第6课 创新思维与系统思维.ppt

（2）反馈控制方法 控制论是1948年美国数学家维纳创立的。 它是研究在动物和机器中通讯和控制的理论。 控制论方法的核心是在系统视野中处理好控制主体与控制客体之间的辩证关系。 控制论方法是以任何系统的功能行为为目标，通过功能模拟方法、黑箱方法和反馈控制方法的综合应用，使系统减熵增序，实现控制，以达到系统目标最优化的方法。 控制论方法：对事物的起因、发展和结果的全过程进行把握、预测、了解并决定事物的结果的方法。 反馈控制方法是通过信息的传输、处理与反馈对系统实施控制的思维方法，它以结果反过来影响原因或进一步产生事物。 反馈控制方法的特点是根据系统过去的操作情况来调整系统未来的行为，一般是用负反馈来调节和控制系统做合乎目的的运动。 反馈控制方法具有普遍适用性，适用于工程技术系统、生物系统、人体系统、社会系统等；它突破线性因果模式，形成双向因果链的新模式，丰富了因果关系的哲学范畴。 反馈方式—— 正反馈：反馈信号与输入信号相同，对输入起着强化作用，其结果使系统的功能越来越偏离控制目标，造成系统的崩溃或解体。 负反馈：反馈信号与输入信号相反，对输入起着抑制作用，其结果使系统的功能日益趋近目标，保持稳定有序的运行。 前反馈：在输出结果刚要发生、尚未实际发生时提前进行反馈，其具有预测和防范作用。 退反馈：它是人在系统中通过自我意识的比较作用，把行为研究与结构研究结合起来，从全面、综合、更高的层次上进行的反馈。 黑箱是指内部结构和机理尚不清楚，只能通过外部观测和试验来认识其功能和性质的系统。 黑箱方法是指不打开黑箱而利用外部观测从整体上考察黑箱的输入和输出信息的动态过程，了解其功能特性，以探求其内部作用机理和运动规律的一种方法。 其根据是结构与功能的内在联系 ——结构决定功能，是功能的根据；功能是结构的表现并对结构有反作用。 黑箱方法的实质是通过研究系统的功能，推测和模拟系统的功能，进而认识系统的结构。 黑箱方法的作用： 第一，为研究复杂系统和不能打开、不便打开的黑箱提供有效的工具； 第二，可使黑箱逐步转化成灰箱，进而转化成白箱。 功能模拟方法是在不知原型的内部结构和作用机理的约束条件下，仅根据原型与模型功能行为上的相似性来实现功能上的模拟的方法。 采用功能模拟方法，要尽量做到使模型与原型在功能上相似，而不必去追求模型在结构上与原型相似。 功能模拟方法的步骤—— 第一，系统地研究原型的功能，把握其主要内容； 第二，确立与原型功能相似的模型； 第三，进行模拟，成功以后用以说明原型的功能，并加以应用。 功能模拟方法的作用—— 第一，是认识原型的一种手段，可通过功能模拟来揭示原型的秘密，代替或增进原型的功能和行为； 第二，可模拟不能接触的事物的功能； 第三，可用以仿生学研究，研制某些技术装置代替自然原型执行某些功能； 第四，可用以脑科学与思维科学的研究。 （3）信息论方法 信息论是1948年美国数学家申农等人创立的。 信息论方法是指运用信息的观点，把系统的运动变化过程看作信息传递和信息转换的过程，通过对信息流程的前后变化状态的分析和处理，获得对系统规律性认识的一种系统科学方法。 它以信息的运动作为分析和处理问题的基础，是一种基于信息的综合研究方法。 信息论方法的哲学基础是整体思维，有联系转化的立场。 耗散结构理论—— 耗散结构理论是比利时的物理学家普利高津在1969年提出的。 耗散结构方法是研究一切不同质的系统如何从无序走向有序，进而产生耗散结构，使系统具有自组织功能的方法。 应用耗散结构方法的原则： 开放性原则、非平衡原则、非线性原则、涨落原则。 协同学—— 协同学是德国的物理学家赫尔曼·哈肯在20世纪70年代初提出的。 协同学是研究开放系统在物质流、能量流、信息流作用下，系统自身要素通过协同作用自发组织起来，形成一种宏观有序状态或功能行为的科学理论。 协同学方法是以定性与定量相结合的方式，从度上把握系统如何相干协同，表现自组织问题的一般方法。 超循环理论—— 超循环理论是德国的生物学家艾根于20世纪70年代初提出的。 超循环：循环的循环或高等循环。 在一个反应系列中，如果每一个中间物都是一个自复制单元，同时又能为下一个中间物的复制提供催化支持，便形成了一个超循环。 超循环方法是指运用超循环的概念来分析和解决问题的方法。 3、复杂性思维方法 20世纪90年代，出现复杂性科学。 复杂性科学是以复杂系统、复杂事物作为研究对象的一系列学科群，包括混沌理论、分形理论、遗传算法研究、人工生命研究、元胞自动机研究、突现研究等。 复杂性思维把事物本身的复杂性特征凸显出来，让人们更加认识到事物发展的复杂性状态和性质，考虑问题的多样性。 复杂性思维在面对大数据和云计算处理特征时具有更强的思维优越性。 复杂性思维方法是一种侧重把定性判断与定量计算、微观分析与宏