信息论,系统论,控制论0001
系统论控制论和信息论简介

系统论、控制论和信息论简介系统论、控制论和信息论.1推荐系统论、控制论和信息论简介现代科学技术的发展在高度分化的基础上,有着高度综合的特点,一方面向深度发展,科学研究的对象越来越专一,科学分类越来越精细,新领域、新科学、新专业不断产生;另一方面,各科学之间又相互渗透、相互交叉和相互移植而使得科学技术日趋整体化和综合化。
系统论、控制论和信息论就是科学技术整体化,综合化的产物,这是二十世纪自然科学取得的重大成就之一,它是具有综合特性的横向科学,它沟通了自然科学和社会的联系,改变了科学发展的图景和人们的思维方式,并以其特有的新颖的思路,为科学研究提供了崭新的方法,扩大了人们研究问题的广度和深度,实现了人类认识史上由定性到定量认识物质之间各种关系的新飞跃,极大地提高了人类认识世界、改造世界的能力。
因为系统论、控制论、信息论在科学体系结构中的横向科学的特殊地位,就决定了它在丰富和发展辩证唯物主义哲学方面、在促进科学技术的发展方面、在解决一切复杂的科学、技术、经济和社会问题等方面,有着其他科学不可替代的重要作用。
系统论、控制论和信息论是三门科学,是现代科学前沿的新兴“软”科学群,它们各有不同的出发点和内容,但它们是在同一历史背景下,从不同侧面研究同一个问题而产生的,其手段也有很多共同之处。
与其他基础科学不同,研究的对象既不是客观世界中哪一种结构,也不是物质的某种运动形态,而是从横向综合的角度,研究物质运动的规律,从而揭示世界各种互不相同的事物在某些方面的内在联系和本质特性,三者各成体系,但都应用系统、控制、信息的基本概念、基本思想,互相交叉、互相借鉴,协同发展。
系统论是把要研究和处理的对象看成由一些相互联系、相互作用的若干因素组成的系统,研究系统就是寻求利用信息实现最优系统的途径。
显然任何系统都离不开信息,因此研究系统就必须研究反映系统与环境、系统与子系统之间的联系的不可缺少的要素信息。
一个系统信息量的大小,反映系统的组织化、复杂化度的高低。
系统论,控制论,信息论

一般系统论亚里斯多德早就说过“整体大于部分之和”。
因此对系统的研究可以说从古代就已经开始了。
作为现代系统论的基本思想最初产生于本世纪20年代初由奥地利生物学家贝朗塔菲提出的,只不过它一开始被作为"机体生物学",这是生物学中的有机论概念,强调生命现象是不能用机械论观点来揭示其规律的,而只能把它看作一个整体或系统来加以考察。
1968年,贝朗塔菲发表了一般系统论的代表著作《一般系统理论――基础发展与应用》。
现在系统思想形成了一股重要的思潮,日益发挥重大而深远的影响。
一、系统1、系统的含义及其分类系统论的内涵和外延理论界现在说法不一。
人们现在把系统论作为介于哲学和具体科学之间的横断科学来对待。
它被用作比具体学科更一般化的科学理论加以研究,但又不同于哲学。
现代系统论具有可否证性、抽象性、数理性特点。
贝塔朗菲把一般系统概念定义为"系统是处于一定相互关系中的与环境发生关系的各组成成分的总体"。
或:系统——由两个或两个以上的要素组成的具有整体功能和综合行为的统一集合体钱学森把极其复杂的研究对象称为系统。
系统的属性:⑴系统的整体性:即非加和性。
系统不是各部分的简单组合,而有统一性,各组成部分或各层次的充分协调和连接,提高系统的有序性和整体的运行效果。
例如:①钢筋混凝土结构的强度就大于钢筋、水泥、沙石的强度之和。
②拿破仑说数量小时较多数法国人不敌少数马克留木人,数量大时较少法国人可以战胜较多数马克留木人③没有凡高弟弟凡高就出不了成果;没有赫歇尔妹妹则赫歇尔不能成为伟大的天文学家;没有阿贝尔的老师就没有阿贝尔;没有孟母就没有孟子;没有伽罗华之母就没有伽罗华④人们常说"三个臭皮匠等于一个诸葛亮"⑤反面例子如上网、吸毒、赌博等。
⑥"三个和尚没水吃",其原因是他们的能量消耗在内耗上。
⑵系统的相关性:系统中相互关联的部分或部件形成"部件集","集"中各部分的特性和行为相互制约和相互影响,这种相关性确定了系统的性质和形态。
企业信息管理学——教育技术的老三论和新三论

教育技术的老三论和新三论一、引言老三论系统论、控制论和信息论是本世纪四十年代先后创立并获得迅猛发展的三门系统理论的分支学科。
虽然它们仅有半个世纪,但在系统科学领域中已是资深望重的元老,合称“老三论”。
人们摘取了这三论的英文名字的第一个字母,把它们称之为SCI论。
耗散结构论、协同论、突变论是本世纪七十年代以来陆续确立并获得极快进展的三门系统理论的分支学科。
它们虽然时间不长,却已是系统科学领域中年少有为的成员,故合称“新三论”,也称为DSC论。
二、“老三论”、“新三论”理论概述1、老三论:系统论、控制论和信息论系统论的创始人是美籍奥地利生物学家贝塔朗菲。
系统论要求把事物当作一个整体或系统来研究,并用数学模型去描述和确定系统的结构和行为。
所谓系统,即由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的、具有特定功能的有机整体;而系统本身又是它所从属的一个更大系统的组成部分。
贝塔朗菲旗臶鲜明地提出了系统观点、动态观点和等级观点。
指出复杂事物功能远大于某组成因果链中各环节的简单总和,认为一切生命都处于积极运动状态,有机体作为一个系统能够保持动态稳定是系统向环境充分开放,获得物质、信息、能量交换的结果。
系统论强调整体与局部、局部与局部、系统本身与外部环境之间互为依存、相互影响和制约的关系,具有目的性、动态性、有序性三大基本特征。
控制论是著名美国数学家维纳(Wiener N)同他的合作者自觉地适应近代科学技术中不同门类相互渗透与相互融合的发展趋势而创始的。
它摆脱了牛顿经典力学和拉普拉斯机械决定论的束缚,使用新的统计理论研究系统运动状态、行为方式和变化趋势的各种可能性。
控制论是研究系统的状态、功能、行为方式及变动趋势,控制系统的稳定,揭示不同系统的共同的控制规律,使系统按预定目标运行的技术科学。
信息论是由美国数学家香农创立的,它是用概率论和数理统计方法,从量的方面来研究系统的信息如何获取、加工、处理、传输和控制的一门科学。
系统论信息论控制论

系统论信息论控制论系统论系统论是一种跨学科的研究方法,它涵盖了自然、社会和工程领域,旨在探索事物之间的相互作用和关系。
系统论认为,一个系统是由相互作用的组件组成的,并且这些组件共同实现了某种功能。
系统论研究的重点在于如何理解和控制这些组件之间的相互作用。
1.1 系统的定义一个系统可以被定义为一组相互作用的部分,这些部分共同实现了某种功能或目标。
例如,一个汽车可以被看作是一个系统,由发动机、轮胎、刹车等部分组成。
这些部分共同实现了汽车运行和转向等功能。
1.2 系统论的基本原则系统论有几个基本原则,其中最重要的是以下三个:- 每个系统都有其内在结构和功能;- 系统中各个部分之间存在着相互依赖和相互作用;- 任何改变都可能对整个系统产生影响。
1.3 系统论应用系统论具有广泛的应用领域,包括工业生产、环境保护、社会管理、交通运输等。
例如,在工业生产中,通过对整个生产过程的系统分析,可以找出瓶颈和优化点,从而提高生产效率和质量。
信息论信息论是一种数学理论,旨在研究信息的量、传输和处理。
它的主要贡献是提出了“信息熵”的概念,用于描述信息的不确定性和随机性。
信息论在通信、计算机科学、统计学等领域有广泛的应用。
2.1 信息熵信息熵是一个用来度量信息不确定性的概念。
它表示了一个随机变量中包含多少信息。
例如,在一组硬币投掷数据中,如果硬币是公平的,则每个硬币正反面各出现一半。
这种情况下,硬币投掷数据中包含最多的不确定性和随机性,因此其信息熵最高。
2.2 信道编码信道编码是指将原始数据转换为具有纠错能力的编码方式,并在传输过程中进行解码还原原始数据。
其中最常用的编码方式是海明码、卷积码等。
2.3 压缩编码压缩编码是指将原始数据压缩成较小体积并尽可能保留原始数据内容的一种方法。
其中最常用的压缩编码方式是哈夫曼编码、算术编码等。
控制论控制论是一种研究系统稳定性和可控性的数学理论。
它的主要贡献是提出了反馈控制的概念,用于调节系统状态和行为。
系统论、控制论和信息论

功能和目的性
大多数系统的活动或行为可以完成一定的 功能,但不一定所有系统都有目的,例如太阳 系或某些生物系统。一个水桶具有储水的功能, 但它没有思维,本身没有目的。动物的行为有 一定的目的性,但主要就是为了笕食存活。人 类具有思想,行为的目的性明显增强。可见较 为高级的系统才有目的性。人造系统或复合系 统都是根据系统的目的来设定其功能的。
复合系统——既包含人造系统又包含自然系统。系 统工程所研究的对象大多复合系统。
第十三页,共40页。
按系统与环境的关系分:
开放系统:物质、能量和信息都有交换。有活力有生 命的系统如:商业系统、生产系统或生态系统,都是 开放系统。只有开放系统才有可能在环境发生变化时, 开放系统通过系统中要素与环境的交互作用以及系统 本身的调节作用,使系统达到某一稳定状态。但并不 是说开放系统都是进化的。
封闭系统:没有物质的交换,但有能量和信息的交换。 如密闭罐中的物体。
孤立系统:则没有任何交换。理论和实践证明它是 退化系统。
第十四页,共40页。
按系统的规模分:小型系统、中型系统、大型 系统和巨型系统。
按学科领域分:自然系统、社会系统和思维 系统。
按状态划分:有静态系统和动态系统。还有 平衡系统、非平衡系统、近平衡系统、远平 衡系统等等。
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控 制 论 应 用 |
导 弹 技 术
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三、信息论
1948年申农发表的《通讯的 数学理论》一文,成为信息论 诞生的标志。申农为解决通讯 技术中的信息编码问题,把发 射信息和接收信息作为一个整 体的通讯过程来研究,提出发 通讯系统的一般模型;同时建 立了信息量的统计公式,奠定 了信息论的理论基础。
系统论 信息论 控制论 信息技术

系统论、信息论、控制论和信息技术是当代科学技术中的重要理论和方法。
它们在工程技术、管理科学、计算机科学等多个领域都有着重要的应用和意义。
本文将从系统论、信息论、控制论和信息技术这四个主题展开讨论,深入探究它们的核心概念、发展历程及其应用情况。
一、系统论1. 系统论的概念系统论是研究“系统”概念的一门综合性科学。
系统是由一组相互作用和相互通联的部件组成的整体,它具有统一的特性和功能。
系统论研究系统的结构、性质、规律和行为规律,并提出了系统整体性、结构性和动态性的基本原理。
系统论的出现和发展,有效地促进了人类对于复杂系统的认识和处理。
2. 系统论的发展历程系统论的概念最早可以追溯到古希腊的柏拉图,他提出了“整体”的概念并强调了整体与部分的统一。
在20世纪初,系统论逐渐形成了独立的学科体系,克劳德·香农、诺伯特·韦纳等学者在这一领域进行了深入研究。
1948年,《论数学与通信》一文标志着信息论的诞生。
20世纪50年代,美国的诺伯特·韦纳、罗斯·阿什比等提出了控制论。
20世纪60年代,信息技术开始逐渐应用于工业自动化领域,成为研究的热点。
3. 系统论的应用系统论广泛应用于工程技术、管理科学、计算机科学等领域。
在工程技术中,系统论被应用于系统建模、系统仿真、系统优化等方面,为复杂工程系统的设计与运行提供了理论支持。
在管理科学领域,系统论被应用于组织管理、生产管理、信息管理等方面,帮助管理者更好地理解和处理复杂管理系统。
在计算机科学中,系统论被应用于分布式系统、网络系统、智能系统等方面,促进了计算机科学的不断发展。
二、信息论1. 信息论的概念信息论是研究信息传输、存储和处理等问题的一门科学。
信息论的核心概念是“信息”,它是一种用于传达知识和理解的信号,具有一定的内在特性。
信息论研究信息的度量、编码、压缩、传输、保护等问题,为信息处理和通信系统提供了理论基础。
2. 信息论的发展历程信息论的概念最早由美国数学家克劳德·香农提出。
传播学三论
信息科学技术
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 光通讯技术: 通信与信息系统: 物理电子与纳米技术: 无线通信技术: 量子电子学与激光技术: 计算机软件: 计算机体系结构: 计算机网络与信息系统: 数字多媒体技术: 机器感知与机器智能: 智能信息处理技术: 信号与信息处理: 微电子机械系统: 微电子学与集成电路技术:
系统论的原则
3、目的性原则:
1)确定或把握系统目标并采取相应的手段去实现。 2)这是控制论的研究内容。
系统论的原则
4、最优化原则:
为最好的实现目标而通过改变要素和结构使系统功 能最佳。
系统论出现的意义
系统论的出现,使人类的思维方式发生了深刻地 变化。
系统论系统分析方法具有整体性、全面性、结构 层次性、相关性、动态平衡性和综合与分析统一 的特点,是控制论、信息论的理论基础。
系统的属性
3、系统的功能性和目标性
大多数系统的活动或行为可以完成一定的功能,但不一 定所有系统都有目的。
系统的属性
4、系统的层次性和相对性(有序性)
系统的结构、功能和层次的动态演变有某种方向性,因 而使系统具有有序性的特点。
系统的属性
5、系统的复杂性和随机性
系统的属性
6、系统的适应性
控制论就是研究如何利用控制器,通过信息的变 换和反馈作用,使系统能自动按照人们预定的程 序运行,最终达到最优目标的学问。
教学反馈系统
控制论的方法
信息方法 反馈方法 功能模拟 黑箱方法
控制论的方法
信息方法——从信息方面来研究系统的功 能,认为系统借助信息的获取、传递、加 工和处理以实现它的运动。
系统论、控制论、信息论,双创生态圈构建的理论基础
系统论、控制论、信息论,双创生态圈构建的理论基础双创生态圈构建的另一个理论方法论基础,是系统论、控制论和信息论的理论方法。
据360百科阐释:系统论是研究系统的一般模式,结构和规律的学问,它研究各种系统的共同特征,用数学方法定量地描述其功能,寻求并确立适用于一切系统的原理、原则和数学模型,是具有逻辑和数学性质的一门科学。
图2—192系统论对管理科学理论方法的改变(360百科)系统论的核心思想是系统的整体观念。
贝塔朗菲强调,任何系统都是一个有机的整体,它不是各个部分的机械组合或简单相加,系统的整体功能是各要素在孤立状态下所没有的性质。
他用亚里斯多德的“整体大于部分之和”的名言来说明系统的整体性,反对那种认为要素性能好,整体性能一定好,以局部说明整体的机械论的观点。
同时认为,系统中各要素不是孤立地存在着,每个要素在系统中都处于一定的位置上,起着特定的作用。
要素之间相互关联,构成了一个不可分割的整体。
要素是整体中的要素,如果将要素从系统整体中割离出来,它将失去要素的作用。
正像人手在人体中它是劳动的器官,一旦将手从人体中砍下来,那时它将不再是劳动的器官了一样。
系统论的基本思想方法,就是把所研究和处理的对象,当作一个系统,分析系统的结构和功能,研究系统、要素、环境三者的相互关系和变动的规律性,并优化系统观点看问题,世界上任何事物都可以看成是一个系统,系统是普遍存在的。
大至渺茫的宇宙,小至微观的原子,一粒种子、一群蜜蜂、一台机器、一个工厂、一个学会团体、……都是系统,整个世界就是系统的集合。
控制论是是研究动物(包括人类)和机器内部的控制与通信的一般规律的学科,着重于研究过程中的数学关系。
综合研究各类系统的控制、信息交换、反馈调节的科学,是跨及人类工程学、控制工程学、通讯工程学、计算机工程学、一般生理学、神经生理学、心理学、数学、逻辑学、社会学等众多学科的交叉学科。
图2—193美国学者维纳的《控制论》中译本(360百科)自从1948 年诺伯特·维纳发表了著名的《控制论——关于在动物和机器中控制和通讯的科学》一书以来,控制论的思想和方法已经渗透到了几乎所有的自然科学和社会科学领域。
系统论、控制论和信息论
系统论、控制论和信息论信息社会被广泛认为是继农业社会、工业社会之后的第三次伟大的科技革命与社会变革,系统论、控制论和信息论成为信息社会最为基础的理论体系。
20世纪40年代,由于自然科学、工程技术、社会科学和思维科学的相互渗透与交融汇流,产生了具有高度抽象性和广泛综合性的系统论、控制论和信息论。
1、系统论General System Theory系统论是研究系统的模式、性能、行为和规律的一门科学。
它为人们认识各种系统的组成、结构、性能、行为和发展规律提供了一般方法论的指导。
系统论的创始人是美籍奥地利理论生物学家和哲学家路德维格·贝塔朗菲。
系统是由若干相互联系的基本要素构成的,它是具有确定的特性和功能的有机整体。
如太阳系是由太阳及其围绕它运转的行星(金星、地球、火星、木星等等)和卫星构成的。
同时太阳系这个"整体"又是它所属的"更大整体"--银河系的一个组成部分。
世界上的具体系统是纷繁复杂的,必须按照一定的标准,将千差万别的系统分门别类,以便分析、研究和管理,如:教育系统、医疗卫生系统、宇航系统、通讯系统等等。
如果系统与外界或它所处的外部环境有物质、能量和信息的交流,那么这个系统就是一个开放系统,否则就是一个封闭系统。
开放系统具有很强的生命力,它可能促进经济实力的迅速增长,使落后地区尽早走上现代化。
2、控制论Control Theory人们研究和认识系统的目的之一,就在于有效地控制和管理系统。
控制论则为人们对系统的管理和控制提供了一般方法论的指导,它是数学、自动控制、电子技术、数理逻辑、生物科学等学科和技术相互渗透而形成的综合性科学。
控制论的思想渊源可以追溯到遥远的古代。
但是,控制论作为一个相对独立的科学学科的形成却起始于本世纪20~30年代,而1948年美国数学家维纳出版了《控制论》一书,标志着控制论的正式诞生。
几十年来,控制论在纵深方向得到了很大发展,已应用到人类社会各个领域,如经济控制论、社会控制论和人口控制论等。
关于系统论,控制论和信息论的哲学思考
关于系统论,控制论和信息论的哲学思考系统论、控制论和信息论是现代科学中的重要理论框架,其中系统论强调整体性和相互作用,控制论强调反馈和稳定性,信息论强调信息的度量和传输。
这些理论不仅被广泛应用于自然科学和工程技术领域,也被运用于社会科学、人文学科以及哲学研究中。
从哲学的角度来看,这三个理论涉及到了许多哲学问题,例如:整体与部分的关系、因果性与随机性的关系、目的性与自发性的关系、信息与意义的关系等。
系统论强调整体性,表明整体和部分之间存在相互作用和相互依赖的关系,这引出了一个哲学问题:整体与部分的关系是如何相互作用的?在这个问题上,有些哲学家认为整体是超越部分的,因此整体对部分的作用是直接而非间接的,而有些哲学家则认为整体是由部分构成的,因此整体对部分的作用是间接而非直接的。
控制论强调反馈和稳定性,表明系统在受到外界干扰时会出现反馈,以维持系统的稳定性,这引出了一个哲学问题:因果性与随机性的关系是如何相互作用的?在这个问题上,有些哲学家认为因果关系是绝对的,因此系统的稳定性是由因果关系所决定的,而有些哲学家则认为随机性是客观存在的,因此系统的稳定性是由因果关系和随机性共同作用的。
信息论强调信息的度量和传输,表明信息的传输是由信息的度量所决定的,这引出了一个哲学问题:信息与意义的关系是如何相互作用的?在这个问题上,有些哲学家认为信息是意义的原材料,因此意
义是由信息所决定的,而有些哲学家则认为信息是意义的表现形式,因此意义是由信息所表达的内容所决定的。
综上所述,系统论、控制论和信息论的哲学思考不仅涉及到自然科学和工程技术领域,也涉及到社会科学、人文学科以及哲学研究中的许多哲学问题,这些问题可以通过对这些理论的深入思考而得到更为深刻的理解。
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信息论,系统论,控制论系统论、信息论、控制论等横断科学介绍1、系统分析系统分析是管理信息系统的一个主要和关键阶段,负责这个阶段的关键人物是系统分析员,完成这个阶段任务的关键问题是开发人员与用户之间的沟通。
系统分析从系统需求入手,从用户观点出发建立系统用户模型。
用户模型从概念上全方位表达系统需求及系统与用户的相互关系。
系统分析在用户模型的基础上,建立适应性强的独立于系统实现环境的逻辑结构。
分析阶段独立于系统实现环境,可以保证建立起来的系统结构具有相对的稳定性,便于系统维护、移植或扩充。
在系统分析阶段,系统的逻辑结构应从以下三方面全面反映系统的功能与性能:完整描述系统中所处理的全部信息;完全描述系统状态变化所需处理或功能;3)表示。
详细描述系统的对外接口与界面。
2.系统工程用定量和定性相结合的系统思想和方法处理大型复杂系统的问题,无论是系统的设计或组织建立,还是系统的经营管理,都可以统一的看成是一类工程实践,统称为系统工程。
第二次世界大战以后。
为适应社会化大生产和复杂的科学技术体系的需要.逐步把自然科学与社会科学中的某些理论和策略、方法联系起来.应用现代数学和电子计算机等工具.解决复杂系统的组织、管理相控制问题,以达到最优设计、最优控制和最优管理的目标。
系统工程是一门高度综合性的管理工程技术,涉及自然科学棚社会科学的多门学科。
构成系统工程的基本要素是:人、物、财、目标、机器设备、信息等六大因素。
各个因京之间是互相联系、互相制约的关系。
系统工程大体上可分为系统开发、系统制造和系统运用三个阶段,每个阶段又可划分为若干小阶段或步骤。
系统工程的基本方法是:系统分析、系统设计相系统的综合评价。
具体地说,就是用数学模型和逻辑模型来描述系统,通过模拟反映系统的运行、求得系统的最优组合方案和最优的运行方案。
70 年代以来,系统工程已广泛地应用于交通运输、通讯、企业生产经营等部门,在体育领域亦有应用价值和广阔的前景。
它的基本特点是:把研究对象作为整体看待,要求对任一对象的研究都必须从它的组成、结构、功能、相互联系方式、历史的发展和外部环境等方面进行综合的考察.做到分析与综合的统一。
最常用的系统工程方法,是系统工程创始人之霍尔创立的,称为三维结构图:①时间维。
对一个具体工程,从规划起一直到更新为止.全部程序可分为规划、拟定方案、研制、生产、安装、运转和更新七个阶段。
②逻辑维。
对一个大型项目可分为明确目的、指标设计、系统方案组合、系统分析、最优化、作出决定和制定方案七个步骤。
③知识维。
系统工程需使用各种专业知识,霍尔把这些知识分成工程、医药、建筑、商业、法津、管理、社会科学和艺术等,把这些专业知识称为知识维。
3.系统科学系统科学是以系统思想为中心的一类新型的科学群。
它包括系统论、信息论、控制论、耗散结构论、协同论以及运筹学、系统工程、信息传播技术、控制管理技术等等许多学科在内,是20 世纪中叶以来发展最快的一大类综合性科学。
什么是“老三论”、“新三论” 系统论、控制论和信息论是本世纪四十年代先后创立并获得迅猛发展的三门系统理论的分支学科。
虽然它们仅有半个世纪,但在系统科学领域中已是资深望重的元老,合称“老三论”。
人们摘取了这三论的英文名字的第一个字母,把它们称之为SCI 论。
耗散结构论、协同论、突变论是本世纪七十年代以来陆续确立并获得极快进展的三门系统理论的分支学科。
它们虽然时间不长,却已是系统科学领域中年少有为的成员,故合称“新三论”,也称为DSC 论。
老三论”、“新三论”理论概述1、系统论、控制论和信息论系统论的创始人是美籍奥地利生物学家贝塔朗菲。
系统论要求把事物当作一个整体或系统来研究,并用数学模型去描述和确定系统的结构和行为。
所谓系统,即由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的、具有特定功能的有机整体而系统本身又是它所从属的一个更大系统的组成部分。
贝塔朗菲旗帜鲜明地提出了系统观点、动态观点和等级观点。
指出复杂事物功能远大于某组成因果链中各环节的简单总和,认为一切生命都处于积极运动状态,有机体作为一个系统能够保持动态稳定是系统向环境充分开放,获得物质、信息、能量交换的结果。
系统论强调整体与局部、局部与局部、系统本身与外部环境之间互为依存、相互影响和制约的关系,具有目的性、动态性、有序性三大基本特征。
控制论是著名美国数学家维纳( Wiener N )同他的合作者自觉地适应近代科学技术中不同门类相互渗透与相互融合的发展趋势而创始的。
它摆脱了牛顿经典力学和拉普拉斯机械决定论的束缚,使用新的统计理论研究系统运动状态、行为方式和变化趋势的各种可能性。
控制论是研究系统的状态、功能、行为方式及变动趋势,控制系统的稳定,揭示不同系统的共同的控制规律,使系统按预定目标运行的技术科学。
信息论是由美国数学家香农创立的,它是用概率论和数理统计方法,从量的方面来研究系统的信息如何获取、加工、处理、传输和控制的一门科学。
信息就是指消息中所包含的新内容与新知识,是用来减少和消除人们对于事物认识的不确定性。
信息是一切系统保持一定结构、实现其功能的基础。
狭义信息论是研究在通讯系统中普遍存在着的信息传递的共同规律、以及如何提高各信息传输系统的有效性和可靠性的一门通讯理论。
广义信息论被理解为使运用狭义信息论的观点来研究一切问题的理论。
信息论认为,系统正是通过获取、传递、加工与处理信息而实现其有目的的运动的。
信息论能够揭示人类认识活动产生飞跃的实质,有助于探索与研究人们的思维规律和推动与进化人们的思维活动。
2、耗散结构论、协同论和突变论耗散结构理论是比利时物理学家普利高津于1969 年提出来的。
般说来,开放系统有三种可能的存在方式:(l) 热力学平衡态;(2) 近平衡态;(3) 远离平衡态。
耗散结构论者认为,系统只有在远离平衡的条件下。
才有可能向着有秩序、有组织、多功能的方向进化,这就是普利高津提出的“非平衡是有序之源”的著名论断。
在长期的研究工作中普利高津发现,当一个远离平衡态的开放系统,由于许多复杂因素的影响而出现非对称的涨落现象,当达到非线性区时,在不断与外界进行物质和能量交换的条件下,系统将可能发生突变,由原来的无序混沌状态自发地转变为一种在时空或功能上的有序结构。
事物的这种在非平衡状态下新的稳定有序结构就称为耗散结构。
而耗散结构论则是探索耗散结构微观机制的关于非平衡系统行为的理论。
系统论所要寻求的也就是这种具有有序性的稳定结构,从这个意义上说,耗散结构论与系统有异曲同工之妙。
协同论是20 世纪70 年代联邦德国著名理论物理学家赫尔曼•哈肯在1973年创立的。
他科学地认为自然界是由许多系统组织起来的统一体,这许多系统就称为小系统,这个统体就是大系统。
在某个大系统中的许多小系统既相互作用,又相互制约,它们的平衡结构,而且由旧的结构转变为新的结构,则有一定的规律,研究本规律的科学就是协同论。
协同学理论是处理复杂系统的一种策略。
协同学的目的是建立种用统一的观点去处理复杂系统的概念和方法。
协同论的重要贡献在于通过大量的类比和严谨的分析,论证了各种自然系统和社会系统从无序到有序的演化,都是组成系统的各元素之间相互影响又协调一致的结果。
它的重要价值在于既为一个学科的成果推广到另一个学科提供了理论依据,也为人们从已知领域进入未知领域提供了有效手段。
突变理论是比利时科学家托姆在1972 年创立的。
其研究重点是在拓扑学、奇点理论和稳定性数学理论基础之上,通过描述系统在临界点的状态,来研究自然多种形态、结构和社会经济活动的非连续性突然变化现象,并通过耗散结构论、协同论与系统论联系起来,并对系统论的发展产生推动作用突变理论通过探讨客观世界中不同层次上各类系统普遍存在着的突变式质变过程,揭示出系统突变式质变的一般方式,说明了突变在系统自组织演化过程中的普遍意义;它突破了顿单质点的简单性思维,揭示出物质世界客观的复杂性。
突变理论中所蕴含着的科学哲学思想,主要包含以下几方面的内容:内部因素与外部相关因素的辩证统一;渐变与突变的辩证关系;确定性与随机性的内在联系;质量互变规律的深化发展。
通过下面的文章可以很清楚的看到新三论和老三论的特点。
自贝塔朗菲提出一般系统论之后,出现了形而上学领域广泛探讨系统哲学的局面。
现在比较流行的是由欧文•拉兹洛先生的系统哲学。
系统哲学的世界观为我们描绘了这样一个图景:从宇宙基本构件到可经验的有形自然实体,从有形自然实体到有机生物、人,再从人到大尺度的宇宙星体,一切存在都是相互联系的,但是万物的相互作用不是无序的一团乱麻,而是有组织、有条理的,它们都具有同一或者说不变的构型,这种构型叫做系统,在我们存在的光锥内,这些系统从最基本的能量波产生出来,在相互作用的过程中形成纽结、超纽结,在各种由相互作用构成的条件中,纽结逐步演化出一个我们现在所看到的一个透明的、具有高度有序性的系统世界。
在每个等级上,系统都是其下层组分的整体,同时又是上层系统的参加者。
在系统等级体系内,每一个等级结构都是协调其下层组分在整体意义上发挥由上层系统决定其配定位置的效能的分界面。
由系统为基本构型的存在具有不可还原性,任何一个系统如果拆成其组分后都不可能具有作为整体上存在的系统的特性和功能,这就是整体大于部分之和。
在量流向日趋复杂化的系统构型发展。
这就是说系统的世界具有单一的时间之矢。
系统一旦成形,它具有自我稳定特性,这种特性能够使它成为能在各种扰动环境中能够抵抗熵的宇宙的构件(构件的意义就是自稳定),任何一个系统解体都不会完全瓦解到宇宙史开端,同时任何一个系统解体而贡献出来的宇宙要素都能够在现在这个有序的世界中找到个合乎现有秩序的容身之地。
由系统构成的世界中,只有一个方向,那就是从最基本的能耗散结构理论、协同学都是研究系统演化的理论,都是试图找到一个能对系统结构的自发形成起支配作用的原理。
它们从二个不同的方面,互相补充地说明了系统的演化原理。
耗散结构理论是物理化学家普利高津创立的,它对远离平衡态的系统演化提出方案。
该理论认为,一个远离平衡态的开放系统,不断地与环境交换物质和能量,一旦系统的某个参量达到一定的阈值,通过涨落,系统就可以产生转变,由原来混沌无序的混乱状态转变为一种在时间、空间或功能上的有序状态。
他把这种在远离平衡情况下所形成的新的有序结构命名为“耗散结构”。
一个系统由混沌向有序转化形成耗散结构,至少需要4个条件:①必须是开放系统;②必须远离平衡态;③系统内部各个要素之间存在着非线性的相互作用;④涨落导致有序。
协同学是物理学家哈肯创立的,形成于70 年代初。
它对非远离平衡态系统实现的系统演化提出了方案。
哈肯在研究中发现有序结构的出现不一定要远离平衡,系统内部要素之间协同动作也能够导致系统演化(内因对于系统演化的价值和途径)。