复杂系统理论方法研究进展
更新时间:2023-05-15 20:47:01 阅读量: 实用文档 文档下载
系统科学的基本理论 方法和应用思考严广乐 上海理工大学管理学院
021021-65681349 glyan2003@1
报告大纲一、揭开系统科学的神秘面纱 (概念篇) 二、系统科学的研究、发展与应用思考
(内涵、进展及思考篇)2
一、揭开系统科学的神秘面纱 概念篇) (概念篇)在什么情况下1 1、 在什么情况下1+1>2? ——系统与系统思想 系统与系统思想 什么是系统:由相互区别、 什么是系统:由相互区别、相互作用的各个 部分有机地联系在一起, 部分有机地联系在一起,为同一目的而完 成某种功能的集合体。 成某种功能的集合体。 归纳为:多元性、相关性、整体性、 归纳为:多元性、相关性、整体性、目的性 系统思想的核心: 系统思想的核心: (1)事物的普遍联系观点 (2)事物的永恒发展观点 3
系统的基本概念: 系统的基本概念:S=<A,R>; (1)系统 S=<A,R>; 系统; S:系统; 要素集合: A;要素集合: R:关系集合 结构、功能、 (2)结构、功能、行为 开放、 (3)开放、封闭 状态、过程、 (4)状态、过程、演化环境
系统Si 边界
(5)大系统、小系统 大系统、 简单系统、 (6)简单系统、复杂系统 层次性、 (7)层次性、涌现性 系统整体与部分之间的关系: (8)系统整体与部分之间的关系: > 整体 = 部分和 <
2、系统复杂性与决策陷阱关于复杂性: 关于复杂性: (1)要素众多 (2)关联非线性 (3)人的因素 (4)随机因素 (5)不确定因素 (6)动态变化 (7)多层次与涌现特性6
3、复杂性=“林妹妹”? 复杂性=“林妹妹”? —哲学家们的高谈阔论复杂性产生的后天论与先天论之争 还原论观点:复杂性是后天产生的; 应对方法:分解还原,线性逼近,小 信号扰动; 系统论观点:复杂性是事物的固有特性, 世界的本原就是复杂的; 应对方法:直面非线性,向复杂性, 挑战。7
4、系统科学揭密 ——系统科学的定义及其体系结构 ——系统科学的定义及其体系结构 定义: 定义: 系统科学是一门由一组相辅相成、 系统科学是一门由一组相辅相成、 内涵相通的, 内涵相通的,以系统研究为中心的学科 包括:一般系统论,控制论, 群(包括:一般系统论,控制论,信息 耗散结构论,协同论,突变论, 论,耗散结构论,协同论,突变论,分 形理论,混沌理论,超循环理论等) 形理论,混沌理论,超循环理论等)组 成的新兴科学。 成的新兴科学。8
其中新兴:( 其中新兴:(1)时间上的概念 (2)思维方式的变革 特点:综合性、( 特点:综合性、(横断性、新兴性 特征: (1)理论、方法的整体性;
多种理论方 法相结合或交替使用; (2)研究领域的交叉性;多学科交叉, 边缘学科问题; (3)研究问题的复杂性;定性定量相结 合。9
系统科学研究的核心问题: 大规模复杂系统的演化。 系统演化的量个方向:起源与归宿 老子语:道生一,一生二,二生三, 三生万物,万物负阴以抱阳.
5、系统科学的体系结构和学科地位哲学 基础科学 技术科学 工程技术
马 克 系 思 系统学 统 主 科 学 义 哲 学
运筹学
系统工程
控制论
自动化技术
信息论
通信技术
二、系统科学的研究与发展 内涵与发展篇) (内涵与发展篇) 1、大雁为什么以人字队形飞翔? 大雁为什么以人字队形飞翔? ——组织与自组织 ——组织与自组织 组织: 组织:系统在特定的外部干预下获得其空 间的、时间的或功能的结构。 间的、时间的或功能的结构。 自组织:系统在获得其空间的、 自组织:系统在获得其空间的、时间的或 功能的结构过程中没有外界的特定干预。 功能的结构过程中没有外界的特定干预。 自组织的几种形式: 自组织的几种形式: 自创生——自复制 自复制——自生长 自生长——自适应 自创生——自复制——自生长——自适应12
2、组织能度量吗? 组织能度量吗? ——探究序和熵 ——探究序和熵 序:按次第区分、排列。 按次第区分、排列。 或对称破缺。 或对称破缺。 有序性方向
熵:用于度量系统中各个子系统对系 统总体性质贡献的大小: 统总体性质贡献的大小: H=I=1,2… H=-k∑PilogPi I=1,2…n 最大熵: 最大熵: Hmax=klogn; Hmax=klogn; 当 Pi=(1/n) 相对熵: 相对熵: H/Hmax 剩余度: 剩余度: r=1r=1-H/Hmax14
系统有序演化的自组织判据: 系统有序演化的自组织判据: > dr/dt = 0 < 自组织有序演化 有序化临界 渐近无序化
系统熵可用于简单巨系统演化的 描述与分析15
熵和序的关系: 熵和序的关系 平均信息量,度量系统的不确定性 熵:平均信息量 度量系统的不确定性 平均信息量 和非均匀性;注重于量的度量 注重于量的度量. 和非均匀性 注重于量的度量 对称破缺性,度量系统的差异性 序:对称破缺性 度量系统的差异性 注 对称破缺性 度量系统的差异性;注 重于质的度量. 重于质的度量16
应用思考: 应用信息熵 (1)进行慢性疾病症状指标的聚类、 关联性分析 (2)不同要素之间的相关性分析 (见孙继佳的部分工作) (3)运用熵判据描述和研究慢性疾病 的演化进程(待探索)17
3、烧开水中的学问 ——耗散结构及其形成条件 ——耗散结构及其形成条件 贝纳德流实验: 贝纳德流实验: T=T1△T=T1-T2= (0<c1<c2<c3)
两类有序结构
静态有序结构: 静态有序结构: 静态结构, 食盐, 静态结构,如食盐,冰—水—汽 水 汽 相互转化 动态有序结构: 动态有序结构: 耗散结构,如贝纳德流,生物系统等。 耗散结构,如贝纳德流,生物系统等。 有序与系统演化: 有序与系统演化: 进化—系统状态越来越有序 系统状态越来越有序; 进化 系统状态越来越有序; 退化—系统状态越来越无序 系统状态越来越无序。 退化 系统状态越来越无序。19
耗散结构形成条件: 耗散结构形成条件:(1)开放性 系统与环境存在物质、能量和信息的交换; 系统与环境存在物质、能量和信息的交换; (2)不可逆性 时间反演变换不对称: ≠f(时间反演变换不对称:f(t) ≠f(-t) C ○ (3)远离平衡态 趋近非稳定平衡点 (4)非线性 ○ 存在多个稳定平衡点 ● B A (5)涨落现象20
4、船到桥头自会直——支配与演化 支配与演化 系统协同演化的三大基本原理: 系统协同演化的三大基本原理: (1)不稳定性原理 不稳定性的积极作用 (2)支配原理 慢变量支配快变量 (3)序参量原理 序参量支配系统中其他变量21
正在阅读:
复杂系统理论方法研究进展05-15
西南生活垃圾焚烧发电厂二期扩建可行性研究报告-广州中撰咨询05-13
计算机网络试题及答案11-15
中国教习假发配件市场发展研究及投资前景报告(目录) - 图文03-18
2018-2024年中国矿产铅冶炼行业全景调研研究报告(目录) - 图文09-27
公共关系学04-29
轴承选型应用知识09-23
东江学子辩论赛决赛主持稿。。07-23
人参泡酒方法大全07-23
- 教学能力大赛决赛获奖-教学实施报告-(完整图文版)
- 互联网+数据中心行业分析报告
- 2017上海杨浦区高三一模数学试题及答案
- 招商部差旅接待管理制度(4-25)
- 学生游玩安全注意事项
- 学生信息管理系统(文档模板供参考)
- 叉车门架有限元分析及系统设计
- 2014帮助残疾人志愿者服务情况记录
- 叶绿体中色素的提取和分离实验
- 中国食物成分表2020年最新权威完整改进版
- 推动国土资源领域生态文明建设
- 给水管道冲洗和消毒记录
- 计算机软件专业自我评价
- 高中数学必修1-5知识点归纳
- 2018-2022年中国第五代移动通信技术(5G)产业深度分析及发展前景研究报告发展趋势(目录)
- 生产车间巡查制度
- 2018版中国光热发电行业深度研究报告目录
- (通用)2019年中考数学总复习 第一章 第四节 数的开方与二次根式课件
- 2017_2018学年高中语文第二单元第4课说数课件粤教版
- 上市新药Lumateperone(卢美哌隆)合成检索总结报告
- 复杂系统
- 研究进展
- 理论
- 方法
- 高层悬挑卸料平台施工方案
- 环境保护应该以自然为本 四辩稿
- 四要件没有构成要件的犯罪构成
- 西方行政学说2011年1月试题及答案
- 解析藏传佛教的主要派别及其特点
- 边坡工程读书报告
- 电动机的效率计算
- MP3播放器制作心历——VS1003调试
- 中考历史材料题的做题秘诀教案
- 亽乂の七年级【上】第七章,生物多样性
- 七年级思想品德《情趣与兴趣》
- SSAT阅读考试真题及解析汇总(三)
- 2016春北交《生产运作管理》在线作业二
- 钢丝绳报废标准GB5972-86
- 湘少版六年级英语句型转换方法归纳及练习
- 河南曲剧常用曲牌介绍
- 人教版九年级化学上册化学方程式汇总,推荐文档
- 2009 AutoCAD 1级工程师学生用
- 杰克&183;韦尔奇领导秘诀1
- 浅谈宋诗的理趣美