要加强对复杂适应性系统的研究_对自组织理论的反思
复杂适应系统与分布式卫星系统自主运行
第23卷第9期计算机仿真2006年9月文章编号:1006-9348(2006)09-0023-04复杂适应系统与分布式卫星系统自主运行张健,戴金海(国防科技大学航天与材料工程学院,湖南长沙410073)摘要:以复杂适应系统理论为指导,探讨了基于Agent技术实现分布式卫星系统(DSS)自主运行的研究方法和主要步骤。
目前国内外关于DSS自主运行技术的研究尚处于起步阶段,缺乏系统的理论指导。
该文试图运用复杂适应系统(CAS)理论的思想和方法来指导DSS自主运行技术的研究,并以此扩展CAS理论的应用领域。
首先介绍CAS理论的基本概念和核心思想,然后分析自主运行DSS的控制需求和特征,指出CAS理论用于指导DSS自主运行的必要性和可行性,并给出基于Agent 实现DSS自主运行的整体框架。
关键词:复杂适应系统;智能体;分布式卫星系统;自主运行中图分类号:TP391.9;V423 文献标识码:AComplex Adaptive System and Autonomy of Distributed Satellite SystemsZHANG Jian,DAI Jin-hai(Coiiege of Astronautics&Materiai Engineering,NUDT,Changsha Hunan410073,China)ABSTRACT:Under the instruction of CompieX Adaptive System(CAS)theory,the methods and main steps of Agent-based autonomy of Distributed Sateiiite Systems(DSS)are discussed.Tiii now,study on spacecraft autonomy is stiii in the eariy stage,and is in great need of theoreticai instruction.We try to adopt the ideas and methods of Com-pieX Adaptive System(CAS)theory to research autonomy of DSS,and thereby eXtend the appiication domain of CAS theory.Basic concepts and kernei thoughts of CAS are introduced.Then the controi demands and characteristics of autonomous DSS are anaiyzed.The necessity and feasibiiity of instruction of CAS theory is pointed out.In the end,generai frameworks of Agent-based autonomy of DSS are discussed.KEYWORDS:CompieX adaptive system(CAS);Agent;Distributed sateiiite system(DSS);Autonomy引言航天器的自主运行是指利用人工智能等现代控制技术,实现由地面系统到航天器系统的智能移位,使航天器在无人干涉的情况下,实现自我管理并完成各种任务。
复杂适应系统协同理论、方法与应用研究共3篇
复杂适应系统协同理论、方法与应用研究共3篇复杂适应系统协同理论、方法与应用研究1复杂适应系统协同理论、方法与应用研究随着社会经济的迅速发展,人们开始逐渐意识到复杂性和不确定性的普遍存在。
为了应对这种复杂性,越来越多的研究者开始借鉴自然界的复杂适应系统概念,提出了复杂适应系统协同理论,并在各个领域中得到广泛应用。
本文将从复杂适应系统协同理论的基本概念出发,介绍其相关的方法与应用,并最后探讨其未来的发展方向。
一、复杂适应系统协同理论的基本概念复杂适应系统协同理论是一种借鉴自然界的科学理论和方法。
它把各种复杂系统看做是由一个个相互耦合的基本单元所组成,基本单元与基本单元之间相互作用形成了一个整体并呈现出复杂的现象。
复杂适应系统协同理论的核心思想是,各个系统基本单元之间通过相互合作实现功能,从而达到系统整体的目标。
通过整合各个单元的功能,协调其相互作用,形成一个更加高效、适应更强的系统。
二、复杂适应系统协同理论的研究方法1.集成模型方法:通过将单个模型集成成一体,从而实现模型之间的相互支持和交互。
该方法主要用于建立系统的数学模型,对系统进行数学仿真以及预测,对系统效益进行量化和评估。
2.数据驱动的方法:这是在没有足够信息的情况下进行控制决策的一种方法。
通过对大量已有的数据进行分类、归纳、综合等处理方式,以达到对系统的理解和构建更精细的模型。
3.混沌与复杂性的方法:混沌系统为非线性系统的一种特例,是一个复杂系统。
混沌与复杂系统模拟方法,可模拟如非线性振荡、相变、元胞生物学、人工生命等现象。
三、复杂适应系统协同理论的应用1.智能制造系统:作为一种高度自适应的制造系统,其基础是一个复杂适应系统,它由物理组件、计算机系统和信息管理框架构成。
它可以在不同的生产环境和运营情况下自适应地优化以实现过程的增效和质量的提高。
2.智慧城市:当城市的各项重要基础设施,如供水、供气、供电、交通等,融入到一个整体系统中,该城市就成为了一个复杂适应系统。
复杂自适应系统理论综述
复杂自适应系统理论综述1 复杂自适应系统理论简介复杂自适应系统(Complex Adaptive System,CAS)理论是现代复杂性科学研究中的一种重要理论,是由美国密歇根大学教授、遗传算法创始人约翰·霍兰(John Holland)于1994年圣塔菲研究所成立10周年时正式提出的。
其后霍兰又在《隐秩序——适应性造就复杂性》以及《涌现:从混沌到有序》两本著作中对该理论进行了完善。
CAS理论的主要思想是:复杂自适应系统是一种“用规则描述的,由相互作用的适应性主体(Active Agent)所构成的系统,这些主体随着经验的积累,靠不断变换规则来适应”(霍兰,2000:10-11);复杂自适应系统理论的核心是适应性创造复杂性,与以往传统的机械论、还原论不同,复杂自适应系统(CAS)中的个体是具有主观能动性、适应性的智能体,可以在适应外界环境与对外交流中不断学习与积累经验,并能根据自己所学不断调整自己的行为方式以求与系统规则相匹配。
另外,还能通过修改系统规则来达到自身行为与外界环境的匹配。
在该系统中,所有个体都处于一个主要由其他个体所构成的大环境之中,而复杂自适应系统也始终处于一种“混沌的边缘”的环境之中,因而任何主体在适应上所作的努力都是努力适应别的适应性主体,即CAS中的每一个个体都依靠与环境以及与其他个体间的相互作用不断改变着它们的自身,同时也改变着环境。
此外,与自上而下、中心控制的复杂性科学早期研究的贝塔朗菲的一般系统理论不同,复杂自适应系统是一种层次结构分明的自下而上的分散系统,系统中的每个个体在共处一个大环境的同时又分别根据它周围的小环境并行、独立地进行着适应与学习,不同层次间的个体一般没有交集,从而“把对涌现的繁杂的观测还原为简单机制的相互作用”,而相同层级的个体通过一定的竞合行为,又可以在系统的更高层次上突现出新的结构、现象及更复杂的行为。
一般认为像社会系统、股票市场、虚拟社区、蚁群、人体免疫系统、组织中的单位或不同组织所形成的联盟都可看作复杂自适应系统。
复杂系统的演化、涌现、自组织、自适应、自相似的机理研究中的方法与技术
及 相关产 品生 产的 国家标准和 市场 准
入标准 .加大 力度打击 假 冒伪 劣 的激 光医疗产品 。
学科 ,虽然 复杂性 科学还 处于萌 芽 状 态 ,但 已被 有 些科 学家 誉 为是 ”1 2 世 纪 的科 学 ” 尽管 复 杂性 科学 研 究 的 。 复 杂 系 统 涉 及 的范 围很 广 ,包 括 自
集群 的整体 动态功 能.需 要探 讨动态 神经 功能 的群 体涌 现过程和 意识 的 动 力学 基础。 自然复 杂系统 研究 的一个 重 要方 面是 灾害 系统的相互 作 用的演 化 复杂性研 究。 它们都是 复杂性 科 学 与 自然 系 统 、人 体 系统 相 结 合 的 范
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20 0 2年 第 2卷 第 9期
下 的二级 学科 。加速激 光 医学专 门人 才的培养 。激 光医 学是 多 学科高 度 交 叉的新 学科 .目前 我国激 光医学 的 发
展水平在 国 际上具有 一定 优势 .希望 政府在政 策 上有 一定 扶持 。将激 光 医
雷 区。避 开术语 上 的争论 .采用 了一 个 ”复杂 系 统 ”的 词。 概 括 起 来 . 复 杂 系统都有 一 些共 同的 特点 .就是 在 变化 无常 的活 动背 后 。呈现 出某种 捉 摸不 定 的秩序 ,其 中演化 、涌现 、 自 组 织 、自适应 、 自相似 被认 为是复 杂 系统 的共 同特征 。 涌现机 制(meg ne 是复杂 系统 e rec) 出现 各种 激动 人心 现象 、 图案 和模 式 的共 同表征 ,这里 既包 括灾 难式 的突
章 , 专 辑 主 题 为 “ C mpe i o lx y t
S sm” yt ,这 个专辑分别就化学 、生物 e 学 、神经 学、动物 学 、自然地 理 、气 候 学 、 经 济 学 中 的 复 杂性 进 行 了 报 道 ,由于 各学科 对复杂 性认识 和理 解 还不 一致 ,数学 家的理 解 ,物 理学 家
复杂系统管理是中国特色管理学体系的重要组成部分
复杂系统管理是中国特色管理学体系的重要组成部分一、概述随着全球经济的深入发展和科学技术的不断进步,现代社会系统的复杂性日益凸显,对管理学的挑战也愈发严峻。
在这一背景下,复杂系统管理作为一种新兴的管理理论和方法,逐渐受到了广泛关注。
中国特色管理学体系作为根植于中国实践土壤的管理学理论体系,在吸收和借鉴国际先进管理理论的基础上,紧密结合中国国情和实践,形成了具有中国特色的管理理论和实践体系。
复杂系统管理作为中国特色管理学体系的重要组成部分,对于提升中国管理实践的科学化、系统化水平,推动中国经济社会的持续健康发展具有重要意义。
复杂系统管理强调在系统思维的指导下,运用定性与定量相结合的方法,对复杂系统进行全面、动态、协同的管理。
它关注系统的整体性、层次性、动态性和自适应性,注重跨领域、跨学科的整合与创新,旨在提高系统的运行效率、稳定性和创新能力。
在中国特色管理学体系中,复杂系统管理不仅吸收了国际先进的管理理论和实践经验,更结合中国特有的社会、经济、文化背景,形成了符合中国国情的复杂系统管理理论和方法体系。
当前,中国正处于全面建设社会主义现代化国家的新时代,面临着前所未有的发展机遇和挑战。
在这一历史节点上,深入研究和探讨复杂系统管理理论和实践,不仅有助于提升中国管理实践的科学化、系统化水平,更有助于推动中国经济社会的持续健康发展,为实现中华民族伟大复兴的中国梦贡献力量。
本文将从复杂系统管理的概念、特点、理论框架以及在中国特色管理学体系中的地位和作用等方面进行深入探讨和分析。
1. 阐述复杂系统管理的定义及其在现代社会中的重要性。
复杂系统管理,顾名思义,是对复杂系统进行有效管理和控制的科学和艺术。
复杂系统通常指的是由众多相互关联、相互作用的元素构成,且这些元素之间的关系呈现出高度非线性、动态性和不确定性的系统。
这样的系统广泛存在于自然界、社会和经济领域,如生态系统、经济系统、城市交通系统、企业运营系统等。
复杂系统管理的核心目标是通过理解和优化系统内部的运行规则和机制,以实现系统的整体优化和可持续发展。
复杂系统、复杂性科学目前的问题jake
复杂系统、复杂性科学⽬前的问题jake复杂性科学在刚刚诞⽣的时候曾经取得了突飞猛进的发展,由于以前分散在各个领域的零散思想刚刚集合起来产⽣了不同思想之间的交叉、变异和涌现,因⽽形成了⾮常丰富的成果。
然⽽在这之后的⼗多年期间⽆论是理论的突破还是应⽤⽅法论的突破上都没有形成更⼤的突破。
在这⾥,我尝试从理论和应⽤⽅法论两个⽅⾯来指出复杂系统理论遇到的⼀些主要问题以及可能的有效解决⽅法。
1 理论⽅⾯在《复杂》⼀书中,有⼀章的名称叫作《等待卡诺特》,作者指出,当时复杂性科学所⾯临的情况就象是在热⼒学系统在18世纪⾯临的情况类似,⼈们已经积累了丰富的关于复杂系统的经验,然⽽却没有把这些经验的积累上升到⼀个⼀般理论的⾼度。
然⽽,过了⼗多年,关于复杂系统的⼀般理论仍然没有形成。
要建⽴⼀般复杂系统理论⾸先要解决复杂系统的建模与模型表⽰问题。
⽬前可⽤来充当这类⼀般模型的备选⽅案有如下⼏个:细胞⾃动机模型、受限⽣成系统、⽹络模型。
这三个模型虽然在表⾯上看略有不同,但从计算的⾓度看它们是等价的,也就是它们都⽀持图灵计算机。
可是难点是仅仅有这样的模型还远远不够,更关键的是要解决若⼲理论问题,这包括以下⼏个⽅⾯:关于计算概念的更进⼀步理解随着复杂系统和计算机模拟的深⼊研究,⼈们已经逐渐意识到了计算这个更加根本的概念。
早在20世纪30年代图灵通过建⽴图灵机的模型就已经从理论上解决了计算的本质这个问题。
⽬前⼀切关于复杂系统的计算模拟系统实际上都不会逃过图灵机这个通⽤模型。
实际上⽆论是细胞⾃动机,还是动态⽹络或者其他各式各样的计算系统都与图灵机等价。
因此,⾄少从模型这个⾓度来讲,⼈们已经可以⽤⼀种更加⼀般的视⾓来看待问题。
然⽽,仅仅具有这样的视⾓是不够的。
最原始的图灵机模型仅仅能够完成⼀些机械是的简单运算。
然⽽当我们把若⼲图灵机组成到⼀起构成系统的时候更⾼⼀个层次的图灵机作为系统层的个体出现了,虽然这个⾼层的个体仍然是图灵机,但是它的功能从本质上已经不同于原始粗糙简单的图灵机了。
重庆专业技术人员继续教育科研方法实践案例选试题与答案
重庆专业技术人员继续教育科研方法实践案例选试题与答案1. 下列方法中,属于科学的方法的是()√A 分类法B 比较法C 对比法D B法正确答案:A B C D2. 针对我国的科学教育与国外的差距,我们应该改进和加强的有()√A 加强对科学技术性质的理解B 在科学方法方面应该进一步拓宽C 加强技术教育D 加强对科学技术应用能力的培养正确答案:A B C D3. “数学实验”过程主要包括()等几个步骤√A 建立描述系统行为的数学模型B 将数学模型转化成能用计算机作数值运算的形式,并依据初始条件,使模型在计算机上运转C 对实验结果进行分析正确答案:A B C4. 科研道德失范的表现有()√A 科学研究的低水平重复B 学术垄断C 科研成果的虚报造假D 科技著作、论文的剽窃与抄袭正确答案:A B C D5. 科研课题选题只有做到下列()中的任何一项,就可认为有一定新颖性√A 利用已有的理论解决了某一理论或实际问题,进行了一定的理论分析研究,得出了新的结果B 利用其他学科领域的方法,解决了本学科的问题,具有理论或实际意义C 发掘或整理了新资料,并利用这些资料充实或修正了本学科的某些内容正确答案:A B C6. 在实验型设计中,医学科研确定实验对象需要注意的问题是()√A 实验对象的纯化B 实验对象的依从性C 实验对象影响因素的控制正确答案:A B C7. 在进行科研课题的选题时,对比较法选题说法A的是()√A 要注意确认对象具有可比性B 注意属于同一种类或同一条件、同一关系C 有纵向的比较,也有横向的比较正确答案:A B C8. 中国在科学技术上的成就对人类的科学事业做出了重大贡献,突出的成就是四大发明,它包括()A 指南针B 造纸C 活字印刷D 黑火药正确答案:A B C D9. 科学奖励的主要类型有()×A 建制承认B 职业承认C 荣誉性承认D 经济性承认正确答案:A B C10. 对学习科学研究方法的过程,以下论述A的是()√A 学习科学研究方法的过程是一个对已有知识和以往研究历程的反思过程B 学习科学研究方法的过程是一个分析、分类、归纳、关联已有知识的创造过程C 学习科学研究方法的过程是一个学习、掌握新方法的过程D 学习科学研究方法的过程是一个开拓思路、启发思维的过程正确答案:A B C D11. 学习科学研究方法应注意的事项是()√A 坚持以辩证唯物主义哲学为指导B 学习科学技术发展史C 学习积累人文知识D 跟上现代科学技术发展的步伐正确答案:A B C D12. 确定科研课题选题的原则有()√A 根据不同的研究目的选题B 根据社会需要选题C 根据学术价值和科学发展趋势选题D 根据自己的特长选题正确答案:A B C D13. 以下属于A选择研究课题的选项有()√A 根据社会科学目前的态势B 有政治眼光和学术远见C 有理论勇气和创新精神D 考虑到该课题在不久的将来能否有较大发展和影响正确答案:A B C D14. 从已有的研究成果中寻找薄弱环节,可以从下列()等方面考虑×A 其成果有无不完备、不深入、不妥当之处B 某学科领域中,哪些问题尚待解决C 在已解决的问题中,有哪些问题需要根据时代的发展进行补充或修正D 当前学术界有较大争议的主要问题是什么正确答案:A B D15. 选题方法中的综合法,此类选题大致可以分为()两类×A 研究B 调查C 述评D 综述正确答案:C D16. 运用综合法进行科研课题的选题,应该做到()√A 发表自己的意见时,要有独到见解,有理有据B 评价他人的成果时,力求客观公正,不带感情色彩C 在介绍时要实事求是,进行科学的概括和分类,精要的表述D 全面占有资料正确答案:A B C D17. 文献调查法的主要优点是指()×A 它可以超越时空的限制,从古今中外的极其广泛的文献中搜求、提炼与课题有关的知识信息B 它所获得的知识信息一般比较系统、客观、真实、准确和可靠C 它可以达到低花费、高效率的效果D 它提供的信息是完全准确的正确答案:A B C18. 术语分析一般包括几个相互联系的阶段,它们是()√A 对与课题有关的术语及其相应的概念进行有目的研究B 通过词源分析搞清特定术语的来龙去脉C 将课题所涉及的一组术语联系起来,研究术语及其所表达的概念D 依据前几阶段获得的新资料,对照选题阶段所做的假设和推测,给每个概念以准确的、具体的表述,从而使选题阶段的模糊表述明朗化正确答案:A B C D19. 根据文献载体的形式分类,文献信息源主要包括的类型有()√A 印刷型文献B 缩微型文献C 机读型文献D 视听型文献正确答案:A B C D20. 科研设计主要是为了保证科研结果具有以下()等几方面的性质√A 有用性B 独创性C 可重复性D 经济性正确答案:A B C D判断题21. 学术腐败的出现只是个人的原因√正确错误正确答案:错误22. 制订文献调查计划时,选题提出了一个明确的方向和范围×正确错误正确答案:错误23. 科学的研究方法导引、规范着科学研究的进展,对于新科学理论的形成起到导向作用√正确错误正确答案:正确24. 学术论著的个性和风格的形成,首先依赖于研究者自身的丰富多样的个性特征√正确错误正确答案:正确25. 研究者自身的个性特征的差异,是形成学术论著个性和风格的唯一原因,它对学术论著个性色彩的形成,起着决定性的制约作用√正确错误正确答案:正确26. 从长远看,社会科学研究作为庞大的系统工程,需要研究者具有先进的世界观、广博的知识、多方面的才能和科学的方法等全面的素质√正确错误正确答案:正确27. 统计方法以数量特征来解释规律的方法√正确错误正确答案:正确28. “方法比知识更重要”,因此,就可以弱化对知识的学习√正确错误正确答案:错误29. 被马克思誉为“英国唯物主义和整个现代实验科学的真正鼻祖”的是罗吉尔·培根×正确错误正确答案:错误30. 从学术范围所属领域而言,学术会议可分为国内学术会议和国外学术会议√正确错误正确答案:错误31. 对科学技术应用能力的培养,并非是对价值判断力、批判性的思考和创造力的培养×正确错误正确答案:错误32. 法国数学家托姆于1972年在《结构稳定性与形态发生学》一书中提出了耗散结构论×正确错误正确答案:错误33. 反馈控制方法只能用于自然科学领域√正确错误正确答案:错误34. 反馈现象是人类特有的现象×正确错误正确答案:错误35. 方法和方法论在认识论上属于同一个范畴√正确错误正确答案:错误36. 公开发表的论文主要看实际应用的效果×正确错误正确答案:错误37. 关联度分析法不足以克服回归分析的弊病和不足×正确错误正确答案:错误38. 观察方法是人类研究自然界的最切实可行的方法×正确错误正确答案:错误39. 即使在阶级社会里,道德也没有阶级性√正确错误正确答案:错误40. 科学的研究方法是自古以来就存在的,是永远不变的√正确错误正确答案:错误41. 科学方法论只研究个别特殊科学研究方法的规律性,但不研究这些个别科学研究方法整体上的相互联系×正确错误正确答案:错误42. 科学技术无国界,所以对于科研人员来说,个人利益不需要服从国家和人民的利益√正确错误正确答案:错误43. 科学是以经验为依据、以解决问题为目标的社会实践活动×正确错误正确答案:错误44. 科学态度是在书本理论和求证中逐步形成的关于如何对待自然、对待世界、对待科学研究本身的态度×正确错误正确答案:错误45. 科研不正之风和其他社会不正之风一样,都是很显而易见的√正确错误正确答案:错误46. 科研成果的亮点即是发表的高水平论文√正确错误正确答案:错误47. 科研道德失范现象产生的原因,就是中国的官本位思想,只要弄上一官半职就较容易搞到项目和经费,评上职称,并且官做得越大也就越容易获得高层次的科研项目和奖励×正确错误正确答案:错误48. 科研的客观条件中,经费是最重要的条件正确错误正确答案:错误49. 科研方案设计一般包括理论型和实验型两大类×正确错误正确答案:错误50. 科研技能的培养,只能依靠学习科研方法的基本知识×正确错误正确答案:错误51. 科研技能培养的最直接有效途径是撰写论文√正确错误正确答案:错误52. 科研设计主要是为了保证科研结果的有用性×正确错误正确答案:错误53. 课题科研一定要以科研论文形式推出√正确错误正确答案:错误54. 控制论的纽带是计算机正确错误正确答案:错误55. 目的的一致性是导致个人或群体合作的唯一原因√正确错误正确答案:错误56. 内容分析可以带有研究过程中的倾向性√正确错误正确答案:错误57. 社会的发展为社会科学提供了有限的研究对象√正确错误正确答案:错误58. 实验对象即受试对象,受试对象的选择十分重要,对实验结果有着决定性的影响×正确错误正确答案:错误59. 世界上有“放之四海而皆准”、不再需要实践检验的真理√正确错误正确答案:错误60. 首届“长江《读书》奖”,其评奖委员会名誉主席获荣誉奖,这是科研道德失范表现里的科学研究的低水平重复√正确错误正确答案:错误61. 数学方法在科学研究中的运用模式相对固定×正确错误正确答案:错误62. 算术是用字母符号表示未知数的值进行运算,求解各种代数方程是算术学的核心内容之一×正确错误正确答案:错误63. 文献调查不能作为一种独立的研究方法用于历史、人物物质研究×正确错误正确答案:错误64. 文献调查不需要阅读技巧√正确错误正确答案:错误65. 文献调查法是以间接的形式收集文献信息并从中挖掘出新事实新材料的方法,所以,是从事社会科学研究唯一的方法正确错误正确答案:错误66. 系统分析与一般系统方法的最主要区别是它重视系统中诸要素特性的研究,关心系统外部环境×正确错误正确答案:错误67. 信息的方法始于托姆的信息论×正确错误正确答案:错误68. 学术会议报告在会前无需演练×正确错误正确答案:错误69. 学术研究完全依赖于学术对象而存在×正确正确答案:错误70. 在确定选题时,冷门课题不适合选√正确错误正确答案:错误71. 创新是人类精神文明和物质文明发展的主观需要正确错误正确答案:错误72. 从根本上讲,科研课题的产生来自于实践与理论的统一×正确错误正确答案:错误73. 代表会议是指在某一研究领域中,针对某些重要问题(实施方案、具体措施)而举办的学术会议,该会议具有宏观讨论和微观研究的双重学术属性×正确错误正确答案:错误74. 对照是实验设计的唯一原则√错误正确答案:错误75. 方法(Method)与方法论(Methodology)在认识论上属于同一个范畴√正确错误正确答案:错误76. 个性特征的差异性是由不同的生理素质决定的×正确错误77. 古代朴素的系统思想和观点,是人们对世界的一种理性的认识×正确错误正确答案:错误78. 观察方法是现代产生的研究方法,是科学研究中不可或缺的重要方法×正确错误正确答案:错误79. 金钱是万能的√正确错误正确答案:错误80. 科学的态度要求我们在实践中不能怀疑反思√正确错误正确答案:错误81. 科学方法中的各种方法有各自的特点和适用范围,所以它们之间不存在联系√正确错误正确答案:错误82. 科学探索是一帆风顺的√正确错误83. 科研选题只包括确定研究方向√正确错误正确答案:错误。
生态系统的复杂性理论和方法研究
生态系统的复杂性理论和方法研究生态系统是由众多生物个体以及与环境相互作用而形成的一个相关联的整体。
它是一个动态的过程,涉及众多因素,如生物多样性,环境变化等。
生态系统是自然系统和人类活动的混合体,因此其复杂性也与之相关。
探究生态系统的复杂性及其变化规律,是生态学与自然科学的重要研究领域。
本文将从生态系统的复杂性入手,探讨其相关理论和研究方法。
一、生态系统复杂性理论生态系统的复杂性涉及到众多方面,其中包括环境因素的多样性,生物群落的变化,物质与能量的流动等。
生态系统的复杂性理论是对其系统性与适应性的研究。
人类对生态系统的影响也增添了其复杂性。
现有生态系统复杂性理论主要包括以下几个方面:1. 生态系统的层次性生态系统可以分为多个层次,从单一的生物体到全球生态系统。
生态系统的不同层次之间具有不同的联系,它们的功能和结构都受到上层环境的影响,同时也会对下层生态环境产生影响。
2. 自组织性和自适应性生态系统中的生物群落可以通过其内部的相互作用和适应性,自行调节其内部结构和生态特征,并适应环境变化。
这种自组织性和自适应性是生态系统的一个重要属性。
3. 多样性与纷杂性生态系统中的生物群落是多样性的,其构成了一个繁荣的生态系统。
其生物种类和所扮演的角色都不尽相同,这种多样性和纷杂性是生态系统的一个显著特征。
4. 动态性和不确定性生态系统的动态变化和不确定性是其又一个复杂的特征。
生态系统会受到自然因素的影响,如天气,气候,灾害等,并且也受到其它自然系统和人类活动的影响。
二、生态系统复杂性方法研究生态系统复杂性的研究是一个交叉学科的研究领域,涉及到多个学科,如信息学、统计学、物理学等。
下面我们将分别介绍几种生态系统复杂性研究方法。
1. 熵测度方法熵指标方法是生态系统复杂性研究中广泛应用的方法之一。
该方式利用信息理论和熵概念来描述生态系统结构的复杂性程度和不确定性。
在生态系统中,多样性越高,熵值也越高,因此,熵值对于度量生态系统复杂性具有一定的参考价值。
关于复杂性研究的哲学思考
关于复杂性研究的哲学思考作者:刘聪杰来源:《赤峰学院学报·哲学社会科学版》2013年第12期摘要:从20世纪40年代开始的复杂性研究(Complexity Researches),是当代世界科学发展的前沿和热点领域。
尽管目前它仍不完善、不成熟,处在逐步深化的探索过程中,但其理论和方法已经引起了广泛关注,其发展也将带来了人们在哲学本体论、认识论和方法论上一系列变革,具有划时代的意义。
关键词:复杂性;复杂性研究;哲学中图分类号:N941.4 文献标识码:A 文章编号:1673-2596(2013)12-0048-03从传统的认识论的角度来看,复杂性是认识的消极因素,是阻碍人们获得真理性认识的障碍。
事物在未被人们认识之前是复杂的,认识事物的过程就是经过对事物所表现出的纷繁复杂的表面现象,进行去粗取精、去伪存真、由表及里、由此及彼的反复思考、甄别,透过现象把握本质,形成对事物的理性认识。
人们一旦获得对事物的本质和规律的理性认识,事物就会变得简单;而存在的一些尚未被完全认识的部分,只能归结为人类认识发展过程的阶段性和局限性,它们将随着自然科学的发展、人类认识手段的改善、认识能力的提升,而逐渐被认识。
然而,随着现代科学的发展,人类认识的不断拓展和深化,人们越发感到事情远没有那么乐观。
复杂性,不仅仅是事物呈现给我们的十分丰富的表面现象,而且是事物本身,是事物的内在规定性,是构成事物的结构、功能、环境和发展所具有的规定性。
自然科学研究表明,复杂性及其各种分叉衍生普遍存在于现实世界的各个方面,已不能把它仅仅归结为认识过程中的消极因素,而是必须承认并重视对复杂性的研究和探索。
就复杂性而言,它本身具有特有的规定性,即便已经被人们认识的事物,它依然是复杂的。
也就是说,在复杂性与简单性之间存在着质的区别,这便是复杂性科学研究的领域。
一、复杂性研究的提出及主要流派一般认为,复杂性科学始于20世纪40年代美籍奥地利生物学家贝塔朗菲的一般系统论研究。
国开(中央电大)行管本科《行政领导学》十年期末考试判断题题库
国开(中央电大)行管本科《行政指导学》十年期末考试判断题题库国开(中央电大)行管本科《行政指导学》十年期末考试判断题题库 (电大期末纸质考试必备资料) 说明:1.试卷号:1185;2.资料整理于20__年11月19日,搜集了20__7年7月20__年7月中央电大期末考试的全部试题及答案。
20__年7月试题及答案 1.决策与执行的纵向分工是社会开展的必然产物,由此而产生的决策专门化与执行专门化的别离,对指导学的产生起到了直接的推动作用。
(对) 2.指导素质是指导行为的内在渊,是开展指导活动的前提与根底。
(错) 3.检测决策方案施行的情况与决策目的是否相一致的方法是决策追踪。
(对) 4.同一时代的不同理论主体在思维方式上很少表现出个体差异。
(错) 5.封建制指导效能的获得是建立在指导者与追随者个人关系根底之上的。
(对) 20__年1月试题及答案 1.指导环境开展的根本目的是改造指导环境。
(错) 2.现代社会的指导权利是种法理型的权利。
(对) 3.指导素质与指导力是两个不同的概念因此指导素质不是一种重要的指导力。
(错) 4.运用同态模型的原理进展决策的方法是德尔斐法。
(错) 5.现代思维方法的核心内容和本质特征是高度辩证的系统思维方法。
(对) 20__年7月试题及答案 1.指导文化只是文化在特定领域中一个表现款式,仍然符合文化的本质特性。
(对) 2.关于权利起的学说,除了暴力说外,其他主张都有一定程度上的合理性。
(错) 3.有限理性决策模型的特点是满意原那么。
(对) 4.思维创新的逻辑起点是创新目的。
(对) 5.我国网民的数量正处于缓慢增长期。
(错) 20__年1月试题及答案 1.指导具有双重属性,其中占据主导地位的是社会属性。
(对) 2.指导群体的智能构造与指导群体的知识构造没有区别。
(错) 3.有效指导与特质之间有着稳定的对应关系。
(错) 4.在思维活动中,发散思维和收敛思维是互相联络、相辅相成的。
自组织理论及其教育研究应用前景探析
自组织理论及其教育研究应用前景探析一、本文概述自组织理论,源于物理学的复杂系统研究,近年来逐渐在教育领域引起广泛关注。
本文旨在全面探讨自组织理论的核心概念、基本原理及其在教育研究中的应用前景。
我们将首先概述自组织理论的基本框架和核心要素,包括其自组织性、自适应性、自学习性等核心特性。
接着,我们将分析自组织理论在教育领域中的适用性,并探讨如何通过自组织的方式优化教育过程,提高教育质量。
我们将展望自组织理论在教育研究中的未来发展,分析其可能面临的挑战和机遇,以期为我国教育改革提供新的理论支持和实践指导。
二、自组织理论概述自组织理论是一个跨学科的理论体系,它主要研究在没有外部特定干预的情况下,系统内部如何通过相互作用和演化,自发形成有序结构和功能的过程。
自组织理论的核心在于揭示系统内部各个组成部分如何通过非线性相互作用,实现从无序到有序、从简单到复杂的自组织演化过程。
自组织理论的核心概念包括自组织、自组织临界性、自适应性等。
自组织指的是系统在没有外界特定干预的情况下,通过内部相互作用和演化,自发形成有序结构和功能的过程。
自组织临界性则是指系统在临界状态下,通过自组织过程形成复杂结构和功能的特性。
自适应性则是指系统在面对外部环境变化时,能够通过自组织过程调整自身结构和功能,以适应环境变化的能力。
在教育领域,自组织理论的应用前景广阔。
自组织理论可以为教育系统的改革和发展提供新的理论支撑和指导。
通过对教育系统的自组织特性进行深入研究,可以揭示教育系统内部各个组成部分之间的相互作用和演化规律,为教育改革提供科学依据。
自组织理论可以为教育创新提供新的思路和方法。
在教育创新过程中,如何激发和利用教育系统的自组织能力,促进教育创新的发生和发展,是自组织理论在教育领域应用的重要方向。
自组织理论还可以为教育评价和优化提供新的视角和工具。
通过对教育系统自组织特性的评价和分析,可以发现教育系统中存在的问题和不足,为教育优化提供有针对性的建议和措施。
复杂系统的反步法
复杂系统的反步法1.引言1.1 概述在本篇文章中,我们将探讨复杂系统的反步法。
复杂系统是由许多相互作用的组件组成的系统,其行为往往难以预测和理解。
复杂系统存在于各个领域,包括生态系统、社交网络、金融市场等。
面对这些复杂系统,我们需要寻找一种有效的方法来解决问题。
反步法是一种用于控制复杂系统的方法。
它基于状态反馈控制的理论,并通过分析系统的稳定性和鲁棒性来设计控制器。
与传统的控制方法相比,反步法更加适用于处理非线性、不确定性和复杂性的系统。
本文将首先介绍复杂系统的定义和特征。
复杂系统具有多样性、相互关联、自组织等特征,这些特征使得复杂系统的建模和分析变得困难。
接下来,我们将深入探讨反步法的原理和应用。
反步法通过引入反馈控制器来实现系统的稳定性和鲁棒性,并能够有效解决复杂系统中的一系列问题。
在结论部分,我们将重点分析复杂系统中应用反步法的优势和挑战。
反步法在控制复杂系统方面具有很多优点,例如能够处理非线性系统、适应不确定性、实现鲁棒性等。
然而,也存在一些潜在的挑战,例如模型不确定性、计算复杂度等。
通过深入研究复杂系统的反步法,我们可以为解决复杂系统中的问题提供一种新的思路和方法。
希望本文能够对读者进一步了解复杂系统的反步法提供有价值的信息和启发。
1.2文章结构文章结构的部分内容可以描述为:在本文中,我们将探讨复杂系统的反步法。
首先,我们会给出复杂系统的定义和特征,并解释为什么反步法在解决这些系统问题时是有价值的。
接下来,我们会深入探讨反步法的原理和应用,以及它在复杂系统中的运用。
最后,我们会总结反步法在解决复杂系统问题中的优势,并讨论它可能面临的潜在挑战。
通过这些内容的呈现,我们希望读者能够对复杂系统的反步法有一个全面的了解,并认识到它在解决这类问题上的重要性和局限性。
1.3 目的文章的目的是探讨复杂系统的反步法,并探索它在解决复杂系统问题中的优势和潜在挑战。
通过对复杂系统的定义与特征进行阐述,我们可以更好地理解什么是复杂系统,以及为什么需要一种针对这种系统的特殊问题求解方法。
生物学中的复杂适应性和自组织现象
生物学中的复杂适应性和自组织现象在自然界中存在着许多看似混乱而又神奇的现象。
这些现象常常被我们所忽略,却是生命演化中非常重要的一部分。
这些现象被生物学家称为“复杂适应性”和“自组织现象”。
复杂适应性是指生物体在面对复杂的环境变化时所产生的适应性改变。
这种适应性改变是非常复杂的,并且是由多种基因和环境交互作用而产生的整体性现象。
生物体的这种复杂适应性并不是简单的一种生理适应性,而是具有整体性和综合性的调控现象。
它们通过自身的调控机制,使得生物体能够更好的适应环境的变化,在进化的过程中生存下来,并不断地适应着新的环境。
自组织现象是指当生物体处于不同环境中,它们能够产生出一些以前从未见过的结构,而这些结构却又具有一定的规律性和有序性。
自组织现象的表现可以是各种各样的,如某一类蛋白质在水中形成的结构,晶体的生长,细胞的发育等。
这些现象都是由生物体内部自身的调控机制所产生的。
自组织现象和复杂适应性的存在, 表明了生命的高度有序结构是由一个个自组织模块所组成的。
任何一个自组织模块都是由一定的基因组和环境的相互作用而产生的,而这些自组织模块在组合成整个生命体系时, 会产生出高度的整体性和协调性,能够更好的适应不同的环境。
在生物体内部,每个细胞都是一个自发自组织的系统。
这个系统中包含了无数层次的细胞膜、细胞质、核酸和蛋白质等分子,这些分子之间是高度相互作用和调控的。
当这些分子达到一定数量和结构时,它们就能够自发地形成出一些有序的结构,例如细胞膜、细胞核、各种细胞器等。
这些细胞内的自整和自组织现象构成了生物体内部极其复杂的生化反应网。
在生物学中,自组织现象和复杂适应性的研究一直是学术界最为关注的热点之一。
通过对自组织现象和复杂适应性的研究,人们可以更好的了解生命的运作机制,更好的了解生命的起源和演化,并且开发出一些新的生物技术和生物应用。
此外,这些研究的成果还可以为人们解决一些人类面临的问题提供有益的思路和启示。
社会科学中复杂系统范式的适用性问题
社会科学中复杂系统范式的适用性问题一、概述社会科学中复杂系统范式的适用性问题,是近年来学术界关注的焦点之一。
社会科学与自然科学在研究对象、方法和模式上存在着显著的差异,这使得自然科学中的某些范式,如复杂系统范式,在社会科学研究中的应用面临诸多挑战。
深入探讨复杂系统范式在社会科学中的适用性问题,对于推动社会科学研究方法的创新与发展具有重要意义。
复杂系统范式强调系统的整体性和动态性,注重分析系统内部各要素之间的相互作用和相互影响。
这一范式在自然科学领域已经取得了显著的成果,但在社会科学领域的应用尚处于探索阶段。
社会科学研究的社会系统具有高度的复杂性和不确定性,其构成要素之间的关系错综复杂,难以用简单的线性关系来描述。
将复杂系统范式引入社会科学研究,有助于更深入地揭示社会系统的本质和规律。
复杂系统范式在社会科学中的适用性并非毫无争议。
社会系统的独特性使得其难以完全套用自然科学的复杂系统理论另一方面,社会科学研究中的主观性和价值判断也可能影响复杂系统范式的应用效果。
我们需要审慎地分析复杂系统范式在社会科学中的适用条件和限制,以确保其能够发挥最大的作用。
社会科学中复杂系统范式的适用性问题是一个复杂而重要的问题。
通过深入探讨这一问题,我们不仅可以推动社会科学研究方法的创新与发展,还可以为理解社会现象、解决社会问题提供新的思路和视角。
1. 复杂系统范式的概念与特点复杂系统范式,作为一种跨学科的研究方法,旨在探索和理解那些由众多相互关联、相互作用的部件组成的系统,以及这些部件如何共同影响系统的整体行为。
其核心思想在于认识到系统的复杂性不仅仅体现在其组成部件的数量和多样性上,更体现在部件之间的非线性相互作用以及系统整体的动态演化过程。
它强调系统的整体性。
复杂系统不是其组成部分的简单相加,而是由这些部分通过特定的方式相互关联、相互作用形成的有机整体。
这种整体性使得系统的行为往往难以通过对其组成部分的单独分析来预测。
复杂系统的自组织特征
复杂系统的自组织特征复杂系统是指由许多相互作用的组件组成的系统,其整体行为和性质无法简单地通过其组成部分的行为和性质来解释。
这种系统的特点是具有自组织性质,即能够在无中央控制下自发地形成特定的结构和功能。
在本文中,我们将探讨复杂系统的自组织特征,并探索其在各个领域的应用。
首先,复杂系统具有无序性。
相较于简单系统,复杂系统的行为往往难以预测,因为其在自组织过程中产生的结构和规律是通过大量的相互作用和反馈机制产生的。
例如,天气系统就是一个典型的复杂系统,它的行为变化非常复杂且无法简单预测,因为气候因素之间的相互作用非常复杂而且相互关联。
其次,复杂系统具有自相似性。
自相似性是指系统在不同尺度上的结构和功能相似。
这种特征在许多自然系统中普遍存在,例如分形结构就是一种典型的自相似结构。
自相似性的存在使得系统在不同空间和时间尺度上具有相似的行为和动力学规律,这也是为什么我们可以通过研究小规模复杂系统而得到对大规模复杂系统的认识。
另外,复杂系统具有多样性和韧性。
多样性是指系统中存在大量不同类型的组件,这些组件之间的相互影响和作用使得系统能够适应不同的环境和外部干扰。
韧性是指系统能够维持其结构和功能的能力,即使在面对内外干扰时仍能保持稳定。
这种多样性和韧性的存在使得复杂系统具有较高的适应性和生存能力。
此外,复杂系统还具有自适应性。
自适应性是指系统能够根据外部环境和内部条件的变化来调整自身的结构和功能。
这种特性使得复杂系统能够不断学习和演化,以适应不断变化的环境和需求。
例如,人类社会就是一个复杂系统,通过信息传递和相互作用,社会可以快速适应环境的变化,不断发展和进化。
最后,复杂系统的自组织特征在许多领域都有广泛的应用。
在生物学中,自组织特性可以帮助我们理解生物体内的复杂生命现象,如细胞的发育、组织的形成和器官的功能。
在社会系统中,自组织特性有助于我们理解社会网络、交通系统和市场经济等复杂人类行为的产生和演化。
在工程学中,自组织特性被广泛应用于优化设计和控制系统,例如交通调度、电力网络和通信系统。
复杂系统理论与应用
复杂系统理论与应用在当今社会的发展中,人们越来越意识到复杂性和多样性,这也促进了复杂系统领域的研究和应用。
复杂系统涉及到许多学科领域,包括物理学、生物学、社会学、经济学等等。
复杂系统的研究虽然有一定的难度,但是对于人类解决许多实际问题具有重要意义。
复杂系统在社会、经济、自然等各个领域都具有极大的应用前景,因此对于复杂系统理论的深入研究和发展是非常必要的。
一. 复杂系统的定义和特征复杂系统是由大量相互作用的部分组成的系统,整个系统的行为不能简单地由这些部分的行为所解释。
复杂系统有许多复杂性特征,如非线性、动态、异质性、自组织、适应性和韧性等。
在一些复杂系统当中,其中包含的部分之间还存在着深层次的相互作用,这使得整个系统呈现出一种多层次、多尺度的特征。
二. 复杂系统的建模和仿真复杂系统的建模和仿真是探究复杂系统的一种有效方法。
在复杂系统建模和仿真的过程中,需要考虑到系统的异质性、多样性以及相互作用。
建立数学模型是复杂系统建模的重要手段,可以使得系统性能得到量化和优化。
在建立数学模型时,可以采用数学方法如微分方程、差分方程、通量平衡方程等来描述系统的物理过程和动力学性质。
通过复杂系统的仿真,可以获得和研究系统的运行状态、稳定性、演化过程等特性。
三. 复杂系统的应用复杂系统理论在社会、自然、生命等领域都有广泛的应用。
社会经济系统是一种高度复杂的系统,其中包含了许多相互作用和反馈,这使得这种系统具有复杂度高、不确定性强、非线性等特征。
复杂系统理论的应用可以使得社会经济系统更好地进行管理和控制。
生态系统也是高度复杂的系统,在生态系统中,自然界中的生态、物种、环境等元素相互作用,整个生态系统的行为是不可预测的。
应用复杂系统理论可以对生态系统进行模拟,探究生态系统环境变化对生态系统稳定性和可持续性的影响,从而为环保提供依据。
另外,复杂系统理论在生物学和医学领域的应用也具有重要的意义,它可以帮助科学家更好地研究和理解生物系统的行为和功能。
复杂系统理论及其在现实问题中的应用
复杂系统理论及其在现实问题中的应用复杂系统理论是一门研究系统中各个组成部分之间相互作用、混沌和自组织性质的学科。
它的基本观点是,相互关联且相互作用的元素可以形成复杂的整体,并且这个整体的行为往往不能简单地通过其组成部分的行为来解释。
复杂系统理论的应用涉及众多领域,包括社会科学、经济学、生物学、生态学和工程学等。
本文将重点介绍复杂系统理论的基本概念和在现实问题中的应用。
复杂系统理论的核心概念之一是自组织性。
自组织性是指系统中各个组成部分根据内部规则进行相互作用和调整,从而形成一种有序的整体结构或行为。
这种整体结构不是通过外部指令或者中央控制实现的,而是由系统内部的相互作用所引发的自发演化。
自组织性的一个典型例子是蚁群行为。
蚁群中的每只蚂蚁都只具备有限的知识和行为能力,但通过相互通信和合作,它们能够组织起来形成复杂的任务分工和协作行为,如寻找食物和建造巢穴。
自组织性的思想对于解决复杂问题具有重要意义。
复杂系统理论还提出了“边界”的概念。
边界是指系统与其外部环境之间的交互界面。
复杂系统通常具有适应性和开放性两个特点。
适应性是指系统能够对外部环境的变化做出积极的响应,并调整自身结构和行为以适应新的情况。
开放性是指系统能够与外部环境进行物质和能量的交换,并通过这种交换与外界保持稳态。
边界的理解有助于我们研究复杂系统与外部环境的相互影响和相互调整,进而提出有效的管理和控制策略。
在现实问题中,复杂系统理论可以应用于多个领域。
在社会科学领域,复杂系统理论可以帮助我们理解人类群体的行为和互动。
通过分析社交网络、信息传播模式和集体决策等,我们可以揭示社会系统中的复杂性和混沌性,并发现潜在的规律或者干预机会。
例如,应用复杂系统理论可以帮助我们预测疾病传播模式,优化城市交通系统和设计高效的电力网络等。
在经济学领域,复杂系统理论可以用来研究市场和金融系统的行为。
市场是典型的自组织系统,通过供需关系和竞争机制自发形成价格和交易行为,影响着整个经济体系。
增强组织适应能力
增强组织适应能力组织适应能力是指一个组织在不断变化的环境中,能够快速适应和应对变化的能力。
在当今快节奏和不确定性的社会中,拥有强大的组织适应能力对于企业的生存与发展至关重要。
本文将探讨如何增强组织的适应能力,包括建立弹性的组织文化、加强战略规划和创新、培养适应性领导力等方面。
一、建立弹性的组织文化组织文化是组织的灵魂和立身之本,对于组织的适应能力有着重要影响。
为了增强组织的适应能力,需要建立弹性的组织文化,使其能够快速适应外部环境的变化。
首先,组织应鼓励员工敢于创新和尝试新事物,倡导学习型组织的理念,不断提升员工的适应能力和学习能力。
其次,组织应注重沟通与协作,在组织内部建立起一种开放、互信和共享的氛围,促使信息的流通和交流,以便快速获取外部信息,及时作出调整和反应。
二、加强战略规划和创新战略规划是组织适应能力的重要支撑。
组织需要对外部环境进行准确的分析和预测,及时调整和优化战略方向。
在快速变化的市场中,组织应具备敏锐的洞察力和前瞻性,不断发掘和创造新的商机。
此外,组织还要注重创新,推动内部流程、产品和服务的创新,以提高组织的竞争力和适应能力。
创新是组织持续发展的动力和源泉,通过创新,组织能够不断更新和适应变化的市场需求。
三、培养适应性领导力适应性领导力是组织增强适应能力的关键要素。
适应性领导力强调领导者的灵活性和应变能力,能够在不同的环境和情境下做出有效的决策和行动。
首先,适应性领导力需要领导者具备广泛的知识和经验背景,能够全面了解和把握组织内外的变化和趋势。
其次,适应性领导力需要领导者具备较高的情商和沟通能力,能够与员工建立良好的关系,有效地指导和激励员工适应变化。
另外,适应性领导力还需注重培养组织成员的适应能力,通过培训和发展计划提升员工的适应和应变能力。
四、建立学习型组织建立学习型组织是增强组织适应能力的有效途径。
学习型组织注重知识的积累和共享,能够迅速获取新知识,不断学习和创新。
组织可以通过建立知识库、开展培训和知识分享等方式,促进组织成员的学习和知识共享。
系统思维7:自适应、自组织、层次性的复杂系统
系统思维7:⾃适应、⾃组织、层次性的复杂系统系统思维7:⾃适应、⾃组织、层次性的复杂系统⼀个能够应对意外,⾃我成长,并层次有序的系统,才是健康的系统。
——刘润1适应⼒适应⼒,就是突然遇到外部冲击,系统⾃我修复的能⼒。
⼈体就是⼀个令⼈称奇的、具有很强适应⼒的系统。
⽣态系统也具有很强的适应⼒。
两季《刘润·5分钟商学院》都是⽇更课程。
如果“写⼀篇、发⼀篇”,很容易遭遇意外情况,断更。
怎么办?很简单,⽤“存量”这个结构模块,增强系统“适应⼒”,应对意外。
也就是说⼀次写下⾜够多的⽂章,作为库存,可以提供稳定的⽇更输⼊。
⽤间歇性的⼤流量注⼊,⽤库存调节,⽤稳定的流出量输出。
这有⼏点好处:⼀是集中写作,思路集中,容易⾼产;⼆是稳定输出,⽤户接续,保持连贯;三是库存调节,不怕意外,增强适应。
适应⼒与⼀直保持静⽌或恒定是不同的。
有适应⼒的系统可能是经常动态变化的。
相反,⼀直保持恒定的系统恰恰是不具备适应⼒的。
实际上⼈们经常为了稳定或者提⾼⽣产率等⽬的,牺牲系统的适应⼒。
⽐如即时⽣产模式(Just-In-time),就不具备对于意外的适应⼒,任何⼀个零件出现供应短缺,都可能对整个⽣产线造成灾难性的影响。
怎么办?增加库存和冗余。
恒定的系统可能是脆弱的,具备适应⼒的系统是反脆弱的。
⼀个有适应⼒的系统,就是⼀个⼤平台,在该平台⽀撑起来的空间⾥,系统可以⾃由的驰骋,⼀旦接近危险的边缘,就会遇到⼀堵柔软的、有弹⼒的“墙”将其反弹回来。
随着系统适应⼒的下降,⽀撑的平台就会变⼩,那道保护墙也会变矮、变硬,直到系统如同运⾏在⼑尖上。
只要有⼀点震动,就随时可能坠落。
因为⼈们通常更加关注系统是如何运作的,⽽忽视了其运作的空间。
所以,在⼀般⼈看来,适应⼒的丧失似乎是突然来临的,是⼀种意外。
但是,在此之前,系统其实早已是千疮百孔了。
《系统之美》2⾃组织性⾃组织性,就是为了适应变化,系统⾃我突变的能⼒。
管理学⼤师彼得德鲁克在《⼆⼗⼀世纪的管理挑战》中提到:“知识⼯作者必须要⾃我管理。
《复杂》读后感
《复杂》读后感在探索世界的过程中,我们常常会遇到一些令人困惑的现象,其中最为神秘的莫过于“智能”与“意识”是如何从不具有智能和意识的物质中涌现出来的。
《复杂性》这本书为我们提供了深入理解复杂系统的途径,让我们能够一窥这些现象背后的奥秘。
第一章主要探讨了复杂性的本质。
复杂系统的共性在于,个体通常遵循相对简单的规则,而不存在中央控制或领导者。
这些系统通过学习和进化过程进行适应,不断改变自身的行为以增加生存或成功的几率。
复杂系统是由大量组分组成的网络,它们通过简单运用规则产生出复杂的集体行为和复杂的信息处理,并通过学习和进化产生适应性。
由于简单规则以难以预测的方式产生出复杂行为,这种系统的宏观行为有时也被称为涌现。
第二章深入探讨了动力学和混沌现象。
DNA的自我复制就是一个典型的例子,它不仅包含自我复制的“程序”,同时也编码了它自己的解释器。
这就好比是一个自给自足的“计算机程序”,能够自我复制和运行。
同样,自然界中的计算也存在于一些看似简单的系统中,比如元胞自动机、生命和宇宙。
这些系统的运行方式与传统的数字计算机有很大的不同,它们通过大量的个体之间的相互作用和协同来实现复杂的计算和行为。
第三章着重探讨了预测的局限性。
尽管我们生活在一个充满复杂性和不确定性的世界中,但我们总是试图通过建立模型和进行预测来理解和掌控事物。
然而,复杂性的存在使得我们的预测能力受到了很大的限制。
即使是最简单的复杂系统,也可能表现出混沌和不可预测的行为,使得我们很难准确地预测其未来的状态。
这就好比是天气的变化,尽管我们可以通过气象模型进行预测,但仍然无法准确地预测出每一个细节和变化。
第四章分析了复杂系统的适应性。
复杂系统之所以能够在不断变化的环境中生存和发展,是因为它们具有适应性。
适应性是指系统能够通过不断地学习和调整自身的行为来适应环境的变化。
这种适应性是通过系统与环境之间的交互和反馈来实现的。
通过不断地尝试和错误,系统能够找到最适合自己的行为方式,并逐渐适应新的环境和挑战。
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第16卷 第1期系 统 科 学 学 报Vol .16 No .12008年1月JOURNAL OF SYSTE MS S C I E NCE Jan .,2008文章编号:100526408(2008)01-0025-06要加强对复杂适应性系统的研究———对自组织理论的反思姜 璐,张方风(北京师范大学,北京100875) 摘 要:简单回顾了自组织理论的发展历史、内容和采用的方法,重点分析了自组织理论的研究对象和研究范围;指出自组织理论在研究复杂系统上的局限性———只适于研究简单巨系统,它研究的是系统演化的结果而非过程;自组织理论使用微分方程作为数学工具,要求子系统之间的相互作用要满足叠加原理而不考虑涌现的情况。
在此基础上,本文提出要加强复杂适应性系统的研究,具体有两方面的工作:首先要加强计算机作为数学工具的应用,扩展对系统状态描述的范围;另外要加强对层次性的研究,重点是对涌现问题的分析。
最后提出现在加强复杂系统的研究应从实际的具体系统入手。
关键词:自组织理论;复杂系统;涌现中图分类号:N 94 文献标识码:A 收稿日期:2006-12-29作者简介:姜璐(1943—),男,北京人,教授,研究方向:系统演化理论。
1 自组织理论发展的简单回顾在整个世界演化的方向问题上,我们会看到两种截然不同的现象。
在无生命世界我们看到:浓度不同的两种液体倒在一起,一段时间后浓度变成一样,相反的过程不存在;温度不同的两个物体放在一起,一段时间温度也会一样,相反的过程也不存在。
类似的例子比比皆是。
它们的演化方向,或者说时间箭头是指向简单、均匀、平衡,通常我们说这是退化现象。
在有生命世界,我们看到另外一种情景:生命从单细胞生物开始,演化成整个生物界;人类也是从群居,每个家庭、村庄、部落全都一样地进行同样生产的均匀情况,向出现劳动分工,男耕女织方向发展,最后组成社会;原来均匀一片的村庄,演化形成城市、农村,出现差别;人类社会的发展就是分工越来越细,差别越来越大,相互之间的联系越来越紧密,全地球现在已经形成一个整体,人们在说“全球经济”、“地球村”。
这一类事物的演化方向是不断走向复杂、差别、非平衡,是进化现象。
如何看待这两类截然不同的现象,在20世纪上半叶科学家就开始思考。
科学家魏格纳(W ign 2er )的看法很有代表性,他说:“近代科学中最重要的间隙是什么?显然是物理科学与精神科学的分离。
实际上物理学家和心理学家之间毫无共同之处———或许,物理学家为心理学方面较肤浅的研究提供的某些工具可以除外,而心理学家警告物理学家要小心以免所隐藏的欲望影响他的思考和发现。
”[1]自组织理论的创始人普利高津(I ・Prigog 2ine)、哈肯(H・Haken)等正是从试图解决实际存在的两种演化方向的角度出发,来研究世界的复杂性。
他们采取的解决途径是在自然界、无生命世界寻找进化的现象;针对自然界、无生命世界的进化现象进行讨论,采用适当的数学工具,建立相应的理论。
然后,他们统一了不同演化方向的演化理论,他们指出:进化、退化都是客观世界可以存在的演化方向,只是条件不同,系统实现演化的结果不同而已。
他们是针对比较简单、容易讨论的自然界“进化”现象,建立起自组织理论,进而用自然界的自组织理论来建立整个世界的演化理论,再来解释部分社会进化现象。
1965年在一次理论生物学的国际会议上,普利高津第一次提出耗散结构的概念,用以讨论在远离平衡条件下系统形成的一种有序结构,这种有序结构的形成和维持都需要依靠外界物质、能量的供给。
这是一种全新的结构,它不同于以前人们经常讨论的晶体结构,需要用新的理论、方法来进行讨论,经过了十多年的研究,最终形成了耗散结构理论,他也在1977年获得了诺贝尔化学奖[2]。
德国物理学家哈肯在研究激光形成机制时,发现在从自然光向激光转化过程中,光子的自发热运动与光子集体的定向运动相互斗争,此消彼长,存在临界点;在临界点以上集体的定向运动占主导地位,形成激光;在临界点以下,自发热运动占主导地位,呈现自然光。
哈肯将其推广,创立协同学[3]。
这两个理论都是研究系统向有序转化的机制问题,我们统称其为自组织理论[4]。
自组织理论讨论的对象是复杂系统,它是研究复杂系统演化的一种理论。
经过几十年的研究,自组织理论获得了长足的发展,不仅建立了一套完整的理论体系,而且也解决了大量的实际问题,特别是对不少实际问题,自组织理论都给出了定量或半定量的分析。
每一种理论都有它的实验基础,有它研究的出发点,自组织的提出是为了解决自然界从无序均匀状态向远离平衡的有序结构的转变问题。
经过研究,普利高津等人得出发生转变的条件,找到了在近平衡区系统存在最小熵产生原理。
最小熵产生原理和原来已经得到的昂萨格倒易关系,形成了近平衡区统计物理的两块基石,构造了整个近平衡区统计物理的理论体系。
普利高津认为,在远离平衡的非线性区,系统演化出现多种可能性,在一定条件下,系统有可能从无序的热力学分支演变到有序的耗散结构分支上,并具体给出了出现耗散结构的宏观条件。
在研究多子系统的系统发生相变,出现有序结构的过程中,哈肯等人提出序参量(慢变量)概念,找到慢变量支配快变量的役使原则;并且给出了具有多个状态变量系统,在向有序状态转变过程中,如何简化计算的数学方法———快变量绝热消去法,这为在宏观层次上控制系统相变提供了理论基础。
无论是普利高津还是哈肯,他们都采用微分方程数学工具在宏观和随机两个层次上进行讨论。
自组织理论提出来以后,不仅在理论上取得了很大成就,而且在实际应用上也获得了巨大的发展。
人们利用自组织理论建立社会问题的模型,原来停留在思辨层次上定性讨论的问题,现在可以进行定量的讨论;原来仅能进行计量数据统计分析的社会科学问题,现在可以进行机理上的定量分析。
自组织理论研究社会经济问题与同样进行数量分析的计量经济学不同在于:计量经济学从数据出发,利用统计学的方法进行分析,并不涉及研究对象的演化机理,它虽然可以做出很好的拟合曲线,并利用趋势外推可以进行预测,但只知其然,并不知其所以然;自组织理论从分析系统演化的机理出发,分析系统内相互作用机制,建立系统的演化方程,给定参数的物理意义,带入初始条件,分析计算结果。
自组织理论为社会科学的研究提供了一条新的思路,提供了新的研究方法。
在这方面,自组织理论科学家做了不少的工作。
比利时布鲁塞尔学派的阿伦教授(P・A llen)通过分析系统演化机制建立了渔业生产模型用以讨论加拿大沿海的渔业生产,得到了与实际数据一样的结果[5],他还用反应扩散方程描述了比利时城市演化的过程。
德国魏德利希(W・W eidlish)和黑格(G・Hagg)以协同学为基础,利用主方程研究了舆论形成和德国经济发展问题也获得了较大的成功[6]。
自组织对复杂系统的研究便于人们将分析得到的结果与实际测量、观察得到的数据进行比较;便于人们深入了解复杂系统更本质的性质。
目前自组织理论研究仍在深入进行,在理论方面由于计算机的使用,人们开始把序参量、整体分析等自组织理论思想与计算机强大的计算能力相结合,进行模式识别、人工智能等的研究[7][8][9][10],并且深入到对蛋白质、基因等的微观生物领域[11][12][14]和认知、记忆等脑科学领域[13],以及教育、经济、金融等社会科学领域[15][16]。
62系统科学学报 第16卷 2 自组织理论是复杂性科学的初级理论同样是研究复杂性,自组织研究有它自己的特点。
自组织讨论的复杂性是指能由状态变量描写的有序结构的形式和性质,我们把它定义为用函数形式表示的复杂性,这是比较简单的复杂性、初级的复杂性,这类复杂性通常能写成某种周期函数的形式(表示空间周期结构、时间周期结构、时空周期结构)。
对有序结构这类比较简单的复杂性,主要研究它的稳定性、鲁棒性等性质,研究系统从均匀向有序结构转变的宏观条件(出现复杂性条件),研究参数(环境)怎样变化,才能引起系统情况改变(系统复杂性与环境的关系)。
然而正如所有理论都只能解决一部分问题,都有适用范围一样,自组织也只能解决一部分系统的演化问题,也有它的适用范围。
从自组织理论的建立来看,它是用来解决自然界的复杂性,解决自然界演化过程中从无序到有序,从简单到复杂的问题。
自组织对社会问题的讨论,应该看成是理论的一种扩展、一种延伸,是对社会系统的一种简化处理。
严格说起来,自组织理论只能描述比较简单的系统的演化问题,对于大量存在的具有层次结构的系统的演化情况无法对它进行描写,不能处理复杂的社会问题。
自组织理论处理的对象其状态必须是可以用数学函数描述的状态,你若无法将系统的状态写成函数形式,你也就不能用自组织理论来分析系统的演化情况。
自组织理论还要求系统的演化机制必须能写成方程的形式,这样才能运用自组织理论相应的数学方法,如微分方程的定性理论、稳定性理论、分叉理论、突变论等来进行处理。
自组织理论研究系统演化的复杂性,是通过上述数学方法给出系统是否可以出现有序结构,出现有序结构的参数条件是什么,给出某些系统所出现的有序结构的具体形式(用函数来描写系统有序结构的样子)。
自组织理论无法给出系统演化的时间过程,自组织是对系统演化结果的描述,是对系统演化过程的终态的描述。
对于其他的复杂性,对于出现复杂性的时间过程,对于出现复杂性的微观相互作用机制,自组织并没有进行讨论。
要想更深刻的理解自组织理论,还必须要把它与控制进行比较。
从概念上来分析:组织与控制很接近,组织的目的很大程度上是为了管理、控制;那么自组织就与自我控制相联系。
从研究系统演化来看,在一定的外界环境下,系统具有一定结构,演化具有一定规律。
自组织理论研究在这样的条件下系统能实现哪些稳定的有序状态,但很难了解系统从给定的已知状态如何到达某一个稳定状态。
控制论正好相反,它并不关注能否通过控制达到某目标,或者说并不关心所要达到的目标在这里是否是可以存在的,而认为控制论给出的目标是一定可以实现的;控制论更关注的是如何通过输入完成这一过程,使之实现我们的要求,比如要求实现这一过程的时间最短,要求输出量在逐渐达到目标过程中起伏、变化最小,要求输入的能量最小等等。
而且还可以看出来,控制论中被控制的量是系统的状态变量,输入输出之间的关系一般比较清楚,输入量增加,输出量也同样跟着增加,或者相反。
最简单的例子就像汽车油门大小与汽车速度之间的关系一样,输入与输出的关系看得一清二楚。
从控制的角度来看自组织。
在自组织过程中,我们控制的是环境条件,而不是系统的状态变量。
控制量与输出量在数量上不存在定性的正比例关系,在典型的贝纳德流实验中,如果也要从控制的角度来分析,利用加热控制流体层上下的温度梯度,温度梯度增加与花样的出现没有定性的正比关系,而是梯度开始增加时,流体层没变化,当梯度达到某一临界值,流体层突然出现花样。