系统科学与系统工程.pdf

第 2 章 系统科学与系统工程 学习要点 1．了解现代系统科学体系 2．熟悉系统理论 3．掌握系统工程定义及基本观点 4．掌握系统工程的基础理论 5. 掌握系统工程的方法论 2.1 系统科学体系 2.1.1 现代系统科学体系 2.1.1.1 系统科学的形成与发展 系统科学的形成是认识论和科学技术发展的结果，从认识论上看，它是在系统思想 从经验上升到哲学，从思辨进展到定性、再到定量的发展中形成的，体现了从整体论到 还原论、再到整体—还原论的发展历程；从科学技术发展方面看，科学技术的发展使人 们在从微观到宏观、直至宇观的所有层次中从物质世界到生物界、再到人类社会的所有 领域的认识进一步深化，尤其是一般系统论、运筹学、控制论和信息论等现代科学技术 的出现，使系统思想在辩证唯物论那里取得了哲学表达形式的同时又获得了数学表达形 式和计算工具，从而形成了既有哲学表达形式、又有定量描述形式和计算工具的观念、 理论、技术、方法齐全的科学——系统科学。 随着人们认识的进一步深化，在将系统组织成有序结构的过程中，提高组织效能成 为系统科学的研究重点。贝尔纳图样、激光、超导等现象的出现并成功得到解释，说明 系统的组织除“他组织”外尚存在“自组织”，以往人们只注意“他组织”，而忽视“自 组织”，因此开始了以非线性理论研究为基础的自组织理论研究，如普里高津的耗散结 构理论、哈肯的协同学、艾根的超循环理论等。 随着科学技术的进一步发展，人们面临的问题越来越复杂、规模越来越大。什么是 复杂性、它是怎么产生的、应如何研究这类系统等问题急需解决，因此科学家们进行了 大量研究，提出了很多新的理论与方法，其中美国圣菲研究所提出的复杂适应系统理论、 钱学森教授提出的开放复杂巨系统理论与方法最具代表性。 这些理论和方法的产生，大大丰富了系统科学，也促进了系统科学的发展。当前系 统科学仍有很多尚未开发的领域和尚未研究的空白，需要更多创新性的理论、技术、方 法和工具，具有广阔的发展空间。 2.1.1.2 现代系统科学体系 [2] 钱学森教授于 1996 年构造设计的系统科学体系见图 2.1.1 。 1 学 哲 马克思主义哲学——人认识客观和主观世界的科学 性 智 量 智 美 学 学 筑 建 哲 人 学 学 事 哲 军 学 地 哲 理 观 人 天 认 识 论 论 统 系 学 数 哲 学 观 法 物 史 唯 证 辩 然 自 梁 桥 文 论 活 艺 理 艺 文 建 行 军 地 人 思 系 数 社 自 论 理 础 基 动 筑 为 事 理 体 维 统 学 会 然 学 科 术 技 科 科 科 科 科 科 科 科 科 科