[續興盛與危機第十章:數學模型和王朝壽命研究上一小節]量ψ大到一定程度,分裂局面就維持不住了,系統重新從a狀態突變到b狀態,表示新的統一王朝的建立。我們找到王朝穩定的數學表示,也就找到了王朝崩潰和建立的表達方法了,這就爲建立數學模型奠定了基礎。
10.4行爲曲面與盛衰曲線
建立模型最重要的是明確ψ、φ兩個變量和s的關系。我們以ψ、φ兩個變量組成底平面,s爲垂直坐標,在sxψxφ空間大一統封建王朝就不穩定,封建割據的分裂狀態倒是穩定的。我們在討論ψ、φ是如何影響s的時候,首先要設法用數學語言來描述王朝的穩定。
控製論指出,任何一種穩定態必定有著相應的穩定機製,它可以抽象地用勢函數趨于極小值的動態過程來表達,也就是說,穩態狀態相當于勢函數曲線的一個窪。如圖34中,曲線有兩個窪,第一個挂的中心位置在a點,第二個窪的中心位置在b點。只要系統于a點或b點,都是穩定的。
爲什麼穩定可以用這種方法來表示呢?因爲從系統的行爲來看,穩態可以看作是當這一狀態受到某種幹擾而發生偏離時,系統可以自動消除偏離回到穩定態。圖34中的兩個窪就具有這種
質。假如系統受到某種幹擾偏離穩態a時,系統的勢函數就相應增大了。系統的穩定機製是使勢函數趨于最小,就會有一個變換,使系統狀態回到穩態a。在圖34中。這一穩定機製形象地表示爲系統狀態自動地下滑回a點。同樣,另一個窪b點,中,描述s和ψ、φ關系的是一曲面,我們稱之爲“行爲曲面”。
知道了行爲曲面的形狀,就知道ψ、φ怎樣決定s了。但由于我們不知道勢函數g(s、ψ、φ)的具形式,粗一看去,行爲曲面是導不出來的。但前面的討論已明確,勢函數最多有兩個窪,一個窪代表王朝大一統狀態,另一個窪代表封建割據狀態。並且,ψ越大,φ越小時,大一統狀態就越穩定,其相應的窪就越深。而當φ越大,ψ越小時,代表封建割據狀態的另一個窪就越深。有了這種拓樸特征的規定,我們就可以在不了解函數g(s、ψ、φ)的具
形式條件下,也能得到行爲曲面。新近的突變理論證明,凡是具有上述條件的勢函數窪的位置和控製變量的關系,都可以用折疊型模型來表示,其行爲曲面如圖41所示。行爲曲面上任一點表示不同的ψ、φ值下封建王朝所
狀態。行爲曲面有一折疊,折疊的上半葉相當于系統
于b狀態,即大一統狀態;折疊的下半葉表示a狀態,即分裂割據狀態。折疊面之間的尖角形空間表示大動亂,它是由b到a突變過程的不穩定狀態。當ψ和φ都很小時,折疊消失在q’點七,就是說φ和ψ趨于0時,社會組織幾乎不存在了,這時也就無所謂社會的統一狀態和分裂狀態的區分了。
行爲曲面的折疊在底平面(控製平面)上的投影爲一尖角形(圖42)。折疊的一邊q’m’在底平面上的投影爲qm,另一邊q’n’的投影爲qn。我們將qn稱爲“建朝邊界”,qm爲“動亂邊界”。爲什麼要這樣稱呼呢?如果社會一開始于分裂割據狀態k,隨著ψ、φ兩個量的變化,社會狀態沿著kk’曲線在曲面上變化,一旦到達q’n’邊界上,分裂割據狀態的面就中斷了。系統狀態將突變到行爲曲面上半葉的l點,表示大一統的新王朝建立。k’點相應的ψ和φ值正好在qn線上,也就是說qn線表示一條邊界,只要ψ、φ值一旦達到它,新王朝建立,所以稱qn爲建朝邊界。同樣,只要ψ、φ值落到qm線上,系統狀態就從上半葉跌落下來,跌落過程
于折疊區的空間,表示社會的大動亂。所以qm線稱爲動亂邊界。在底平面圖上,qm以下的區域表示系統
于分裂割據狀態,大一統王朝不能建立。現在,我們可以用圖41所示的模型來形象地描述中
封建王朝的盛衰變化了。我們假定,一個新王朝建立時ψ、φ的情在a1點上,隨著ψ、φ兩個值的變化,社會狀態點在行爲曲面的上半葉沿著曲線a1b”d”1運動。到達d”1點上,φ、ψ值就到達了動亂邊界,大動亂以突變的方式出現,社會狀態順著d”1k線落下來。一旦社會狀態
離d”1點
于兩個折疊面中間時,表示整個社會
于不穩定的大動亂之中。這時,就有兩種可能
。一種是大動亂有效地殺傷了無組織力量,使φ位迅速變小,也就是說φ值在社會狀態離開d”1點時就開始減小,還未落到行爲曲面下半葉時,無組織力量φ的值已充分小,使得ψ、φ值又回到建朝邊界上。這時系統就不會落到k點,分裂割據不會出現。系統狀態在φ變小過程中落到行爲曲面下半葉的折疊邊界——建朝邊界上,系統馬上又以突變的方式回升到行爲曲面的上半葉。新的大一統封建王朝建立了。它表示改朝換代。第二種可能
是,大動亂沒有有效地消滅無組織力量,φ值不能迅速變小,ψ、φ值不能回到建朝邊界上,這時系統就會落到行爲曲面的下半葉,表示出現穩定的分裂割據局面。
我們可以看到,只要根據王朝各個時期ψ、φ兩量的變化,就可以通過模型把握王朝盛衰和動亂。讀者顯然可以發現第六章圖17所示超穩定系統行爲曲線,就是根據這一模型畫出的。讀者會說,這種數學模型有什麼用呢?它只不過把我們用描述語言所敘述的曆史過程用一個立
模型圖來表示一下而已。實際上數學模型的作用遠不止于此,它可以使我們把握用直觀的描述
語言所難以捉摸的條件。例如,ψ、φ兩個變量變化到什麼範圍內會出現王朝崩潰,在什麼條件下穩定的分裂割據狀態會出現等等,從而使研究可以更爲清晰和細致。下面,我們根據模型作深入一步的討論。
1o.5王朝盛衰方程
我們先分析ψ、φ變化的規律。中
封建社會存在三種不同狀態:大一統王朝的穩定局面、崩潰動亂和分裂割據。在這三種狀態下,ψ、φ變化的情況是不同的。下面,我們分別進行討論。
一,統一王朝穩定狀態。
這時,ψ、φ的變化是連續的,不采取突變的方式。ψ、φ兩個量的變化可以用微分方程來描述,也就是說,ψ、φ兩個量各自只能影響對方和自身的增長率,而不能直接限定對方。這是社會穩定期間連續變化的量往往具有的特征。于是可以用如下方移表示ψ、φ的關系:
dψ/dt=p(ψ、φ)
dψ/dt=q(ψ、φ)
一般說來,p(φ、ψ),q(φ、ψ)是。,ψ的非線函數。在每個大一統王朝中無組織力量和一
化調節力量能存在大致機同的製約關系,我們可以認……
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