“老三論”之三：信息論。
信息論的創立者是美國數學家香農（ClaudeShannon，1916—2001）。香農於1940年獲得美國麻省理工學院（MIT）數學博士學位。1941年，他加入貝爾實驗室數學部，並工作到1972年。1958年，香農成為麻省理工學院終身教授。信息論是運用概率論和數理統計方法，從量的方麵來研究係統的信息如何獲取、加工、處理、傳輸和控製的一門科學。信息就是指消息中所包含的新內容與新知識，是用來減少和消除人們對於事物認識的不確定性。信息是一切係統保持一定結構、實現其功能的基礎。狹義信息論是研究在通訊係統中普遍存在著的信息傳遞的共同規律、以及如何提高各信息傳輸係統的有效性和可靠性的一門通訊理論。廣義信息論被理解為運用狹義信息論的觀點來研究一切問題的理論。信息論認為，係統正是通過獲取、傳遞、加工與處理信息而實現其有目的的運動。信息論能夠揭示人類認識活動產生飛躍的實質，有助於探索與研究人們的思維規律，推動與進化人們的思維活動。
香農在1948年10月發表於《貝爾係統技術學報》上的論文《通信的數學原理》是現代信息論研究的開端。該文確定了信息熵的定義，可以以其推算傳遞經二進製編碼後的原信息所需的信道帶寬。熵度量的是消息中所含的信息量，其中去除了由消息的固有結構所決定的部分，比如語言結構的冗餘性以及語言中字母、詞的使用頻度等統計特性。香農獲得碩士學位後就職於貝爾電話研究所。在這個世界上最大的通信公司（美國電話電報公司）的研究基地，他受著前輩奈奎斯特的《影響電報速率的一些因素》和哈特萊的《信息的傳輸》的影響。他們最早研究了通信係統的信息傳輸能力，並試圖用教學公式予以描述。香農則創造性地繼承了他們的事業，並鑽研8年之久，終於完成信息論的代表作《通信的數學理論》。1949年，他又發表《噪聲下的通信》。這兩篇文章，解決了過去許多懸而未決的問題，闡明了通信的基本問題，提出了通信係統的模型，給出了信息量的數學表達式，解決了信道容量、信源統計特性、信源編碼、信道編碼等有關精確地傳送通信符號的基本技術問題。那時，香農剛剛30歲出頭。
他的成就轟動了世界，激起了人們對信息論的巨大熱情，它向各門學科衝擊，研究規模像滾雪球一樣越來越大。不僅在電子學的其他領域，如計算機、自動控製等方麵大顯身手，而且遍及物理學、化學、生物學、心理學、醫學、經濟學、人類學、語音學、統計學、管理學等學科。它已遠遠突破了香農本人所研究和意料的範疇，即從香農的所謂“狹義信息論”發展到了“廣義信息論”。
20世紀80年代以來，當人們在議論未來的時候，人們的注意力又異口同聲地集中到信息領域。按照國際一種流行的說法，未來將是一個高度信息化的社會。信息工業將發展成頭號工業，社會上大多數的人將從事信息的生產、加工和流通。這時，人們才能更正確地估價香農工作的全部含義。信息論這個曾經隻在專家們中間流傳的學說，來到了更廣大的人群之中。香農這個名字也飛出了專家的書齋和實驗室，為更多的人所熟悉和了解。
（4）了解“新三論”
20世紀70年代開始，耗散結構論、協同論、突變論陸續確立並快速發展。實際上，這“三論”也是係統理論的分支學科。雖然時間不長，但它們已是係統科學領域中“年少有為”的新成員，合稱“新三論”。
“新三論”之一：耗散結構論。
耗散結構論的創立者是比利時物理學家普利高津（I。Prigogine，1917—2003）。耗散結構論是普利高津於1969年在“理論物理與生物學”國際會議上首次提出來的。“耗散”一詞起源於拉丁文，原意為消散，在這裏強調係統與外界有能量的交換和物質交流的特性。耗散結構論是研究遠離平衡的開放係統從無序到有序的演化規律的一種理論。這一理論指出，一個遠離平衡的開放係統（力學的、物理的、化學的、生物的，乃至社會的、經濟的係統），通過不斷地與外界交換物質和能量，在外界條件的變化達到一定的閾值時，可能從原有的混沌無序的狀態，轉變為一種在時間上、空間上或功能上的有序狀態。這種在遠離平衡情況下形成的新的有序結構，普利高津把它命名為“耗散結構”。耗散結構論就是研究耗散結構的性質，以及它的形成、穩定和演變的規律的科學。
普利高津1917年生於莫斯科，1929年隨家庭到比利時定居。1945年在比利時布魯塞爾自由大學獲得博士學位後留校工作，兩年後被聘為教授。普利高津領導的布魯塞爾學派，是國際上著名的非平衡統計物理學派之一。從1946年到1967年整整20年中，普利高津及其學派把物理係統或生物係統有序結構形成的條件當做一個新方向開展理論探索，重點是新結構的產生是否與平衡中心的距離有關。他主要研究非平衡態的不可逆過程熱力學，提出了“耗散結構”理論。1977年，普利高津獲得諾貝爾化學獎。
耗散結構論者認為，係統隻有在遠離平衡的條件下，才有可能向著有秩序、有組織、多功能的方向進化，這就是普利高津提出的“非平衡是有序之源”的著名論斷。在長期的研究工作中普利高津發現，當一個遠離平衡態的開放係統，由於許多複雜因素的影響而出現非對稱的漲落現象，當達到非線性區時，在不斷與外界進行物質和能量交換的條件下，係統將可能發生突變，由原來的無序混沌狀態自發地轉變為一種在時空或功能上的有序結構。這種新的有序狀態必須不斷地與外界進行物質、能量和信息的交換，才能維持一定的穩定性，而且不因外界微小的擾動而被破壞。事物的這種在非平衡狀態下新的穩定有序結構就稱為耗散結構。而耗散結構論則是探索耗散結構微觀機製的關於非平衡係統行為的理論。係統論所要尋求的也就是這種具有有序性的穩定結構，從這個意義上說，耗散結構論與係統論有異曲同工之妙。這種耗散結構能夠產生自組織現象，所以耗散結構論也叫“非平衡係統的自組織理論”。它解決了開放係統如何從無序轉化為有序的問題，對於處理可逆與不可逆、有序與無序、平衡與非平衡、整體與局部、決定論與隨機性等關係提供了良好的思考方法，從而把一般係統論向前推進了一大步。
耗散結構論得到了廣泛的應用。它已在解釋和分析流體、激光器、電子回路、化學反應、生命體等複雜係統中出現的耗散結構方麵獲得了很多有意義的結果，並且正在用耗散結構理論研究一些新的現象。諸如核反應過程、生態係統中的有入口分布、環境保護、交通運輸和城市發展等，都可當做遠離平衡態的複雜係統來研究。
1978年以來我國召開了多次學術會議，耗散結構論逐步引起了我國各方人士的極大興趣和重視。1979年8月，普利高津教授應邀來華講學，耗散結構論在我國得到了廣泛傳播。
“新三論”之二：協同論。
協同論的創立者是原聯邦德國著名理論物理學家赫爾曼·哈肯（H。Haken）。它以信息論、控製論、突變論等為基礎，采用統計學和動力學考察相結合的方法，通過類比，對各類係統中從無序到有序的現象建立起一整套的數學模型和處理方案。它是耗散結構理論的突破與推廣，也是一門關於自組織的理論。它進一步指出，一個係統從無序向有序轉化的關鍵並不在於熱力學平衡還是不平衡，也不在於離平衡態有多遠，而在於一個由大量子係統構成的開放係統。協同論除了分析係統的“協同作用”外，還進一步解決了近平衡態係統從無序向有序的轉化。協同論開始隻限於研究一個非平衡開放係統在時間和空間方麵的有序問題。
1978年，哈肯在《協同論：最新趨勢與發展》一文中將協同論的內容擴展到功能有序。1979年，哈肯又注意到混沌現象的重要性，認為一個非平衡的開放係統不僅可以從無序到有序，而且也可以從有序到混沌（指由決定性方程所描述的不規則運動）。這一發現使協同論進入到一個新階段。1981年，哈肯在《20世紀80年代的物理思想》一文指出，在宇宙中也呈現有序結構。這些說明，無論是在宏觀領域還是在微觀領域，隻要是開放係統，就可以在一定條件下呈現出非平衡的有序結構，都可以成為協同論的研究內容。
哈肯認為，自然界是由許多係統組織起來的統一體，這許多係統就稱為小係統，這個統一體就是大係統。在某個大係統中的許多小係統既相互作用，又相互製約，它們的平衡結構，和由舊的結構轉變為新的結構，都有一定的規律，研究本規律的科學就是協同論。協同論是處理複雜係統的一種策略。協同論的目的是建立一種用統一的觀點去處理複雜係統的概念和方法。協同論的重要貢獻在於通過大量的類比和嚴謹的分析，論證了各種自然係統和社會係統從無序到有序的演化，都是組成係統的各元素之間相互影響又協調一致的結果。它的重要價值在於既為一個學科的成果推廣到另一個學科提供了理論依據，也為人們從已知領域進入未知領域提供了有效手段。
協同論是20世紀下半葉影響較大的新興橫斷學科之一。協同論認為，無論什麼係統從無序向有序的變化，也不管平衡相變還是非平衡相變，都是大量子係統相互作用又協調一致的結果，都可以用同樣的理論方案和數學模型處理。國際科學界認為，哈肯創立的協同論不僅是可以應用於許多方麵的一種物理理論，也是對整個世界進行觀察的一種新方法。
在中國，有的學者指出了協同論對於建設小康社會的意義。協同論可以說是“協同合作之學”，並強調集體行為，“集體行為形成一種自動反應，使個體不可能逃脫它的擺布”，“做出決定的並非是好意或惡意，而是集體形成的條件”。可以說，小康社會的建設反映著集體行為協同發展的進程。
“新三論”之三：突變論。
突變論的創立者是法國數學家托姆（R。Thom，1923——）。突變論是20世紀70年代才出現的數學新分支，主要是用以描述突變現象的數學理論。突變論的基本思想是，一種自然現象或一個技術過程，在發展變化過程中常常會從一個狀態跳躍式地變換到另一種狀態，或者說經過一段時間緩慢的連續的變化之後，在一定的外界條件下，會發生一種不連續的變化，這種不連續變化的現象或過程就是突變現象，它可以借助一定的數學模型來加以描述。
托姆，1923年9月2日生於法國蒙貝利亞爾。1951年在巴黎大學獲法國國家博士學位。1976年當選為法國科學院院士。1954年發表《微分流形的某些整體性質》，對代數幾何學及微分拓撲學起了很大推動作用，獲1958年度菲爾茨獎。1949年起研究微分流形之間映射的奇點理論，獲得了一係列成果，形成突變論的數學基礎。1966年以後，用數學來說明自然界形形色色的動物形態的來源。1972年出版專著《結構穩定性與形態發生》，標誌突變論正式誕生。
突變現象在大自然裏、工程技術過程中都是普遍存在的。天氣的突然變化會產生暴風雨，地殼的劇烈運動會引起地震，橋梁的扭曲變形會導致斷裂，容器中的幾種物質在一定的外界條件下會發生某種化學反應。以前的科學家由於缺少數學工具，無法描述這些突變現象。1969年，托姆在其《生物學中的拓撲模型》一文中，首次在奇點分類的基礎上，提出了一個描述突變現象的數學模型。稍後，1972年，他在著名的《結構穩定與形態發生》一書中，係統地闡述了突變論的基本思想，這就是我們現在所稱的突變理論。托姆指出，在自然和社會中存在大量的不連續的突變現象，用數學模型可以對其加以描述。托姆提出了7種描述突變的模型，即折疊突變、尖點突變、燕尾突變、蝴蝶突變、雙曲臍點型突變、橢圓胳點型突變以及拋物臍點型突變等。描述或研究突變現象的數學方法一般都要涉及抽象代數拓撲學等學科。
托姆在拓撲學、奇點理論和穩定性數學理論基礎之上，通過描述係統在臨界點的狀態，來研究自然多種形態、結構和社會經濟活動的非連續性突然變化現象，並通過耗散結構論、協同論與係統論聯係起來，對係統論的發展產生推動作用。突變理論通過探討客觀世界中不同層次上各類係統普遍存在著的突變式質變過程，揭示出係統突變式質變的一般方式，說明了突變在係統自組織演化過程中的普遍意義。它突破了牛頓單質點的簡單性思維，揭示出物質世界客觀的複雜性。突變理論中所蘊涵著的科學哲學思想，主要包含以下幾方麵的內容：內部因素與外部相關因素的辯證統一；漸變與突變的辯證關係；確定性與隨機性的內在聯係；質量互變規律的深化發展。
突變論的應用範圍極為廣泛，在數學、力學和物理學中，借助突變論，不僅能加深對已有定律的認識，而且還能得到一些新的成果，如利用突變論找到了光的焦散麵的全部可能形式，利用突變論可能預測係統的許多定性狀態，像胚胎形成過程、心髒搏動、大腦機製、船舶穩定性等。
20世紀90年代以來，在“老三論”和“新三論”基礎上形成和發展起來的複雜係統理論逐漸成為一門顯學。複雜性科學的誕生是科學範式從分析到綜合、從還原到整體、從線性到非線性的深刻變革，將對科學與社會的發展產生深遠的影響。
（5）了解世界新技術
科技革命在人類曆史上出現了三次。第一次是18世紀末，以蒸氣機的發明和推廣為標誌；第二次是19世紀末和20世紀初，以電動機的發明和電的使用為標誌；第三次是第二次世界大戰以來，以原子能的利用、電子計算機、空間技術的發展為標誌。這次新的科技革命，20世紀50年代從美國開始，60年代達到高潮，70年代經過一段停滯又有新的發展。在50—70年代，主要集中在電子、能源、材料三個基本技術領域。80年代以來，主要集中在以微電子技術為中心的信息、新材料、生物工程、新能源、空間技術、簡單工程等新技術。以電子工業為基礎的電子計算機的產生和應用，是戰後科技領域發生的革命性變化的重要表現，是這次新科技革命的最重要的標誌。這樣，就形成了新的科學技術日新月異的局麵，出現了不勝枚舉的許多新的科學技術。
當代世界新技術不斷出現。對於這些新技術，一個現代社會的人才，要有一個起碼的了解。這裏試舉幾例比較突出的新技術常識。
克隆技術。
克隆技術即無性繁殖技術。“克隆”是英文（done）音譯，意為生物體通過細胞進行的無性繁殖形成的基因型完全相同的後代個體組成的種群，簡稱為“無性繁殖”。廣泛意義上的“克隆”其實是我們日常生活中經常遇到的，隻是沒叫它“克隆”而已。人們剪下植物枝條，扡插到土裏，這些枝條不久就會發芽，長出新的植株，這些植株是遺傳物質組成完全相同的植株，這就是“克隆”。還有將馬鈴薯等植物的塊莖切成許多小塊進行繁殖，也是“克隆”所有這些都是植物的無性繁殖，它非常普遍，幾乎每個人都曾見過。“克隆”一詞於1903年被引入園藝學，以後逐漸應用於植物學、動物學和醫學等方麵。現代克隆技術不需要雌雄交配，不需要精子和卵子的結合，隻需從動物身上提取一個單細胞，用人工的方法將其培養成胚胎，再將胚胎植入雌性動物體內，就可孕育出新的個體。這種以單細胞培養出來的克隆動物，具有與單細胞供體完全相同的特征，是單細胞供體的“複製品”。英國科學家和美國科學家先後培養出了“克隆羊”和“克隆猴”。克隆技術的成功，被人們稱為“曆史性的事件，科學的創舉”。克隆是人類在生物科學領域取得的一項重大技術突破，反映了細胞核分化技術、細胞培養和控製技術的進步。有人甚至認為，克隆技術可以同當年原子彈的問世相提並論。