第五章系统科学方法、第六章科学假设和科学理论_(2.pdf

第五章第五章第五章第五章 系统科学方法系统科学方法系统科学方法系统科学方法 系统论、信息论、控制论是系统论、信息论、控制论是系统论、信息论、控制论是系统论、信息论、控制论是202020 20 202020 20 世纪世纪世纪世纪404040 40 404040 40 年代来产年代来产年代来产年代来产 生的生的生的生的横断学科横断学科横断学科横断学科707070 70 707070 70 年代又形成了以耗散结构理论年代又形成了以耗散结构理论年代又形成了以耗散结构理论年代又形成了以耗散结构理论 （普利高津）、协同学说（哈肯）、突变理论（法（普利高津）、协同学说（哈肯）、突变理论（法（普利高津）、协同学说（哈肯）、突变理论（法（普利高津）、协同学说（哈肯）、突变理论（法 托姆）、超循环理论（艾根）为主的托姆）、超循环理论（艾根）为主的托姆）、超循环理论（艾根）为主的托姆）、超循环理论（艾根）为主的非平衡自组织非平衡自组织非平衡自组织非平衡自组织 理论理论理论理论它们都是它们都是它们都是它们都是以系统类型作为研究对象以系统类型作为研究对象以系统类型作为研究对象以系统类型作为研究对象的，其理的，其理的，其理的，其理 论基础是一般系统论，所以，统称为系统科学。

它论基础是一般系统论，所以，统称为系统科学它论基础是一般系统论，所以，统称为系统科学它论基础是一般系统论，所以，统称为系统科学它 们撇开研究对象的具体们撇开研究对象的具体们撇开研究对象的具体们撇开研究对象的具体物质形态和内容物质形态和内容物质形态和内容物质形态和内容（天体、生（天体、生（天体、生（天体、生 物、机器、社会），从不同的侧面研究事物和过程物、机器、社会），从不同的侧面研究事物和过程物、机器、社会），从不同的侧面研究事物和过程物、机器、社会），从不同的侧面研究事物和过程 所共有的本质和规律，具有普通的认识论和方法论所共有的本质和规律，具有普通的认识论和方法论所共有的本质和规律，具有普通的认识论和方法论所共有的本质和规律，具有普通的认识论和方法论 意义本章主要介绍系统论、信息论和控制论方法意义本章主要介绍系统论、信息论和控制论方法意义本章主要介绍系统论、信息论和控制论方法意义本章主要介绍系统论、信息论和控制论方法 的一般特征和意义，自组织理论则给予省略的一般特征和意义，自组织理论则给予省略的一般特征和意义，自组织理论则给予省略的一般特征和意义，自组织理论则给予省略 第一节第一节第一节第一节 系统论方法系统论方法系统论方法系统论方法 《《《《一般系统论一般系统论一般系统论一般系统论》》》》是由奥地利生物学家是由奥地利生物学家是由奥地利生物学家是由奥地利生物学家 贝塔朗菲贝塔朗菲贝塔朗菲贝塔朗菲202020 20 202020 20 世纪世纪世纪世纪404040 40 404040 40 年代创立的。

其思想年代创立的其思想年代创立的其思想年代创立的其思想 基础渊源于解释生命现象的有机论观点，基础渊源于解释生命现象的有机论观点，基础渊源于解释生命现象的有机论观点，基础渊源于解释生命现象的有机论观点， 即来源于即来源于即来源于即来源于202020 20 202020 20 世纪世纪世纪世纪202020 20 202020 20 年代英国数学家、哲年代英国数学家、哲年代英国数学家、哲年代英国数学家、哲 学家学家学家学家怀德海怀德海怀德海怀德海关于把生命看成一个有机的整关于把生命看成一个有机的整关于把生命看成一个有机的整关于把生命看成一个有机的整 体的观点体的观点体的观点体的观点--------- --- --------- --- 机体论机体论机体论机体论 在生物学史上，一直存在着在生物学史上，一直存在着机械论和活力论的机械论和活力论的 争论争论机械论者机械论者用分析方法把生物简化为物理、化学用分析方法把生物简化为物理、化学 问题，纯粹用物理和化学原因来说明一切生命的生理问题，纯粹用物理和化学原因来说明一切生命的生理 现象和心理过程，一种原因只能产生一种结果，反之现象和心理过程，一种原因只能产生一种结果，反之 亦然。

亦然活力论者活力论者则认为生物机体里存在着一种特殊的则认为生物机体里存在着一种特殊的 “ “ “ “ 活力活力” ” ” ” 即即“ “ “ “ 隐得来希隐得来希” ” ” ” ，它支配着整个生命过程贝塔，它支配着整个生命过程贝塔 朗菲既反对机械论，又反对活力论，认为这两种观点朗菲既反对机械论，又反对活力论，认为这两种观点 都不能科学地解释生命现象的本质，他认为都不能科学地解释生命现象的本质，他认为只有把生只有把生 命体当作整体或系统来考察，才能科学地说明生命现命体当作整体或系统来考察，才能科学地说明生命现 象的本质象的本质194519451945 1945 年贝塔朗菲发表了年贝塔朗菲发表了《《关于一般系统关于一般系统 论论》》一文，提出了一般系统论研究的对象和内容，标一文，提出了一般系统论研究的对象和内容，标 志着一般系统论的产生志着一般系统论的产生 一、系统和系统方法一、系统和系统方法 1. 1. 1. 1. 关于系统的概念关于系统的概念 （（1 1 1 1 ）贝塔朗菲认为：系统是）贝塔朗菲认为：系统是“ “ “ “ 处在一定相互处在一定相互 联系中的并与环境发生关系的各组成部分的总联系中的并与环境发生关系的各组成部分的总 体。

体 ” ” ” （（2 2 2 2 ）钱学森则认为：系统是）钱学森则认为：系统是“ “ “ “ 由相互作用和由相互作用和 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，而且这个系统又是它们从属的能的有机整体，而且这个系统又是它们从属的 更大系统的组成部分更大系统的组成部分 ” ” ” 由此可知由此可知“ “ “ “ 系统系统” ” ” ” 概念主概念主 要包含以下涵义：要包含以下涵义： ①①①① 系统是一个整体系统是一个整体系统是一个整体系统是一个整体 是由相互作用、相互依是由相互作用、相互依是由相互作用、相互依是由相互作用、相互依 赖的若干要素（组成部分）有机结合起来的；赖的若干要素（组成部分）有机结合起来的；赖的若干要素（组成部分）有机结合起来的；赖的若干要素（组成部分）有机结合起来的； ②②②② 系统各要素的这种有机结合又赋予系统整系统各要素的这种有机结合又赋予系统整系统各要素的这种有机结合又赋予系统整系统各要素的这种有机结合又赋予系统整 体以特定功能这种特定功能不仅是由组成系统的体以特定功能这种特定功能不仅是由组成系统的体以特定功能。

这种特定功能不仅是由组成系统的体以特定功能这种特定功能不仅是由组成系统的 所有要素所造成的，而更主要的是由组成这些要素所有要素所造成的，而更主要的是由组成这些要素所有要素所造成的，而更主要的是由组成这些要素所有要素所造成的，而更主要的是由组成这些要素 的的的的相互关系相互关系相互关系相互关系所造成的；所造成的；所造成的；所造成的； ③③③③ 系统具有层次性对于下一个层次来说是系统具有层次性对于下一个层次来说是系统具有层次性对于下一个层次来说是系统具有层次性对于下一个层次来说是 系统，而对于上一个层次来说，则是要素；系统，而对于上一个层次来说，则是要素；系统，而对于上一个层次来说，则是要素；系统，而对于上一个层次来说，则是要素； ④④④④ 系统是一个开放的系统它与环境进行着系统是一个开放的系统它与环境进行着系统是一个开放的系统它与环境进行着系统是一个开放的系统它与环境进行着 物质、能量和信息的交换，在多变的环境中以求得物质、能量和信息的交换，在多变的环境中以求得物质、能量和信息的交换，在多变的环境中以求得物质、能量和信息的交换，在多变的环境中以求得 自身的稳定性因而，系统的特征和功能又表现为自身的稳定性。

因而，系统的特征和功能又表现为自身的稳定性因而，系统的特征和功能又表现为自身的稳定性因而，系统的特征和功能又表现为 系统与环境的相互作用之中系统与环境的相互作用之中系统与环境的相互作用之中系统与环境的相互作用之中 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 系统方法系统方法系统方法系统方法 所谓系统方法是指将研究对象作为一个所谓系统方法是指将研究对象作为一个所谓系统方法是指将研究对象作为一个所谓系统方法是指将研究对象作为一个 系统整体来看待，着重从系统与要素、要素系统整体来看待，着重从系统与要素、要素系统整体来看待，着重从系统与要素、要素系统整体来看待，着重从系统与要素、要素 与要素、系统与环境之间的相互联系、相互与要素、系统与环境之间的相互联系、相互与要素、系统与环境之间的相互联系、相互与要素、系统与环境之间的相互联系、相互 作用的关系中，作用的关系中，作用的关系中，作用的关系中，综合地、定量地综合地、定量地综合地、定量地综合地、定量地考虑研究对考虑研究对考虑研究对考虑研究对 象，以达到全面而精确地了解和把握研究对象，以达到全面而精确地了解和把握研究对象，以达到全面而精确地了解和把握研究对象，以达到全面而精确地了解和把握研究对 象，并对问题作出象，并对问题作出象，并对问题作出象，并对问题作出最佳处理最佳处理最佳处理最佳处理的方法。

的方法 二、系统方法的原则二、系统方法的原则二、系统方法的原则二、系统方法的原则 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 整体性原则这是系统方法最基本整体性原则这是系统方法最基本整体性原则这是系统方法最基本整体性原则这是系统方法最基本 的原则的原则的原则的原则它要求我们，无论是认识、研究、它要求我们，无论是认识、研究、它要求我们，无论是认识、研究、它要求我们，无论是认识、研究、 控制控制控制控制自然对象自然对象自然对象自然对象，还是设计、控制、制造，还是设计、控制、制造，还是设计、控制、制造，还是设计、控制、制造人工人工人工人工 系统系统系统系统，都必须从系统整体出发，探索系统内，都必须从系统整体出发，探索系统内，都必须从系统整体出发，探索系统内，都必须从系统整体出发，探索系统内 部各要素之间，系统与要素之间，以及系统部各要素之间，系统与要素之间，以及系统部各要素之间，系统与要素之间，以及系统部各要素之间，系统与要素之间，以及系统 与环境之间的辩证关系，以达到对系统整体与环境之间的辩证关系，以达到对系统整体与环境之间的辩证关系，以达到对系统整体与环境之间的辩证关系，以达到对系统整体 的深刻理解和全面认识。

的深刻理解和全面认识的深刻理解和全面认识的深刻理解和全面认识 整体性原则是基于要素对系统的非加和整体性原则是基于要素对系统的非加和 性关系而提出的性关系而提出的它认为：它认为：①①系统整体的系统整体的 结构并不是各个要素的简单相加或机械拼结构并不是各个要素的简单相加或机械拼 奏，而是各个要素按照一定的方式组成的奏，而是各个要素按照一定的方式组成的 有机统一体；有机统一体；②②系统整体的功能也不是各系统整体的功能也不是各 个要素功能的简单相加或重叠，而是各个个要素功能的简单相加或重叠，而是各个 要素在要素在相干、协调、耦合（约束、选择、相干、协调、耦合（约束、选择、 协同、放大）协同、放大）等非线性机制的条件下表现等非线性机制的条件下表现 出来的新质（整体效应和特定功能）出来的新质（整体效应和特定功能） 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 动态原则这是系统方法的历时性原动态原则这是系统方法的历时性原动态原则这是系统方法的历时性原动态原则这是系统方法的历时性原 则它要求我们不能把系统看成是它要求我们不能把系统看成是它要求我们不能把系统看成是它要求我们不能把系统看成是静态的静态的静态的静态的 ““““死死死。