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1、系统论的自然观系统论史前史亚里士多德的目的论人是机器基里柯: 一条街道的忧郁和神 秘系统论一般发展史 控制论维纳(N.wiener,1894-1964) 美国数学家1943年，维纳写了行为、目的 和目的论1949年出版控制论意义批判了牛顿的机械决定论，从 控制论的角度出发，肯定了概率 统计观对于现代科学方法论的意 义，给予偶然性以应有的地位。英国生物学家艾斯比（W.R.Ashby） 的“生物控制论”大脑设计（1954） 控制论导 论（1956）对著名的黑箱方法作了 深入的探讨。钱学森的工程控制论（英文版 1954）信息论申农（C.E.Shannon,1916-） 通讯的数量理论（1948） 一
2、般系统论贝塔郎菲(L.V.Bertalanffy,1901- 1971) 奥地利生物学家 一般系统论：基础、发展和应用 （1968）耗散结构理论普利高津（I.Prigogine,1917-） 比利时物理学家 哈肯(Hermann Haken,1927-) 西德 学者 “协同学” 突变论托姆(Rene Thom,1923-) 法国数学家 结构稳定性与形态发生学（ 1968）是研究不连续现象的一个 新兴数学分支。 超循环理论艾根（M.Eigen,1929-）德国物理 化学家 物质的自组织和生物大分子的进 化（1971） 混沌理论洛仑兹（E.Lorenz） 美国气象学家What is Fractio
3、nal ?什么是分形学? 分形几何揭示了复杂 事物的形态都具有分 形的性质。它是描述 复杂自然形态及其生 成的重要数学工具， 为人类建构新的自然 图景提供科学基础。人类在漫长的时间中探索自然,发现了数学能够描述自然界的 某些规律在生产生活中往往遇到空间位置相关性问题,古希腊的人们慢 慢的发现了几何学西方国家认为分形学(数学理论)在近代出现,表达自相似与递归 原理的一种数学模型随着计算机发展,分形学现在越来越多的用于描述随机自然现 象描述自然发展规律描述自相似规律描述空间相关性描述世界分形哲学分形学几何学数学事物并不是永远向前发展,而是从产生成消 灭的一次又一次的循环事物之间存在联系,因为事物本
4、物是同源的 ,内在存在一定的规律性事物的发展是随机了,任何一细节的改变会 影响整个过程正面事物必定存在反面事物以之对应.空间时间存在自相似性,不等同于无限.Example递归式自相似(循环式)随机干扰分形特征分形特征Example天然植物的生长并不是完成随 机,而是按着自相似规律递归式 的生长的.生物Example显微镜观察 下的病毒形 态呈现也完 美的数学模 型空间结构 ,如图的病 毒都能够通 过简单的分 形方程式得 出.生物Example美学在分形数学的 创始人发现分 形规律之前, 建筑师已创造 出很多应用了 分形美学思想 的宗教建筑.Example美学Example物理学宇宙存在自相似原
5、理的有 力例证是物理学上的很多 天体运动规律,如从分子 到天体都遵守的万有引力 定律.ExampleRuleRule火火金金木木水水土土系统的概念由相互作用的各个部分组成的 具有一定功能的整体 具有多元性特点 具有相关性特点 具有整体的特性和功能系统的基本因素系统的组成系统的结构世界不是由物组成的而是由物及物之间的 关系来组成的“世界不是物的总和，而是事态的总和。” 维特根斯坦系统的结构对于元素具有相对的独立性。 系统的环境与系统发生相互作用又不属于这个系统的 所有事物的总和。 孤立系统 封闭系统 开放系统系统的行为和功能行为：一个系统相对于它的环境作出的任何 变化。 功能：系统对环境的变化和
6、作用作出响应的 能力。系统的若干规律系统中整体与部分的关系: 1:表现出一定的加和性 2:非加和性系统的突现功能整体大于部分之和整体小于部分之和系统的结构和功能的关系功能=F(组分、结构、环境) 一定的结构决定一定的功能 结构解释方法和结构模拟方法（ 仿生学） 系统的性状功能有相对的独立性 。结构与功能的关系是“多对一”的关 系-黑箱方法系统演化的不可逆性和方向 性基本概念 可逆变化：过程可以反转，状态可以回归， 系统和环境可以同时复原。不可逆变化：过程不可反转，状态不可回 归，系统和环境不可同时复原。 熵：一个系统的熵等于该系统在一定过程中所 吸收（或耗散）的热量除以它的绝对温度。“一个系统
7、的熵就是它的无组织程度的 度量”维纳 熵增加热力学第二定律：孤立系统中 dS0热量从低温物体转到高温物体而不产生其 他影响是不可能的热寂说负熵：是和熵反向的一种量度，即有序性的量 度系统的自组织 无序和有序 对称性破缺 他组织和自组织平衡结构和非平衡结构（耗散结构） 耗散结构形成的条件和机理开放系统是耗散结构形成的先决条件非平衡是耗散结构形成的力量源泉非线形是耗散结构形成的根本依据涨落是耗散结构形成的触发因子自然系统的演化自然系统的层次结构含义：是指由若干个由组成元素经相干关 系构成的系统，再经新的相干关系而构 成新的系统的逐级构成结构关系。从宇宙大爆炸到人类诞生从宏观到微观宇宙是由大约150
8、亿年前发生的一 次大爆炸形成的宇宙的实际年龄为137亿年银河系的诞生太阳系的形成地球形成与地壳运动层次结构的主要特点 低层次系统对高层次系统有构成关系同一层次的系统间存在着相干关系自然界物质系统的基本层次自然界形成层次结构的论证物质系统层次结构的基本规 律 特定的物质层次结构与特定的能量状 态相适应的规律特定层次系统的尺度与结合能 成反比的规律尺度越小，结合能越大，结合的键力愈强。风力、畜力、水力宏观物体的能量手工业时代 蒸汽机分子层次的能量蒸汽机时 代电机和高压输电技术外层电子层次的能量电器 电子时代原子弹和可控核反应原子核层次的能量核时代物质形态的多样性与丰度成反比 规律物质层次愈高，结构
9、功能愈多样化，层次 愈高的物质系统在宇宙中丰度愈少。 高层次物质系统与低层次物质系 统相互关系的规律低层对高层的上向因果关系 ：高层次系统的结构、属性 和运动形式是从底层次系统 及其运动形式突变而产生出 来的。 还原论解释模型：用低层次学科的规律， 加上这些规律在高层次事物中起作用的条 件来解释说明高层次现象的逻辑模型。 独特论：否认高层次系统由低 层次系统产生的观点。高层次的相对独立性：高层 次系统有自己的特殊的结构 、规律、属性和功能，这是 不能用低层次系统的结构、 规律、属性和功能来解释的 。高层次对低层次下向因果关 系：低层次系统明显地受着 它所处在的高层次系统及其 规律的制约、影响和支配。
