系统学的内容

发布网友发布时间：2024-10-04 09:49

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热心网友时间：2024-10-10 13:13

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。