复杂系统及其方法论述.ppt

主要内容 现代科学技术的发展 系统与系统科学 综合集成思想与综合集成方法 综合集成理论与综合集成技术 综合集成工程 现代科学技术的发展 呈现出高度分化与高度综合两种趋势 这两者是相辅相成，相互促进的. 复杂性研究的兴起 复杂性科学处于高度综合这个趋势中，在这个方向上还有系统科学、管理科学、软科学、非线性科学等. 现代科学技术的发展 方法论的发展 还原论方法、整体论方法、系统论方法 从人脑思维到人机结合思维 人类更加聪明了，有能力去认识更加复杂的事物. 创新方式的转变，由个体为主向以群体为主的转变，创新体系的出现。 主要内容 现代科学技术的发展 系统与系统科学 综合集成思想与综合集成方法 综合集成理论与综合集成技术 综合集成工程 系统与系统科学 系统科学和已有的其它科学不同，它是从事物的整体与部分，全局与局部以及层次关系的角度来研究客观世界的。客观世界包括自然、社会和人自身。能反映事物这个特征最基本的重要概念就是系统，所以系统也就成为系统科学研究和应用的主要对象。这与自然科学、社会科学、人文科学等不同，系统科学能把这些科学领域研究的问题联系起来作为系统进行综合性整体研究。这就是为什么系统科学具有交叉性、综合性、整体性和横断性的原因，也正是这些特点使系统科学处在现代科学技术发展的综合性整体化的方向上。 系统与系统科学 所谓系统是指由一些互相关联、互相作用、互相影响的组成部分所构成的具有某些功能的整体，这是国内外学术界普遍公认的科学概念。这样定义的系统在自然界、人类社会包括人自身是普遍存在的。根据系统结构的复杂性，可将系统分为简单系统、简单巨系统、复杂系统和复杂巨系统以及特殊复杂巨系统——社会系统。 系统与系统科学 系统的一个重要特点，就是系统在整体上具有其组成部分所没有的性质，这就是系统的整体性。系统整体性的外在表现就是系统功能。系统的这个性质意味着，对系统组成部分都认识了，并不等于认识了系统整体，系统整体性不是它组成部分性质的简单“拼盘”。 系统与系统科学 系统科学研究表明，系统内部结构和系统外部环境以及它们之间的关联关系，决定了系统整体性和功能。从理论上来看，研究系统结构与环境如何决定系统整体性和功能，揭示系统存在、演化、协同、控制，管理与发展的一般规律，就成为系统学，特别是复杂巨系统学的基本任务。国外关于复杂性的研究，正如钱学森指出的是开放复杂巨系统的动力学问题，实际上也是属于这方面的探索。 系统与系统科学 另一方面，从应用角度来看，根据上述性质，为了使系统具有我们期望的功能，特别是最好的功能，我们可以通过改变和调整系统结构或系统环境以及它们之间关联关系来实现。但系统环境并不是我们想改变就能改变的，只能主动去适应。而系统结构却是我们能够改变、调整和设计的。这样，我们便可以通过改变、调整系统组成部分或组成部分之间、层次结构之间以及与系统环境之间的关联关系，使它们相互协调与协同，从而在整体上涌现出我们满意的和最好的功能，这就是系统控制、系统干预（Intervention）、系统组织管理的基本内涵，也是控制工程、系统工程等所要实现的主要目标。 系统与系统科学 对于系统科学来说，一个是要认识系统，另一个是在认识系统基础上，去改造、设计和运用系统，这就要有科学方法论的指导和科学方法的运用。 主要内容 现代科学技术的发展 系统与系统科学 综合集成思想与综合集成方法 综合集成理论与综合集成技术 综合集成工程 综合集成思想与综合集成方法 对于简单系统和简单巨系统都已有了相应的方法，也有了相应的理论与技术并在继续发展之中。但对复杂系统和复杂巨系统（包括社会系统）却不是已有科学方法所能处理的，需要有新的方法论和方法，这是一个科学新领域。 综合集成思想与综合集成方法 从近代科学到现代科学的发展过程中，自然科学采用了从定性到定量的研究方法，所以自然科学被称为“精密科学”。而社会科学、人文科学由于研究对象的复杂性，通常采用的是从定性到定性的思辨、描述方法，所以这些学问被称为“描述科学”。当然，这种趋势随着科学技术的发展也在变化，有些学科逐渐向精密化方向发展，如经济学、社会学等。 综合集成思想与综合集成方法 从方法论角度来看，在这个发展过程中，还原论方法发挥了重要作用，特别在自然科学领域中取得了很大成功。还原论方法是把所研究的对象分解成部分，以为部分研究清楚了，整体也就清楚了。如果部分还研究不清楚，再继续分解下去进行研究，直到弄清楚为止。按照这个方法论，物理学对物质结构的研究已经到了夸克层次，生物学对生命的研究也到了基因层次。毫无疑问这是现代科学技术取得的巨大成就。但现实的情况却使我们看到，认识了基本粒子还不能解释大物质构造，知道了基因也回答不了生命是什么。这些事实使科学家认识