系統科學

系統科學

系統科學,即以系統思想為中心、綜合多門學科的內容而形成的一個新的綜合性科學門類。按其發展和現狀,可分為狹義和廣義兩種。系統科學是以系統為研究對象的基礎理論和套用開發的學科組成的學科群。它著重考察各類系統的關係和屬性,揭示其活動規律,探討有關係統的各種理論和方法。系統科學的理論和方法正在從自然科學和工程技術向社會科學廣泛轉移。人們將系統科學與哲學相互作用,探討系統科學的哲學問題,形成了系統哲學。

基本信息

分類

狹義

的系統科學一般是指貝塔朗菲著作《一般系統論:基礎、發展和套用》中所提出的將"系統"的科學、數學系統論、系統技術、系統哲學三個方面歸納而成的學科體系

廣義

系統科學系統科學 書籍
廣義的系統科學包括系統論、資訊理論控制論耗散結構論、協同學、突變論、運籌學、模糊數學、物元分析、泛系方法論系統動力學、灰色系統論、系統工程學、計算機科學、人工智慧學、知識工程學、傳播學等一大批學科在內,是20世紀中葉以來發展最快的一大門綜合性科學。

20世紀60年代,美國將《系統工程》雜誌改為《系統科學》。中國在技術領域的雜誌則有《系統科學與教學》、《系統工程的理論和實踐》、《系統工程學報》、《系統工程》等。許多學者提出了關於系統科學結構的許多見解。其中一種見解種認為,系統科學包括五個方面的內容:即系統概念、一般系統論、系統理論分析論、系統方法論和系統方法的套用。另一種見解認為系統科學是研究系統的類型、一般性質和運動規律的科學。這一科學體系包括系統學、系統方法學和系統工程學三部分

關於系統科學的內容和結構最詳盡的框架,是中國著名科學家錢學森提出來的。他認為系統科學與自然科學和社會科學處於同等地位。他把系統科學的體系結構分為四個層次:第一層次是系統工程自動化技術、通信技術等,這是直接改造自然界的工程技術層次;第二層有運籌學、系統理論、控制論資訊理論等,是系統工程的直接理論,屬技術科學層次;第三層次是系統學,它是系統科學的基本理論;最高一層將是系統觀,這是系統的哲學和方法論的觀點,是系統科學通向馬克思主義哲學的橋樑和中介。

系統論將世界視為系統與系統的集合,認為世界的複雜性在於系統的複雜性,研究世界的任何部分,就是研究相應的系統與環境的關係。它將研究和處理對象作為一個系統即整體來對待。在研究過程中注意掌握對象的整體性、關聯性、等級結構性、動態、平衡性及時序性等基本特徵。系統論不僅是反映客觀規律的科學理論,也是科學研究思想方法的理論。系統論的任務,不只是認識系統的特點和規律,反映系統的層次、結構、演化,更主要的是調整系統結構、協調各要素關係,使系統達到最佳化的目的,系統論的基本思想、基本理論及特點,反映了現代科學整體化和綜合化的發展趨勢,為解決現代社會中政治、經濟、科學、文化和軍事等各種複雜問題提供了方法論基礎。

發展歷史

系統科學發端於20世紀20年代,奧地利生物學家L.von貝塔朗菲倡導的機體論就是一般系統論的萌芽,與此同時,英國軍事部門的科學家研究和解決雷達系統的套用問題,提出了運籌學,這就是系統工程的萌芽。

20世紀40年代,美國貝爾電話公司在發展通信技術時,使用了系統工程的方法。美國研製核子彈的曼哈頓工程,是系統工程的成功實踐。美國國防部設立的系統分析部,在軍事決策方面運用了系統方法。20世紀50年代,系統科學的理論研究和教學工作全面展開。貝塔朗菲等人創辦了《一般系統論年鑑》,H.H.古德和R.E.麥克霍爾完成了專著《系統工程》。

美國的麻省理工學院等院校開設了系統工程的課程。20世紀60年代,系統科學在西方、在蘇聯得到了廣泛的傳播。系統的理論研究取得了重要的成果,貝塔朗菲發表了《一般系統論——基礎、發展、套用》的著作,使系統工程的套用取得了明顯的效果。美國阿波羅登月計畫的實現,就是一個突出的範例。20世紀70~80年代,系統科學廣泛套用於經濟、政治、軍事、外交、文化教育、生態環境、醫療保健、行政管理等部門,並取得了令人滿意的結果。

發展歷程

系統科學地球系統科學與可持續發展
從科學哲學的角度上說,四大古明中均有系統論的將現象看做系統加以考察的思想。而在三大古文化中,古希伯來的宗教神學、老子的自然人學、古希臘自然哲學更有充分體現。系統一詞,即來源於古希臘語,是由部分級成整體的意思。

常用為亞里斯多德所言“整體大於部分之和”來體現此思想在人類思維中的源遠流長。周易中醫有著最豐富和完整和最悠久的系統思維模式,歐洲最早完整提出系統方法的是熟悉中國哲學的萊不尼茲和康德。

二十世紀初

彭加勒(現多譯作龐加萊,即用來命名06年火熱的同胚封閉流型的高維猜想者)的四部科學哲學著作以及專著《位置分析》分別將數學推理與世界框架進行了討論、將拓撲學進行系統論述。其中大量包含了現代的系統科學思想。從三十年代開始,維納開始關注布希的電子模擬計算機,開拓了線性控制理論。將目光投到“各種已經建立起來的部門之間被忽略的無人區”(維納語),為後來人提供了很好的啟迪。後諾依曼、申農將腳步轉移到計算機與資訊理論。

二十世紀中葉

貝塔朗菲在1937年提出的一般系統論原理,奠定了這門科學的理論基礎。但他的理論到1948年在美國再次講授“一般系統論”時,才得到學術界的重視。學界看到了這片廣闊的新天地,興起一場“系統運動”的浪潮。貝朗塔菲於1952年發表“抗體系統論”,正式提出通常意義上的現代系統科學思想。它關於"機體生物學",這是生物學中的有機論概念,強調生命現象是不能用機械論觀點來揭示其規律的,而只能把它看作一個整體或系統來加以考察。貝塔朗菲又於1968年發表了一般系統論的代表著作《一般系統理論――基礎發展與套用》》(《General System Theory;Foundations,Development,Applications》)確立了這門科學學術地位並被公認為是這門學科的代表作。由於貝氏對系統科學的創立、推廣和發展做出的傑出貢獻,被公認為一般系統論的創始人。

二十世紀後期

布魯塞爾學派的領導人普利高津在非平衡統計物理研究中提出了最初關於非平形成科學體系的耗散結構理論,這一理論可以廣泛套用到生物、化學、生態、社會,大大推動了系統科學的研究與發展。1986年-1994年曾邦哲發展了系統綜合理論 -結構論,研究系統尤其生命系統的結構、功能與發生演變及其相互關係的規律,提出系統醫藥學與系統生物工程等概念,也稱為泛進化或自組織系統的結構理論,探討系統的結構本原模型、適應穩態結構、系統層次的組織建構,以及實在系統與符號系統對應轉換關係,探討系統科學的邏輯學基礎,以及宇宙、生命、文明的信息組織化過程的結構演變規律,並提出彭加勒數學思想與胡塞爾的現象學開創了現代的系統綜合方法。

二十一世紀初

系統思想形成了一股重要的思潮,日益發揮重大而深遠的影響。

學科排名

本一級學科中,全國具有“博士一級”授權的高校共3所,本次有2所參評;還有部分具有“博士二級”授權和碩士授權的高校參加了評估;參評高校總計7所。註:以下相同得分按學校代碼順序排列。

學校代碼及名稱 學科整體水平得分
10004北京交通大學 92
10027北京師範大學 81
90002 國防科學技術大學 78
10252上海理工大學

77

11065青島大學
10280上海大學 65
10217哈爾濱工程大學 64

重點學科

二級學科

系統理論

北京師範大學

學科名單

二級學科

系統分析與集成

華東師範大學

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