2010 NO.07
SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION
学 术 论 坛
系统科学以复杂的大系统为研究对象,系统科学发端于20世纪20年代,奥地利生物学家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。
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工程,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。
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》。
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,美国阿波罗登月计划的实现,就是一个突出的范例。
70年代至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。
中国古代的都江堰是运用系统工程的成功的范例。
它主要由三项主体工程:“鱼嘴”岷江分水工程、“飞沙堰”分洪排沙工程、“宝瓶口”工程以及120个附属工程巧妙合成,其中每一部分都是不可缺的。
60年代我国在进行导弹研制的过程中也开始应用系统工程技术。
到了70、80年代系统工程技术开始渗透到社会、经济、自然等各个领域,逐步分解为工程系统工程、企业系统工程、经济系统工程、区域规划系统工程、环境生态系统工程、能源系统工程、水资源系统工程、农业系统工程、人口系统工程等,成为研究复杂系统的一种行之有效的技术手段。
系统工程的特点主要有:(1)研究对象是工程系统。
(2)研究目标是让系统达到最优。
(3)系统工程学是工业工程学的发展和广泛应用。
(4)是横跨许多技术的交叉科学。
(5)数学要求高,离不开计算机。
1 系统工程的应用
系统工程的应用十分广泛,主要有:(1)工程系统:研究大型工程项目的规划、设计、制造和运行。
(2)社会系统:研究整个国家和社会系统的运行、管理问题。
(3)经济系统:研究宏观经济发展战略、经济目标体系、宏观经济政策,进入投入产出分析等。
(4)农业系统:研究农业发展战略、农业结构、农业综合规划等。
(5)企业系统:研究工
业结构、市场预测、新产品开发、生产管理
系统、全面质量管理系统等。
(6)科学技术管
理系统:研究科学技术发展战略、预测、规
划和评价等。
(7)军事系统:研究国防总体战
略、作战模拟、情报通讯指挥系统、参谋指
挥系统和后勤保障系统等。
(8)环境生态系
统:研究环境系统和生态系统的规划、建
设、治理等。
(9)人才开发系统:研究人才需
求预测、人才结构分布、教育规划、智力投
资等。
(10)运输系统:研究铁路、公路、航运、
空运等的运输规划、调度系统、运输效益分
析、城市交通网络优化模型等。
(11)能源系
统:研究能源合理利用结构、能源需求预
测、能源发展战略等。
(12)区域规划系统:研
究区域人口、经济协调发展规划、区域资源
最优利用、区域经济结构等。
2 系统工程的发展前景
现在,系统工程的研究对象已涉及到
各个领域。
广义的系统性理论已包括控制
论、系统论、信息论、耗散结构论、协同学、
相变理论、超循环理论、生活系统论、突变
论、模糊数学等各种理论。
系统论、信息论、控制论的创立在相同
的历史背景,有大致相同的酝酿过程,从20
世纪40年代末创立到以后的发展,几乎是
同步进行的。
这一切都表明三者是相互影
响、相互制约、又相互促进的。
把系统论、信
息论、控制论作为一组新兴学科结合起来
进行考察,可能导致新理论的建立。
实际上
贝塔朗菲晚年已意识到三者结合的意义,
并企图把三论都包括在他的系统论中,维
纳在控制论的研究中,也触及到了三者结
合的问题;后来也有不少学者很重视三论
内在联系的研究。
系统论、信息论和控制论
的出现对当代科学技术的发展和科学思维
方式的变革,发生了巨大影响,它们都把自
己的研究对象作为系统来考察,其中,系统
论以一般系统作为研究对象,信息论以通
讯系统作为研究对象。
控制论是研究各类
系统的调节和控制规律的科学。
非平衡自组织理论,提出了一系列发
人深省的新思想。
在这些理论的研究中,揭
示了决定论与非决定论、动力学规律与统
计学规律的深邃联系;同时,涉及到物质运
动过程中对称与对称破却、精确性与模糊
性、有序和无序、可逆过程与不可逆过程的
矛盾;这些理论还精彩地体现了渐变和突
变、平衡与不平衡、进化与退化、线性关系
与非线性关系的辩证法,把对立的统一、量
变与质变、否定之否定的规律生动而具体
地展现在人们的面前。
从哲学方法论的高
度看,耗散结构论、协同学等新理论,是一
部生动的辩证法的教科书,它们提出的认
识论和方法论问题,必将启迪一代人的思
考。
以非平衡自组织理论为前提,当前对
混沌问题的研究,将会造成对牛顿力学的
“第三次突破”,预示着一场科学技术大革
命的出现。
牛顿力学300多年来,已经经过
了相对论力学向宏观高速运动的突破,量
子力学向微观粒子运动方面的突破,当前
对复杂性和混沌问题的研究,特别是对混
沌区的内在随机性、奇异吸引子、无穷嵌套
的自相似结构、分数维数等特性的研究,将
会创造一系列的新方法,产生一系列新的
科学思想。
这些研究还会帮助人们解开复
杂性之谜,对人们研究宇宙的起源、天体的
演化、生命的进化、人类的出现等重大课
题,都有实际意义。
同时,对非平衡自组织
过程和复杂性的探索,也有可能帮助人们
提高心理学研究水平,探明心理的奥秘和
大脑的“黑箱”;还可以启迪社会学家、经济
学家探索社会运动和经济运动的规律,解
开人类文化之谜。
目前,一些学者正在试图综合各种系
统理论,来形成一个关于系统演化的基本
理论——系统学,系统学所涉及的内容将会
讨论物理运动、生命运动、社会运动这三大
运动中的基本问题,为社会科学与自然科
学的大统一做初步尝试。
城市和经济管理、人口问题和环境保
护、国家政体和军事机构、文学艺术、体育
等都涉及到复杂性问题,就连当前人们最
关心的教育与科技问题也是一个复杂问
题。
因此,探索复杂性问题,涉及到自然、社
会、思维的各个领域和角度,它将比牛顿力
学、相对论力学、量子力学更深刻、更广泛、
更普遍,所以这种研究将会对科学产生极
为深远的影响。
参考文献
[1]王德胜.现代科技精华[M].宁夏人民出
版社,1993,2.
[2]宋健主编.现代科学技术基础知识[M].
科学出版社,1995,4.
系统科学发展及其前景
刘志彬 张运法
(邢台学院初等教育学院 河北邢台 054001)
摘 要:系统科学以复杂的大系统为研究对象,系统科学发端于20世纪20年代。
系统工程的应用十分广泛, 工程系统、社会系统、经济系统、农业系统、企业系统科学技术管理系统、军事系统、环境生态系统等等。
它将比牛顿力学、相对论力学、量子力学更深刻、更广泛、更普遍,所以这种研究将会对科学产生极为深远的影响。
关键词:系统科学 发展 应用 前景
中图分类号:G64文献标识码:A文章编号:1672-3791(2010)03(a)-0214-01
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