系统科学思想体系的形成和影响
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系统科学思想体系的形成和影响:形成:在一般系统论控制论信息论产生之后随之又出现了系统自组织为?研究对象的耗散结构理论突变论协同学等新的边缘学科,还形成了以应用为直接目的的系统工程,所有的这些学科构成了以系统为研究对象的综合性学科群——系统科学。
1耗散结构理论。2突变论。3协同学。4系统工程。
影响:这些构成系统科学的新学科,从不同侧面揭示出系统所具有的某些普适性规律,为解决现实中的问题提供了新的思想和方法,既塑造了现代人的生活方式,也改变了现代人的思维方式,其思想与方法在科学研究与经济建设上广泛应用,并取得丰硕成果。
思维方式的新变化:1混沌理论(蝴蝶效应):确定性系统内部出现的随机性。2分形几何:创立者曼德勃罗特,是研究自然物体形态的几何学,它直接研究未经抽象化和理想化的自然物的形态结构。描述自然物体形态的几何图形是不规整的粗糙的不可微的。分形的一个重要特征是它 的维数一般是非整数的。混沌研究对于自然界事物的运作方式作了新的揭示,它的非线性引人注目,使非线性科学崛起。
3非线性科学的崛起与影响,非线性科学是研究非线性问题的共性的交叉学科。非线性的概念则与不稳定、随机性、多层次、多变性、整体不等于部分叠加等等相连,也就是与复杂性相连,因而也称复杂性科学,其研究对象是复杂系统,即有许多因素发生多种相互作用的系统,如生命经济系统等,而今年来在神经网络生态平衡人工智能和混沌理论等领域所取得的成果即成为数学工具。
非线性科学具有重要的意义,它标志着人类对自然界的认识已经由线性进入非线性领域,对今后的科学发展产生重大影响。A在研究对象的选择上,复杂系统涵盖了许多学科的研究对象更强调整体的尺度与旧理论不同的视角。B在学科上,打破了各学科界限汇聚了多学科研究者是对学科分离的一次革命。C它的引人注目之处主要体现在它对传统学科观念的挑战。D在对自然的认识上,它更新了人们对有序与无序稳定与不稳定简单与复杂的了解。简单系统可以演化出复杂行为,复杂现象也可以归结为简单系统,对于一个系统必须进行整体上的把握才可能认清它。E在科学方法上,弥补了线性方法的局限性,认识到自然界大部分现象都是非线性的并接受了这一复杂的挑战。对科学方法的转换科学观念的更新必将起到巨大的推动作用。
协同学:德国理论物理学家赫尔曼哈肯1976年首次提出。与耗散结构理论一样,也是研究远离平衡的开放系统,认为在保证系统与环境之间有物质流能量流或信息
流的情况下,系统能够自发的产生一定的有序结构或功能行为。在对不同学科的研究中,通过对同类现象的类比找出共同规律,他以信息论控制论突变论为基础,吸收了平衡相变理论中序参量的概念和绝热消去法原理,形成了一套独特的模型和处理方法。
突变论:在世界的运动变化中,非连续性的突变现象经常发生,1972年法国数学家托姆提出突变论,第一次揭示了突变过程的奥秘,使人类对突发事件的规律有了一定的认识从而有可能预测和控制。突变理论是数学的分支科学,它以稳定性理论为基础,重点研究事物的动态过程,根据一定的数学负责,得出运动变化函数图形的性质,运动变化的规律和特点。
系统工程:产生与20世纪40年代。它是管理复杂庞大系统的新型管理技术,是系统科学的应用部分。系统工程方法论——按时间顺序将全部工作分为规划、研究、发展、工程应用和通用工程五阶段。运筹学在战后被应用于管理经营其他方面逐步完整。《系统工程学》系统论述了线性规划排队论决策论等运筹学分支,为系统工程初步奠基,65年美国出版系统工程手册使之完整。
耗散结构理论:由比利时布鲁塞尔学派代表人物普里高津首次提出,并因此获得1977年诺贝尔化学奖。其研究对象是开放的系统。理论指出一个远离平衡的开放系统,通过不断的与外界进行物质和能量交换,在外界条件变化达到一定阈值时,有可能从无序状态转变为在时间上空间上功能上的有序状态。自发有序的现象称为自组织,新的有序结构称为耗散结构,耗散结构理论就是研究耗散结构的性质以及它的形成和演变规律的学科。