开放复杂巨系统理论PPT格式课件下载.pptx
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开放复杂巨系统理论开辟了复杂性研究开放复杂巨系统理论开辟了复杂性研究的一条独特途径,既吸收了国外复杂性的一条独特途径,既吸收了国外复杂性研究的成果,又体现了现代科学和中国研究的成果,又体现了现代科学和中国古代文明的精华、现代中国革命和建设古代文明的精华、现代中国革命和建设的成功经验的结合。
的成功经验的结合。
1.系统的新分类非系非系统科学科学如按如按组分的机制分的机制特性划分,有物特性划分,有物理系理系统、生物系、生物系统、社会系、社会系统、或物或物质系系统与心与心理系理系统、实体系体系统与符号系与符号系统等。
等。
系系统科学科学突出的是突出的是对象象类型的系型的系统意意义,即撇开即撇开组分的具分的具体基体基质特性和特性和组分之分之间相互作用相互作用的具体特性,的具体特性,仅仅把把对象作象作为系系统来区分。
来区分。
封封闭系系统与开放系与开放系统、静静态系系统与与动态系系统、有控制系有控制系统与无控制与无控制系系统等等1.系统的新分类上述系统分类都是按照一定标准给出的两上述系统分类都是按照一定标准给出的两分式划分,不是完备的系统分类。
但系统分式划分,不是完备的系统分类。
但系统科学发展到今天,为建立它的完整科学体科学发展到今天,为建立它的完整科学体系,特别是建立系统学这门基础理论,给系,特别是建立系统学这门基础理论,给出系统的完备分类已成为必须解决的问题。
出系统的完备分类已成为必须解决的问题。
1.系统的新分类20世纪世纪70年代,为解决有关建立系统科学体系和系统年代,为解决有关建立系统科学体系和系统学的问题,钱学森通过多年探索,给出如下的系统分类:
学的问题,钱学森通过多年探索,给出如下的系统分类:
系统系统简单系统简单系统巨系统巨系统小系统小系统大系统大系统简单巨系统简单巨系统复杂巨系统复杂巨系统一般复杂巨系统一般复杂巨系统特殊复杂巨系统特殊复杂巨系统典型的、完备的系统科学分类2.特殊的开放复杂巨系统巨系巨系统复复杂巨系巨系统开放复开放复杂巨系巨系统特殊的开特殊的开发复复杂巨系巨系统2.1巨系统规模通常是按照系统的组分数目规模通常是按照系统的组分数目N或分系统数目或分系统数目n表示的表示的,钱学森,钱学森对对“大大”和和“巨巨”的解释是分系的解释是分系统数量达到几十,上百,这个系统称为大系统,统数量达到几十,上百,这个系统称为大系统,如果分系统数量极大,成万上亿,上百亿,那如果分系统数量极大,成万上亿,上百亿,那是是巨系统巨系统了。
了。
小系统小系统大系统大系统巨系统巨系统按照按照规模模2.1巨系统大系大系统一般也包含不一般也包含不同同层次,但没有形成次,但没有形成微微观和宏和宏观的的层次划次划分。
而一切巨系分。
而一切巨系统都都有宏有宏观和微和微观的的层次次划分。
划分。
巨系巨系统中会出中会出现简单系系统中没有的中没有的现象,如自象,如自组织现象,小系象,小系统和大系和大系统只只有平凡行有平凡行为,巨系,巨系统可能可能表表现出出许多非平凡行多非平凡行为。
结构结构系统系统属性属性2.1巨系统概言之,对于巨系统,按照系统规模做粗略概言之,对于巨系统,按照系统规模做粗略的把握是必要的,但不是充分的,重要的还要的把握是必要的,但不是充分的,重要的还要看系统是否出现宏观与微观的层次划分,是否看系统是否出现宏观与微观的层次划分,是否存在不可忽略的自组织现象存在不可忽略的自组织现象。
规模规模足够巨大,大到出现微观与宏观的层次划足够巨大,大到出现微观与宏观的层次划分,必须充分考虑自组织现象,那就是巨系统。
分,必须充分考虑自组织现象,那就是巨系统。
2.2复杂巨系统20世纪世纪80年代前期,钱学森对普利高津等年代前期,钱学森对普利高津等人的理论成果寄予厚望,相信有了巨系统人的理论成果寄予厚望,相信有了巨系统等概念,把已有的系统融会贯通,综合起等概念,把已有的系统融会贯通,综合起来,建立统一的框架,就可以有效的描述来,建立统一的框架,就可以有效的描述和处理各种巨系统问题,但建立系统学的和处理各种巨系统问题,但建立系统学的实践表明,这个估计过分乐观了。
实践表明,这个估计过分乐观了。
多多层次次结构并非一切巨系构并非一切巨系统的基本特征,不同巨系的基本特征,不同巨系统之之间仍有仍有质的差的差别,不,不可能用可能用统一的理一的理论对所有所有巨系巨系统做出同做出同样有效的解有效的解释。
2.2复杂巨系统不同巨系统之间在规模上仍可能有显著区别,但不同巨系统之间在规模上仍可能有显著区别,但事实表明,在巨系统这个等级上,再按规模大小事实表明,在巨系统这个等级上,再按规模大小进行分类已无实际意义。
而按结构的复杂程度进进行分类已无实际意义。
而按结构的复杂程度进行分类,可以更好的把握系统行分类,可以更好的把握系统。
系统规模大系统规模大花色品种多花色品种多复杂巨系统复杂巨系统多阶段多阶段非线性非线性动态性动态性2.2复杂巨系统总之,复杂巨系统的复杂一词并非泛泛而论,总之,复杂巨系统的复杂一词并非泛泛而论,组分的异质性、结构的多层次性、过程的阶段组分的异质性、结构的多层次性、过程的阶段性和动态性、相互关系和作用的非线性,就是性和动态性、相互关系和作用的非线性,就是钱学森所说的复杂性的具体内涵。
钱学森所说的复杂性的具体内涵。
2.3开放复杂巨系统对于对于复杂巨系统,开放将引起每个组分发生相应的变复杂巨系统,开放将引起每个组分发生相应的变化,产生许多新的分系统以便管理系统与环境的交换活动,从化,产生许多新的分系统以便管理系统与环境的交换活动,从而导致整个系统运行机制、行为方式和功能效益的改变,基于而导致整个系统运行机制、行为方式和功能效益的改变,基于这些考虑,钱学森进一步提出开放复杂巨系统的概念。
这些考虑,钱学森进一步提出开放复杂巨系统的概念。
钱学森关于系统概念认识的三次飞跃钱学森关于系统概念认识的三次飞跃:
开放复杂巨系统复杂巨系统巨系统开放复杂巨系统开放复杂巨系统如贝纳德流,如贝纳德流,激光器激光器简单环境中的简单环境中的简单巨系统简单巨系统如智能机器如智能机器人,环境复人,环境复杂多变,系杂多变,系统却是简单统却是简单的的复杂环境中的复杂环境中的简单巨系统简单巨系统如今天改革如今天改革开放中的中开放中的中国社会及其国社会及其国际环境都国际环境都是极其复杂是极其复杂的的复杂环境中的复杂环境中的复杂巨系统复杂巨系统2.3开放复杂巨系统对开放性的深入研究,导致钱学森按照系统与环境关系对巨系统对开放性的深入研究,导致钱学森按照系统与环境关系对巨系统作出如下完备分类:
作出如下完备分类:
如人体系统,如人体系统,人脑系统,人脑系统,对国际社会对国际社会交往极少的交往极少的封闭社会,封闭社会,可看作简单可看作简单的环境的环境简单环境中的简单环境中的复杂巨系统复杂巨系统2.3开放复杂巨系统v所谓开放复杂巨系统,根据多年来钱学森在不同场合下的所谓开放复杂巨系统,根据多年来钱学森在不同场合下的论述,指的是具有下列特征的一大类系统:
论述,指的是具有下列特征的一大类系统:
钱学森把具有上述特性的系统称为开放复杂巨系统,把这钱学森把具有上述特性的系统称为开放复杂巨系统,把这类系统的动力学特性称为复杂性。
类系统的动力学特性称为复杂性。
(1)系统规模巨大,即巨型性;
)系统规模巨大,即巨型性;
(2)系统组分彼此差异显著,花色品种多,即异质性;
)系统组分彼此差异显著,花色品种多,即异质性;
(3)系统是按照等级层次方式整合起来的,即等级层次性;
)系统是按照等级层次方式整合起来的,即等级层次性;
(4)非线性相互作用,即非线性;
)非线性相互作用,即非线性;
(5)系统和环境之间不断交换物质、能量、信息,即开放性)系统和环境之间不断交换物质、能量、信息,即开放性。
2.4特殊的开放复杂巨系统不同的开放复杂巨系统之间仍然有显著差异,不同的开放复杂巨系统之间仍然有显著差异,其中钱学森把社会看做特殊的开放复杂巨系统。
社会系其中钱学森把社会看做特殊的开放复杂巨系统。
社会系统的这种特殊复杂性,表现在作为这种系统基本组分的统的这种特殊复杂性,表现在作为这种系统基本组分的人,其自身就是开放复杂巨系统。
由于以人为基本组分,人,其自身就是开放复杂巨系统。
由于以人为基本组分,u社会系统与环境的关系具有其他任何系统不具有的复杂社会系统与环境的关系具有其他任何系统不具有的复杂性;
性;
u社会系统具有的内在异质性特别发达;
社会系统具有的内在异质性特别发达;
u社会系统非线性特别发达;
社会系统非线性特别发达;
u社会系统的动态性特别强烈;
社会系统的动态性特别强烈;
u社会系统的不确定性特别强烈。
社会系统的不确定性特别强烈。
2.4特殊的开放复杂巨系统从宏观上整体的看,社会系统的三种形态:
从宏观上整体的看,社会系统的三种形态:
政治的社会形态指政治的社会形态指社会政治制度,社会政治制度,是国家政权的是国家政权的性质、形态,性质、形态,包括政党制度、包括政党制度、法律体制和法律体制和社会政治关社会政治关系等系等意识的社会形态指意识的社会形态指社会思想文化体社会思想文化体系,主要是哲系,主要是哲学、宗教、伦学、宗教、伦理道德、教理道德、教育、科学技术、育、科学技术、文学艺术等文学艺术等经济的社会形态经济的社会形态是指社会经济制是指社会经济制度,包括生产、度,包括生产、分配、交换、消分配、交换、消费的方式,各种费的方式,各种社会经济关系社会经济关系经济的社会形态经济的社会形态意识的社会形态意识的社会形态政治的社会形态政治的社会形态社会系统要正常运行发展,应该把这三个分系统统一起考虑,整体地、协调地社会系统要正常运行发展,应该把这三个分系统统一起考虑,整体地、协调地规划、组织、管理他们的运行,这一过程的复杂性不言而喻。
规划、组织、管理他们的运行,这一过程的复杂性不言而喻。
3.定性到定量的综合集成法钱学森认为,解决开放复杂巨系统问题目前唯一有效的办钱学森认为,解决开放复杂巨系统问题目前唯一有效的办法,就是使用定性到定量的综合集成法,简称综合集成,法,就是使用定性到定量的综合集成法,简称综合集成,其要点如下:
其要点如下:
直接诉诸实践经验,特别是专家的经验、不成文的感直接诉诸实践经验,特别是专家的经验、不成文的感受、判断力,把这些经验知识和现代科学提供的理论受、判断力,把这些经验知识和现代科学提供的理论知识结合起来,甚至与前人或古人的知识结合起来;
知识结合起来,甚至与前人或古人的知识结合起来;
11专家的经验是局部的、多半是定性的,要通过建模计专家的经验是局部的、多半是定性的,要通过建模计
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