第二章系統(tǒng)教學

1、第二章辨證唯物主義自然觀的發(fā)展：系統(tǒng)自然觀,系統(tǒng)科學代表科學發(fā)展的新方向，是20世紀最大也是最深刻的一場科學革命，它深刻動搖了幾百年來經(jīng)典科學的分析傳統(tǒng)，它正在改變科學本身，有可能取代迄今為止的全部線性科學,科學革命的世紀,20世紀科學永遠銘記的三件事：相對論、量子力學與混沌相對論劃定了牛頓力學有效的最大時空界限；量子力學劃定了牛頓力學有效的最小時空界限；系統(tǒng)論是牛頓力學不再適用復雜系統(tǒng)及其生成演化問題科學規(guī)范的轉換，科學的世界圖

2、景也在改變：“1900年世界是統(tǒng)計性的，1910年是相對論的，1930年是量子化的，而到1980年是非線性的。”,科學思潮的重大轉向,系統(tǒng)科學的興起是從近代科學的土壤中萌發(fā)、生長的西方經(jīng)典科學的探索由宏觀世界向微觀世界不斷探索宇觀世界：宏觀物體——太陽系——銀河系——河外星系——總星系——宇宙微觀世界：宏觀物體——元素——分子——基本粒子——夸克——？沖突機械傳統(tǒng)，超越還原論方法的思潮開始興起,一 量子力學,還原論在探究原子的核

3、心時，發(fā)現(xiàn)了自身的極限海森堡：在量子力學中，線性的理論和方法已經(jīng)無法解決“不可預測”的難題。“因為對大自然來說非線性如此基本，所以，本質上線性的量子理論甚至也可能最終不得不被一種非線性理論所取代”玻姆：提出“整體性”思想。指出:量子理論“不僅標志者科學內容方面的深遠變化，而且也標志著用來表述這些知識的基本概念有了更為根本的變化。這種概念中的變化主要表現(xiàn)在一下三個方面：（1）連續(xù)軌跡的概念被不可分的躍遷概念所代替。（2）完全決定論

4、的概念被統(tǒng)計因果性的概念所代替。（3）世界能被正確地分析為彼此分離的獨立部分，每個部分各有其確定的‘固有’結構（如波和粒子）的假定，為下述概念所代替：‘世界是一個不可分的整體，其各個分離部分的出現(xiàn)，僅僅是作為一種在經(jīng)典極限下才正確的抽象或近似?！?,二 基本粒子物理學,在基本粒子物理學，丘（chew）提出“靴絆假說”，并發(fā)展成為“靴絆哲學”。基本觀點：粒子是過程而不是物體。把宇宙看做是相互關聯(lián)的事件的動態(tài)網(wǎng)絡?！懊總€部分都包含全體，

5、而又在全體之中”,三 現(xiàn)代宇宙學,宇宙是一個整體，而且是一個過程即宇宙萬物具有共同的起源，而且具有整體的結構霍金：“即便我們知道了宇宙的有關定律，我們仍然不能利用它們去預言遙遠的未來，這是因為物理方程的解會呈現(xiàn)出一種稱作混沌的性質，這表明方程可能是不穩(wěn)定的，在某一時刻對系統(tǒng)做非常微小的改變，系統(tǒng)的未來行為很快會變得完全不同。”——窺見世界生成及其復雜性的圖景蝴蝶效應,,,,,四 格式塔心理學,現(xiàn)代心理學研究對象是生命有機體復雜的思維

6、活動格式塔心理學的思想：主張經(jīng)驗和行為是整體性反應，整體性是有組織的各部分的組織性，它大于各部分的總和。關鍵是強調生命有機體思維與行為之不可分割性，尤其是思維活動本身的整體組織性，反對把意識分析為感覺元素。反對機械論的分析和還原方法格式塔心理學成為貝塔朗菲提出系統(tǒng)論的重要依據(jù)之一,,在社會學領域，馬克思將資本看做資本主義社會的一個細胞，具有有機整體性思維方式總之，20世紀西方科學思潮開始發(fā)生重大轉向，一種關于世界生成演化，具有

7、整體性和復雜性的新思潮興起，它為系統(tǒng)科學的誕生準備了條件,兩條科學發(fā)展道路,彭加勒曾指出科學的發(fā)展有兩種趨勢：（1）走向統(tǒng)一與簡明的道路（2）走向變化與復雜的道路系統(tǒng)科學的興起以批判近代科學的機械論和還原論開路。在系統(tǒng)科學的目光中，一切似乎都“起死回生”系統(tǒng)科學的興起，標志著科學正在將失落已久的生命再次還給自然,系統(tǒng)科學,系統(tǒng)論、信息論、控制論是20世紀40年年代末幾乎同時興起的綜合性橫斷學科，它們殊途同歸，幾乎不約而同地從不同

8、角度探討了同一問題：將對象作為不可分割的系統(tǒng)，探討系統(tǒng)的整體性規(guī)律。“整體大于部分之和”是系統(tǒng)科學區(qū)別于經(jīng)典科學的重要原則,系統(tǒng)論、控制論、信息論——超越還原論,系統(tǒng)論代表了“在科學的整體哲學與人類看待世界的方式方面的一次重大轉變”控制論從通信和控制系統(tǒng)研究中崛起，突破了動物和機器的界限，揭示了反饋控制等各種截然不同的系統(tǒng)維持整體穩(wěn)定的共同機制信息論發(fā)端于通信工程，它第一次使信息成為科學研究的范疇，并給出定量計算信息的數(shù)學方法，奠

9、定了建立系統(tǒng)通信聯(lián)系、實行控制的基礎,機體論革命,一般系統(tǒng)論是由奧地利生物學家貝塔朗菲創(chuàng)立的。從科學思想史的角度，一般系統(tǒng)論的創(chuàng)立源于19、20世紀之交的生物學領域機械簡化論（還原論）與新活力論（生機論）之間的爭論在批判經(jīng)典科學機械論并吸取新活力論合理因素的基礎上，貝塔朗菲提出了“機體論”——核心是系統(tǒng)的觀念——處理系統(tǒng)復雜性和動態(tài)性,系統(tǒng)科學體系,一 系統(tǒng)科學貝塔朗菲定義：系統(tǒng)是各門科學中的‘系統(tǒng)’ 的科學探索和科學理論，以及適

10、用于所有系統(tǒng)的原理性學說。錢學森:“從系統(tǒng)的角度觀察客觀世界所建立起來的科學知識體系”系統(tǒng)科學是從系統(tǒng)的角度，把研究對象作為系統(tǒng)整體，即撇開對象的其他具體特性，只抽象出其中具有系統(tǒng)意義的共同現(xiàn)象或問題，在純粹‘系統(tǒng)’的意義上研究存在于一切領域的系統(tǒng)現(xiàn)象，探索關于系統(tǒng)的普遍規(guī)律和一般原理的科學,,二 系統(tǒng)論系統(tǒng)論一般指以系統(tǒng)及其機理為對象，研究系統(tǒng)的類型、一般性質、運動規(guī)律及演化機制的理論 三 系統(tǒng)、要素與環(huán)境系統(tǒng)、要素和環(huán)

11、境是系統(tǒng)論最基本的概念,系 統(tǒng),什么是系統(tǒng)貝塔朗菲定義1：系統(tǒng)是相互聯(lián)系、相互作用著的褚元素的集，或統(tǒng)一體錢學森定義1：系統(tǒng)就是有許多部分組成的整體，所以系統(tǒng)的概念就是強調整體，強調整體是由相互關聯(lián)、相互制約的各個部分所組成的,,根據(jù)定義1，確定整體性與組織性（或相關性）是系統(tǒng)最基本的特征，這是區(qū)別于以往科學研究對象的最明顯特征。整體性是系統(tǒng)最突出、最基本的特征之一。是否具有整體性，即“有組織的統(tǒng)一性”是區(qū)分系統(tǒng)與非

12、系統(tǒng)的判據(jù)。系統(tǒng)內部的組織性是系統(tǒng)具有整體性的原因（組織性主要指個部分之間的相關性）系統(tǒng)論摒棄經(jīng)典科學的分析方法，強調將對象作為有機整體,,貝塔朗菲定義2：系統(tǒng)是“處于一定的相互關系中并與環(huán)境發(fā)生關系的各組成部分的總體（或集）”錢學森定義2：系統(tǒng)是由相互作用和相互依賴的若干組成部分合成的具有特定功能的有機整體，而且這個系統(tǒng)本身又是它所從屬的一個更大系統(tǒng)的組成部分定義2規(guī)定了系統(tǒng)與環(huán)境不可分割性,,錢學森定義3：極其復雜的研究對象

13、稱為系統(tǒng)系統(tǒng)科學研究的重點在復雜系統(tǒng)，特別是開放的復雜巨系統(tǒng)。系統(tǒng)開辟了科學探索系統(tǒng)整體、生成演化及其復雜的新方向。在這個意義上，它宣告了以往科學的簡單性理想的終結,系統(tǒng)的分類,按要素的屬性分： 天然系統(tǒng) 人造系統(tǒng) 復合系統(tǒng)按與外部環(huán)境的關系：孤立系統(tǒng) ——無物質、能量、信息交換封閉系統(tǒng) ——允許能量交換，不允許物質交換開放系統(tǒng)——允許物質、能量、信息交換按形式或復雜性分：簡單系統(tǒng)——幾個要素的簡單組合

14、一般系統(tǒng)——可準確地分為兩組要素復雜系統(tǒng)——有兩個以上各種組織巨系統(tǒng)——具有獨立生存、內部調節(jié)能力的多級結構系統(tǒng)，如大腦、社會、總星系,要素,要素的定義：要素是組成系統(tǒng)最小的即不需再細分的單元或成分。要素是系統(tǒng)存在的基礎。與經(jīng)典科學中機械的組成部分的重要區(qū)別：要素之間具有不可忽略的確定的相互聯(lián)系的作用系統(tǒng)要素的特征：（1）系統(tǒng)的要素區(qū)別于孤立存在的要素。要素一旦離開系統(tǒng)，便失去作為該系統(tǒng)之要素的性質和作用（2）要素在系統(tǒng)內只

15、有相對的獨立性，系統(tǒng)內不存在獨立于其他要素的“孤立元” 火（心） （肝）木 土（脾）

16、 （腎）水 金（肺）（3）系統(tǒng)中每個要素對于系統(tǒng)的構成和完整性都是不可缺少的,,,,,,,,,,,子系統(tǒng),要素相對于其所屬系統(tǒng)，是最基本的單元，但其本身可以成為更小的單元組成的系統(tǒng)，因此組成系統(tǒng)的每一個要素又是下一較低層次的系統(tǒng)，即次一級的系統(tǒng)，成為子系統(tǒng)。如此類推，便形成系統(tǒng)的多級層次,環(huán)境,一個系統(tǒng)之外所有與之相關聯(lián)的事物或存在的集合，定義為該系統(tǒng)的環(huán)境。環(huán)境與系統(tǒng)具有不可忽略的聯(lián)系，它是系統(tǒng)存

17、在與生成演化的必要條件和土壤系統(tǒng)的整體性是在與環(huán)境的相互聯(lián)系中體現(xiàn)出來的系統(tǒng)與環(huán)境的邊界有的明確，有的模糊,結構、功能與演化,結構和功能是揭示系統(tǒng)整體機制的兩個重要概念結構的定義： 系統(tǒng)的結構是指系統(tǒng)內各要素組合關系的總體或集合?；蚨x為各要素關聯(lián)的“序”或“部分的秩序”。即系統(tǒng)內部各組成要素之間在空間和時間方面有機聯(lián)系與相互作用的方式和秩序。后一種定義認為結構就意味著有序,,結構決定系統(tǒng)性質 系統(tǒng)的性質是由要素排列組合而

18、形成的有序結構決定的 如DNA的排列差異結構的特征 （1）結構具有層次性 （2）結構具有穩(wěn)定性 （3）結構具有可變性,功能,功能的定義 功能是系統(tǒng)本身所具有的能力，是揭示系統(tǒng)整體行為與環(huán)境關系的重要概念。功能是系統(tǒng)各要素之間行為關系的總體或集合，是系統(tǒng)整體活動所表現(xiàn)出能力，無序或單個要素活動不能形成系統(tǒng)的整體功能,功能與環(huán)境,系統(tǒng)的功能只有在系統(tǒng)與環(huán)境相互作用的過程中才能體現(xiàn)出來，所以（1）功能指系統(tǒng)內部各種活動關系

19、的總體，即各要素在相互作用中產生的效能總體。（2）功能指系統(tǒng)與外部環(huán)境相互聯(lián)系和作用過程的秩序和能力，體現(xiàn)了系統(tǒng)與外部環(huán)境之間物質、能量和信息的輸入與輸出的交換關系，包括改變被作用對象或環(huán)境的秩序,結構與功能的關系,功能取決于結構是一種普遍現(xiàn)象(一般地是結構決定功能)功能的實現(xiàn)是結構穩(wěn)定的條件 系統(tǒng)的演化當要素的變化引起要素重組并導致系統(tǒng)結構變化時，系統(tǒng)的性質就發(fā)生根本改變系統(tǒng)是演化的，演化