第8章开放的复杂巨系统
系统工程--思考与练习题
第一章1、选择一个你所熟悉的系统问题说明：(1)系统的功能及其要素；(2)系统的环境及输入、输出；(3)系统的结构(最好用框图表达)；(4)系统的功能与结构、环境的关系。
2、说明系统一般属性的含义，并据此归纳出若干系统思想或观点；3、管理系统有何特点?为什么说现代管理系统是典型的(大规模)复杂系统?4、请总结系统工程(学)的特点(结合第二、三章内容)。
5、结合系统工程应用领域，说明系统工程在你所学专业领域的可能应用及其前景。
第二章1. 系统工程与系统科学的联系和区别是什么？2. 控制论的两个基本观点及其意义。
3. 系统结构有哪些特点？4. 简述控制论对系统工程方法论的启示。
5. 功能模拟法与传统模拟法的区别有哪些？6. 信息概念的特点有哪些？7. 申农信息熵与物理学中的熵有什么关系？8. 信息方法论与传统方法的区别，以及信息方法的意义。
9. 简述一般系统论的产生背景及其基本观点。
10.什么是耗散结构？形成耗散结构的条件有哪些？以及耗散结构理论的意义。
11.协同学与耗散结构理论在研究上的区别有哪些？12.突变论较以往的数学理论有什么突破？其主要观点有哪些？13.复杂适应系统理论的基本思想是什么？14.钱学森提出的“开放的复杂巨系统”有哪几个方面的层次含义？第三章1. 什么是霍尔三维结构?它有何特点?2. 霍尔三维结构与切克兰德方法论有何异同点?3. 什么是系统分析?它与系统工程关系如何?4. 系统分析的要素有哪些?各自是何含义?5. 你如何正确理解系统分析的程序?6. 初步系统分析有何意义?如何做好这项工作?7. 请通过一实例，说明应用系统分析的原理。
8. 请总结近年来系统工程方法论的新发展及其特点。
第四章1.系统模型有哪些主要特征？模型化的本质和作用是什么？2.简述解释结构模型的特点、作用及适用范围。
3.请依据下图建立可达矩阵。
V 0P7V P8P94. 已知下列可达矩阵,求结构模型。
5. 考虑一个三阶差分方程（所描述的线性定常系统）式中给定初始状态求k=1,2,3时的x(k)。
复杂性科学视域下高职教育系统认知与管理策略
学结合教学制度 ， 等等。本文认为 ， 高职教育系统 ， 层 次 、 多功 能 的结 构 ， 一层 次 均 成 为构 筑 其 上 一 每
以及 以教师 、 生 等为 主体 的高 职 院校都 是 开放 的 层 次 的单 元 ， 学 同时也 有 助 于 系统 某 一 功 能 的实 现 ； 复 杂 系统 ， 其决 策管 理 要遵 循开 放 的复 杂系 统 的规 系 统 在 发展 过 程 中能够 不 断 地 学 习并 对 其 层 次 与 律， 建立并 运用从 定性到定量综 合集成研 讨厅体 系。 功 能结构 进行 重组 与完善 。 （ ） 杂性科 学 的发 展 二 复
理论 、 肯 （ 哈 Ｈ．Ｈ ｋｎ 构建 的协 同学 ，９９ 艾 根 不 同的相似性 ， 自然界 、 ａｅ ） １７ 年 在 生物系统 、 生态系统、 社会 （ Ｍ。Ｅｇｎ 发 表 的超 循 环 理 论 。这 一 阶段 的 研 究 经济 、 ｉ ） ｅ 科学与人文艺术等领域都存在着不同层次的
２ １ 年第 ２ 期 ０１ ８ 第 ３ 卷 ２ 总 ６２ ６ 期
职业技术教育
Ｖ０ＣＡＴ ＯＮＡＬ ＡＮＤ ＥＣＨＮＩ Ｉ Ｔ ＣＡＬ ＥＤＵＣＡＴ１ ０Ｎ
Ｎｏ２ ． ０ ．８２ １ １ Ｖ０ ．２ Ｉ ３
Ｇｅ ｅ ａ ．６ ｎｒｌ Ｎｏ６ ２
复杂性科学视域下高职教育系统 认知与管理策略
一
、
复杂 性 科 学 概 述
现 代科 学 正处 于一 个新 的转 折点 ， 即复 杂性科 学 的兴 起 。复 杂 性 科 学是 探 究 复 杂 系统 的复 杂性 （ 来源 、 现 ）研究 构 成复 杂系 统在 众 多组分 （ 系 表 ， 子
（ ） 杂 系统概 念 一 复
之间及其与环境之 间相互作用下 ， 系统演化产 关 于 复杂 系统 的概 念 ， 多科 学家 提 出 了不 同 统 ） 许 特性 、 特征 、 行为与功能 ） 的机理和 的定义 ， 但仍没有形成统一的认识 。一般认为 ， 复 生整体涌现性 （ 杂系统是由众多存在复杂相互作用的组分（ 或子系
《地球系统科学》课程教学大纲
《地球系统科学》课程教学大纲课程名称：地球系统科学 / Earth System Science课程编码：12024007 课程类型：专业选修课课程性质：专业主干课适用范围：06地理信息系统学时数：36 其中：实验/实践学时：课外学时：学分数： 2 先修课程：自然地理学、地理信息系统、遥感概论考核方式：考查制定单位：广州大学地理科学学院制定日期：2006年审核者：夏丽华执笔者：千怀遂一、教学大纲说明（一）课程的地位、作用和任务地球系统科学以全球性、统一性的整体观和系统观，从多种时空尺度研究地球的整体行为，其理论的构建，将使人类更好地认识所赖以生存的环境，更有效地防止和控制可能突发的灾害对人类所造成的损害，更有利于人类与地球的和谐发展。
该学科是在全球变化、地理信息科学和可持续发展等领域深入研究和不断拓展的基础上发展起来的一门新兴学科，本课程以专业选修课的形式，向学生介绍地球系统科学的形成与发展及其基本概念、基本理论和基本方法，并使学生了解其在全球变化、生态环境、资源开发、土地利用、管理决策、灾害防治等方面的应用。
（二）课程教学的目的和要求通过本课程的教学，让学生：1) 树立地球系统科学研究的整体观和系统观，了解地球系统科学的多时空尺度，并理解只有更好地认识人类所赖以生存的环境，才能更有效地防止和控制可能突发的灾难。
2) 了解可持续发展的内涵是以资源的可持续利用和良好的生态环境为基础，以经济可持续发展为前提，以谋求社会的全面进步为目标。
3) 初步了解地球系统科学研究中的遥感和地理信息系统技术，学会常用遥感图像处理软件的基本操作，能够初步运用地理信息系统技术进行空间数据的基本分析。
（三）课程教学方法与手段课程的主要教学方法包括课堂讲授与自学讨论。
课堂讲授部分全部使用多媒体技术授课。
（四）课程和其它课程的联系本课程的先修课程包括自然地理学、地理信息系统、遥感概论，并要求学生具有一定的数学基础。
（五）教材与教学参考书教材：毕思文，地球系统科学导论，科学出版社，2004年第一版。
联合作战体系的整体涌现性
联合作战体 系的整体涌现性
Ｗ ｈ ｌ ｍ ｅ ｇ ｎ ｙ ｏ ｏｉｔ Ｏｐ ｒ ｔ ｎ Ｓ ｓｅｍｓ ｏｅ Ｅ ｒ ｅ ｃ ｆＪ ｎ ｅａｉ ｙ ｔ ｏ
一
魏小 猛
整 体 涌现 性 ， 指 系 统 整 体具 有 而 其 组 分及 组 分 总 和所 没 有 的 性质 ， 旦 把整 是 一 体还 原 为它 的组 分 ， 这些 性 质便 不 复存 在Ⅲ 。联 合作 战体 系是具 有特 定 作 战功能 的有 机整 体 ， 以整 体 涌现性 为 典 型特 征 。深 刻认 识联 合 作 战体 系 的整体 涌现 性 ， 此 来考 依
察联合作战体系的对抗行动 ， 对于确立正确的作战指导具有重要意义 。
一
、
整体涌现 性是联合作 战体 系的典型特征
人 们 对整 体 涌 现性 的认 识 ， 有 老 子 “ 生 一 ， 生 二 ， 生 三 ， 远 道 一 二 三生 万 物 ” 和亚
里士多德“ 整体大于部分之和” 之命题 ， 近有恩格斯在《 反杜林论》 许多力量融合 中“
互作用 。具 体说来 ， 的组分 效应 、 构效应 、 系统 结 规 模效 应 和环境 效应 共 同造 就系统 的 整体 涌现 性 ｌ联合 作战体 系整体涌现性 产生 的根 源在于 ： 引 。
组 分 效 应 、 构 效 应 、 模 效 应 和 环 境 效 应 ， 此 提 出 了联 合 作 战 体 系的 对 抗 结 规 依
指导。
关键词 ： 整体 涌现性
中 图分 类 号 ： ８ ７ Ｅ ３
联 合 作 战 作 战体 系
文 献标 识码 ： Ａ
文章 编号 ：６ １ ４４ （０００ — ０ ９ ０ １７ — ５７ ２１ ）２ ０５ — ３
开放复杂巨系统理论_科学性_研究现状和存在问题
Ξ【科学哲学】开放复杂巨系统理论:科学性、研究现状和存在问题苗东升(中国人民大学哲学系,北京 100872)摘 要:钱学森有关开放复杂巨系统理论的工作可以概括为三个基本点:提出开放复杂巨系统这个核心概念,给出复杂性的一种定义,确立从定性到定量综合集成法这种新的方法论。
兹就这三个议题论证开放复杂巨系统理论的科学性,进而考察它的研究现状和存在问题。
关键词:复杂性;开放复杂巨系统理论;综合集成法中图分类号:N 02 文献标识码:A 文章编号:1000Ο5587(2005)02Ο0018Ο07 建立开放复杂巨系统理论是钱学森晚年学术活动的中心课题。
学界对他的工作有不同评价是正常的,争论和批评都有助于这一理论的发展。
但要么否认它的科学性,动辄给人扣上伪科学的帽子;要么说它已经基本成熟,不允许对钱学森的观点提出商榷或质疑,给人扣上“歪曲钱老”的帽子。
这两种极端意见都背离了科学精神,有必要加以辨析。
开放复杂巨系统概念的科学性一种批评意见断言,把人体、大脑、经济、社会、地理环境等作为开放复杂巨系统,不能真正深化人们对自然界的认识,开放复杂巨系统理论是一种大而无当的空洞体系,甚至可能诱惑人误入伪科学泥沼。
笔者断然不能赞同这种指责。
我们以逻辑和历史相结合的方法来考察开放复杂巨系统这一“整个系统科学的核心概念”[1](P61)的科学性。
(1)组分的数量代表系统的规模,是影响系统行为和性能的一个不可忽视的因素。
一般系统论毕竟太过一般,尚未注意到系统的规模效应。
运筹学和控制论早期亦如此,但经历1950～1960年代的大发展之后,终于发现这个认识盲点,开始按照规模划分系统,提出大系统概念,建立大系统理论,代表系统科学的一个进步。
作为控制论大家的钱学森接受这个概念是很自然的。
但系统科学后来的发展表明,从小系统到大系统的认识进步不够大,大系统理论考察的对象,如区域电力网等,不足以代表后来复杂性研究考察的对象;大系统尚不能涌现出某些精致、深刻的特性,如自组织运动,不足以形成真正的复杂性。
海洋科学导论基础复习-(含答案)
2
面积的 39％。在南半球陆地面积只占 19％。
12. 以经度 0°，N38 °和经度 180°、 S47 °为极点分割地球，则海陆面积比达到 最大,称“陆半球”和“水半球”。陆半球中心位于西班牙东南沿海，水半球中心 位于新西兰东北。
13. 根据海洋的盐度、温度等要素的特点和形态特征，可将海洋分为主要部分和附属 部分，主要部分为洋，附属部分为海、海湾和海峡。
16. 南大洋的特点：（1）自成体系的环流系统；（2）独特的水团结构；（3）世界大洋 底层水团的主要形成区；（4）对世界大洋环流起重要作用。
17. 海：海洋的边缘部分。全世界共有 54 个海，面积占世界海洋面积的 9.7%。海的特 点：（1）深度较浅，一般在 2000m 以内；（2）海洋水文要素受大陆影响，有明显 的季节变化；（3）水色低，透明度小，无独立的潮汐和洋流系统，潮汐由大洋传 入，潮差显著；（4）有自己的海流环流形式。
海洋环境噪声源包括海浪飞溅形成的噪声风与海浪表面相互作用产生的噪声击岸浪发出的声音雨滴声海洋湍流生物噪声海水分子热运动所辐射的噪声远处航船噪声和沿岸工业噪声指已形成平稳随机过程的随机噪声地震扰动形成的低频声波冰层破裂产生的噪声火山爆发以及远处风暴引起的噪声等等
《海洋科学导论》复习提纲
第一节 1.地球限度（Planetary boundaries）：safe operating space for humanity；是指
2.据科学家判断人类可能跨越的四项地球限度：气候变迁（climate change）、生物 多样性（biodiversity loss）、氮磷循环（nitrogen cycle and phosphorus cycle）、森 林砍伐与土地使用变更（deforestation and other land use changes）。
网络辅导：《系统工程导论》(第三次面授：总复习题
总复习题一、底子概念〔判断、填空〕1． 指标综合的加法原那么和乘法原那么，其本色都是一种加权平均法的思路。
〔p197〕2． 典型故障曲线〔浴盆曲线〕〔p223〕早期故障期〔从高到低〕；偶然故障期〔大体保持不变〕；耗损故障期〔逐渐升高〕 〔p223〕3． 并联系统的定义可以看出，从理论上讲，可以无限提高系统的可靠度。
〔p227〕4．系统阐发的重点在于确定问题的目标，以及对各种可行方案进行量化阐发与评价。
〔p149〕5．成本效益阐发法主要考虑资金的时间价值。
〔p158〕6．贝塔朗菲的理论可以归纳为以下四点：整体性原那么，动态布局原那么，能动性原那么，有序性原那么。
〔p16〕7．在编制投入产出表时，首先遇到的问题是部分〔或产物〕划分的问题。
〔p246〕8．把时间维与逻辑维结合起来形成一个二维布局{}77⨯=ija A ，称为系统工程的活动矩阵。
〔p60〕9．系统模型，是对于系统的描述、模仿或抽象。
它反映系统的物理本质与主要特征。
〔p125〕 10．所谓反响，就是系统的输出对于输入的影响〔Feedback,亦称回授〕，或者说是输入与输出之间的反向联系。
简单地说，就是系统的输出反过来影响系统的原输入作用。
〔p85〕11．香农把信息定义为两次不确定性之差，即：信息(量) = 通信前的不确定性 － 通信后尚存的不确定性。
〔p97〕12．从系统工程的不雅点看，系统的主要属性有： 、 、、、、。
答：调集性、相关性、层次性、整体性、目的性、系对于统环境的适应性。
13．80年代末，钱学森提出处置开放的复杂巨系统的方法论是，结合系统学理论和人工智能技术的开展，又于己于1992年提出了建设体系，进一步开展了开放的复杂巨系统的系统方法。
答：从定性到定量综合集成方法。
从定性到定量综合集成研讨厅。
14．对模型一般有以下要求：、、。
答：真实性、简明性、完整性、尺度化。
15．我国著名科学家钱学森提出了一个清晰的现代科学技术的体系布局，认为从应用实践到根底理论，现代科学技术可以分为四个层次：、、、。
油田信息化以及DQMDS和两册系统建设的大系统观-讲课稿
—— 自标准 对标准唱到
孔
子：修身齐家 治国平天下 组织 标准
系统观： 自组织 信息化： 自标准
7 自标准数据，弥补传统标准不足，大有可为
2 标准＋自标准
代偿功能 冗余、孤岛是有意义的，必要的
3 DQMDS、两册，是有机系统
中国传统系统工程思想
都江堰水利工程（系统动力学最佳案例）
都江堰是战国时期秦国蜀郡太守李冰主持
修建的一座大型水利工程，通过“鱼嘴”分 水，“飞沙堰”泄洪排沙，“宝瓶口”引水 灌溉，三个部分协调运行，铸就人类治水丰 碑，经历 2200多年，仍在发挥巨大作用，是 系统工程实践的经典
信息论 香农
控制论 维纳
耗散结构理论 普利高津
老三论
协同学 哈肯
突变论 托姆
新三论
有序是什么意思？
规矩、整齐、有条理、能分辨
选择：好坏 操作：功能 管理：希望
我们为什么喜欢有序？
有序是什么意思？
规矩、整齐、有条理、能分辨
选择：好坏 操作：功能 管理：希望
我们为什么喜欢有序？
无序又是什么意思？
无规矩、不整齐、无条理、不能分辨
外国人也不喜欢混沌
上帝创造世界
今天，人类 也在模仿上 帝，创造人 工智能！因 为人类也累 了。
后来，上帝见到了盘古
他说：你很智慧。你把世界一分为 二，达到了最有序的状态，然后你 让他们去自组织。
按照基督教教义，上帝是没有具体形象的，在此仅为了表达方便，无冒犯之意。
上帝赋予人类的3件法宝
一般系统论 贝塔朗菲
地理科学的体系
本文是在“香山科学会议（324次，378次）”的两次报告中提炼出来的关于地理科学的体系，包括地理哲学、理论地理科学、地理信息科学与地理系统工程，以及前科学的部分。
地理科学在钱学森的科学思想中占有极为重要的地位，随着研究的深入，越来越清楚，地理科学与建筑科学共同构成生态文明建设与可持续发展的基础。
在钱学森研究的科学技术体系11个门类中，有地理科学（1986），见图1；在开放的、复杂巨系统中有地理系统，见图2；在社会主义的总体设计部中有地理建设[钱学森等著。
论系统工程。
上海：上海交通大学出版社，2007]，见图3；钱学森与合作者们共同写过14篇有关地理科学方面的论文[钱学森等著。
论地理科学。
杭州：浙江教育出版社，1994]。
由此可知，在钱学森科学思想中，地理科学占有极为重要的地位。
我们在研究地理学向现代地理科学发展的过程中，历经半个世纪，居然研究成果与钱学森的科学思想不谋而合，殊途同归。
一、地理科学体系地理学是一门古老的学科，自从有人类以来，地理学伴随着人类社会的发展而发展。
在史前社会的地理，称为第四纪古地理；在历史社会时期的地理，称为历史地理；地理学发展至今，在科学化的进程中，成为现代地理科学。
这里研究的实际上是现代的地理科学。
1996年我们发表了“论地理科学的发展”，首次建立了地理科学的体系。
见图4。
地理科学的体系马蔼乃图1 钱学森科学技术体系（1996）图2 开放的、复杂巨系统图3 社会主义总体设计部这篇论文中的地理科学体系得到了钱学森的赞同[钱学森。
1996年1月18日致马蔼乃，钱学森书信选（下卷）。
北图4 地理科学的体系中国山水城市与区域建设（上）京：国防工业出版社，2008]，并提出增加基础设施。
我们的研究是从地理信息科学入手的，地理野外观测学增加了遥感技术（R S）；地理的定位测量学增加了全球定位系统（GPS）；地理实验学可以用虚拟现实技术（VR）；地理计量学可以用数据收集系统（D C S）；整体上可以用地理信息科学（G I S）来组合。
法制系统复杂性
我国法治系统复杂性探索巩献田1949年2月中华人民共和国成立前夕，在全国范围内废除作为旧政权统治的合法性基础和根据的国民党《六法全书》，以中国共产党领导和创新的人民民主专政的政权所颁布的法律取而代之。
随后全国人民政治协商会议制定的起临时宪法作用的《共同纲领》和1954年第一次全国人民代表大会在《共同纲领》的基础上制定的《中华人民共和国宪法》，奠定了新政权的法律基础和根据。
遵照《共同纲领》和《宪法》精神，我国创制了一系列法律、法令、法规、条例等。
直到文化革命，仅中央一级就制定了包括宪法在内的1500多项规范性法律文件。
但是，由于各种复杂的原因，建国历来的很长一段时期内，我国的法制还很不完备，在国家政治生活和社会生活中，宪法和法律没有应有的权威，后来法律虚无主义的严重影响，直至发生“文化大革命”，社会主义法制遭践踏，公民的合法权益被剥夺。
在文化革命结束之后召开的中共十一届三中全会上，邓小平的主题报告和会议公报，提出“为了发扬人民民主，必须加强社会主义法制。
”明确提出要把我国在革命和建设中形成的各项民主措施制度化和法律化。
于是，在人心思治、人心思定和人心盼法的形势下，社会主义民主得到充分发扬和扩大，社会主义法制得到了恢复和加强。
改革开放以来，全国人大及其常委会制定了400多项法律和关于法律问题的决定、规定，国务院制定了1800多项行政法规和部门规章，各个地方也制定了数以万计的地方性法规和政府规章。
今天以宪法为基础的社会主义法律体系基本形成。
1996年江泽民同志代表党中央提出“依法治国”的号召，1998年“依法治国，建设社会主义法治国家”写进了宪法。
从此“依法治国”作为我国社会主义现代化伟大事业中的一项战略决策，被人民议论着和解释着，“法治国家”作为一项宏伟的目标令人们向往和期盼。
伴随着我国法治的不断加强和完善，法律制定数量的增加和质量的提高，政法机构和人员的增强和扩充，社会的各个领域和方面都有不少的发展和进步。
城市与其区域——一个典型的开放的复杂巨系统
广 义 的 建 筑 学 ， 实 际 工 作 看 主 要 包 括 四 太 从 分 支 ， ： 筑 、 市 、 景 园 林 和 建 筑 工 程 ．如 即 建 城 风
果按 ： 大学 科 一 一 级 学 科一 二 级 学 科一 大专 题
学 科 分 类 板 为 复 杂 ． 上概 括 不 可 能 完 全 ， 作 为 研 究参 考 ） 以 仅
展 ．一 切 相 对 处 于 低 层 次 的 系 统 都 受 高 一 层 次 系 统 的 决 定 性 影 响 ．所 以 ， 好 规 划 不 能 没 有 全 做 局 、 能 不 受 大 系 统 的 影 响 ．但 众 多 的 小 系 统 也 不 会 反 过 来 影 响 大 系统 ． ４ ）系 统 有 边 界 ， 总 是 和 更 大 的 系 统 、 系 并 旁 统 进 行 种 种 交 换 ．城 市 系 统 的 边 界 具 有 封 闭 的
已 经 说 明 不 了 问 题 ， 足 不 了需 要 ．客 观 实 际 已 满
经 按 照 系统 工 程 的 规 律 伸 展 了它 固 有 的 领域 ． 逐 步 形 成 了 一 个 开 放 的 复 杂 的 巨 系 统 ． 称 之 为 可
广义 建筑 学 或人 居环境 学 （ １． 图 ）
图 １ 广 义 建 筑学 或人 居 环 境 学
维普资讯
第２ 第ｌ 卷 期
２０ ０ ２年 ２月
交 通 运 输 系统 工 程 与 信 患
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ａ ｓ ｏ ｔ ｔ ｎｓ ｓｅ ｓＥ ｇ ｅ ｒ ｇａ ｄＩ ｆ ｒ ａ ｉｎＴｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｒ ａ ｏ ｎ ｐ ｒ ｉ ｖ ｔ ｍ ｎ ｉ ｅ ｉ ｎ ｎ ｏ ｍ ｔ ｃ ｎ ｌｇ Ｔｒ ａｏ ｎ ｎ ｏ
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《人居环境科学导论》读后感
学科组织构建尚处于起 步阶段 人居环境不同方面可有 不同的学科核心和学科 体系
主导专业 建筑、地景、城市规划
外围多学科群随时代而发展
开放的人居环境学科体系
3.重点章节与理论介绍
第 3章 人居环境科学 的方法论
如何对待复杂性
复杂性
“范式”探索
面对错综复杂的事物与 现象，我们常把问题加 以简化，进行分析、求 解，这种简单原则本是 认识事物的一种方法或 过程，可以形成科学的 理论。但是，实际上未 必全然如此，甚至到了 谬误的地步。
是人类的聚居生活的地方，是与人类生存活动密切相关 的地表空间，它是人类在大自然中赖以生存的基地，是 人类利用自然、改造自然的主要场所。
人居环境科学
人居环境科学是一门以人类聚居为研究对象，着重探讨 人与环境之间的相互关系的科学。它强调把人类聚居作 为一个整体，而不像城市规划学、地理学、社会学那样 ，只涉及人类聚居的某一部分或是某个侧面。 学科的目的是了解、掌握人类聚居发生、发展的客观规 律，以更好地建设符合人类理想的聚居环境。
3.重点章节与理论介绍
本书的重点章节为第2、3、4章
定义 构成与原则 框架体系 复杂性 “范式”探索
第2章
人居环境科学基本框架构思
第3章
人居环境科学的方法论
第4章
人居环境规划与设计论
设计中的基本原理
3.重点章节与理论介绍
第 2章 人居环境科学 基本框架构思
定义
人居环境
定义 构成与原则 框架体系
各门科学的相互联系性
整体和整体性的科学（p103）
开放的复杂巨系统
居住 交通 工作 游憩
3.重点章节与理论介绍
第 3章 人居环境科学 的方法论
普通地质学课后习题答案
普通地质学(C)总复习汇总绪论一、名词解释地球系统：地球由固体地圈（地核、地幔、岩石圈）、流体地圈（大气圈、水圈）和土壤圈、生物圈（含人类圈）组成一个开放的复杂的巨系统，称为地球系统。
地球表层：指的是和人最直接有关系的那部分地球环境（即岩石圈、水圈、大气圈、生物圈相互交替、渗透的部分）。
二、论述题1）地球科学研究的重要意义？⑴地球是人类在宇宙中赖以生存和发展的唯一家园⑵人口、资源、环境是人类21世纪面临的三大基本问题（资源严重短缺固体矿产，能源，水资源，环境污染严重大气污染水污染）生物多样性是人类生存的基础⑶人们从改造地球表层正反两方面的收益与教训中逐渐认识到，人类社会的发展最终要受到地球表层的遏制。
人类无限制的发展，只能带来灾难，人类只有与地球表层环境相协调，才能持续发展。
人类要向生物学习，顺应地球表层自然演变规律，与地球表层协同进化。
⑷21世纪的建设者和领导者为了实现可持续发展，需要以地球系统科学的新地球观从整体上来认识地球并关注当前资源、环境热点问题。
因此，我们必须将地球系统作为一个整体进行研究，为政府实现人类人口、资源、环境与经济社会的协调发展的宏观决策中（发展规划与法规建设）提供科学理论基础。
2）地球科学的特点？全球性：20世纪60年代板块构造学说的出现，首先在固体地球研究中建立了全球观概念；全球监测与国际合作；调查研究的时间尺度的极大差异性；调查研究的空间尺度的极大差异性；现实主义类比研究方法。
第1章宇宙中的行星地球一、名词解释太阳系：是以太阳为中心，受太阳引力支配、并围绕它作旋转运动的天体组成的天体系统，主要包括太阳和围绕太阳旋转运动的八大行星、66颗卫星、一些小行星、彗星和星际物质等。
彗星：彗星也是围绕太阳旋转的天体。
不过它们质量很小，是一种云雾状小天体，围绕太阳旋转的轨道是十分扁长的椭圆。
距离太阳近的时候，从彗核蒸发出大量物质抛洒在远离太阳的方向，形成光带，称为彗尾。
小行星带：在火星和木星之间还有数量众多的、用肉眼看不见的小天体，也和八大行星一样绕太阳运行，科学家称之为小行星带。
基于系统动力学的军队信息化建设系统
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价值工程Biblioteka 基于系统动力学的军队信息化建设系统分析
Analysis of Military Informatization Construction System Based on System Dynamics
刘丹凤① LIU Dan-feng；翟东锴② ZHAI Dong-kai
（①防空兵学院防空兵学院军队政工教研室，郑州 450052；②信息工程大学训练部研究生处，郑州 450000） （①Teaching & Research Section of Army Political Work，Air Defence College，Zhengzhou 450052，China； ②Graduate Office of Training Department，Information Engineering University，Zhengzhou 450000，China）
中 图 分 类 号 ：E0-03
文 献 标 识 码 ：A
文 章 编 号 ：1006-4311（2013）01-0172-02
0 引言 军队信息化建设系统属于典型的开放的复杂巨系统。 系统内部各要素之间、系统内外之间不断进行着物质、能 量和信息的交换[1]。分析军队信息化建设系统内部关系，并 建立基于系统动力学的因果关系模型，研究军队信息化建 设系统内及与其它系统间的反馈关系，对建立军队信息化 建设系统动力学仿真模型、分析和评价我军信息化建设具 有十分重要的现实和理论意义。 1 军队信息化建设复杂系统的结构分析 军队信息化建设系统具有整体性、开放性、动态性、层 次性和复杂性等特点，包含要素众多，内部结构复杂。研究 系统的内部结构并选定合适的方法分析系统内部关系，是 建立军队信息化建设系统仿真模型、进而全面研究该系统 — —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— ——
从系统工程到开放的复杂巨系统
系统工 程方法 是 钱学森 在 马克 思 主义哲 学指 导
下， 吸取 了 国外科 学 、 术 与 工 程 的新 成 果 ， 合 自 技 结 己多年从 事 的航 天 工 程 技 术 的 理 论 与 实践 ， 独立 自 主地提 出 的。作为 “ 定性 到 定 量综 合 集 成 法 ”， 从 它
改造世 界 的具体 实践 中 ，这是 我们 时代 中国人 民肩 负 的伟 大历史 使命 。
一
家 、未来 学 家们普 遍关 注 的 问题 是 ：以信 息革命 为 核 心 的高 新技 术群 所 引起 的社会 、经济 、文化 等 的 急剧 变 动 ，将 把 人 类 社 会 带 向何 处 ？ 于 是 霎 时 间
会 的时代任 务 出发 ，分 析 了科 学技 术发 展 的历史 进 程 ，概括 总结 了他作 出巨大 贡献 的尖端科 学技 术成 就 ，进 而他 深刻 地认 识 到 ：这 场 系统科 学革命 预示 着科 学 技术 发展 新 的历史 时期 的到 来 ，在这个 关键 时刻 ，我们 要继 承 与发展 恩格斯 １０多年 前提 出的 ０
义的组织管理 的科学方法—— 系统工程方法。它把
作者简介 ：黄顺基 （ ９５ ） １２ 一 ，男 ，教授 ，博 士生 导师 ，中国人 民大学终身荣誉教授 。在逻辑学 、 自然辩证 法和管理 学 等学科成就斐然 ，尤为我 国 自然辩证法事业 的繁荣与发展做 出了重大贡献 。
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ｌ一
辽 东学院学报 （ 社会科 学版）
是 认识论 与方 法论 的创 新 ， 个 创 新 历 史 地 落在 钱 这
学森身上绝不是偶然的， 有它的时代背景。 １钱学 森在 系统 工程 领域 中 的理论 与实 践 。２ ． Ｏ
世纪 ５ Ｏ年代 中至 ７ ０年代末 ，钱 学 森 的主要 精力 集
第8章开放的复杂巨系统
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2018年11月12日
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在巨系统中，如果组分种类繁多 (几十、上百、上千或更多)， 并有层次结构，它们之间的关联方式又很复杂 ( 如非线性、不确定 性、模糊性、动态性等 ) ，这就是复杂巨系统。这类系统无论在结 构、功能、行为和演化方面都非常复杂，在时间、空间和功能上都 存在层次结构。 人脑系统，由于记忆、推理和思维功能以及意识作用，其输入 一输出反应特性极其复杂。其微观结构在细胞层次上正在逐步研究 清楚，但在宏观层次上却涌现出思维、意识等极为复杂的整体功能 ，它的机制至今尚未探明。应把人脑作为复杂巨系统，把微观与宏 观结合起来进行研究。 系统理论和方法是发展的，不同类型的系统要用不同的方法。 大系统理论不能用来解决巨系统问题，简单巨系统理论不能用来解 决复杂巨系统问题。
管理学院
在军事系统工程和航天系统工程成功实践的基础上，从1970年 代末开始，钱学森努力把系统方法推广应用于社会生活各方面，提 出建立和发展社会系统工程。但组织管理社会系统的社会工程技术 要比工程系统工程复杂得多，前者绝不是后者的简单推广。这里也 需要在应用中坚持把复杂性当作复杂性来处理的原则，反对那种为 建立漂亮数学模型而对实际问题作强制性简化的主观主义做法。 从1986年春开始，在钱学森的倡议和指导下，组织了“系统学 讨论班”的学术活动。围绕建立系统学这个中心目标，就与系统研 究有关的学科理论，组织学术报告和讨论，分析这些理论的得失长 短，同时还就方法论和方法问题进行了广泛探讨，努力寻找处理复 杂性的可行方法。在这个讨论班上，钱学森发表了很多重要科学思 想，提炼出很多重要概念，总结和概括出系统的研究方法，开放的 复杂巨系统及其方法论就是其中之一。
开放的复杂巨系统及其方法论
开放的复杂巨系统及其方法论1.引言1.1 概述概述在当今复杂多变的社会环境中，我们面临着一个个巨大而复杂的系统，这些系统包括经济、社会、生态等各个领域。
这些系统的复杂性和开放性使得它们在运行和演变过程中充满了挑战和不确定性。
开放性是指这些系统与外界环境相互交换物质、能量和信息的能力。
无论是人们的日常生活，还是经济的发展和社会的进步，都离不开这种开放性的运作方式。
开放性使得系统能够获得外部资源和信息，同时也给系统带来了更多的变数和不确定性。
复杂性是指这些系统内部的各个组成部分之间相互作用和相互依赖的关系。
一个复杂系统中的任何一个元素的变化都会对其他元素产生影响，进而引发连锁反应。
复杂系统的行为往往难以准确预测，因为它们受到多种因素和因果关系的影响，其中一些因素和关系可能互相交织并且相互作用。
面对这样的复杂开放系统，我们需要一种系统性的方法论来进行分析和解决问题。
方法论是指一种科学的思维方式和分析方法，它能够帮助我们理解和处理复杂问题，提供有针对性的解决方案。
本文将探讨开放的复杂巨系统及其方法论。
首先，我们将介绍开放的复杂巨系统的基本概念和特征，以帮助读者对其有一个整体的认知。
接着，我们将介绍一些常用的方法论，包括系统思维、系统动力学、网络分析等，这些方法论可以帮助我们深入理解和应对复杂开放系统中的挑战和问题。
通过对开放的复杂巨系统及其方法论的探讨，我们希望能够提高我们对复杂系统的认知和理解能力，为解决实际问题提供科学有效的方法和思路。
同时，我们也将展望未来，探讨可能的发展方向和挑战，以期进一步推动复杂系统研究和应用的发展。
1.2文章结构2. 正文2.1 开放的复杂巨系统在介绍开放的复杂巨系统之前，我们先来了解一下什么是复杂巨系统。
复杂巨系统是指由许多相互作用和相互依赖的组成部分构成的庞大系统，这些组成部分之间的关系和行为是相当复杂且难以预测的。
与传统的封闭系统不同，开放的复杂巨系统与外界环境有着不断的信息和能量交换，这使得系统具有很高的适应性和灵活性。
系统工程 思考与练习题
第一章1、选择一个你所熟悉的系统问题说明：（1）系统的功能及其要素；（2）系统的环境及输入、输出；（3）系统的结构(最好用框图表达);（4）系统的功能与结构、环境的关系。
2、说明系统一般属性的含义，并据此归纳出若干系统思想或观点；3、管理系统有何特点？为什么说现代管理系统是典型的（大规模)复杂系统？4、请总结系统工程（学）的特点（结合第二、三章内容)。
5、结合系统工程应用领域,说明系统工程在你所学专业领域的可能应用及其前景。
第二章1。
系统工程与系统科学的联系和区别是什么？2。
控制论的两个基本观点及其意义.3。
系统结构有哪些特点？4. 简述控制论对系统工程方法论的启示。
5。
功能模拟法与传统模拟法的区别有哪些?6。
信息概念的特点有哪些？7。
申农信息熵与物理学中的熵有什么关系？8. 信息方法论与传统方法的区别，以及信息方法的意义.9. 简述一般系统论的产生背景及其基本观点。
10。
什么是耗散结构？形成耗散结构的条件有哪些？以及耗散结构理论的意义.11.协同学与耗散结构理论在研究上的区别有哪些？12.突变论较以往的数学理论有什么突破？其主要观点有哪些?13。
复杂适应系统理论的基本思想是什么？14.钱学森提出的“开放的复杂巨系统”有哪几个方面的层次含义？第三章1. 什么是霍尔三维结构?它有何特点？2。
霍尔三维结构与切克兰德方法论有何异同点?3。
什么是系统分析?它与系统工程关系如何?4. 系统分析的要素有哪些?各自是何含义?5. 你如何正确理解系统分析的程序?6。
初步系统分析有何意义？如何做好这项工作？7. 请通过一实例，说明应用系统分析的原理.8。
请总结近年来系统工程方法论的新发展及其特点.第四章1.系统模型有哪些主要特征？模型化的本质和作用是什么?2。
简述解释结构模型的特点、作用及适用范围。
3。
请依据下图建立可达矩阵。
V 0P7V P8P94。
已知下列可达矩阵，求结构模型。
5。
考虑一个三阶差分方程（所描述的线性定常系统）式中给定初始状态求k=1,2，3时的x（k）。
特殊儿童心理健康教育重点
第一章特殊儿童心理健康教育引论（重点）1、心理健康的标准有哪些如何理解儿童心理健康（一）国内外许多学者从不同的社会文化背景、研究立场、观点和方法读心理健康的标准做了不尽相同的表述，可以归于以下4类：1. 生理学标准：此标准源于传统的医学领域，较为被动消极，只是指出了心理健康没有哪些不正常的表现，却没有指出应该具有哪些表现。
2. 统计学标准：一个人的心理和行为的特征和功能越是接近普通人群的平均值，越是心理健康；越偏离平均值，则心理不健康。
3. 社会适应标准（受人本影响）：把心理健康描述为一种现实生活中大多数人较难达到的理想状态，并作为人们进行心理辅导和心理卫生工作的标准。
4. 主观经验标准：此标准体现了心理健康的主观感受性，认为心理健康与否依赖于个体的自我感觉，即个体认为自己是否有心理困扰，是否需要得到支持和帮助综上所述，对于心理健康的判断必须是多维度的、综合的。
因此，对心理健康的维护也必须从认知到行为多方面着手，使个体能善于自我平衡内在情绪，自我称赞和自我肯定，提高对周围环境中人、事、物的应对能力。
（二）儿童心理健康：是指儿童整个心理活动和心理特殊的相互协调、适度发展、相对稳定，并与客观环境相适应的状态。
2、如何理解心理健康教育简述心理健康教育的目标、任务、途径和方式。
（一）心理健康教育是指培养儿童良好心理素质，提高儿童心理机能，充分发挥其心理潜能，促进个性发展的教育。
（1）心理健康教育的目标：首先，使儿童形成健康的心理素质；其次，维护心理健康，减少和避免影响健康的各种不利；最后，采取多种方法，提高心理健康水平。
（2）心理健康教育的任务：一是在全体儿童中开展教育，使儿童正确认识自已，增强适应环境能力，培养健全人格和良好心理品质；二是对少数有心理困扰或心理障碍的儿童，使其摆脱障碍，提高健康水平，增强发展自我的能力。
（3）心理健康的途径和方式：心理健康教育旨在提高全体儿童的心理素质。
因此，提供面向全体儿童的心理健康教育是实现这一目标的主要途径，即心理健康教育应贯穿于学校一切教育活动之中，全面渗透在学校教育的全过程之中。
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2019/得稍加讨论。
(1) 分层复杂性概念
西蒙的分层复杂性概念是1962年提出来的。 1)把等级层次结构与复杂性明确联系起来，从4个方面给复杂性 以系统阐述。 2)从系统演化的角度讨论复杂性，论证复杂系统的结构是在演 化过程中“涌现”出来的。
第八章 开放的复杂巨系统
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介绍钱学森等提出的复杂巨系统理论。
•关于复杂性 •把复杂性当作复杂性处理 •开放的复杂巨系统 •从定性到定量综合集成方法 •综合集成研讨厅体系
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一、关于复杂性 1、定量方法的缺陷
传统的理解，简单与复杂是相对的，一旦被认识就变得简单。 现代科学技术的发展表明，不能把复杂性全部归结为认识过程 的不充分性，必须承认存在客观的复杂性，即使已被人们认识并找 到解决办法，它仍然是复杂的。 复杂性研究必须注重各种特定的可以检验的机理，分门别类进 行研究。但单纯用定量化、形式化方法描述和解决复杂性问题只是 对传统还原论方法的修正，不可能使科学方法论实现革命性变革。 反映出复杂性研究的不成熟，尚未找到真正克服现有科学方法论局 限性的有效途径。
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(4)复杂性研究不能从严格界定复杂性概念开始，应从研究各种 具体的复杂系统入手，寻找解决这些复杂系统的有效方法，不断积 累经验和知识，待条件成熟后再作概括性研究，建立理论体系。 (5) 提出“所谓‘复杂性’实际是开放的复杂巨系统的动力学， 或开放的复杂巨系统学” 。从一开始就把复杂性研究明确纳入系统 科学范围，这是钱学森有别于国外学者的一大特点。
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(3)有效复杂性概念 1990年代，盖尔曼提出有效复杂性概念，把它“定义为用来描 述其(指复杂适应系统 )规律性的图式的长度”，仍然属于西方学术 界用定量化、形式化方式刻划复杂性的传统方法，决定了这个概念 只能应用于较窄的范围。
原始复杂性和算法复杂性不能表示通常理解的复杂性(并批评它 们与“复杂性”所指的意思没有多大关系)，反对就复杂性概念来研 究复杂性，主张把复杂性研究同复杂适应系统的研究联系起来。
(2)把远离平衡态当作远离平衡态处理。 经典科学视平衡态为系统的唯一正常状态，把非平衡态理解为 干扰因素造成的非正常状态，力求将平衡态下获得的结论线性地推 广于非平衡态。 普利高津发现，系统在平衡态及其附近只能表现出简单的平庸 行为，在远离平衡态时才能够表现出各种非平庸的复杂行为。 突破平衡态物理学观点的束缚，把远离平衡态当作远离平衡态 处理，创立了耗散结构论，给自组织现象以深刻的理论说明。
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二、把复杂性当作复杂性处理
科学研究对象从简单性和简单系统转向复杂性和复杂系统，要 求在方法论上实现根本的转变。 经典科学相信客观世界本质上是简单的，复杂性是披在简单性 之上的面纱。因此，在面对复杂的问题时，总是设法把复杂性简化 掉，即把复杂性当作简单性处理，这样处理必然把产生复杂性的根 源简化掉，得到的结果不再能够反映对象的固有特性。 把复杂性当作复杂性处理，是复杂性研究的方法论原则。这并 非否定复杂性研究也需要简化，而是强调存在不同的简化路线或指 导思想。复杂性问题要求性质不同的简化路线，即必须在保留系统 产生复杂性之根源的前提下进行简化。
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(4)把分形当作分形处理。 分形有两个基本特征，一是粗糙性(不规则性)，二是自相似性( 部分与整体相似)。
按照经典科学的方法处理，就是选定一个适当的尺度，把小于 这个尺度的一切曲折性、不规则性忽略掉，化复杂的分形图形为至 少是分段光滑的规整图形。这样做固然大大简化了问题，同时也就 人为地消除了它固有的粗糙性和自相似性。
(1)要跳出从几个世纪以前开始的一些科学研究方法的局限性。
(2)凡是不能用还原论方法处理的或不宜用还原论方法处理的问 题，而要用或宜用新的科学方法处理的问题，都是复杂性问题。从 研究方法上区分简单性与复杂性，是一个很有价值的新观点。 (3) 主张把复杂性作为一类系统属性来对待。他对系统的分类就 是基于复杂性的不同层次而给出的。
3)按照层次结构组织起来的系统的动态性质，把复杂性与系统 动力学特性联系起来。
这些思想对其后的复杂性研究起了积极的推动作用。
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(2) 自组织观点 普利高津、哈肯等人用演化的、自组织的观点解释复杂性。 普利高津提出，复杂性存在于一切层次，不同层次的复杂性既 有差别，又有同一性，物理层次已经具备“最低限度的复杂性”。 平衡态、线性关系、可逆过程只能产生简单性，远离平衡态、 非线性关系、不可逆过程是产生复杂性的根源。 复杂性是自组织的产物，在远离平衡、非线性、不可逆的条件 下，通过自发形成耗散结构这种自组织而产生出物理层次的复杂性 ，在此基础上才可能通过更高形式的自组织产生出生命、社会等层 次的复杂性。 认为“物理学正处于结束‘现实世界简单性’信念的阶段”’ ，用复杂性科学表述正在兴起的新型科学。
普利高津提出“结束现实世界简单性”的命题，圣菲研究所要 建立复杂性科学，目的都是强调把复杂性当作复杂性处理这个新的 科学方法论原则。
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鉴于复杂性尚无统一定义，我们先就几类特殊的复杂性来分别 说明这个原则。 (1)把非线性当作非线性处理。
经典的简单性科学包含许多非线性问题，基本的处理办法是把 问题线性化。
盖尔曼围绕有效复杂性讨论所提出的种种议论，包含深刻的系 统思想。 上述工作都有助于从某个侧面理解复杂性，但总的来看，复杂 性还不能算作一个严格的科学概念，人们也没有给出一个公认的复 杂性定义。
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2、复杂性研究的方法论
1990年代，钱学森在建立系统学的过程中，逐步认识到复杂性 研究的重要理论和实践意义。