中模拟一个与原来的动力系统在拓扑意义下相同的相空间，这样就可以模拟时间序列的规律。混沌时间序列的性质各方面的分析都是基于相空间重构之上的，因此，相空间重构是混沌时间序列研究的关键。[4]下面我们将讨论延迟时间与嵌入维数的确定方法 。
1延迟时间τ
延迟时间的选择关键在于使x（n）与x（n+τ）表现出独立性，但又不能使其在统计学角度上完全不相关。确定延迟时间的方法主要有：自相关函数法与互信息法。下面我们主要阐述的是自相关函数法，因为我们后面也会用到这种方法。
自相关函数法[5]主要考察观测量x（n）与x（n+τ）与平均观测量的差之间的线性相关性。其定义用数学方法表示为：
C（τ）=[SX（]1/N∑Nn=1（x（x+τ）-x[TX-]）（x（n）-x[TX-]）[]
1/N∑Nn=1（x（n）-x[TX-]）2
[SX）]
