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协同学（Synergetics）是由德国物理学家赫尔曼·哈肯（H.Haken）创立的。他将协同学解释为“协调合作之学”“协同工作之学”，其中心议题是讨论支配某一系统结构和功能的自组织形成过程的普遍原理。赫尔曼·哈肯于1971年提出系统协同学思想，发现系统发展演化中存在一个普遍原理，即在任何系统中，均依靠有调节、有目的的自组织过程使千差万别的子系统协同作用，并产生新的稳定有序的结构。即无序就是混沌，有序就是协同，在一定的条件下，有序和无序之间会相互转化，这是一个普遍规律。协同学也叫协和学，是一门新兴的学科，横跨自然科学和社会科学，适用范围非常广泛。协同学属于系统论的一部分，以系统论、信息论、耗散结构理论、突变论、控制论等现代科学的最新理论为基础。
协同学研究的是一种复杂的、非平衡的开放系统，系统内部与外界环境进行资源、信息的交互，探讨内部子系统怎样协同才能形成有序的结构，其目的是建立一种用统一观点去处理复杂系统的概念和方法 [146] 。协同学认为，系统由多个独立的子系统构成，子系统之间进行能量、物质和信息的交换，形成非线性作用，导致系统结构有序演化，最终整合成一种新的结构。这种整体效应是一种新功能，是单个子系统所不具备的。协同学研究开放系统怎样从原始均匀的无序态发展为有序结构，或从一种有序结构转变为另一种有序结构。赫尔曼·哈肯发现，不论是平衡相变还是非平衡相变，系统在相变前之所以处于无序均匀态，都是由于组成系统的大量子系统没有形成合作关系，各行其是，杂乱无章，不可能产生整体的性质。而一旦系统被拖到相变点，这些子系统会迅速建立起合作关系，以很有组织性的方式协同行动，从而导致系统发生宏观性质的突变。
协同学强调通过各个要素、各个创新行为主体复杂的相互作用，产生单独的要素或主体所不能达到的整体效果，即协同效应。协同效应是系统内部子系统间通过协同合作，形成一种新的超越单独个体作用整体聚合作用。对于协同效应的表现形式，相关学者给出了不同的解释。协同效应相关概述见表2-6。
表2-6 协同效应相关概述
（续）
赫尔曼·哈肯将协同学的基本原理分为不稳定性原理、序参量原理和役使原理。
1）不稳定性在新旧结构转换中起重要的媒介作用，由此产生序参量，序参量又导致役使原理。系统自组织取决于少数序参量，涨落在系统结构演化中发挥着必不可少的关键作用。涨落是系统演化的诱因，没有涨落，系统就无从认识新的有序结构，就没有非线性相干作用的关联放大和序参量的形成，也就不可能有系统的进化。不稳定性原理揭示的是一种模式的形成意味着原来的状态不再能够维持，从而变为不稳定的状态。协同学承认不稳定性具有积极的建设性作用，不稳定性充当了新旧结构演替的媒介。
2）序参量原理中主要是运用相变理论中的序参量替代耗散结构理论中嫡的概念，作为刻画有序结构的不同类型和程度的定量化概念和判据，以描述和处理自组织问题。可用序参量的大小描述系统有序程度的高低。在协同学中，赫尔曼·哈肯借用序参量作为系统宏观有序程度的度量，并用序参量的变化刻画系统从无序向有序的转变。序参量与系统的整体状态相对应，是由系统本身的具体运动或集体行动产生的。
3）役使原理（Slaving Principle），又称为支配原理，是协同学的核心。役使原理的基本思想是：在系统自组织过程中，在临界点上，一个或几个序参量一旦处于支配地位，就会拥有主导优势，迫使其他因素或状态服从它们的支配。A方的属性支配着B方的属性，使B方丧失自己原有的某一属性，而以A方的属性为自己的新属性；或A方的属性同化了B方的属性，使B方的属性与A方的属性相同 [147] 。
社会网络（Social Networks）的研究起源于英国，于20世纪30年代兴起，与社会人类学研究存在密切的关系。社会网络理论来源于早期的涂尔干的社会结构理论，他认为社会中个体的互动关系以及互动中所产生的结构支撑着社会的运转。“社会网络”这一概念最先由英国人类学家Brown提出并修正，是现代网络理论研究的起源。他把社会（文化）看成由各个部分在功能上整合的系统，社会网络是由一群行为组成的结构，在这个结构中，行为人通过一系列关系相连。社会网络的绝大多数定义都包括两个基本组成部分。例如，“社会结构可以表述为网络——包括一系列节点（或社会系统的成员）和一系列描述它们之间关联性的关系” [156] 。即使行为人都相同，不同类型的关系也可以形成不同网络。行为人之间特定的关系形成一个特定的网络结构——该网络的模式或形式。社会网络理论以不同的观点看待社会结构，视社会结构为一张人际社会网，“节点”（node）代表一个人或一群人组成的小团体，“线段”（line）代表人与人之间的关系，用社会网络分析方法分析其结构特性。
社会网络是由相互联系的社会行动者形成的相对稳定的关系结构 [157] ，行动者间的关联关系是社会网络理论的基本成分。社会网络反映行动者之间的社会关系，行动者通过社会联系彼此相连，联系的范围和类型都很广泛，联系模式可能是友谊、建议、交流或支持等 [158] 。网络具有复杂特征：首先，网络结构具有复杂性。网络节点之间通过各种关系形成联结，在多种联结方式作用下形成一种结构形态。节点之间多种多样的联结方式，造成网络结构的复杂性特征。其次，网络节点具有复杂性。因为网络一般由大量的节点构成，各节点的属性、状态都不尽相同，存在多种多样的表现形态，产生非线性作用。最后，节点与关系之间的交互影响具有复杂性，节点属性的变化造成关系的改变，同时关系的改变又会给节点的功能和作用带来变化，这种互动关系造成了整体网络的复杂性。由于社会网络分析体现了问题指向的整体主义方法论原则，分析的对象不是行动者本身，而是由行动者关联组成的实体，关注行动者间互动问题。在社会网络分析中，行动者的可观测属性是通过个体之间的关系结构得到理解的。行动者之间的关系是主要的，行动者的属性是次要的。不同的社会网络体现不同的社会关系类型，并以互动联系为研究基础。
社会网络理论中，任何一个网络都涵盖一系列基本构成要素，包括：行动者（Actor）代表关系的执行主体，既可以是个人，也可以是组织或集体；抽象为网络中的节点（Node）；行动者之间的联结方式被称为关系纽带（Relational Tie）。关系为网络主体输送信息、知识等资源，为网络主体带来重要的机会。同时，关系在互动中不断扩展以至重新构建。关系内容（Relational Contents）包括多种形式，如合作关系、交换关系、竞争关系等。网络关系决定了网络的静态结构，网络结构决定了网络的动态特征。本书介绍三个基本结构指标：平均路径长度、集聚系数、度分布。
图和矩阵是对社会网络进行表达和分析的方式。在图论中，网络可以抽象为一个二元组 G =（ V ， E ），集合 V ={ v 1 ， v 2 ，…， v N }称为点集，集合 E ={ e 1 ， e 2 ，…， e M }称为边集。 d ij 表示节点 i 和 j 之间的距离，其测量方法是通过两个节点的最短连接路径的边数来进行测度。 L 表示网络的平均路径长度，是网络中一对节点之间距离的平均值，在网络图中代表一对个体之间最短路径链接上存在的节点数量，计算公式为
簇系数又称集聚系数，是测度网络集聚程度的指标。网络集聚性是指如果网络中的一个行动者分别与两个行动者连接，那么这两个行动者之间有可能也存在联系。应用图论语言来描述， C i 代表节点 i 的集聚系数，描述的是网络中与节点 i 直接相连的所有节点之间的连接关系。例如，网络中与节点 i 相连的点有 k i 个，这 k i 个节点就称为节点 i 的邻居节点，邻居节点间最大可能存在的边数为 k i （ k i -1）/2条。如果节点 i 直接相邻的节点间实际存在的边数为 E i ，则节点 i 的集聚系数表达式为
度（Degree）是描述网络中单个节点属性的一个重要概念，节点的度是与它邻接的节点数。在有向图中，一个节点可邻接至（Adjacent to）另一个节点，也可邻接自（Adjacent from）另一个节点。节点的度可以分为出度（Out-degree）和入度（In-degree）。其中，出度指的是节点向网络中其他节点发起连接的数量；入度指的是网络中其他节点向该节点发起连接的数量。网络的平均度是指对网络中所有节点的度求平均数，记作< k >，其表达式为
度分布（Degree Distribution）是网络的另一个重要统计特征 [159] 。分布函数 P （ k ）描述网络中所有节点的度分布情况，表示的是网络中任一节点的度正好为 k 的概率。在大部分现实网络中，其度分布符合幂律分布 P （ k ）∝ k - γ 。由于幂律分布也被称为无标度分布，通常将具有幂律分布特征的网络称为无标度网络。在一个度分布为具有适当幂指数（一般而言，2≤ γ ≤3）的幂律形式的大规模无标度网络中，绝大部分节点的度相对较小，只有少数节点的度相对很大。几种典型的网络度分布状况 [160] 如图2-5所示。
工程项目技术创新涉及众多参与主体，协同学的理论方法能够有效解决多主体协作过程中存在的诸多问题；社会网络是由相互联系的社会行动者结成的相对稳定的关系结构，能够体现现实中的个体以及个体间的关系。协同学和社会网络理论对于研究工程项目技术创新主体协同行为以及主体之间的交互关系起理论支撑作用。
工程项目技术创新多主体的协同可以看作是在协作的基础之上参与各方将彼此的合作纳入一个系统中，设立共同的目标以实现创新的方法，将系统目标作为个体的共同愿景，最终形成一个以技术创新为目标的协作系统。系统要素协同的结果，是由无序状态变为有序状态这一动态过程的相对稳定的表现形态。应用协同学的理论方法，能够更好地解释多主体协同效应形成以及实现路径。
图2-5 几种典型的网络度分布状况
a）规则网络的度分布 b）随机网络的度分布 c）无标度网络的度分布
工程项目技术创新多主体交互关系形成机理，即多主体间形成相互联系的基本原理以及多主体的运作方式。可以将创新主体在技术创新过程中因交换资源、传递信息而建立的各种关系总和看作网络，进而应用社会网络理论对创新主体构成的结构和联结方式进行分析。工程项目技术创新多主体协同不仅主体内部结构复杂，而且与外部环境联系广泛，是人流、物流、资金流、信息流不断运动的开放系统，因而可以应用协同学相关理论分析多主体协同运作下协同效应形成的基本原理。
工程项目技术创新多主体的联结关系呈现网络化特征，应用社会网络分析中社会网络图（Sociogram）的描绘、可视化和统计功能，可以更加形象、量化地分析工程项目技术创新主体联结关系属性。基于社会网络中的网络指标测量方法，能够测度主体在网络中的位置，量化分析各主体在工程项目技术创新过程中所扮演的角色。
工程项目技术创新多主体的互动关系体现了主体间的交互作用状况。个体对创新的感知依赖于其在网络中所处的位置和网络结构，其行为将直接影响邻居个体对技术创新的态度和采纳决策。以社会网络理论的整体主义方法论原则为指导，结合社会网络属性特征模拟创新主体之间的互动关系。相关理论的应用如图2-6所示。
图2-6 相关理论的应用