系统论的基本原理及其在地理学中的应用共35页文档
第一章系统论
Static system
A rock
Dynamic system
the system constantly changes the environment & is changed by the environment
A healthy young adult grows more independent, interdependent, & self-sufficient & self-directed in response to stimuli from peers, family, school, work, & recreational activities.
Goal
To educate students, to support people during illness & restore them to health, to make money, to create social order, etc. Rules are made, policies & protocols are written, approved & communicated to staff; laws are enacted & violators are held accountable; a marathon runner in training gradually is able to run farther. The disorganization after a hurricane, a rigid, frightened family produces a child who is unable to think independently or leave home, a new business has no forms or protocols for handling consumer complaints. Pilots use instrument panels & devices to constantly evaluate & make course corrections; teachers grade papers & give students grades on exams; parents measure their children's height & weight & may adjust the child's diet; health care agencies use TQM or Quality Assurance programs; employee health nurses review records to see who needs immunization updates. A nursing assistant assigned to empty catheter bags on a unit could begin in the middle of the hall, on the right side, on the left side, at the front or back of the hall & still end up with all the bags emptied. A traveller could take the interstate or back country roads & still arrive at their destination. The traveller could go by train, plane, bus or car &
系统科学的基本原理
系统科学的基本原理系统科学是一门跨学科的学科，它研究复杂系统的结构、行为和相互作用。
它的基本原理包括系统思维、整体性、动态性和复杂性。
系统思维是系统科学的核心原理之一。
它强调将问题看作一个整体，而不是将其分解为独立的部分来研究。
系统思维要求我们从整体的角度思考问题，理解系统内各个部分之间的相互关系和相互作用。
例如，当我们研究交通拥堵问题时，不能仅仅关注单个车辆的行驶情况，而是要考虑交通流量、道路规划、信号灯等多个因素的综合影响。
整体性是指系统的特点和行为是由系统内各个部分及其相互关系决定的。
一个系统的行为和性质不能简单地由其组成部分的行为和性质直接决定，而是由整个系统的结构和相互作用所决定。
例如，人体是一个复杂的系统，它的行为和性质不仅仅由单个细胞或器官的行为和性质决定，还受到神经、内分泌、免疫等多个系统的相互作用的影响。
动态性是指系统随时间变化的特性。
系统科学认识到系统是一个动态的过程，系统的行为和性质会随着时间的推移而发生变化。
这种变化可能是周期性的、非线性的，甚至是混沌的。
例如，经济系统的发展和变化就是一个动态的过程，它受到多种因素的影响，如政策、市场需求等。
复杂性是指系统具有多样性、多层次性和多关联性的特征。
复杂系统由许多相互作用的部分组成，这些部分之间存在着复杂的相互关系。
复杂性使得系统的行为很难预测和理解。
例如，生态系统是一个复杂的系统，它由许多生物种群和它们之间的相互关系组成，这些相互关系非常复杂，难以准确预测。
系统科学的基本原理为我们研究和解决复杂问题提供了理论依据和方法论。
它帮助我们从整体的角度思考问题，理解系统内各个部分之间的相互关系和相互作用。
通过运用系统科学的原理和方法，我们可以更好地理解和解决现实世界中的复杂问题。
系统科学的基本原理包括系统思维、整体性、动态性和复杂性。
这些原理帮助我们从整体的角度思考问题，理解复杂系统的结构、行为和相互作用。
通过运用系统科学的原理和方法，我们可以更好地理解和解决现实世界中的复杂问题。
系统理论及其应用
系统理论及其应用系统理论是一门研究复杂系统行为的学科，它涉及到多个领域，如物理学、生物学、社会学等。
系统理论的核心思想是将一个复杂的问题分解为多个相互关联的部分，并通过研究这些部分之间的关系来理解整个系统的行为。
在物理学中，系统理论被广泛应用于研究自然界的各种现象，如天气系统、生态系统等。
通过系统理论，科学家们可以预测这些系统的行为，并制定相应的措施来应对可能出现的灾害。
在生物学中，系统理论被用于研究生物体的结构和功能。
通过研究生物体内的各个系统之间的关系，科学家们可以更好地理解生物体的运作机制，并开发出更有效的治疗方法。
在社会学中，系统理论被用于研究社会结构和社会行为。
通过分析社会系统中的各个组成部分之间的关系，社会学家们可以更好地理解社会现象，并制定出更有效的政策来改善社会状况。
系统理论的应用范围非常广泛，它不仅被应用于科学研究，还被应用于工程、管理、教育等领域。
通过系统理论，人们可以更好地理解复杂系统的行为，并制定出更有效的解决方案来应对各种问题。
系统理论及其应用系统理论是一门研究复杂系统行为的学科，它涉及到多个领域，如物理学、生物学、社会学等。
系统理论的核心思想是将一个复杂的问题分解为多个相互关联的部分，并通过研究这些部分之间的关系来理解整个系统的行为。
在物理学中，系统理论被广泛应用于研究自然界的各种现象，如天气系统、生态系统等。
通过系统理论，科学家们可以预测这些系统的行为，并制定相应的措施来应对可能出现的灾害。
在生物学中，系统理论被用于研究生物体的结构和功能。
通过研究生物体内的各个系统之间的关系，科学家们可以更好地理解生物体的运作机制，并开发出更有效的治疗方法。
在社会学中，系统理论被用于研究社会结构和社会行为。
通过分析社会系统中的各个组成部分之间的关系，社会学家们可以更好地理解社会现象，并制定出更有效的政策来改善社会状况。
除了上述领域，系统理论还被广泛应用于工程、管理、教育等领域。
在工程领域，系统理论被用于设计和管理复杂系统，如交通系统、能源系统等。
系统论和系统原理
系统论和系统原理一、系统论概述这里所说的系统论，是有关系统的全部理论和方法。
目前学术界公认，系统论是本世纪40年代由美籍奥地利理论生物学家冯·贝塔朗菲首先明确提出，后经许多科学家发展形成的，它包括贝塔朗菲提出的一般系统论，维纳提出的控制论，申农提出的信息论，普里高津提出的耗散结构理论，哈肯提出的协同理论等等，也包括在科学及工程领域得到广泛应用的系统分析技术。
（一）系统的概念及其特征系统，是指由若干相互联系、相互作用的部分组成，在一定环境中具有特定功能的有机整体。
组成系统的各个部分，被称为要素、单元或子系统。
由于系统可以划分为不同层次的要素，所以，要素具有相对性。
我们可以从不同角度对系统进行分类。
按照自然界从低级到高级的层次，可分为无机系统，生物机体系统，社会系统；按照系统的要素及其形成与人类实践的关系，可以分为自然系统和人造系统；按照系统与环境的联系，可分为封闭系统和开放系统。
此外，按系统状态与时间的关系，可分为静态系统和动态系统；按系统要素的客观实在性，可分为实体系统和概念系统；按系统功能、目标的多寡，可分为单目标单功能系统和多目标多功能系统；按系统的规模、复杂程度，可分为小系统、大系统、超大系统及简单系统和复杂系统，等等。
系统的一般特征包括集合性、相关性、层次性、环境制约性、整体性、动态性，对于人造系统，还有目的性的特征。
1、集合性。
系统总是由若干元素组成的。
单独一个元素不能称为系统。
在系统中各元素具有相对独立性，具有可识别的界限或标识。
例如，人体是由呼吸器官、消化器官、血液循环器官、运动器官、神经器官等部分组成；企业是由若干车间、班组、科室所组成，等等。
识别系统，必须分析系统的构成元素。
2、相关性。
在系统内各元素不是孤立存在的，而是存在这样那样的联系。
所谓系统的联系，是指系统内各部分之间发生的物质、能量、信息的传递和交流。
结果是某一部分的变化会导致另外部分的变化，这就是所谓相关性。
基于系统论思想的高中地理教材分析
基于系统论思想的高中地理教材分析——以人教版必修一“常见天气系统”为例地理教材既是学生学习的对象，又是教师组织教学活动的依据，在教学中起着重要的作用。
分析地理教材是教师为完成教学任务必须进行的基础工作，能否认真分析教材是直接关系教学质量高低的重要因素。
但是，实际上，大多数地理教师都是凭借自己的理解对教材进行分析，却好科学理论思想的指导。
因此，本文在系统论思想的指导基础，具体分析了人教版地理教材必修一总“常见天气系统”这一节。
一、系统论概述著名学者贝塔朗菲于1932年创立了系统论，并于1968出版了关于系统论的著作，奠定了系统论在学术界的学科地位。
系统论是以各种系统为研究对象，探寻系统内部各要素之间的共同特征以及要素与整体之间的一般模式，并运用数学模型，确定可以运用于所有系统的原理和方法。
系统论的性质体现在一下四个方面：整体性、层次性、开放性、稳定性和目的性。
其中，整体性是系统最突出、最核心的特征。
以系统论为指导思想展开研究早已被运用到各学科中。
从大尺度来看，教学本身就是一个系统，教育者、受教育者、教学活动等共同构成了教学整体。
从小尺度来看，教材也是一个整体，地理教材由活动、图表、问题探究和课文等要素组成。
那么我们就可以把系统论思想运用到地理教材分析中，分析地理教材整体中系统与要素、要素与要素之间的关系，从而优化我们的教学活动。
二、地理教材分析模型及其应用本文在梳理了王俊生观点的基础上，结合中学地理教材，提出了地理教材分析的模型，我们就以该模型为主线来分析“常见的天气系统”这一节。
(一)教材功能“常见天气系统”是人教版必修一的第二章的第三节，既是前面所学知识的实际运用，又为下一节内容奠定了基础。
从知识层面看，本节包含了“锋”、“气旋与反气旋”等地理概念和“冷暖峰的形成及其天气”、“气旋、反气旋的形成及其对天气的影响”等地理原理，这些都是与实际生活密切联系的知识，学生通过掌握这些知识，可以学以致用，体现学习对生活游泳的地理。
系统论及应用
（四）、耗散结构理论
“耗散”的含义在于这种结构的产生不是 由于守恒的分子力，而是由于能量的耗
散，系统只有耗散能量才能保持结构。
贝纳德花纹
1、什么是耗散结构理论
它是从深入研究物理、化学、生物学中的自组织现象
发展起来的，它的成功之处在于解决了有序现象产生 的机理。指出：一个远离平衡的开放系统，通过不断 与外界交换能量和物质或信息，就可以从原来的无序 状态转变为一种时间、空间、或功能的有序状态。这
种非平衡态下的新的有序结构称作耗散结构。
2、耗散结构形成需要的四个条件
Ａ、是开放系统。 生命、物质从低级向高级物质转化、存在一种机制使 自然界从无序→有序。开放系统才能通过耗散补进负 熵流，以抵消内部的熵产生，从而形成有序结构（熵、 负熵、热力学第二定律、热寂说）。 Ｂ、是一个远离平衡的系统。（平衡系统、近平衡系统 和远离平衡系统有差异） Ｃ、系统内存在非线性相互作用：只有在系统的各个之 间存在着一种非线性的相互作用，系统才能形成耗散 结构。（线性与非线性） Ｄ、涨落：系统的无序走向有序的演化是通过随机的涨 落来实现的。（涨落是对常态的偏离）
（二）、一般系统论的基本范畴
要素：要素是构成系统的不可缺少的必 要成分。
结构：结构是指系统内部各个组成要素 之间的相对稳定的联系方式、组织秩序 以及时空关系的内在表现形式。
（二）、一般系统论的基本范畴
功能：功能是指系统具有的活动能力以及系统 在达到预期目的的过程中与外部环境相互联 系和相互作用中表现出来的性质、能力和功 效，是系统内部相对稳定的联系方式、组织 秩序及时空形式的外在表现形式。 环境：环境是指系统以外并与系统发生联系、 存在着相互作用的客观事物或事物组成的整 体，是一个相对的概念。
系统科学的基本原理
第八章系统科学的基本原理系统科学的哲学依据，归根到底是唯物辩证法。
唯物辩证法的核心是对立统一、质变量变、变化发展，用之于系统研究，就是强调整体论与还原论、分析与综合、定性描述与定量描述、局部描述与整体描述、确定性描述与不确定性描述、静态描述与动态描述、理论方法与经验方法等的结合，这些结合是系统科学的精髓所在。
涌现性、层次性、开放性、目的性、稳定性、突变性、自组织性和相似性，是种种系统的八种基本特性，每种基本特性是系统的一个基本方面，将他们进行概括、归纳，形成了系统科学的八条基本原理。
1．涌现性原理涌现性原理指的是，系统是由若干要素组成的具有一定新功能的有机整体，各个要素一旦组成系统整体，就具有独立要素所不具有的性质和功能，形成了新的系统质的规定性，从而表现出整体的性质和功能不等于各个要素的性质和功能的简单加和。
整体和部分系统的整体和部分之间，实际上存在三种关系，即：整体大于部分和——“三个臭裨将，顶个诸葛亮”；整体等于部分和——机械的加和，一堆沙子，一筐水果，全部员工工资的加和；整体小于部分和——“一个和尚挑水喝，两个和尚抬水喝，三个和尚没水喝”。
部分和是否等于整体，其实质就在于部分之间是否存在协同作用。
部分之间如果具有协同作用，那么对于由协同作用所决定的性质而言，整体就会大于部分和；部分之间没有协同作用，实际上是不存在相互作用，各个部分仍然是各自独立的，那么就这种互不相关的性质而言，部分和就等于整体。
部分之间如果也存在着相互作用，但这种相互作用不是协同的相互作用，他们没有造成所论方面的整体的优势，三个和尚互相扯皮就反而没有了水喝，其结果可以表述为整体小于部分和。
例，方向各异的矢量求和。
注意整体与部分是有区别的，但这种区别是有条件的、相对的，在一定的情况下可以发生转变。
分析和综合分析把整体分解为部分来加以认识，认识部分是分析的主要任务。
科学研究是离不开分析的，离开了分析就不可能深入事物的内部，就不能剖析事物的细节，分析是认识走向深化的前提。
系统论的基本原理
系统论的基本原理《系统论的基本原理》（一）系统整体性原理系统整体性原理指的是，系统是由若干要素组成的具有一定新功能的有机整体，各个作为系统子单元的要素一旦组成系统整体，就具有独立要素所不具有的性质和功能，形成了新的系统的质的规定性，从而表现出整体的性质和功能不等于各个要素的性质和功能的简单加和。
从相互作用是最根本原因来看，系统中要素之间是由于相互作用联系起来的。
系统之中的相互作用，是大量线性相互作用，这就使得系统具有了整体。
对于线性相互作用，线性相互作用的各方实际上是可以逐步分开来讨论的，部分可以在不影响整体性质的情况下从整体之中分离出来，整体的相互作用可以看作各个部分的相互作用的简单迭加，也就是线性迭加。
而对于非线性相互作用，整体的相互作用不再等于部分相互作用的简单迭加，部分不可能在不对整体造成影响的情况下从整体之中分离出来，各个部分处于有机的复杂的联系之中，每一个部分都是相互影响，相互制约的。
这样就有了每一个部分都影响着整体，反过来整体又制约着部分。
近代科学信奉原子论的分析观点，恰恰与近代科学信奉线性律，以追求运动方程的线性解为自己的崇高目标相一致。
而当数学家最先证明实际上线性系统的测度几乎为零，即系统几乎都是非线性系统，这就已经告诉人们，我们的世界在本质上是一个非线性的世界，现实的系统几乎都是非线性系统。
而从整体与部分的关系看来，这恰恰是说，系统具有整体性是必然的，普遍的和一般的。
系统的整体性，常常又被说成系统整体大于部分。
古人已经天才地猜测到整体不同于部分，整体大于部分。
所谓的整体大于部分，作为一个关于整体与部分关系的最一般哲学命题，其实质是说系统的整体具有系统中部分所不具有的性质，系统整体不同于系统的部分的简单加和即机械和。
系统整体的性质不可能完全归结为系统要素的性质来解释。
一般系统论的创立者贝塔朗菲就曾指出：“整体大于部分之和”，这句话多少有点神秘，其实它的含义不过是组合特征不能用孤立部分的特征来解释。