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系统科学

时间:2022-08-03 作者:迷迷 来源:51区未解之谜网 手机阅读

系统科学是研究系统的结构与功能关系、演化和调控规律的科学,是一门新兴的综合性、交叉性学科。它以不同领域的复杂系统为研究对象,从系统和整体的角度,探讨复杂系统的性质和演化规律,目的是揭示各种系统的共性以及演化过程中所遵循的共同规律,发展优化和调控系统的方法,并进而为系统科学在科学技术、社会、经济、军事、生物等领域的应用提供理论依据。

系统科学是在数学、物理、生物、化学等学科基础上,结合运筹、控制、信息科学等技术科学发展起来的,并在工程、社会、经济、军事、生命、生态、管理等领域得到发展与应用。·系统是由相互联系、相互作用的要素(部分)组成的具有一定结构和功能的有机整体。英文中系统一词(system)来源于古代希腊文(σύστημα),意为部分组成的整体。

系统科学研究主要采用系统论的原理和方法,并紧密结合近现代数学物理方法与信息科学技术等现代研究工具(科学计算、模拟、仿真等)。

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系统科学的发展离不开对具体系统的探讨,并通过对具体系统的结构、功能及其演化性质的研究,寻求复杂系统的一般机理与演化规律;同时系统科学的新的思想和方法又深刻地影响着许多实际系统的研究,涉及自然科学和社会科学的许多领域,成为众多工程技术科学发展的理论基础,并为控制科学与工程、管理科学与工程以及生态学、环境的控制等对国民经济与人类生存有关的重要应用领域做出直接的贡献。

基本信息

中文名称

系统科学

外文名称

System Theory

 

起源时间

二十世纪初

目录

1发展历史

2学科分类

3重点学科

4学科排名

折叠编辑本段发展历史

系统科学发端于20世纪20年代,奥地利生物学家L.von贝塔朗菲倡导的机体论就是一般系统论的萌芽,与此同时,英国军事部门的科学家研究和解决雷达系统的应用问题,提出了运筹学,这就是系统工程的萌芽。

20世纪40年代,美国贝尔电话公司在发展通信技术时,使用了系统工程的方法。美国研制原子弹的曼哈顿计划,是系统工程的成功实践。美国国防部设立的系统分析部,在军事决策方面运用了系统方法。

20世纪50年代,系统科学的理论研究和教学工作全面展开。贝塔朗菲等人创办了《一般系统论年鉴》,H.H.古德和R.E.麦克霍尔完成了专著《系统工程》。美国的麻省理工学院等院校开设了系统工程的课程。

20世纪60年代,系统科学在西方、在苏联得到了广泛的传播。系统的理论研究取得了重要的成果,贝塔朗菲发表了《一般系统论--基础、发展、应用》的著作,使系统工程的应用取得了明显的效果。美国阿波罗登月计划的实现,就是一个突出的范例。

20世纪70~80年代,系统科学广泛应用于经济、政治、军事、外交、文化教育、生态环境、医疗保健、行政管理等部门,并取得了令人满意的结果。

20世纪80年代以后,非线性科学和复杂性研究的兴起对系统科学的发展起了很大的积极推动作用。进入21世纪后,系统科学作为新兴的交叉性学科,由于关注对于复杂系统和复杂性的研究,已经成为国际上科学研究的前沿和热点。欧美各国纷纷建立相关研究机构,制定研究路线图,努力推动相关研究的发展。复杂系统的概念涵盖了物理、生物、社会经济与工程等许多具体领域,系统科学着眼于对它们性质和演化行为具有共性的基本规律的探索,成为21世纪科学发展的一个重要方向。

在中国,系统科学的研究是在20世纪50年代以推广应用运筹学开始的。70年代末,钱学森等专家学者提出了利用系统思想把运筹学和管理科学统一起来的见解,推动了系统工程的研究和应用。之后系统科学体系结构的提出,进一步推动了系统科学在社会、经济、科学技术各个方面的广泛应用,以及系统理论方面基础研究的长足发展,形成了我国发展系统科学的广泛基础和力量。1990年,在钱学森等专家学者的推动下,国务院学位委员会增列系统科学为理学一级学科,从学科体系上为系统科学的发展提供了保障。在此后的学科发展进程中,我国系统科学的研究和应用都取得了重要的成就,为进一步的发展打下了坚实宽厚的基础。迄今该学科已经具备从本科到博士后流动站的完备的学科培养体系。

折叠古文明

从科学哲学的角度上说,四大古文明中均有系统论的将现象看做系统加以考察的思想。而在古希伯来的宗教神学、老子的自然人学、古希腊自然哲学三大古文化中,更有充分体现。系统一词,即来源于古希腊语,是由部分组成整体的意思。

常用为亚里斯多德所言"整体大于部分之和"来体现此思想在人类思维中的源远流长。周易和中医有着最丰富和完整和最悠久的系统思维模式,欧洲最早完整提出系统方法的是熟悉中国哲学的莱不尼兹和康德。

折叠二十世纪初

彭加勒(现多译作庞加莱,即用来命名06年火热的同胚封闭流型的高维猜想者)的四部科学哲学著作以及专著《位置分析》分别将数学推理与世界框架进行了讨论、将拓扑学进行系统论述。其中大量包含了现代的系统科学思想。从三十年代开始,维纳开始关注布什的电子模拟计算机,开拓了线性控制理论。将目光投到"各种已经建立起来的部门之间被忽略的无人区"(维纳语),为后来人提供了很好的启迪。后诺依曼、申农将脚步转移到计算机与信息论。

折叠二十世纪中叶

贝塔朗菲在1937年提出的一般系统论原理,奠定了这门科学的理论基础。但他的理论到1948年在美国再次讲授"一般系统论"时,才得到学术界的重视。学界看到了这片广阔的新天地,兴起一场"系统运动"的浪潮。贝朗塔菲于1952年发表"抗体系统论",正式提出通常意义上的现代系统科学思想。它关于"机体生物学",这是生物学中的有机论概念,强调生命现象是不能用机械论观点来揭示其规律的,而只能把它看作一个整体或系统来加以考察。贝塔朗菲又于1968年发表了一般系统论的代表著作《一般系统理论――基础发展与应用》》(《General System Theory;Foundations,Development,Applications》)确立了这门科学学术地位并被公认为是这门学科的代表作。由于贝氏对系统科学的创立、推广和发展做出的杰出贡献,被公认为一般系统论的创始人。

折叠二十世纪后期

布鲁塞尔学派的领导人普利高津在非平衡统计物理研究中提出了最初关于非平形成科学体系的耗散结构理论,这一理论可以广泛应用到生物、化学、生态、社会,大大推动了系统科学的研究与发展。1986年-1994年曾邦哲发展了系统综合理论 -结构论,研究系统尤其生命系统的结构、功能与发生演变及其相互关系的规律,提出系统医药学与系统生物工程等概念,也称为泛进化或自组织系统的结构理论,探讨系统的结构本原模型、适应稳态结构、系统层次的组织建构,以及实在系统与符号系统对应转换关系,探讨系统科学的逻辑学基础,以及宇宙、生命、文明的信息组织化过程的结构演变规律,并提出彭加勒数学思想与胡塞尔的现象学开创了现代的系统综合方法。

折叠二十一世纪初

系统思想形成了一股重要的思潮,日益发挥重大而深远的影响。

折叠编辑本段学科分类

系统科学即以系统思想为中心、综合多门学科的内容而形成的一个新的综合性科学门类。系统科学按其发展和现状,可分为狭义和广义两种。

折叠狭义

狭义的系统科学一般是指贝塔朗菲著作《一般系统论:基础、发展和应用》中所提出的将"系统"的科学、数学系统论、系统技术、系统哲学三个方面归纳而成的学科体系。

折叠广义

广义的系统科学包括系统论、信息论、控制论、耗散结构论、协同学、突变论、运筹学、模糊数学、物元分析、泛系方法论、系统动力学、灰色系统论、系统工程学、计算机科学、人工智能学、知识工程学、传播学等一大批学科在内,是20世纪中叶以来发展最快的一大门综合性科学。20世纪后期兴起的相似论、现代概率论、超熵论、奇异吸引学及混沌理论、紊乱学、模糊逻辑学等,也将进入广义系统科学并成为其重要内容。 系统科学将众多独立形成、自成理论的新兴学科综合统一起来,具有严密的理论体系,它已为内外许多学者所关注和研究。20世纪60年代,美国将《系统工程》杂志改为《系统科学》。中国在技术领域的杂志则有《系统科学与教学》、《系统工程的理论和实践》、《系统工程学报》、《系统工程》等。许多学者提出了关于系统科学结构的许多见解。其中一种见解认为,系统科学包括五个方面的内容:即系统概念、一般系统论、系统理论分析论、系统方法论和系统方法的应用。另一种见解认为系统科学是研究系统的类型、一般性质和运动规律的科学。这一科学体系包括系统学、系统方法学和系统工程学三部分。 关于系统科学的内容和结构最详尽的框架,是我国著名科学家钱学森提出来的。他认为系统科学与自然科学和社会科学处于同等地位。他把系统科学的体系结构分为四个层次:第一层次是系统工程、自动化技术、通信技术等,这是直接改造自然界的工程技术层次;第二层有运筹学、系统理论、控制论、信息论等,是系统工程的直接理论,属技术科学层次;第三层次是系统学,它是系统科学的基本理论;最高一层将是系统观,这是系统的哲学和方法论的观点,是系统科学通向马克思主义哲学的桥梁和中介。

系统论将世界视为系统与系统的集合,认为世界的复杂性在于系统的复杂性,研究世界的任何部分,就是研究相应的系统与环境的关系。它将研究和处理对象作为一个系统即整体来对待。在研究过程中注意掌握对象的整体性、关联性、等级结构性、动态、平衡性及时序性等基本特征。系统论不仅是反映客观规律的科学理论,也是科学研究思想方法的理论。系统论的任务,不只是认识系统的特点和规律,反映系统的层次、结构、演化,更主要的是调整系统结构、协调各要素关系,使系统达到优化的目的,系统论的基本思想、基本理论及特点,反映了现代科学整体化和综合化的发展趋势,为解决现代社会中政治、经济、科学、文化和军事等各种复杂问题提供了方法论基础。

系统科学的发展和成熟,对人类的思维观念和思想方法产生了根本性的影响,使之发生了根本性的变革。系统科学的理论和方法已经广泛地渗透到自然科学和社会科学的各个领域。

折叠编辑本段重点学科

二级学科

系统理论

北京师范大学

二级学科

系统分析与集成

华东师范大学

折叠编辑本段学科排名

本一级学科在全国高校中具有"博士一级"授权的单位共3个,本次参评3个;具有"博士点"授权的单位共6个,本次参评3个;还有2个具有"硕士一级"授权和1个具有"硕士点"授权的单位也参加了本次评估。参评高校共9所。

学校代码及名称

整体水平

排名

得分

10004 北京交通大学

1

86

10027 北京师范大学

2

82

10269 华东师范大学

3

81

90002 中国人民解放军国防科技大学

4

74

11065 青岛大学

5

70

10637 重庆师范大学

6

69

10252 上海理工大学

7

68

10300 南京信息工程大学

8

67

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