系统论、控制论和信息论

功能和目的性
大多数系统的活动或行为可以完成一 定的功能，但不一定所有系统都有目的， 定的功能，但不一定所有系统都有目的， 例如太阳系或某些生物系统。 例如太阳系或某些生物系统。一个水桶具 有储水的功能，但它没有思维， 有储水的功能，但它没有思维，本身没有 目的。动物的行为有一定的目的性， 目的。动物的行为有一定的目的性，但主 要就是为了笕食存活。人类具有思想， 要就是为了笕食存活。人类具有思想，行 为的目的性明显增强。 为的目的性明显增强。可见较为高级的系 统才有目的性。 统才有目的性。人造系统或复合系统都是 根据系统的目的来设定其功能的。 根据系统的目的来设定其功能的。
一、系统论
亚里斯多德说过 整体大于部分之和” 亚里斯多德 说过 “ 整体大于部分之和 ” 。 说过“ 但作为现代系统论的基本思想最初产生于本 世纪20 年代初由奥地利生物学家 年代初由奥地利生物学家贝朗塔菲 世纪 20年代初由奥地利生物学家 贝朗塔菲 Von.Bertalanffy）提出的， （L.Von.Bertalanffy）提出的，强调生命现象不能 用机械论观点， 用机械论观点，而只能把它看作一个整体或 系统来加以考察。1948年 系统来加以考察。1948年，贝朗塔菲发表了 生命问题》该书标志着系统论的正式诞生。 《生命问题》该书标志着系统论的正式诞生。 1968年 他又发表了《一般系统理论——基 1968年，他又发表了《一般系统理论——基 础发展与应用》 成为系统论的代表著作。 础发展与应用》。成为系统论的代表著作。
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系统工程
系统工程——是从整体出发合理开发 系统工程——是从整体出发合理开发、设 是从整体出发合理开发、 实施和运用系统科学的工程技术。 计、实施和运用系统科学的工程技术。 根据总体协调的需要，综合应用自然科学 根据总体协调的需要， 和社会科学中有关的思想、理论和方法， 和社会科学中有关的思想、理论和方法，利用 电子计算机作为工具，对系统的结构、要素、 电子计算机作为工具，对系统的结构、要素、 信息和反馈等进行分析，以达到最优规划、 信息和反馈等进行分析，以达到最优规划、最 优设计、最优管理和最优控制的目的。 优设计、最优管理和最优控制的目的。 1957年古德和迈克尔出版了 系统工程学》 1957年古德和迈克尔出版了《系统工程学》 出版了《 标志了它的诞生。 标志了它的诞生。
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2、系统基本特征
系统论认为，整体性、关联性， 系统论认为，整体性、关联性，等级 结构性、动态平衡性、时序性等是所有系 结构性、动态平衡性、时序性等是所有系 统的共同的基本特征。 统的共同的基本特征。 系统论显然把那些不具备这些属性的 集合体不看成系统。 集合体不看成系统。常常把一团散沙和系 统相对立。 统相对立。
1、系统的基本概念
系统——有相互作用的元素的综合体 系统——有相互作用的元素的综合体。 有相互作用的元素的综合体。 要素——系统中原子系统即基本组成部分 要素——系统中原子系统即基本组成部分。 系统中原子系统即基本组成部分。 结构——是系统内部各要素之间相互联系和 结构——是系统内部各要素之间相互联系和 相互作用的方式。 相互作用的方式。它表现为各要素在时间和 空间上的组合形式。 空间上的组合形式。 功能——是系统在与外部环境相互联系和相 功能——是系统在与外部环境相互联系和相 互作用过程中所具有的行为、能力和功效。 互作用过程中所具有的行为、能力和功效。 是系统对外的表现。 是系统对外的表现。
按系统与环境的关系分： 按系统与环境的关系分： 开放系统：物质、能量和信息都有交换。 开放系统：物质、能量和信息都有交换。有活力有 生命的系统如 商业系统、生产系统或生态系统， 生命的系统如：商业系统、生产系统或生态系统， 都是开放系统。 都是开放系统。只有开放系统才有可能在环境发生 变化时， 变化时，开放系统通过系统中要素与环境的交互作 用以及系统本身的调节作用， 用以及系统本身的调节作用，使系统达到某一稳定 状态。但并不是说开放系统都是进化 进化的 状态。但并不是说开放系统都是进化的。 封闭系统：没有物质的交换， 封闭系统：没有物质的交换，但有能量和信息的交 如密闭罐中的物体。 换。如密闭罐中的物体。 孤立系统：则没有任何交换。 孤立系统：则没有任何交换。理论和实践证明它是 退化系统。 退化系统。 返回
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①钢筋混凝土结构的强度就大于钢筋、水 钢筋混凝土结构的强度就大于钢筋、 沙石的强度之和。 泥、沙石的强度之和。
例
②拿破仑说数量小时较多数法国人不敌少数马克 留木人， 留木人，数量大时较少法国人可以战胜较多数马 克留木人。 克留木人。 ③人们常说"三个臭皮匠等于一个诸葛亮"。 人们常说"三个臭皮匠等于一个诸葛亮" ④上网游戏、吸毒、赌博等往往是哥儿们相互影 上网游戏、吸毒、 响上隐的。 响上隐的。 ⑤"三个和尚没水吃"，其原因是他们的能量消耗 三个和尚没水吃" 在内耗上。 在内耗上。 返回
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3、系统方法
系统论思想观点，也是系统方法的 系统论思想观点， 基本原则，具有科学方法论的含义， 基本原则，具有科学方法论的含义，这 正是系统论这门科学的特点。 正是系统论这门科学的特点。贝塔朗菲 对此曾作过说明，英语System 对此曾作过说明，英语System Approach 直译为系统方法，也可译成系统论， 直译为系统方法，也可译成系统论，因 为它既可代表概念、观点、模型， 为它既可代表概念、观点、模型，又可 表示数学方法。 表示数学方法。系统方法应用于工程产 系统工程。 生了系统工程 生了系统工程。
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问题
1、古代就有整体思维的思想，系统论 古代就有整体思维的思想， 的提出有何意义？ 的提出有何意义？ 2、有序、层次、等级有什么区别？ 有序、层次、等级有什么区别？ 3、为什么负反馈是控制的核心？ 为什么负反馈是控制的核心？ 4、信息与物质、能量有什么区别？ 信息与物质、能量有什么区别？ 5、整体思维方法有哪些？ 整体思维方法有哪些？
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环境适应性
一个系统和包围该系统的环境之间通常 都有物质、能量和信息的交换， 都有物质、能量和信息的交换，外界环境 的变化会引起系统特性的改变， 的变化会引起系统特性的改变，相应地引 起系统内各部分相互关系和功能的变化。 起系统内各部分相互关系和功能的变化。 为了保特和恢复系统原有特性， 为了保特和恢复系统原有特性，系统必须 具有对环境的适应能力，例如反馈系统、 具有对环境的适应能力，例如反馈系统、 自适应系统和自学习系统等。 自适应系统和自学习系统等。不同的系统 适应环境的能力是不同的， 适应环境的能力是不同的，但也不是非常 高级的系统才有适应能力。 高级的系统才有适应能力。
按系统的规模分：小型系统、中型系统、 按系统的规模分：小型系统、中型系统、 大型系统和巨型系统。 大型系统和巨型系统。 按学科领域分：自然系统、 按学科领域分：自然系统、社会系统和思 维系统。 维系统。 按状态划分：有静态系统和动态系统。 按状态划分：有静态系统和动态系统。还 有平衡系统、非平衡系统、近平衡系统、 有平衡系统、非平衡系统、近平衡系统、 远平衡系统等等。 远平衡系统等等。 还有：实体系统和抽象(概念)系统；宏观 还有：实体系统和抽象(概念)系统； 系统、微观系统。 系统、微观系统。
1 + 1= 2 ; 1 + 1< 2 ; 1+1 > 2
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系统与要素关系
⑴整体的性质不一定是要素具备的。如 整体的性质不一定是要素具备的。 H2O的性质与H或O都不同。 的性质与H 都不同。 ⑵要素的性质影响整体。如一台机器中， 要素的性质影响整体。如一台机器中， 一个部件出错，机器就会不正常。 一个部件出错，机器就会不正常。 要素性质之间相互影响。 ⑶要素性质之间相互影响。改变要素间的 相互作用是改变系统性质的方法之一。 相互作用是改变系统性质的方法之一。
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整体性和相关性
系统是由若干部分组成， 系统是由若干部分组成 ， 各部分之间有 机的联系的复杂程度是系统的主要特征。 机的联系的复杂程度是系统的主要特征。构 成系统的各个部分可以具有不同的功能， 成系统的各个部分可以具有不同的功能，但 系统的整体功能往往不是各部分功能的简单 组合。子系统相互关联越强， 组合。子系统相互关联越强，系统的整体功 能功能就越显示出与部分功能的组合不同。 能功能就越显示出与部分功能的组合不同。
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有序性、 有序性、层次性和等级
高级的复杂的系统不仅是有序的， 高级的复杂的系统不仅是有序的，而且往往具 有复杂的层次结构和很高的目的性。 有复杂的层次结构和很高的目的性。一般系统论的 一个重要成果是把生物和生命现象的有序性和目的 性同系统的结构稳定性联系起来。行政系统分为科、 性同系统的结构稳定性联系起来。行政系统分为科、 军事系统分为排、 处、局、部、委…；军事系统分为排、连、营、团、 表现出系统的层次性。 师、军…，表现出系统的层次性。根据系统层次的 有序程度和目的性程度可以划分不同的等级。 有序程度和目的性程度可以划分不同的等级。一般 来说，结构层次复杂有序，目的性很强， 来说，结构层次复杂有序，目的性很强，则系统等 级就高。比如说人比动物等级高级， 级就高。比如说人比动物等级高级，就在于人因获 取信息处理信息的能力比动物强了多， 取信息处理信息的能力比动物强了多，则人的目的 性远远比动物强。 性远远比动物强。 返回
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结构与功能
⑴要素不变时，结构决定功能。如种类无数的 要素不变时，结构决定功能。 有机物几乎都主要是碳、 氮组成。 有机物几乎都主要是碳、氢、氧、氮组成。常 常是组成结构不同。 常是组成结构不同。又如电子元件不同的组合 可以形成各种家电。（反过来，结构相同， 。（反过来 可以形成各种家电。（反过来，结构相同，要 素不同，功能不同） 素不同，功能不同） ⑵结构、要素都不同则可以有相同的功能。如 结构、要素都不同则可以有相同的功能。 人脑系统和计算机系统在部分功能上相似。 人脑系统和计算机系统在部分功能上相似。利 用这一原则，可以设计各种仿真系统。 用这一原则，可以设计各种仿真系统。 ⑶同一结构可能有多种功能。如一付中药可能 同一结构可能有多种功能。 有多种疗效。 有多种疗效。