系统学基本原理

发布网友 发布时间：2022-03-26 02:37

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热心网友 时间：2022-03-26 04:06

系统就是若干相互联系、相互作用、相互依赖的要素结合而成的，具有一定的结构和功能，并处在一定环境下的有机整体。系统的整体具有不同于组成要素的新的性质和功能。具体来讲，系统的各要素之间、要素与整体之间，以及整体与环境之间，存在着一定的有机联系，从而在系统的内部和外部形成一定的结构。可以讲，要素、联系、结构、功能和环境是构成系统的基本条件。

要素是指构成系统的基本成分。要素和系统的关系，是部分与整体的关系，具有相对性。一个要素只有相对于由它和其他要素构成的系统而言，才是要素；而相对于构成它的组成部分而言，则是一个系统。

联系是指系统要素与要素、要素与系统、系统与环境之间的相互作用关系。一方面它表明系统内的要素处于不断的运动之中。系统中任何一个要素的变化都会影响其它要素的变化，进而影响系统的发展。同时，要素的发展也要受到系统的制约，这是因为系统的发展是要素或部分存在和发展的前提。另一方面，作为一个整体的系统与它周围的环境进行物质、能量和信息的交换，形成了从系统的输入端到系统输出端的物质流、能量流和信息流。总之，事物是在联系中运动，运动发展着联系。

结构是指系统内部各要素的排列组合方式。每一个系统都有自己特定的结构，它以自己的存在方式，规定了各个要素在系统中的地位与作用。结构是实现整体大于部分之和的关键，结构的变化制约着整体的发展变化，构成整体的要素间发生数量比例关系的变化，也会导致整体性能的改变。总之，系统的整体功能是由结构来实现的。

功能是指系统与外部环境在相互联系和作用的过程中所产生的效能。它体现了系统与外部环境之间的物质、能量和信息的交换关系。系统的功能取决于过程的秩序，如同要素的胡乱堆积不能形成一定的结构一样，过程的混乱无序也无法形成一定功能。从本质上说，功能是由运动表现出来的。离开系统和要素之间及其外部环境之间的物质、能量和信息的交换过程便无从考察系统的功能。

环境是指系统与边界之外进行物质、能量和信息交换的客观事物或其总和。系统边界将起到对系统的投入与产出进行过滤的作用，在边界之外是系统的外部环境，它是系统存在、变化和发展的必要条件。虽然由于系统的作用，会给外部环境带来某些变化，但更为重要的是，系统外部环境的性质和内容发生变化，往往会引起系统的性质和功能发生变化。因此，任何一个具体的系统都必须具有适应外部环境变化的功能，否则，将难以获取生存与发展。

热心网友 时间：2022-03-26 05:24

系统学是由我国学者钱学森所倡导。系统学以系统论为前导和基础，但并不同于系统论。与系统论相比较，系统学的内容，一方面表现为它是更高层次上的理论科学，因此它是对运筹学、信息论、控制论等技术科学的提炼。另一方面表现为它的综合性，它不仅建立在贝塔朗菲的一般系统论的基础之上，而且也广泛地吸收了如耗散结构理论、协同学、突变论、超循环理论等新兴的系统理论的基本思想。因而，系统学思想即在自然科学和社会科学领域均得到广泛的应用，并成为科学体系中极为重要的学科。但作为一门完整的学科，系统学正处在形成和更加系统化的过程之中。系统论是研究系统结构与功能(包括演化、协同和控制)一般规律的科学。加拿大籍奥地利理论生物学家贝塔朗菲是最早探索系统一般规律的科学家。在《一般系统论》一书中，他指出系统在不同领域中表现出结构上的相似性或同构性，并将系统普遍性质总结为系统整体性、关联性、动态性、有序性和预决性。贝塔朗菲试图建立各种系统共同规律的科学，但他的理论仅限于定性描述，思辨性内容居多，而属于科学技术范畴的结论甚少。

　　从50年代起，系统工程的大量实践，运筹学、控制论、信息论的迅速发展，都为系统学的建立提供了丰富材料。另一方面，其他科学技术特别是物理学、化学、理论生物学、数学等都有了新的发展和突破，如普里戈金的耗散结构理论，哈肯的协同学，艾根的超循环理论，托姆的突变论，斯梅尔和廖山涛的动力系统理论，都在不同程度上揭示了系统的深刻的性质和规律，使得人们对系统有了更加深入的认识。

　　例如，系统的发展在时间上具有不可逆性，系统的过去和将来之间存在着对称破缺；系统具有自组织性，在涨落作用下，能自发形成稳定的有序结构，有序是系统自组织和子系统协同的结果；系统包含有复杂的反馈机制，反馈是有序之本；系统在一定条件之下，可以从有序变成混沌，也可以从混沌变成有序，还可以从一种有序变为另一种有序而导致状态突变；混沌是系统对初始条件和边界条件异常敏感产生的貌似无序的运动。

　　混沌现象表明，确定性系统可以产生随机行为。卡姆定理说明，在封闭系统中，三维以上非线性系统出现混沌是普遍的。

　　对开放系统，动力系统理论也证明了类似的事实。混沌是一种吸引子，不过不是平衡点、极限环这类具有整数维的正常吸引子，而是分数维的奇异吸引子，具有复杂的几何结构。系统普遍存在着李雅普诺夫稳定性和结构稳定性；非线性系统中分岔现象是普遍发生的，分岔是产生新状态和多样性之源等。

　　钱学森从系统观点对这些分布在不同学科中的科学成就进行概括和统一，揭示了系统普遍规律和深刻性质，奠定了系统学的理论基础。

热心网友 时间：2022-03-26 06:59

以系统为研究对象的基础理论和应用开发的学科组成的学科群。它着重考察各类系统的关系和属性，揭示其活动规律，探讨有关系统的各种理论和方法。系统科学的理论和方法正在从自然科学和工程技术向社会科学广泛转移。人们将系统科学与哲学相互作用，探讨系统科学的哲学问题，形成了系统哲学。物质循环再生原理:生态系统中, 生物借助能量的不停流动, 一方面不断地从自然界摄取物质并合成新的物质, 另一方面又随时分解为原来的简单物质, 即所谓“再生”, 重新被系统中的生产者植物所吸收利用, 进行着不停顿的物质循环。
系统学和生态学是两个重要的工程学原理，物质循环再生原理是最重要的生态学工程学原理之一。系统定义：为实现规定功能以达到某一目标而构成的相互关联的一个集合体或装置(部件)。
系统泛指由一群有关连的个体组成，根据预先编排好的规则工作，能完成个别元件不能单独完成的工作的群体。系统分为自然系统与人为系统两大类。
系统基本特征：
1、群体性特征：系统是由系统内的个体集合构成的。
2、个体性特征：系统内的个体是构成系统的元素，没有个体就没有系统。 3、关联性特征：系统内的个体是相互关联的。
4、结构性特征：系统内相互关联的个体是按一定的结构框架存在的。
5、层次性特征：系统与系统内的个体之关联信息的传递路径是分层次的。 6、模块性特征：系统母体内部是可以分成若干子块的。
7、独立性特征：系统作为一个整体是相对独立的。