自组织理论是20世纪60年代末期开始建立并发展起来的一种复杂性科学理论。自组织(self-organization)这个概念最早出现在1947年Ashby关于神经系统的论文中”。生物学家冯·贝塔朗菲CV. Bertalanffy, 1950)发现,生物界可被看作一个以系统形式存在着的有机整体。他以在生物学领域的研究为基础,并将类似的研究推广到其它学科领域,最终创立了“一般系统论”。约维茨和凯莫伦(Yovits M. C & Cameron S,1959)在《自组织系统》(self-organizing systems)中对自组织系统作了详细的论述,类似的思想却可以追溯到更早的一些时候。1969年,普利高津提出耗散结构理论,标志自组织理论的创立。主要研究的对象是复杂自组织系统(生命系统、社会系统)的形成与机制问题,即在一定条件下,系统是如何自动地由无序走向有序,由低级有序走向高级有序的。哈肯(1979)对自组织现象作了如下描述:“所有子系统之间的相互作用对整个系统的贡献好像是有调节的、有目的的自组织起来的”’。后来,协同学创始人哈肯(1988)给出了自组织的经典定义:“如果系统在获得空间的、时间的或功能的结构过程中没有外界的干扰,则系统是自组织的,“特定”是指系统的结构和功能并非外界强加给系统的,而且外界是以非特定的方式作用于系统的”,他还给用一个实例来解释:“比如说有一群工人,如果没有外部命令,而是靠某种相互默契,工人们协同工作,各尽职责来生产产品,我们把这种过程称为自组织。”它主要包括:伊里亚·普利高津的耗散结构理论(dissipative structure Theory)、雷内·托姆(Thom Rend)的突变论(Catastrophe Theory)、赫尔曼·哈肯(H. Haken)的协同学(synergetics)等。自组织理论建立后,成为解决普遍的一般复杂系统的系统理论。复杂性科学自组织理论是研究系统从无序到有序转变规律。具体地讲有:耗散结构论主要研究系统与环境之间的物质与能量交换关系及其对自组织系统的影响等问题。以普利高津为首的布鲁塞尔学派认为,只有在非平衡系统中,在与外界有着物质与能量的交换的情况下,系统内各要素存在复杂的非线性相干效应时才可能产生自组织现象,并且把这种条件下生成的自组织有序态称为耗散结构。热力学的观点看,耗散结构是指在远离平衡态的非平衡态下,热力学系统可能出现的一种稳定化的有序结构。所谓耗散,指系统与外界有能量的交换;而结构则说明并非混乱无序,而是在时间与空间上存在着相对有序。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)。远离平衡态、系统的开放性、系统内不同要素间存在非线性作用是耗散结构出现的三个必要条件。突变论主要研究从一种稳定组态跃迁到另一种稳定组态的现象和规律。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唯一的值。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。雷内·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。突变论给出了系统状态的参数变化区域。协同论主要研究系统内部各要素之间的协同机制,认为系统各要素之间的协同是自组织过程的基础,系统内序参量(order parameter)之间的竞争和协同作用使系统产生新结构的直接根源。赫尔曼·哈肯( aken,1 978,1988,1995)提出了“协同学”(Syneraetics)理论。所谓协同,指的是系统的各个部分协同工作。协同学是关于多组子系统如何通过协同行动而导致结构有序演化的自组织理论。协同学的三大基本原理是不稳定性原理,支配原理和序参量原理。哈肯的开创性在于用役使原理(slaving principle)来解释自组织系统。哈肯认为,在系统剧烈变化的阶段,系统内部各种子系统和代表子系统藕合关联的各种状态参量对系统的影响的差异以及不平衡性反应得比较充分。有一类变量随时间变化很慢,达到新的稳定状态所需时间较长,称为慢变量。另一类变量随时间变化很快,达到新的稳定状态所需时间极短,有的甚至在到达之前就消亡了,称为快变量。慢变量自始至终存在于系统演化的全过程,支配系统从旧的稳定状态经历失稳达到新的更高级的稳定状态,产生或出现新的有序结构,这类变量称为序参量。即在一个包含若干个子系统的系统中,变化快的参量称为快驰豫参量,变化慢的参量称为慢驰豫参量,慢驰豫参量能够把快驰豫参量参量役使,从而在系统实现协同效果的过程中,必有一个子系统把其他子系统征服或称役使(slaving)。