开放复杂巨系统

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开放复杂巨系统的特点
• 层次结构
所谓的层次是指从我们已经认识的比较清楚地 子系统到我们可以宏观观测的整个系统之间的系 统结构的层次。
• 开放复杂巨系统的层次结构
从可观测的整体系统到子系统，层次很多，中间的 层次又不认识，甚至连有几个层次不清楚。
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开放复杂巨系统的特点
• 开放性：系统与外界有能量、信息或物质的交换 • 具体说明
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开放复杂巨系统研究的意义
• 根据开放的复杂巨系统的复杂机制和变量众多的 特点，把定性研究和定量研究有机的结合起来， 从多方面的定性认识上升到定量的认识 • 由于系统的复杂性，要把科学理论和经验知识结 合起来，把人对客观事物的星星点点知识综合集 中起来，解决问题。 • 根据系统思想，把多种学科结合起来进行研究 • 根据复杂巨系统的层次结构，把宏观研究和微观 研究统一起来。
社会系统工程：三个子系统之间以及社会系统与其环 境之间协调发展的组织管理技术。
以社会系统工程中经济系统工程为例分析定性定量总和集成 技术
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实例2：社会系统
• “财政补贴、价格、工资综合研究” • 背景：
1979年以来，由于实行农副产品超购加价和收购 提价的政策，提高农民收入，但产品价格没有得到 相应的调整。结果随着农业的连年丰收，对超量的 农产品进行回收的越来越多，给国家财政抬来了沉 重的负担。导致财政赤字。最终造成极不正常的经 济状态。
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系统的研究方法
第二步：根据第一步的结果，确定系统建模思 想，模型要求和功能。有了系统模型，再借助计 算机就可以模拟系统和功能，进行系统仿真。 结果：得到一个用计算机模拟实际系统的模 型。 第三步：通过系统仿真可以研究系统在不同输 入下的反应。系统的动态特征以及未来行为的预 测等等，这是系统分析。 结果：得到最优、次优或满意的结论。
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系统的研究方法
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实例2：社会系统（特殊的复杂巨系统？）
马克思的社会主义文明建设就是将三种文化建设协调发展
马克思社会形态概念
经济的社会形态 社会经济系统 政治的社会形态 社会政治系统 意识的社会形态 社会意识系统
物质文化建设
政治文化建设
精神文化建设
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实例2：社会系统
• 根据系统工程的定义：
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实例2：社会系统
• “财政补贴、价格、工资综合研究” • 问题分析：
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实例2：社会系统
• “财政补贴、价格、工资综合研究” • 问题分析：
▫ 若只调价格，物价水平上涨，势必会影响到人民生 活水平。 ▫ 利用价格、工资这两个杠杆减少或取消财政补贴。
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实例2：社会系统
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实例2：人体系统
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创建
• 开放的复杂巨系统的概念是我国著名科学家钱学 森院士于80年代末总结和提炼出来的。 • 开放复杂巨系统存在于自然界、人自身以及人类 社会中。 • 巨系统 复杂巨系统 开放复杂巨系统
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contents
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• 系统的分类 • 开放复杂巨系统 • 开放复杂巨系统的研究方法
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系统的分类
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开放复杂巨系统
开放复杂巨系统
王欢欢 22012070436
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源自文库
钱学森
• 科研之路： • 钱老在开创我国航天事业的过程中，同时也开创 了一套既有中国特色又有普遍科学意义的系统工 程管理方法与技术。航天系统工程的成功时间， 证明了系统工程的理论与方法的科学性和有效性， 他不仅使用于自然工程，同样适用于社会工程。 钱老不仅善于各学科，各领域吸收营养来构建系 统科学。从系统科学的角度和综合集成丝线过去 思考一些科学和领域的发展，从而提出了新的科 学和新的领域。
▫ ▫ ▫ ▫ 去看病：专家对问题的分析 开药：一种假设 三天后不管用在来看：大量数据实验 结果：病好了
• 总结方法：
▫ 其实质就是将专家群体、数据和各种信息与计算机 技术有机结合起来，把各种学科的科学理论和人的 经验知识结合起来。
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系统的研究方法
• 正确的方法
▫ 大成智慧学
即“从定性到定量综合集成研讨厅”，是把今天世 界上成千百万人的聪明才智和已经不在世的古人的指 挥都综合起来。这里所说的“厅”是指由高速信息网 络、现代化的通信设备即计算机的软硬件构成的，是 人们共同讨论与解决问题时有身临其境之感的“临境” 技术环境。这种方法的精髓就是把人的“心智”和机 器的“智能”两者结合起来。给系统与智能系统的研 究带来根本性的转折。
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系统的研究方法
• 简单系统
▫ 实例：测量仪器、或者一个工厂 ▫ 研究方法：从子系统相互之间的作用出发，直接综 合成全系统的运动功能。
• 简单巨系统
▫ 实例：激光系统 ▫ 研究方法：耗散结构理论、协同学
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系统的研究方法
• 开放复杂巨系统
▫ 错误的研究方法：
对策论（运筹学） 系统动力学、自组织理论 宇宙全息统一论
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开放复杂巨系统的特点
• 巨：子系统数量多 • 复杂性 • 层次结构 • 开放性
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开放复杂巨系统的特点
• 复杂性
① 系统的子系统间可以有各种方式的通讯 ② 子系统种类多，各有其定性模型 ③ 各子系统中的知识表达不同，以各种方式获取知 识 ④ 系统中子系统的层次结构随着系统的演变会有变 化，所以系统的结构是不断变化的。
• 系统
▫ 系统是由相互作用相互依赖的若干组成部分结合而 成的，具有特定功能的有机整体，而且这个有机整 体又是它从属的更大系统的组成部分。
• 系统科学
▫ 以系统为研究和应用对象的科学，在系统在自然界 和人类社会中是普遍存在的。
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系统的分类
大系统和 巨系统什 么区别
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系统的分类
开 放 性
开放复杂巨系统
-百度百科
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实例1:地理系统
• 开放性：跟系统之外有挂念，有交往，既有能量、 物质的交换，又有信息的交换。
a. 地表层，接受从地球以外传来的光和其他各种波 长的电磁波 b. 从地表层辐射红外线，光和电磁波
• 巨系统：子系统数量多 • 复杂性：子系统种类多，人、植物、矿产等等； 内部结构层次，结构多变。
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系统的研究方法
• 正确的方法
▫ 定性定量相结合的综合集成方法
其实质就是将专家群体、数据和各种信息与计算机技 术有机结合起来，把各种学科的科学理论和人的经验 知识结合起来。
▫ 定性：专家群体提出的假设。 ▫ 定量：通过大量数据在系统中进行反复的实验，得 出的结论就是定量的。
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系统的研究方法-知识补充
① 系统与系统中的子系统分别与外界有各种信息交 换 ② 系统中的各子系统通过学习获取知识
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实例1:地理系统
• 地球表层中所有地理要素构成的时间、空间动态 整体。 • 分为自然地理系统和人文地理系统 • 指各自然地理要素通过能量流、物质流和信息流 的作用结合而成的，具有一定结构和功能的整体， 即一个动态的多等级开放系统
• 子系统种类多、有 层次、关系复杂 • 开放的
• 子系统种类多、有 层次结构、关系复 杂 • 子系统种类较多、 关系简单
复 杂 性
复杂巨系统
简单巨系统
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开放的复杂巨系统定义
• 如果子系统种类很多并有层次结构，他们之间关 联关系又很复杂，这就是复杂巨系统。如果这个 系统又是开放的，就是开放复杂巨系统。 • 例如：人脑系统 • 开放复杂巨系统的条件 子系统种类多 子系统关系复杂 层次结构 开放性
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系统的研究方法
• 方法步骤： 第一步：由各个学科专家、管理专家、系统工 程专家等依据他们所掌握的科学理论、经验知识 和对实际问题的了解，共同对多研究的系统进行 研究讨论。 结果：明确问题症结，对解决问题的途径和方 法做出定性判断（经验性假设），根据系统思想 和观点把上述问题纳入系统框架，界定系统边界， 明确系统状态变量、环境变量和输入变量。
• 系统仿真： • 系统仿真（system simulation），就是根据系统分析 的目的，在分析系统各要素性质及其相互关系的基础 上，建立能描述系统结构或行为过程的、且具有一定 逻辑关系或数量关系的仿真模型，据此进行试验或定 量分析，以获得正确决策所需的各种信息。 • 是一个理想化的环境，系统仿真的基本方法是建立系 统的结构模型和量化分析模型，并将其转换为适合在 计算机上编程的仿真模型，然后对模型进行仿真实验。
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大系统和巨系统的区别
• 实例：
▫ 大系统：一个工厂 ▫ 巨系统：激光系统
• 区别：
▫ 大系统理论中规定了系统结构 ▫ 巨系统的结构是自组织的，所以自组织是系统学的 核心。