自然辩证法·科学技术哲学·第十章·系统科学方法论
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(2)、系统的分类
对于系统的分类,可以从各种不同的角度进行划分,从 而可以划分为许多各种不同的类型,如: ①、从系统与环境的关系进行划分,可划分为: 1)、孤立系统:指与环境交换的物质和能量很少以至对研究 目的来说可以忽略不计的系统; 2)、封闭系统:指与环境仅有能量交换的系统; 3)、开放系统:指与环境既有物质交换又有能量交换的系统。 [2)和3)在物理学上统称为开放系统] ②、从人对系统的认识程度进行划分,可划分为: 1)、黑系统:指人们当前对其要素和结构还一无所知的系统;
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三、从研究非生物界物理系统客体的物理学中 所产生的非平衡理论,如耗散结构和协同学
比利时物理学家普利高津(I.Prigogine)经 过二十多年的研究,于1969年提出了“耗散结 构理论”。 德国物理学家哈肯(H.Haken)提出了“协同 学”。1971年他提出协同的概念,1976年系统 地论述了协同理论,发表了《协同学导论》, 还著有《高等协同学》等。
第十章
系统科学方法论
引言:系统科学的产生及其发展 第一节 系统论、控制论和信息论方法 第二节 自组织理论方法
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引言:系统科学的产生及其发展
系统的概念萌芽于古代。
作为一门独立科学形态的系统科学,在二十世纪 四十年代前后才开始发展起来,是生物学、统计 物理学、神经生理学、心理学、数理逻辑、自动 控制、电子技术和无线电通讯等多种学科和技术 相互渗透的产物。从系统科学各个分支和流派的 理论渊源来看,主要是通过如下三条途径产生和 发展起来的:
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2)、白系统:指人们对其要素和结构已经知道得很清楚 的系统; 3)、灰系统:指人们对其要素和结构的认识若明若暗的 系统。 ③、从系统所处的状态划分,可划分为: 1)、平衡态系统:指系统内部无差异的系统; 2)、近平衡态系统:指系统内部有差异但这种差异只能 使线性相互作用表现出来的系统; 3)、远离平衡态系统:指系统内部差异明显从而使非线 性相互作用表现出来的系统。 此外,还可以从其他各种角度进行多种划分。
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不管那种定义,对系统概念的理解应包括如下几点:
①、系统是由两个以上的要素组成的。 ②、系统的各个要素之间存在着特定பைடு நூலகம்关系,形成一定的 结构。 ③、系统的结构使它成为一个有特定功能的整体。 ④、功能是在系统与外部环境的相互作用中表现出来的, 系统总是存在于一定的环境之中。
要素、结构、功能和环境,都是完备地规定一个系统所必 须的。
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二、从研究人工技术系统客体的技术科学中 所产生的控制论、信息论和系统工程等
1948年,美国数学家维纳(N.Wiener)出版了 《控制论》一书,宣告了控制论这门科学的正 式诞生。 1948年,美国贝尔电话研究所数学家申农 (C.E.Shannon)发表了《通讯的数学理论》 一文,标志着信息论的诞生。
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一、从研究生命系统客体的理论生物学中 产生的一般系统论
美籍奥地利生物学家贝塔朗菲(L.V.Bertalanffy) 1932年发表了《理论生物学》,1934年又发表了《现代发 展理论》,提出了用数学和模型来研究生物学的方法和机 体系统概念。这就是系统论的萌芽。1937年,贝塔朗菲在 美国芝加哥大学哲学讨论会上,首次提出一般系统论概念。 1945年,他在《德国哲学周刊》上发表了《关于一般系统 论》,第一次明确提出把一般系统论作为一门独立的新学 科。但遗憾的是,这篇重要论文几乎不被人所知。直到 1947~1948年,由于他多年的努力和倡导,一般系统论才 形成一门崭新的科学。以后,他又对一般系统论的学科体 系作了阐述,其代表作是1968年发表的《一般系统论的基 础、发展和应用》一书。
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2、系统方法及其基本原则
(1)、什么是系统方法? 所谓系统方法,就是按照事物本身的系统性,把对象 放在系统的形式中加以考察的一种方法。即从系统的观点 出发,始终着重从整体与部分(要素)之间、整体与外部 环境的相互联系、相互作用、相互制约的关系中,综合地、 精确地考察对象,以达到最佳地处理问题的一种方法。 (2)、系统方法的基本原则 ①、整体性原则 ②、动态原则 ③、最优化原则 ④、模型化原则
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第一节
系统论、控制论和信息论方法
一、系统论方法 二、控制论方法 三、信息论方法
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一、系统论方法
1、系统及其分类 (1)、系统的概念 英文中“系统” (system)一词表示“站在” “一起” (stand together)或“安置” “在一起” (place together)的意思。究竟什么是系统,目前学术界尚无一个 统一的定义。恩格斯早就有所论述,他说:“一个伟大的基 本思想,即认为世界不是一成不变的事物集合体,而是过程 的集合体”。这里所说的“集合体”就是系统,而“过程” 则是指系统中各个组成部分的相互作用和整体的发展变化。 钱学森指出:“把极其复杂的研制对象称为系统,即由相互 作用和相互依赖的若干组成部分结合成具有特定功能的有机 整体,而且这个系统本身又是它们从属的更大系统的组成部 分。”贝塔朗菲在《一般系统论》一书中指出:“系统是处 于一定相互联系中的与环境发生关系的各组成成分的总 体。”1967年日本工业标准JIS认为系统是:“许多组成要 素保持有机的秩序向同一目的行动的东西。”
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例:美国的“阿波罗计划”
1961年5月25日,美国政府宣布了20世纪60年代末实现 人员登月计划,同时成立了阿波罗计划办公室。办公室根据 指定目标收集大量资料,经过一段时间的已经论证,作出方 案比较,最后为实现登月宇宙飞行提出三个备选方案,给决 策者选择。 第一种方案:直接登月方案; 第二种方案:地球轨道会合方案; 第三种方案:月球轨道会合方案。 决策者对这三种方案,从技术因素、工作进度、成本 费用和研制难易程度等方面进行经济技术可行性分析比较: 1、在技术因素中,分别考虑了性能、制导精度、通讯 与跟踪、飞行成功率等问题。结论是第一方案在性能、制导 精度、通讯与跟踪方面最佳,第二方案的飞行成功率最差, 仅有第一、第三两方案的2/3的可能性,性能亦最难提高。 第三方案的性能与飞行成功率和第一方案相等,其他方面均 不及第一方案,但优于第二方案。