一般系统论
系统工程学 讲义3 系统工程理论
物质组合 （成型、加工）
废料处理 废料产生
资源生产的熵解
（4）开放系统的热力学第二定律
系统的熵变化
dS deS di S
deS是系统与外界交换物质和能量而引起的熵流，diS 是系统内部自发产生的熵
diS>=0，但deS可正可负，若为正则加速系统趋向 平衡态的运动；若负则系统从环境中获取物质和能量， 从而给系统带来负熵，使有序性的增加大于无序性的 增加，新的结构和组织就自发形成，这种远离平衡态 的开放系统就称为耗散结构。
（二）控制论的基本概念
（三）控制论对系统方法的启示
黑箱——灰箱——白箱法 黑箱法：人们无需或无法直接观测其内部结构，不打开系 统“活体”，只能从外部的输入和输出去认识现实系统。 黑箱永远有，白箱永不白。
三、信息论
（一）信息论的产生与发展
1949年，C．E．香农的《通信的数学理论》
基本内容是研究信源、信宿、信道及编码问题。 分类： （1）狭义信息论：即申农信息论。 （2）一般信息论：通信问题。
（2）空间构型
化学溶液的颜色随空 间变化——空间周期 信息由中心向外传播， 空间对称性发生破缺。
具有自组织特征
非对称性—— 生命的基本特征
化学波
3、激光
自然光——频率、位相、偏振方向不同 激光——同频率、同相位、同偏振方向
粒子数反转
受激辐射
E1
E2
E0
具有自组织特征
1 h (E2
E0 )
3 云街
耗散结构——系统通过不断与外界进行能量与物 质交换所形成的时空有序结构。
平衡结构——不受外界影响，宏观结构不变。
耗散结构的基本特点
（1）系统必须是远离平衡态的开放
一般系统论的发展过程和基本概念
20世纪初的系统论思想
生物学的系统论思想
20世纪初，生物学领域开始关注生物系 统的整体性、结构和功能，如生机论和 机体论。
VS
物理学中的系统论思想
量子力学和相对论的出现，使人们开始认 识到系统的整体性和相互作用的重要性。
详细描述：这一时期是系统论思想的初步探索阶段，主要代表人物是贝塔朗菲和 维纳。他们开始关注系统的整体性、组织性和相互关系，提出了开放系统理论、 控制论等思想，为后续的系统论发展奠定了基础。
20世纪60-70年代的系统论思想
总结词：发展壮大
详细描述：随着科学技术的发展，系统论思想在20世纪60-70年代得到了广泛的应用和推广。这一时期，系统论的研究领域 不断扩大，涉及的学科也越来越多，如生态学、社会学、经济学等。同时，系统论的方法论体系也逐渐完善，为解决实际问 题提供了有力的工具。
一般系统论的方法论
一般系统论提供了一种跨学科的方法论，用于研究不同领域的系统，如工程系统、经济系 统、社会系统等。它强调系统的整体性、动态性和演化性，通过模型化、数学描述和计算 机模拟等方法来研究系统的行为和性质。
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CATALOGUE
一般系统论的发展历程
20世纪40-50年代的系统论思想
总结词：初步探索
20世纪80-90年代的系统论思想
总结词：深化拓展
详细描述：进入20世纪80-90年代，系统论 思想进一步深化和拓展，开始关注系统的自 组织、演化、协同等复杂性问题。这一时期 ，涌现出了许多新的理论和方法，如混沌理 论、分形理论、复杂适应系统理论等，为系 统论的发展注入了新的活力。同时，系统论 的应用范围也进一步扩大，涉及到人类社会
简述一般系统论的观点
简述一般系统论的观点一般系统论是一种综合性的学科，旨在研究系统的结构、行为和相互关系，并且提出了一些关于系统的一般性观点。
以下是一些一般系统论的观点：1. 系统观点：一般系统论强调将复杂的现实问题整体化来看待，将其视为一个相互作用的系统，而不是单独的部分。
系统中的各个组成部分相互关联，相互作用，形成一个有机的整体。
2. 综合观点：一般系统论认为，系统研究应该综合各个学科的知识和方法，以便更全面、更深入地理解和解决问题。
因此，它强调跨学科研究和跨学科的综合性思维方式。
3. 辨识观点：一般系统论认为，辨识系统的边界是非常重要的。
系统边界定义了系统与环境的交互界面，决定了系统所具有的特性和行为。
辨识系统的边界有助于确定系统的范围和研究重点。
4. 目标观点：一般系统论强调系统的目标和目的的重要性。
系统的目标是系统存在的原因和驱动力，目的是系统必须达到的结果。
通过明确系统的目标和目的，可以更好地理解系统的结构和行为。
5. 动态观点：一般系统论认为，系统是动态的，它随着时间的推移不断变化和演化。
系统的结构、行为和相互关系都受到时间的影响，因此，系统研究需要关注系统的演化过程和动态变化。
6. 自组织观点：一般系统论强调系统的自组织能力。
系统内部的各个组成部分可以相互作用和协同工作，从而形成更高级别的结构和行为。
这种自组织能力使得系统能够适应环境的变化和应对不确定性。
总之，一般系统论的观点强调整体性、综合性和动态性，强调系统与环境的交互作用和自组织能力，并且提倡跨学科的研究和思维方式。
这些观点为我们理解和解决复杂问题提供了一个更深入、更综合的视角。
一般系统论的发展过程和基本概念
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
（ZHOU）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
• 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,
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,
一般系统论
1.3 近现人类科学研究所遵循的理性 21
生物学领域对有组织的复杂性的探讨 （2）
实验结果带来的反思：如果生命体演化发展是遵循笛 卡尔所倡导的物理学领域的机械还原主义，即把生命 机体看作是机器并分解为性质相同的基本单位（胚细 胞），那么如何解释生命体中这些胚细胞的不同的分 化现象呢？如果生命体中这种分化现象是由亚里士多 德所谓的具有内在目的的“生命的原理”在主导，那 么如何解释蝾螈初胚体同一组织嫁接到同一位置而分 化生长为不同器官这一复杂现象呢？
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• “部分所做的一切以及它们所存在的一切目的，都只是为 了表现整体。据此可以推出结论说，假如我们说它们是由 整体决定的，我们所使用的‘受到决定的’一词的意义跟 该词的普通意义迥然不同。因为，既然部分只有结合在整 体中才成为其部分，那么它们受到决定这一点对它们来说 完全不是外来的。”
• 由此可见，机体论认为有机体内部是相互联系相互作用的， 其中，整体先于部分存在并对部分施加一种决定作用，因 此对有机体部分的活动或现象的解释需要从整体角度作进 一步的考察。这种观点既是对生命现象有组织复杂性的解 释，也是机体论对机械还原论的有力反驳。
中国古代的整体性思想—道德经
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• 老子认为, 只有坚持道的原则, 才能实现预定的目 标。“ 天得一以清，地得一以宁，神得一以灵， 谷得一以盈, 万物得一以生，侯王得一以为天一 正。”( [ 老子] 第三十九章) 。其意思是: 天得到 道而清明; 地得到道而宁静; 神( 人) 得到道而英灵; 禾谷得到道而充盈, 万物得到道而生长; 侯王得到 道而成为天下的首领。在某种意义上来看, 道和一 ( 整体) 的概念与系统的概念是一样的。
•
1.2 近代人类科学研究所遵循的理性 16
• 英国系统学家切克兰德把这种起源于17世纪科学 革命的自然科学领域的研究理性总结为三个原则：
一般系统论
一般系统论一般系统论General System Theory研究复杂系统的一般规律的学科，又称普通系统论。
现代科学可按所研究的对象系统的具体形式划分成各门学科,如物理学、化学、生物学、经济学和社会学等;也可按研究方法划分成两大类别，即简单系统理论和复杂系统理论。
一般系统论是研究复杂系统理论的学科，着重研究复杂系统的潜在的一般规律。
历史背景系统的存在是客观事实，但人类对系统的认识却经历了漫长的岁月,对简单系统研究得较多,而对复杂系统则研究得较少。
直到20世纪30年代前后才逐渐形成一般系统论。
一般系统论来源于生物学中的机体论，是在研究复杂的生命系统中诞生的。
1925年英国数理逻辑学家和哲学家N.怀特海在《科学与近代世界》一文中提出用机体论代替机械决定论，认为只有把生命体看成是一个有机整体,才能解释复杂的生命现象。
系统思维最早出现在1921年建立的格式塔心理学，还在工业心理学研究中1958年Parry J.B.提出了系统心理学（system psychology）的词汇与概念。
1925年美国学者A.J.洛特卡发表的《物理生物学原理》和1927年德国学者W.克勒发表的《论调节问题》中先后提出了一般系统论的思想。
1924～1928年奥地利理论生物学家L.von贝塔朗菲多次发表文章表达一般系统论的思想,提出生物学中有机体的概念，强调必须把有机体当作一个整体或系统来研究，才能发现不同层次上的组织原理。
他在1932年发表的《理论生物学》和1934年发表的《现代发展理论》中提出用数学模型来研究生物学的方法和机体系统论的概念，把协调、有序、目的性等概念用于研究有机体，形成研究生命体的三个基本观点，即系统观点、动态观点和层次观点。
1937年贝塔朗菲在芝加哥大学的一次哲学讨论会上第一次提出一般系统论的概念。
但由于当时生物学界的压力，没有正式发表。
1945年他发表《关于一般系统论》的文章,但不久毁于战火,没有引起人们的注意。
《一般系统论》读书心得
《一般系统论》读书心得系统论最初为一般系统论，它是美籍奥地利生物学家贝塔朗菲在第二次世界大战前后酝酿、诞生的。
这是一门运用逻辑和数学的方法研究一般系统运动规律的理论，它与信息论、控制论几乎是同时兴起的一组综合性的横断科学。
它从系统的角度揭示了事物、对象之间相互联系、相互作用的共同本质、内在规律性。
系统论就是以系统观念为核心，运用逻辑和数学的方法研究一般系统运动规律的理论，而且从思维方式和方法论的角度看，系统论有着重大的意义，即综合化、动态化、多元化和数理化。
《一般系统论》一书集中地阐述了一般系统论的基本观点，可以说是系统理论方面的一部经典著作。
作者从系统的定义及其基本的数学描述公式出发，引出一系列概念。
力图找到一般地适用于各种系统的模式、原则和规律。
他特别就一般系统论在生物学、心理学、社会学、历史学、范畴论上的应用作了探讨。
一般系统论为人们提供了一种新的系统思维方式，即从整体上理解。
这种思维方式及其理论体现在交流传播学的研究之中，为交流传播学成为科学提供了学术可能，并推动着它的发展。
在《一般系统论----基础、发展、应用》的“一般系统论的意义”一节中，贝塔朗菲开头便写到“现代科学发展的特点之一是日益专门化，这种倾向又因各领域的数据量庞大和技术，理论结构的复杂性而加重。
因此科学分成了无数的学科，学科又不断产生新的分科。
结果物理学家，生物学家，心理学家和社会学家都缩在个人的天地里，各个茧子之间很难找到共同语言。
但另一个重要方面正好与此相反。
研究现代科学的发展，我们发现一种奇怪的现象。
很不相同的领域中各自独立地出现了类似的问题和概念。
”现在已经进入了21世纪，无论自然科学还是社会科学都出现了越来越向专门化发展的趋向，如今大学里各种专业门类越分越细。
比如在上个世纪早期，经济学还只是个比较小的学科，但是现在经济学下分出了越来越多的子学科，例如国民经济学、计量经济学、产业经济学、城市经济学、政治经济学、西方经济学，另外还有涉及更广领域的金融学、财政学、统计学、税务学、审计学、国际贸易学、贸易经济学和电子商务等等的子学科。
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。
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一、相关基本概念
系统作为一种思想，古代已萌芽。 从基本粒子到宇宙，从细胞到人类社会，从动植物到社会组织， 无一不是系统的存在形式。
一、相关基本概念
系统作为一种理论，由美籍奥地利理论生物学家贝塔朗菲提出 1925年发表“抗体系统论”，提出系统论的思想 l937年提出了一般系统论原理．奠定了这门科学的理论基础 1968年贝塔朗菲发表的专著：《一般系统理论——基础、发展和应用》， 被公认为是这门学科的代表作。
------自理模式 ------适应模式 ------健康系统模式 ------达标理论 ------跨文化护理理论 ------人际间关系模式
护理相关理论
一般系统理论
需要层次理论 成长与发展理论 压力与适应理论 沟通理论 角色理论
学习目标
1、掌握系统、系统论的概念 2、掌握系统论在护理实践中的应用 3、熟悉系统的基本属性
用系统的观点看人： 1．人是一个自然、开放、动态的系统； 2．人是具有主观能动性的系统； 用系统的观点看护理： 1．护理系统是一个具有复杂结构的系统； 2．护理系统是一个开放的、动态的系统； 3．护理系统是一个具有决策与反馈功能的系统。
四、一般系统论在护理实践中的应用
（二）为护理管理者提供理论依据 （三）一般系统论是护理程序的基本框架
三、系统的基本属性
系统的整 体功能大 于各要素 功能之和
整体 性
要素之间 相互联系 相互制约
层次 性
由各要素(子系 统)组成的，同 时一个系统又 是组成更大系 统的一个要素 (子系统)
基本 属性
相关 性 随时间 的变化 而变化
动态 性
四、一般系统论在护理实践中的应用
（一）作为护理理论或模式发展的框架
护理学导论
HU LI XUE DAO LUN
武汉市第一医院 辛玲芳
护理学导论
HU LI XUE DAO LUN
第四节 一般系统论
什么是理论? 什么是护理理论? 作用?
理论: 是对特定领域内某种现 象系统而整体的描述。
作用： 分析解释现象
指导实践
护理理论 是在护理实践中产生并经过护 理实践的检验和证明的理性认识体 系，是对护理现象和活动的本质和 规律性的正确反映。
护理理论20世纪50年代兴起（国外） 增加护理专业的专业性
科学指导护理实践、护理教育、护 理研究、护理管理等 Nightingale Orem
我国至今没 有原创的护理 理论！遗憾！
Roy
Neuman
护理理论（较成熟）
南丁格尔------环境理论 奥瑞姆 罗
伊 纽 曼 金 的 雷林格 佩普劳
关系
自然系统， 如生态系统 人造系统， 如计算机软 件系统
开放环境
闭合环境
复合系统， 如医疗系统
二、系统的分类
人类对系统是否 施加影响 系统与环境的 关系 组成系统的内容 和要素的性质
自然系统， 如生态系统 人造系统， 如计算机软 件系统 复合系统， 如医疗系统
开放环境
实体系统， 如人体系统
闭合环境
一、相关基本概念
系统要由一些要素（子系统）所组成， 这些要素间相互联系、相互作用
系统是由若干相互联系、相互
作用的要素所组成的具有一定功能 的有机整体
每个要素有自己独特的功能和结构， 系统的功能则具有各要素不具备的整 体功能
一、相关基本概念
系统论是研究自然、社会和人类思维领域以及其他各种系统、
系统原理、系统联系和系统发展的一般规律的学科。它揭示了 事物整体及其组成部分间的关系，及它们在整体中的相互作用。
概念系统， 如理论系统
二、系统的分类
人类对系统是否 施加影响 系统与环境的 关系 组成系统的内容 和要素的性质 系统的运动状态
自然系统， 如生态系统 人造系统， 如计算机软 件系统 复合系统， 如医疗系统
开放环境
实体系统， 如人体系统
动态系统， 如生物系统
闭合环境
概念系统， 如理论系统
静态系统， 如建筑群
输入信息 评估、诊断、计划、实施 输出新信息 反 馈
收集资料 结束
未达目标 达目标
评 价
（四）促进了整体护理思想的产生和发展
课堂练习题
下列哪一项不属于系统的基本属性
A.整体性 B.相关性 C.理论性 D.动态性
E.层次性
一 二• 相关基本概念• 系统的分类• 系统的基本属性 • 一般系统论在护理实践中的应用
三
四
一、相关基本概念
“系统”一词由来已久，在古希腊，是由部分组成整体的意思。 米利都学派的泰勒斯就已经把宇宙看成一个自我循环的自然总体。 毕达哥拉斯则认为人是一个整体，而且与宇宙整体同构，认为人是 小宇宙，是大宇宙的缩影。
一般系统论是指一个系统是由许多相互关联又相互作用的部
分所组成的不可分割的整体，较复杂的系统可进一步划分成更 小、更简单的次系统，许多系统可组织成更复杂的超系统。
二、系统的分类
人类对系统是否 施加影响
自然系统， 如生态系统 人造系统， 如计算机软 件系统 复合系统， 如医疗系统
二、系统的分类
人类对系统是否 施加影响 系统与环境的