系統(tǒng)科學方法論
小惠
20世紀，系統(tǒng)論、控制論、信息論等橫向科學的迅猛發(fā)展，為發(fā)展綜合思維方式提供了有力的手段，使科學研究方法不斷地完善。而以系統(tǒng)論方法、控制論方法和信息論方法為代表的系統(tǒng)科學方法，又為人類的科學認識提供了強有力的主觀手段。它不僅突破了傳統(tǒng)方法的局限性，而且深刻地改變了科學方法論的體系。這些新的方法，既可以作為經(jīng)驗方法，作為獲得感性材料的方法來使用，也可以作為理論方法，作為分析感性材料上升到理性認識的方法來使用，而且作為后者的作用比前者更加明顯。它們適用于科學認識的各個階段，因此，我們稱其為系統(tǒng)科學方法。
一、基本概念：
1、系統(tǒng)方法：
按照事物本身的系統(tǒng)性，把對象放在系統(tǒng)的形式中加以考察的一種科學方法。即從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，著重從整體與部分之間，整體與外部環(huán)境的相互聯(lián)系、相互作用的關(guān)系中，精確地考察對象，以求得整體獲得最佳功能的科學方法。
2、系統(tǒng)：指由相互聯(lián)系、相互作用的諸要素組成的具有特定功能的有機整體。
3、系統(tǒng)的構(gòu)成條件：
第一，具有兩個以上的要素。
第一，要素之間相互聯(lián)系，相互作用。
第二，要素之間的聯(lián)系與作用必須產(chǎn)生整體功能。
4、要素：構(gòu)成系統(tǒng)的組成部分。
5、結(jié)構(gòu)：指系統(tǒng)諸要素相互聯(lián)系、相互作用的方式或秩序、即諸要素在時空連續(xù)區(qū)上相對穩(wěn)定的排列組合方式。
6、功能：指系統(tǒng)與環(huán)境相互作用中所呈現(xiàn)的能力。
7、系統(tǒng)環(huán)境：指存在于系統(tǒng)外的，且與系統(tǒng)發(fā)生作用的事物的總稱，即系統(tǒng)提供輸入或接受它的輸出的場所。
二、系統(tǒng)的分類：
（1）封閉系統(tǒng)：一個系統(tǒng)與外界環(huán)境沒有聯(lián)系，即與外界環(huán)境無物質(zhì)、能量或信息交換的系統(tǒng)。
開放系統(tǒng)：一個系統(tǒng)與外界環(huán)境有輸入-輸出關(guān)系，即與外界環(huán)境有物質(zhì)、能量或信息交換的系統(tǒng)。
（2）動態(tài)系統(tǒng)：系統(tǒng)的狀態(tài)隨時間的變化而變化的系統(tǒng)。
靜態(tài)系統(tǒng)：系統(tǒng)的狀態(tài)不隨時間的變化而變化的系統(tǒng)。
三、系統(tǒng)方法的基本構(gòu)成
（1）結(jié)構(gòu)方法：是一種向內(nèi)的研究方法，它基于系統(tǒng)的內(nèi)部描述，著重研究產(chǎn)生系統(tǒng)功能所依賴的結(jié)構(gòu)。
（2）功能方法：是一種向外的研究方法，它基于系統(tǒng)的外部描述，它把系統(tǒng)當做“黑箱”通過研究系統(tǒng)與環(huán)境的相互作用去研究系統(tǒng)的功能。
（3）歷史方法：從系統(tǒng)的歷時性及系統(tǒng)的進化規(guī)律出發(fā)，研究系統(tǒng)隨時間變化，即系統(tǒng)的產(chǎn)生、發(fā)展、老化和消亡的過程。
四、系統(tǒng)方法的特點
整體性、綜合性、最優(yōu)化
五、系統(tǒng)科學的基本理論
1、控制論
1948 年諾伯特·維納發(fā)表了著名的《控制論——關(guān)于在動物和機中控制和通訊的科學》一書，首次提出控制論一詞。
在控制論中，“控制”的定義是：為了“改善”某個或某些受控對象的功能或發(fā)展，需要獲得并使用信息，以這種信息為基礎(chǔ)而選出的、于該對象上的作用叫控制。
控制論是關(guān)于控制系統(tǒng)一般規(guī)律及控制過程的科學，其研究對象是控制系統(tǒng)。（1）控制論的三個基本部分
A. 信息論：主要是關(guān)于各種通路（包括機器、生物機體）中信息的加工傳遞和貯存的統(tǒng)計理論。
B. 自動控制系統(tǒng)的理論：主要是反饋論，包括從功能的觀點對機器和物體中（神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌及其他系統(tǒng)）的調(diào)節(jié)和控制的一般規(guī)律的研究。
C. 自動快速電子計算機的理論：即與人類思維過程相似的自動組織邏輯過程的理論。
（2）控制論系統(tǒng)的的主要特征
第一，要有一個預(yù)定的穩(wěn)定狀態(tài)或平衡狀態(tài)。例如在上述的速度控制系統(tǒng)中，速度的給定值就是預(yù)定的穩(wěn)定狀態(tài)。
第二，從外部環(huán)境到系統(tǒng)內(nèi)部有一種信息的傳遞。例如，在速度控制系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速的變化引起的離心力的變化，就是一種從外部傳遞到系統(tǒng)內(nèi)部的信息。
第三，這種系統(tǒng)具有一種專門設(shè)計用來校正行動的裝置。例如速度控制系統(tǒng)中通過調(diào)速器旋轉(zhuǎn)桿張開的角度控制蒸汽機的進汽閥門升降裝置。
第四，這種系統(tǒng)為了在不斷變化的環(huán)境中維持自身的穩(wěn)定，內(nèi)部都具有自動調(diào)節(jié)的機制，換言之，控制系統(tǒng)都是一種動態(tài)系統(tǒng)。
2、信息論
美國數(shù)學家香農(nóng)創(chuàng)立，1948年發(fā)表《通訊的數(shù)學理論》為信息論奠定基礎(chǔ)。信息論是關(guān)于各種系統(tǒng)中信息的計量、傳遞、交換、存儲和使用的規(guī)律的科學。
研究范圍：
信息論的研究范圍極為廣闊。一般把信息論分成三種不同類型：
(1)狹義信息論是一門應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計方法來研究信息處理和信息傳遞的科學。它研究存在于通訊和控制系統(tǒng)中普遍存在著的信息傳遞的共同規(guī)律，以及如何提高各信息傳輸系統(tǒng)的有效性和可靠性的一門通訊理論。
(2)一般信息論主要是研究通訊問題，但還包括噪聲理論、信號濾波與預(yù)測、調(diào)制與信息處理等問題。
(3)廣義信息論不僅包括狹義信息論和一般信息論的問題，而且還包括所有與信息有關(guān)的領(lǐng)域，如心理學、語言學、神經(jīng)心理學、語義學等。
3、系統(tǒng)論
美籍奧地利人、理論生物學家.貝塔朗菲（L.Von.Bertalanffy）創(chuàng)立的一門邏輯和數(shù)學領(lǐng)域的科學，1947年的《一般系統(tǒng)論》為其奠定了基礎(chǔ)。
（1）系統(tǒng)：由相互聯(lián)系、相互制約的若干要素以一定結(jié)構(gòu)形式聯(lián)結(jié)構(gòu)成的具有某種功能的有機整體。
（2）系統(tǒng)的共同的基本特征
整體性、關(guān)聯(lián)性，等級結(jié)構(gòu)性、動態(tài)平衡性、時序性
（3）核心思想
系統(tǒng)論的核心思想是系統(tǒng)的整體觀念。貝塔朗菲強調(diào)，任何系統(tǒng)都是一個有機的整體，它不是各個部分的機械組合或簡單相加，系統(tǒng)的整體功能是各要素在孤立狀態(tài)下所沒有的性質(zhì)。他用亞里斯多德的“整體大于部分之和”的名言來說明系統(tǒng)的整體性，反對那種認為要素性能好，整體性能一定好，以局部說明整體的機械論的觀點。同時認為，系統(tǒng)中各要素不是孤立地存在著，每個要素在系統(tǒng)中都處于一定的位置上，起著特定的作用。要素之間相互關(guān)聯(lián)，構(gòu)成了一個不可分割的整體。要素是整體中的要素，如果將要素從系統(tǒng)整體中割離出來，它將失去要素的作用。正象人手在人體中它是勞動的器官，一旦將手從人體中砍下來，那時它將不再是勞動的器官了一樣。
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