一般系统论的发展过程和基本概念

其辩证关系
• 为人们认识世界和改造世界提供了重要的原则和方法。
• 人们在进行科学研究和生产实践时，既可以柑橘已知 对象的内部结构来推测和预见对象的功能，也可以根 据已知对象的功能来推测和预见对象额内部结构，从 而可以结合人们的需要，改变系统的结构及功能，或 者对系统的结构和功能进行模拟，由此实现人们对自 然界的充分利用和有效改造。
1937.提出一般系统论原理
1948.《生命问题》（标志） 1968.《一般系统论：基础、发展和应用》(一 般系统论的代表著作)
“两条线索”
• “另一条线索” • 源自具有重大实践意义的系统分析和系统工程
（一） 战国
都江堰
（二） 丁谓重建皇宫
• 北宋丁谓的“一举三得”重建皇宫。 • 宋真宗时期，皇城失火，皇宫被焚，宋真宗命丁谓重 修皇宫。这是一个复杂的工程，不仅要设计施工，运 输材料，还要清理废墟，任务十分艰巨。丁谓首先在 皇宫前开沟渠，然后利用开沟取出的土烧砖，再把京 城附近的汴水引入沟中，使船只运送建筑材料直达工 地。工程完工后，又将废弃物填入沟中，复原大街， 这就很好地解决了取土烧砖、材料运输、清理废墟三 个难题，“一举三得”，使工程如期完成。
一般系统论的创立
• 一般系统论由美籍奥地利生 物学家贝塔朗菲 （L.V.Bertalanffy，1901— 1971）创立。
• 他认为，存在着适用于一般 系统模式、原则和规律，一 般系统论的目的就是确立这 些模式、原则和规律。
一般系统论的发展过程 追溯到古代
• 亚里士多德 “整体大于它的 各部分的总和”
一般系统论的概念
• （一）系统及其分类 1. 对系统概念内涵的理解 2.系统的分类 • （二）系统的结构和功能 1.“系统”和“功能” 2.系统要素、结构及功能之间的辩证关系 3.其辩证关系的意义
对系统概念的理解 • 贝塔朗菲： 系统即有相互作用的元素的综合体。 • 《韦氏大辞典》 有组织的或者被组织的整体，结合着整体所形成 的各种概念和原理的综合，由规则的相互作用， 相互依存的形式组成的诸要素的集合。 • 钱学森 系统是相互作用和相互联系的 若干组成部分结合辩证关系
• 系统的功能指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。 • 结构是功能的基础，功能是结构的表现。 • 系统的功能既反映要素的特点，也反映结构的特点。 系统结构是否合理，是通过特定功能来表现的 • 结构蕴藏于内，功能表现于外；结构相对稳定，功能 易于变化的 • 结构与功能是相互制约的，结构决定功能，结构对功 能又具有能动的反作用。
• “系统”： • 系统是存在于一定环境之中，由若干互相互联系、相 互作用的要素所构成的具有特定功能的整体。 • • • • 加和性复合体是堆积物不是系统 非加和性的复合体才是系统 是否具有加和性是非系统和系统的基本区别。 要素与系统是相互依存的关系
• 按组成要素性质分 自然系统（以自然物质作为要素而构成的系统） • 天体系统、气象系统，生态系统 ——“自在的目 的” 人工系统（人们为了达到某种目的二建造起来的系统） • 实体系统（汽车等）、概念系统（社会等） ——“ 自为的目 的” 复合系统（由自然系统和人工系统共同组成） • 前两者之间（气象预报系统、导航系统等） —— “自在与自为的目 的”
（四）第二次世界大战
战后，著名的运筹学研究组织——美国兰德公 司倡导了“系统分析”方法。 以此方法为指导，出现了协调组织庞大系统中 各部门工作的具体技术——计划评价技术 （PERT）。 这种技术在“北极星导弹”研制过程中，发回 来重要作用
• 60年代，霍尔（A.D.Hall，1924——）提出系统工 程三维结构思想，从时间、逻辑和知识三个维度对 系统工程方法进行了概括。这是对系统工程方法比 较全面的总结，
• 按照时空中的存在状态 动态系统 静态系统 稳态系统 非稳态系统 • 按照与外部环境的关系 开放系统 封闭系统 除此之外，还可将系统分为许多不同类型
系统的结构与与功能
• “结构”： 指的是系统内部歌要素之间相互联系和相互作用的方 式。揭示了系统内部各要素的秩序。 • “功能”： 指的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、能力和效用。体现了系统对外部作用 过程的秩序。
• 系统的概述
• 一般系统论的创立
• 一般系统论的发展过程 • 一般系统论的基本概念
“系统”的概述
科学由搜集材料的阶段发展到整理材料的阶段，关于既成事物的科学逐 渐转变为“关于这些事物的发生 和发展以及关于这些自然过程结合为一 个伟大整体的联系的科学。” 20世纪40年代产生的系统论、信息论、控制论。 20世纪60—70年代出现的耗散论，协同学，超循环理论，突变理论。 20世纪80年代后提出的混沌理论，分形学。 从传统科学的视野看，这些学科分属不同的科学领域，但从现代科学的 角度看，它们却以各自的方式拥有一个共同的研究对象，即“系统”。
2个马克留木兵 ＞ 3法兵 100马克留木兵 ＝ 100法兵 300马克留木兵 ＜ 300法兵
• 三、要素不同，结构不同，功能相同
沙漏
机械表
电子表
都具有计时的功能，但其在组成要素上以及要素的链接方式上完全不同。
• 另外，同一结构往往不只具有一种功能，二可能有多 重功能。 • 因此，考察系统的功能，应当确立特定的角度，不能 笼统化、凝固化。 • 此外，系统具有层次性，所以功能与结构的划分也具 有相对性，功能和结构在一定条件下可以相互转化。
具体表现形式
• 一、结构相同，要素不同，功能不同
碳 丝 灯 泡
钨 丝 灯 泡
改变了灯泡系统结构中的要素，使灯泡的功能得到显著的提高。
• 二、要素相同，结构不同，功能不同
乙醇
甲醚
都是有6个H原子、2个C原子、和1个O原子组成。 前者是液体，可以与任何比例的水混合，后者为气 体，几乎不溶于水。
同样数量的士兵，犹豫队形结 构和作战方法不一样，可以表 现出不同的战斗力
• 都江堰水利工程 • 这项工程主要由鱼嘴分水堤、飞沙堰、溢洪道、宝瓶 口进水口三大部分和百丈堤、人字堤等附属工程构成， 科学地解决了江水自动分流（鱼嘴分水堤四六分水）、 自动排沙（鱼嘴分水堤二八分沙）、控制进水流量 （宝瓶口与飞沙堰）等问题，消除了水患，使川西平 原成为“水旱从人”的“天府之国”。
《周易》 以阴、阳排列组合构成 八卦，进而重叠演变为 六十四卦，并以此比照 解释外在世界的状态及 变化。
道家 在其对事物的存在 状态及其发生、发 展的现象的解释中， 体现浓厚的系统论 思想。
“两条线索”
• 第一条线索
贝塔朗菲在理论生物学研究中关于系统的讨论
1928.《现代发展理论》 1932.《理论生物学》
• 60年代后期，系统工程的应用逐渐超出传统工程 的概念，开始推广到经济系统和社会系统，系统工 程也发展到研究解决各种复杂的社会技术系统和社 会——经济系统的最优控制和管理的阶段。1969 年的阿波罗登月计划的成功，被公认为系统工程时 间成功的典型例证。到此，系统论发展的两条线索 就走到一起来了。
• 贝尔公司在设计巨大工程项 目时，按照时间顺序把工作 划分成规划、研究、发展期 间的研究和通用工程等五个 阶段，并在40年代明确使用 了“系统工程”的概念。
（三）贝尔电话公司
• 二战期间，为了解决武器系 统配套使用、飞机队形排列、 资源合理分配、运输路线选 择、高效捕捉敌人飞机和舰 艇及组织后勤供应等问题， 人们开始比较广泛地自觉创 造和使用系统方法，这大大 推动力系统工程的发展，并 产生了运筹学这一应用数学 分支。