探索复杂性是发展系统学的重要途径

系统学作为系统科学的基础科学,关注系统演化、结构和功能的一般规律.近年来复杂性研究的发展表明,复杂系统的涌现性是系统学研究中的核心科学问题之一.复杂系统的涌现性通常是指系统通过个体之间的非线性相互作用,可以在宏观层次上出现新的时空结构和功能.通过对各个领域复杂系统宏观涌现行为的研究,抽象出具有普适性的一般规律,并把这样的一般规律用于具体系统的研究,是认识系统复杂性、发展系统学的基本途径.     

论系统科学体系

现在,人们在广泛地讨论着系统科学体系。但是,系统科学是什么,系统科学的体系应当如何,至今众说纷纭。这里最引人注目并对我们的研究具有指导意义的是钱学森同志的观点。在他看来,所谓系统科学,是由系统工程这类工程技术,系统工程的理论方法,象运筹学、控制论和信息论这类技术科学,以及系统的基础理论系统学等组成的一个新兴科学技术部门。 本文试就系统科学的定义及其体系问题发表一点浅见。我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,它作为一个完整的科学体系包括系统学、系统方法学和系统工程学。系统学是系统科学的基础理论。系统学研究一般系统的基本概念、     

关于系统学的几个问题

钱学森教授对系统科学及其基础科学——系统学的许多重要问题做了精辟的论述,这将大大促进我国系统科学研究工作的迅速发展。本文仅就系统学方面的几个问题做一些探讨。 一、系统学的研究对象 系统学的研究对象是什么?关于这个问题,苏联学术界较普遍的看法是复杂系统。苏联学者在专著《系统学基础》中以及等在专著《系统学问题》中首次用到“系统学”一词时,都在该词后面加上括号,内注“复杂系统理论”。院士认为,系统学是关于复杂系统的科学。     

相似安全系统学的创建研究

为寻求安全系统学研究的切入点并完善安全系统学,从安全系统的相似特性出发,提出相似安全系统学定义和内涵,从安全学科的属性及系统特征论证了创建相似安全系统学的可行性及其意义;阐述了相似安全系统学的学科基础,构建了相似安全系统学的概念体系、研究层次及应用领域;从多个视角层面对相似安全系统学的学科分支进行分类,指出比较安全方法可作为相似安全系统学的主要研究工具,并展望了相似安全系统学的发展方向及延伸的相关学科.研究表明,相似安全系统学将为安全系统学研究提供新的思路和方法.     

经济系统预期行为的建模与仿真研究

预决性是复杂系统动力学重要特征之一，复杂系统主动行为划分中，最基本的一类就是预期。这种预期都基于自己内心对外部世界认识的假设模型之上。介绍了经济系统主体预期行为的建模与仿真方法的研究与发展，包括外推非理性预期方法、理性预期方法、适应有限理性预期方法。讨论了存在的问题、应用前景和发展趋势。     

复杂动力系统初探

探讨传统动力系统与复杂系统之间的关系，并指出某些系统确实具有复杂系统的明显特征，首先研究切换系统，指出这种系统具有1＋1≠2的的特征，并进一步研究这种系统的一些特点，其次，考虑一类动力系统的演化模型，指出这种系统改变着自己的环境和形态，但某些性质不变，将其称为遗传性质，这是我们用严格数学理论与动力系统理论研究复杂系统的尝试。     

关键基础设施建模仿真中的几个复杂网络问题

国家关键基础设施是由相互关联的电力、通信、交通等多个领域的网络系统共同构成的巨型复杂网络体系,建模仿真是研究其复杂性规律最为有效可行的手段。运用复杂网络、复杂系统等理论工具,分析了该网络体系的复杂性特征及成因,探讨了建模仿真研究中最值得关注的研究热点和难点问题,提出了对其大规模网络体系结构、多尺度动力学行为等核心复杂性特征进行建模仿真的思路和方法。     

论系统科学与传统科学的不连续性及其哲学思考

系统科学对传统科学的突破造成了它们之间的不连续性:系统科学研究不可还原为低层次简单个体的性质和行为的高层次涌现动力学规律性;系统科学所发现的规律性在不同层次尺度上不断复现。第一种不连续性是由系统科学在认识论上对复杂现象的重新理解所产生的,而第二种不连续性并不能否定复杂系统是自然类。澄清这种不连续性为完成系统科学所引发的科学革命,构建统一的理论范式奠定了坚固的哲学基础。     

复杂社会系统的研究方法——从计算机模拟到复杂应答过程理论

计算机模拟方法是探索复杂适应系统自组织机制、突现特性的常用方法。这种方法最初用来研究自然系统中的复杂适应主体(尤其是同质主体)的行为。在遗传算法的辅助下也可以较为精确地完成对异质主体行为的模拟。在人类社会领域,由于人与人之间的相互关系更加复杂多样,计算机模拟方法面临更大的挑战。斯泰西提出的复杂应答过程理论认为,人类互动是复杂的,仅仅把它描述为适应性就没有充分理解复杂性。人类互动的主要特征是应答而不仅仅是互相配合,互相适应。这两种方法既有相似之处又相互区别,各有特长。     

简单巨系统的演化理论——非平衡系统中的自组织

对于包含少数子系统、相互作用简单的系统,人们有较精确的方法研究它的运动规律。例如质点运动用牛顿第二定律分析;线性控制系统采用控制论方程,其中(?)是描写系统的状态矢量,(?)是控制矢量,A、B分别为系数矩阵和控制矩阵。如果系统内子系统数目非常多,如热力学系统包含10~(23)个分(子系统),子系统之间相互联系纵然简单,也难按传统方法来分析整个系统的运动规律。这类系统在系统学中称为简单巨系统。“巨     

基于演化模型的宏观经济系统分析方法

探讨了复杂巨系统与非线性动力学系统的关系,由混沌和分形揭示了复杂性寓于简单性之中、系统内部的固有特性决定了系统长时期演化行为;提出了基于演化的复杂巨系统建模、仿真与分析思想,给出了基于演化的复杂巨系统建模方法;利用这种方法,建立了中国宏观经济系统演化模型。     

高维并联buck变换器的非线性动力学行为研究

首先对并联DC-DCbuck变换器建立了一个8维分段线性的状态方程,然后用各种数值方法研究了它的非线性动力学性质。研究结果表明,在一定参数和外部激励条件下,该系统出现各种分岔、超混沌运动及混沌同步、相位同步等复杂动力学行为。而且发现,负载电容和输入电压对这种高维系统的动力学性质的影响不同于对低维系统的动力学性质的影响。     

国家生命体的系统学解析

对国家的概念、本质以及现有国家生命体理论进行了综述。从系统学的角度，认为国家是一个生命有机体，是在特定地域内，由“自然-人口-经济-社会”（NPES）组成的复杂自组织适应系统，满足系统科学的基本规律。从国家起源的自创生性、国家生存的耗散结构性以及国家进化的自适应性揭示国家的生命体特征。     

军事系统研究的综合集成方法

在分析战争复杂性的基础上,从系统学的角度出发,描述了军事系统的开放性、复杂性、突现性以及巨量性等重要性质,剖析和揭示了军事系统的本质,论述了军事系统是一个开放的复杂巨系统.从而得出结论:处理军事系统中复杂军事问题应该采用综合集成方法.     

秩论——系统学独特基本研究对象的提出与探讨

系统学至今尚未建立,一个重要原因是系统学的独特的基本研究对象没有真正确立。涌现,是实现系统学逻辑连贯的精髓,但不是其独特的基本研究对象。普遍的“系统及其演化过程”定义为“秩”。秩,是系统学独特的基本研究对象,它是在系统学的归根结底的最基本研究对象——“系统”的基础上“独特”而获得的。秩的提出与研究,实践着系统精神,将促进系统学的研究及其理论的自洽。     

钱学森复杂性思想研究--兼论中国复杂性研究的特色

我国著名科学家钱学森在探索系统科学的基础科学———系统学的过程中 ,与西方科学家几乎同时提出了复杂性科学的问题 ,构建了具有与西方复杂性研究径路不甚相同的中国复杂性研究纲领 ,提出了从定性到定量的综合集成方法和综合集成研讨厅体系 ,并带领其系统学研究班的成员对几类特殊的复杂巨系统———人脑系统、人体系统、社会系统、地理系统等做了详细的研究。以钱学森为代表的中国复杂性研究者对复杂性研究的方法论提出了独到的见解 ,但在学理上还不够深入 ,取得的具体成果还不多     

复杂网络关系流与行为关系定理——一般系统结构理论在复杂网络中的应用

在关系流概念的基础上,应用一般系统结构理论,研究复杂网络的关系流,包括信息流、物流、能量流、资金流、人力资源流等和复杂网络行为或功能之间的关系及规律,得到两个复杂网络关系流与行为关系定理和一个复杂网络关系流与行为关系模型.它们表明,对于任何一个复杂网络,复杂网络行为或功能仅由它的输入流Rf(t)和基层次Hd上的关系流集Rfcnd(t)——复杂网络关系流CNRf(t)=Rf(t)∪Rfcnd(t),特别是其中的关系流回路,决定和支配的.通过对复杂网络关系流与行为关系模型的数学研究,可以从理论上揭示复杂网络关系流和复杂网络行为或功能之间存在的一系列固有关系及规律,以及这些关系及规律衍生的复杂网络研究思想、理论、方法、手段和工具,推动复杂网络研究的发展.     

科学精神的系统学特征探析

科学精神是一个系统 ,具有开放性、动态性、层次性和协同性等系统学特征 ,在新的世纪、新的时代 ,对科学精神进行系统学分析 ,有助于我们全面深入地认识科学精神的本质内涵与其变化、发展规律 ,从而更好地探索科学精神的弘扬与创新途径和方法 ,以推动人类文明的进步和社会的发展。     

一个开放的复杂巨系统

90年代初期中国学者提出了开放的复杂巨系统理论,以及处理开放的复杂巨系统的方法论－－从定性到定量的综合集成研讨厅体系,本文从系统学的角度出发,剖析与揭示了Internet系统的本质,指出Internet是一个开放的复杂巨系统,处理Internet系统及其相关问题的方法是综合集成研讨厅体系。     

系统工程及其理论基础

本文在介绍钱学森系统科学体系结构的基础上,着重讨论了系统工程的方法及其理论基础。后者主要是指系统学的建立。这是在钱学森亲自指导下的一个讨论班,关于系统学的研究对象、内容、方法的一些结论介绍。