新旧三论的比较PPT课件.ppt

一、旧三论概述 系统科学方法是现代科学研究中一组新的思维方法，主要包括六大类：系统论、控制论、信息论、耗散结构论、协同论和突变论。系统论、控制论和信息论被称为老三论（SCI论）；耗散结构论、协同论和突变论被称为新三论（DSC论）。它们的产生和发展不仅是人类认识史上从定性认识到定量认识的质的飞跃，更是将定量认识上升到哲学的高度，为人类研究规模巨大、关系复杂、动态演化的客观事物提供了新的工具、新的方法和新的图景。1.1.1旧三论之 系统论 系统论的创始人是美籍奥地利生物学家贝塔朗菲。系统论要求把事物当作一个整体或系统来研究，并用数学模型去描述和确定系统的结构和行为。贝塔朗菲旗帜鲜明地提出了系统观点、动态观点和等级观点。指出复杂事物功能远大于某组成因果链中各环节的简单总和，认为一切生命都处于积极运动状态，有机体作为一个系统能够保持动态稳定是系统向环境充分开放，获得物质、信息、能量交换的结果。系统论强调整体与局部、局部与局部、系统本身与外部环境之间互为依存、相互影响和制约的关系，具有目的性、动态性、有序性三大基本特征。2.1.2 旧三论之控制论 控制论是著名美国数学家维纳（Wiener N）同他的合作者自觉地适应近代科学技术中不同门类相互渗透与相互融合的发展趋势而创始的。它摆脱了牛顿经典力学和拉普拉斯机械决定论的束缚，使用新的统计理论研究系统运动状态、行为方式和变化趋势的各种可能性。控制论是研究系统的状态、功能、行为方式及变动趋势，控制系统的稳定，揭示不同系统的共同的控制规律，使系统按预定目标运行的技术科学。3.1.3 旧三论之信息论 信息论是由美国数学家香农创立的，它是用概率论和数理统计方法，从量的方面来研究系统的信息如何获取、加工、处理、传输和控制的一门科学。狭义信息论是研究在通讯系统中普遍存在着的信息传递的共同规律、以及如何提高各信息传输系统的有效性和可靠性的一门通讯理论。广义信息论被理解为使运用狭义信息论的观点来研究一切问题的理论。信息论认为，系统正是通过获取、传递、加工与处理信息而实现其有目的的运动的。信息论能够揭示人类认识活动产生飞跃的实质，有助于探索与研究人们的思维规律和推动与进化人们的思维活动。4.1.4 旧三论之内部比较研究对象及目的产生基础主要内容研究方法系统论系统存在的规律，确立适用于系统的一般性原则机械论、活体论、有机体等理论，生物学、还原论，运筹学、计划评价技术等一般系统论是对整体和完整性的科学探索要求把事物当做一个整体或系统来研究并用数学模型去确定系统的结构和行为，系统是一般系统论的核心内容运筹学、计划评价技术（PERT）等控制论系统存在规律，不同系统中信息传递以及控制，研究系统控制和通讯等方面共同规律和控制方法，实现系统整体功能最优化自动控制技术、通信工程、电子技术、计算机科学等多种学科相互渗透的基础上产生的横断科学控制论的研究重点是带有反馈回路的闭环控制系统，其首要观点是反馈，从反馈的观点看，反馈就是控制的调节行为，另一个重要的观点是信息，从信息的观点出发，可以认为控制论所说的反馈实指信息反馈功能模拟方法；黑箱-灰箱-白箱法信息论系统存在规律，不同系统中信息传递以及控制，实现系统功能最优化，解决能更准确、更迅速、更经济地传递信息的问题类比方法和统计方法、信息方法信息论是用概率论和数理统计方法，从量的方面来研究系统信息如何获取、加工、处理、传输和控制的一门科学，信息是信息论最重要的内容只考虑形式而不管内容，使问题简化，并建立一般通信过程的系统5.二 新三论概述2.1新三论之耗散结构理论 耗散结构理论是比利时物理学家普利高津于1969年提出来的。一般说来，开放系统有三种可能的存在方式:i)热力学平衡态 ii)近平衡态 iii)远离平衡态。耗散结构论者认为，系统只有在远离平衡（iii）的条件下。才有可能向着有秩序、有组织、多功能的方向进化，这就是普利高津提出的“非平衡是有序之源”的著名论断。在长期的研究工作中普利高津发现，当一个远离平衡态的开放系统，由于许多复杂因素的影响而出现非对称的涨落现象，当达到非线性区时，在不断与外界进行物质和能量交换的条件下，系统将可能发生突变，由原来的无序混沌状态自发地转变为一种在时空或功能上的有序结构。事物的这种在非平衡状态下新的稳定有序结构就称为耗散结构。而耗散结构论则是探索耗散结构微观机制的关于非平衡系统行为的理论。系统论所要寻求的也就是这种具有有序性的稳定结构，从这个意义上说，耗散结构论与系统有异曲同工之妙。（跟老三论之系统论的相同之处）6.2.2新三论之协同论 协同论是20世纪70年代联邦德国著名理论物理学家赫尔曼哈肯在1973年创立的。他科学地认为自然界是由许多系统组织起来的统一体，这许多系统就称为小系统，这个统一体就是大系统。在某个大系统中的许多小系统既相互作用，又相互制约，它们的平衡结构，而且由旧的结构转变为新的结构，则有一定的规律，研究本规律的科学就是协同论。协同理论是处理复杂系统的一种策略。协同论的目的是建立一种用统一的观点去处理复杂系统的概念和方法。协同论的重要贡献在于通过大量的类比和严谨的分析，论证了各种自然系统和社会系统从无序到有序的演化，都是组成系统的各元素之间相互影响又协调一致的结果。它的重要价值在于既为一个学科的成果推广到另一个学科提供了理论依据，也为人们从已知领域进入未知领域提供了有效手段。7.2.3新三论之突变论 突变理论是比利时科学家托姆在1972年创立的。其研究重点是在拓扑学、奇点理论和稳定性数学理论基础之上，通过描述系统在临界点的状态，来研究自然多种形态、结构和社会经济活动的非连续性突然变化现象，并通过耗散结构论、协同论与系统论联系起来，并对系统论的发展产生推动作用。突变理论通过探讨客观世界中不同层次上各类系统普遍存在着的突变式质变过程，揭示出系统突变式质变的一般方式，说明了突变在系统自组织演化过程中的普遍意义；它突破了牛顿单质点的简单性思维，揭示出物质世界客观的复杂性。突变理论中所蕴含着的科学哲学思想，主要包含以下几方面的内容:内部因素与外部相关因素的辩证统一；渐变与突变的辩证关系；确定性与随机性的内在联系；质量互变规律的深化发展。8.2.4 新三论之内部比较研究对象及目的产生基础主要内容突变论通过对事物结构稳定性的研究，来揭示事物质变规律的学问确定性理论在拓扑学、奇点理论和稳定性数学理论的基础之上，通过描述系统在临界点的状态，来研究自然多种形态、结构和社会经济活动的非连续性突然变化现象，并通过耗散结构论、协同论与系统论联系起来，并对系统论的发展产生推动作用协同论处理复杂系统的一种策略，建立一种用统一的观点去处理复杂系统的概念和方法突变论、信息论、耗散结构论等现代科学理论研究事物从旧结构转变为新结构的机理的共同规律上形成和发展的，它的主要特点是通过类比对从无序到有序的现象建立了一整套数学模型和处理方案并推广到广泛的领域耗散结构论探索耗散结构微观机制的关于非平衡系统行为的理论进化与退化；开放系统的第二系统耗散结构理论在本质上研究的是系统演化的理论，它试图对系统由一种结构向另一种结构的演变问题作出正确的解释9.三 新旧三论之间关系基础与发展,互相衔接、依赖的关系 v“老三论”与“旧三论”同起一源，三位一体，共同发源于“系统”概念，并相互统一v互为补充而形成不可分割的系统整体世界观和系统科学方法论。系统论是横贯“老三论”的实质和核心内容，信息论是“老三论”方法的基础和联系媒介，控制论是揭示“老三论”方法的关键和调控机制 10.新旧三论比较 老三论新三论内容控制论、信息论、系统论协同论、耗散结构论、突变论学科基础古典经典力学和平衡态热力学非线性理论范畴，稳定性数学理论研究对象系统的相干性，组织性及功能开放系统的演化研究目的 着眼于整体的功能，使整体与部分有机协调，最终达到最优化的目标 试图找到一个在系统自发形成过程中起支配作用的原理二者关系 老三论是新三论的基础，新三论是老三论的发展，它们互相衔接、又相互依赖11.