第8章开放的复杂巨系统

第一章1、选择一个你所熟悉的系统问题说明：(1)系统的功能及其要素；(2)系统的环境及输入、输出；(3)系统的结构(最好用框图表达)；(4)系统的功能与结构、环境的关系。

2、说明系统一般属性的含义，并据此归纳出若干系统思想或观点；3、管理系统有何特点?为什么说现代管理系统是典型的(大规模)复杂系统?4、请总结系统工程(学)的特点(结合第二、三章内容)。

5、结合系统工程应用领域，说明系统工程在你所学专业领域的可能应用及其前景。

第二章1. 系统工程与系统科学的联系和区别是什么？2. 控制论的两个基本观点及其意义。

3. 系统结构有哪些特点？4. 简述控制论对系统工程方法论的启示。

5. 功能模拟法与传统模拟法的区别有哪些？6. 信息概念的特点有哪些？7. 申农信息熵与物理学中的熵有什么关系？8. 信息方法论与传统方法的区别，以及信息方法的意义。

9. 简述一般系统论的产生背景及其基本观点。

10.什么是耗散结构？形成耗散结构的条件有哪些？以及耗散结构理论的意义。

11.协同学与耗散结构理论在研究上的区别有哪些？12.突变论较以往的数学理论有什么突破？其主要观点有哪些？13.复杂适应系统理论的基本思想是什么？14.钱学森提出的“开放的复杂巨系统”有哪几个方面的层次含义？第三章1. 什么是霍尔三维结构?它有何特点?2. 霍尔三维结构与切克兰德方法论有何异同点?3. 什么是系统分析?它与系统工程关系如何?4. 系统分析的要素有哪些?各自是何含义?5. 你如何正确理解系统分析的程序?6. 初步系统分析有何意义?如何做好这项工作?7. 请通过一实例，说明应用系统分析的原理。

8. 请总结近年来系统工程方法论的新发展及其特点。

第四章1.系统模型有哪些主要特征？模型化的本质和作用是什么？2.简述解释结构模型的特点、作用及适用范围。

3.请依据下图建立可达矩阵。

V 0P7V P8P94. 已知下列可达矩阵,求结构模型。

5. 考虑一个三阶差分方程（所描述的线性定常系统）式中给定初始状态求k=1,2,3时的x(k)。

《地球系统科学》课程教学大纲课程名称：地球系统科学 / Earth System Science课程编码：12024007 课程类型：专业选修课课程性质：专业主干课适用范围：06地理信息系统学时数：36 其中：实验/实践学时：课外学时：学分数： 2 先修课程：自然地理学、地理信息系统、遥感概论考核方式：考查制定单位：广州大学地理科学学院制定日期：2006年审核者：夏丽华执笔者：千怀遂一、教学大纲说明（一）课程的地位、作用和任务地球系统科学以全球性、统一性的整体观和系统观，从多种时空尺度研究地球的整体行为，其理论的构建，将使人类更好地认识所赖以生存的环境，更有效地防止和控制可能突发的灾害对人类所造成的损害，更有利于人类与地球的和谐发展。

该学科是在全球变化、地理信息科学和可持续发展等领域深入研究和不断拓展的基础上发展起来的一门新兴学科，本课程以专业选修课的形式，向学生介绍地球系统科学的形成与发展及其基本概念、基本理论和基本方法，并使学生了解其在全球变化、生态环境、资源开发、土地利用、管理决策、灾害防治等方面的应用。

（二）课程教学的目的和要求通过本课程的教学，让学生：1) 树立地球系统科学研究的整体观和系统观，了解地球系统科学的多时空尺度，并理解只有更好地认识人类所赖以生存的环境，才能更有效地防止和控制可能突发的灾难。

2) 了解可持续发展的内涵是以资源的可持续利用和良好的生态环境为基础，以经济可持续发展为前提，以谋求社会的全面进步为目标。

3) 初步了解地球系统科学研究中的遥感和地理信息系统技术，学会常用遥感图像处理软件的基本操作，能够初步运用地理信息系统技术进行空间数据的基本分析。

（三）课程教学方法与手段课程的主要教学方法包括课堂讲授与自学讨论。

课堂讲授部分全部使用多媒体技术授课。

（四）课程和其它课程的联系本课程的先修课程包括自然地理学、地理信息系统、遥感概论，并要求学生具有一定的数学基础。

（五）教材与教学参考书教材：毕思文，地球系统科学导论，科学出版社，2004年第一版。

Ξ【科学哲学】开放复杂巨系统理论:科学性、研究现状和存在问题苗东升(中国人民大学哲学系,北京　100872)摘　要:钱学森有关开放复杂巨系统理论的工作可以概括为三个基本点:提出开放复杂巨系统这个核心概念,给出复杂性的一种定义,确立从定性到定量综合集成法这种新的方法论。

兹就这三个议题论证开放复杂巨系统理论的科学性,进而考察它的研究现状和存在问题。

关键词:复杂性;开放复杂巨系统理论;综合集成法中图分类号:N 02 文献标识码:A 文章编号:1000Ο5587(2005)02Ο0018Ο07 建立开放复杂巨系统理论是钱学森晚年学术活动的中心课题。

学界对他的工作有不同评价是正常的,争论和批评都有助于这一理论的发展。

但要么否认它的科学性,动辄给人扣上伪科学的帽子;要么说它已经基本成熟,不允许对钱学森的观点提出商榷或质疑,给人扣上“歪曲钱老”的帽子。

这两种极端意见都背离了科学精神,有必要加以辨析。

开放复杂巨系统概念的科学性一种批评意见断言,把人体、大脑、经济、社会、地理环境等作为开放复杂巨系统,不能真正深化人们对自然界的认识,开放复杂巨系统理论是一种大而无当的空洞体系,甚至可能诱惑人误入伪科学泥沼。

笔者断然不能赞同这种指责。

我们以逻辑和历史相结合的方法来考察开放复杂巨系统这一“整个系统科学的核心概念”[1](P61)的科学性。

(1)组分的数量代表系统的规模,是影响系统行为和性能的一个不可忽视的因素。

一般系统论毕竟太过一般,尚未注意到系统的规模效应。

运筹学和控制论早期亦如此,但经历1950～1960年代的大发展之后,终于发现这个认识盲点,开始按照规模划分系统,提出大系统概念,建立大系统理论,代表系统科学的一个进步。

作为控制论大家的钱学森接受这个概念是很自然的。

但系统科学后来的发展表明,从小系统到大系统的认识进步不够大,大系统理论考察的对象,如区域电力网等,不足以代表后来复杂性研究考察的对象;大系统尚不能涌现出某些精致、深刻的特性,如自组织运动,不足以形成真正的复杂性。

总复习题一、底子概念〔判断、填空〕1． 指标综合的加法原那么和乘法原那么，其本色都是一种加权平均法的思路。

〔p197〕2． 典型故障曲线〔浴盆曲线〕〔p223〕早期故障期〔从高到低〕；偶然故障期〔大体保持不变〕；耗损故障期〔逐渐升高〕 〔p223〕3． 并联系统的定义可以看出，从理论上讲，可以无限提高系统的可靠度。

〔p227〕4．系统阐发的重点在于确定问题的目标，以及对各种可行方案进行量化阐发与评价。

〔p149〕5．成本效益阐发法主要考虑资金的时间价值。

〔p158〕6．贝塔朗菲的理论可以归纳为以下四点：整体性原那么，动态布局原那么，能动性原那么，有序性原那么。

〔p16〕7．在编制投入产出表时，首先遇到的问题是部分〔或产物〕划分的问题。

〔p246〕8．把时间维与逻辑维结合起来形成一个二维布局{}77⨯=ija A ，称为系统工程的活动矩阵。

〔p60〕9．系统模型，是对于系统的描述、模仿或抽象。

它反映系统的物理本质与主要特征。

〔p125〕 10．所谓反响，就是系统的输出对于输入的影响〔Feedback,亦称回授〕，或者说是输入与输出之间的反向联系。

简单地说，就是系统的输出反过来影响系统的原输入作用。

〔p85〕11．香农把信息定义为两次不确定性之差，即：信息(量) = 通信前的不确定性 － 通信后尚存的不确定性。

〔p97〕12．从系统工程的不雅点看，系统的主要属性有： 、 、、、、。

答：调集性、相关性、层次性、整体性、目的性、系对于统环境的适应性。

13．80年代末，钱学森提出处置开放的复杂巨系统的方法论是，结合系统学理论和人工智能技术的开展，又于己于1992年提出了建设体系，进一步开展了开放的复杂巨系统的系统方法。

答：从定性到定量综合集成方法。

从定性到定量综合集成研讨厅。

14．对模型一般有以下要求：、、。

答：真实性、简明性、完整性、尺度化。

15．我国著名科学家钱学森提出了一个清晰的现代科学技术的体系布局，认为从应用实践到根底理论，现代科学技术可以分为四个层次：、、、。

本文是在“香山科学会议（324次，378次）”的两次报告中提炼出来的关于地理科学的体系，包括地理哲学、理论地理科学、地理信息科学与地理系统工程，以及前科学的部分。

地理科学在钱学森的科学思想中占有极为重要的地位，随着研究的深入，越来越清楚，地理科学与建筑科学共同构成生态文明建设与可持续发展的基础。

在钱学森研究的科学技术体系11个门类中，有地理科学（1986），见图1；在开放的、复杂巨系统中有地理系统，见图2；在社会主义的总体设计部中有地理建设[钱学森等著。

论系统工程。

上海：上海交通大学出版社，2007]，见图3；钱学森与合作者们共同写过14篇有关地理科学方面的论文[钱学森等著。

论地理科学。

杭州：浙江教育出版社，1994]。

由此可知，在钱学森科学思想中，地理科学占有极为重要的地位。

我们在研究地理学向现代地理科学发展的过程中，历经半个世纪，居然研究成果与钱学森的科学思想不谋而合，殊途同归。

一、地理科学体系地理学是一门古老的学科，自从有人类以来，地理学伴随着人类社会的发展而发展。

在史前社会的地理，称为第四纪古地理；在历史社会时期的地理，称为历史地理；地理学发展至今，在科学化的进程中，成为现代地理科学。

这里研究的实际上是现代的地理科学。

1996年我们发表了“论地理科学的发展”，首次建立了地理科学的体系。

见图4。

地理科学的体系马蔼乃图1 钱学森科学技术体系（1996）图2 开放的、复杂巨系统图3 社会主义总体设计部这篇论文中的地理科学体系得到了钱学森的赞同[钱学森。

1996年1月18日致马蔼乃，钱学森书信选（下卷）。

北图4 地理科学的体系中国山水城市与区域建设（上）京：国防工业出版社，2008]，并提出增加基础设施。

我们的研究是从地理信息科学入手的，地理野外观测学增加了遥感技术（R S）；地理的定位测量学增加了全球定位系统（GPS）；地理实验学可以用虚拟现实技术（VR）；地理计量学可以用数据收集系统（D C S）；整体上可以用地理信息科学（G I S）来组合。

我国法治系统复杂性探索巩献田1949年2月中华人民共和国成立前夕，在全国范围内废除作为旧政权统治的合法性基础和根据的国民党《六法全书》，以中国共产党领导和创新的人民民主专政的政权所颁布的法律取而代之。

随后全国人民政治协商会议制定的起临时宪法作用的《共同纲领》和1954年第一次全国人民代表大会在《共同纲领》的基础上制定的《中华人民共和国宪法》，奠定了新政权的法律基础和根据。

遵照《共同纲领》和《宪法》精神，我国创制了一系列法律、法令、法规、条例等。

直到文化革命，仅中央一级就制定了包括宪法在内的1500多项规范性法律文件。

但是，由于各种复杂的原因，建国历来的很长一段时期内，我国的法制还很不完备，在国家政治生活和社会生活中，宪法和法律没有应有的权威，后来法律虚无主义的严重影响，直至发生“文化大革命”，社会主义法制遭践踏，公民的合法权益被剥夺。

在文化革命结束之后召开的中共十一届三中全会上，邓小平的主题报告和会议公报，提出“为了发扬人民民主，必须加强社会主义法制。

”明确提出要把我国在革命和建设中形成的各项民主措施制度化和法律化。

于是，在人心思治、人心思定和人心盼法的形势下，社会主义民主得到充分发扬和扩大，社会主义法制得到了恢复和加强。

改革开放以来，全国人大及其常委会制定了400多项法律和关于法律问题的决定、规定，国务院制定了1800多项行政法规和部门规章，各个地方也制定了数以万计的地方性法规和政府规章。

今天以宪法为基础的社会主义法律体系基本形成。

1996年江泽民同志代表党中央提出“依法治国”的号召，1998年“依法治国，建设社会主义法治国家”写进了宪法。

从此“依法治国”作为我国社会主义现代化伟大事业中的一项战略决策，被人民议论着和解释着，“法治国家”作为一项宏伟的目标令人们向往和期盼。

伴随着我国法治的不断加强和完善，法律制定数量的增加和质量的提高，政法机构和人员的增强和扩充，社会的各个领域和方面都有不少的发展和进步。