数学系统理论


数学系统理论

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数学系统理论【数学系统理论】数学系统理论是研究系统的一般模式,结构和规律的学问,它研究各种系统的共同特徵,用数学方法定量地描述其功能,寻求并确立适用于一切系统的原理、原则和数学模型,是具有逻辑和数学性质的一门新兴的科学 。
基本介绍中文名:数学系统理论
外文名:mathematic(al) system theory
分类:数学
功能:研究各种系统的共同特徵
特点:具有逻辑和数学性质的一门科学
简介数学系统理论是研究系统的一般模式,结构和规律的学问,它研究各种系统的共同特徵,用数学方法定量地描述其功能,寻求并确立适用于一切系统的原理、原则和数学模型,是具有逻辑和数学性质的一门新兴的科学 。思想系统论的核心思想是系统的整体观念 。贝塔朗菲强调,任何系统都是一个有机的整体,它不是各个部分的机械组合或简单相加,系统的整体工功能是各要素在孤立状态下所没有的新质 。他用亚里斯多德的“整体大于部分之和”的名言来说明系统的整体性,反对那种认为要素性能好,整体性能一定好,以局部说明整体的机械论的观点 。同时认为,系统中各要素不是孤立地存在着,每个要素在系统中都处于一定的位置上,起着特定的作用 。要素之间相互关联,构成了一个不可分割的整体 。要素是整体中的要素,如果将要素从系统整体中割离出来,它将失去要素的作用 。正象人手在人体中它是劳动的器官,一旦将手从人体中砍下来,那时它将不再是劳动的器官了一样 。系统论的基本思想方法,就是把所研究和处理的对象,当作一个系统,分析系统的结构和功能,研究系统、要素、环境三者的相互关係和变动的规律性,并最佳化系统观点看问题,世界上任何事物都可以看成是一个系统,系统是普遍存在的 。大至渺茫的宇宙,小至微观的原子,一粒种子、一群蜜蜂、一台机器、一个工厂、一个学会团体都是系统,整个世界就是系统的集合 。任务数学系统理论的任务,不仅在于认识系统的特点和规律,更重要地还在于利用这些特点和规律去控制、管理、改造或创造一系统,使它的存在与发展合乎人的目的需要 。也就是说,研究系统的目的在于调整系统结构,直辖市各要素关係,使系统达到最佳化目标 。系统论的出现,使人类的思维方式发生了深刻地变化 。以往研究问题,一般是把事物分解成若干部分,抽象出最简单的因素来,然后再以部分的性质去说明複杂事物 。这是勒内·笛卡尔(Rene Descartes)奠定理论基础的分析方法 。这种方法的着眼点在局部或要素,遵循的是单项因果决定论,虽然这是几百年来在特定範围内行之有效、人们最熟悉的思维方法 。但是它不能如实地说明事的的整体性,不能反映事物之间的联繫和相互作用,它只适应认识较为简单的事物,而不胜任于对複杂问题的研究 。在现代科学的整体化和商度综合化发展的趋势下,在人类面临许多规模巨大、关係複杂、参数众多的複杂问题面前,就显得无能为力子 。正当传统分析方法束手无策的时候,系统分析方法却能站在时代前列,高屋建瓴,综观全局,别开生面地为现代複杂问题提供了有效的思维方式 。所以系统论,连同控制论、资讯理论等其他横断科学一起所提供的新思路和新方法,为人类的思维开拓新路,它们作为现代科学的新潮流,促进着各门科学的发展 。系统论反映了现代科学了展的趋势,反映了现代社会化大生产的特点,反映了现代社会生活的複杂性,所以它的理论和方法能够得到广泛地套用 。系统论不仅为现代科学的发展提供了理论和方法,而且也为解决现代社会中的政治、经济、军事、科学、文化等等方面的各种複杂问题提供了方法论的基础,系统观念正渗透到每个领域 。当前系统论发展的趋势和方向是朝着统一各种各样的系统理论,建立统一的系统科学体系的目标前进着 。有的学者认为,“随着系统运动而产生的各种各样的系统(理)论,而这些系统(理)论的统一业已成为重大的科学问题和哲学问题 。”优点数学系统理论主张任何事物都是一个系统 。所谓系统,就是相互联繫、相互制约、相互作用的元素组成的具有一定结构和功能的整体 。其功能取决于它的组成部分以及这些部分之间的相互关係 。一个系统的状况具备五大优点,即稳定(steady state)、均衡(homoeostasis OF equilibrium)、分化(differentia—tion)、非加总性(non—summativity)和互动性 。在此基础上,社会工作系统论的观点,即认为在社会这样一个大系统中,所有成员之间的相互交流与合作,都属于系统理论的範围 。如夫妻、家庭、邻居、医患关係、老年照顾群体、机构组织等 。趋势系统理论目前已经显现出几个值得注意的趋势和特点 。第一,系统论与控制论、资讯理论,运筹学、系统工程、电子计算机和现代通讯技术等新兴学科相互渗透、紧密结合的趋势;第二,系统论、控制论、资讯理论,正朝着“三归一”的方向发展,现已明确係统论是其它两论的基础;第三,耗散结构论、协同学、突变论、模糊系统理论等等新的科学理论,从各方面丰富发展了系统论的内容,有必要概括出一门系统学作为系统科学的基础科学理论;第四,系统科学的哲学和方法论问题日益引起人们的重视 。在系统科学的这些发展形势下,国内外许多学者致力于综合各种系统理论的研究,探索建立统一的系统科学体系的途径 。一般系统论创始人贝塔朗菲,就把他的系统论两部分 。他的狭义系统论与广义系统论两部分 。他的狭义系统论着重对系统本身进行分析研究;而他的广义系统论则是对一类相关的系统科学来理行分析研究 。其中包括三个方面的内容:1.系统的科学、数学系统论;2.系统技术,涉及到控制论、资讯理论、运筹学和系统工程等领域;3.系统哲学,包括系统的本体论、认识论、价值论等方面的内容 。有人提出试用信息、能量、物质和时间作为基本概念建立新的统一理论 。瑞典勘探德哥尔摩大学萨缪尔教授1976年一般系统论年会上发表了将系统论 。控制论、资讯理论综合成一门新学科的构想 。在这种情况下,美国的《系统工程》杂誌也改称为《系统科学》杂誌 。我国有的学者认为系统科学应包括“系统概念、一般系统理论、系统理论分论、系统方法论(系统工程和系统分析包括在内)和系统方法的套用”等五个部分 。我国着名科学家钱学森教授 。多年致力于系统工程的研究,十分重视建立统一的系统科学体系的问题自1979年以来,多次发表文章表达他把系统科学看成是与自然科学、社会科学等相併列的一大门类科学,系统科学象自然科学一样也区分为系统的工程技术(包括系统工程、自动化技术和通讯技术);系统的技术科学(包括支筹学、控制论、巨系统理论、资讯理论);系统的基础科学,(即系统学);系统观(即系统的哲学和方法论部分,是系统科学与马克思主义的哲学连线的桥樑四个层次) 。这些研究表明,不久的将来系统论将以崭新的面貌矗立于科学之林 。