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文檔簡介
現(xiàn)代系統(tǒng)理論的基本內(nèi)容第一頁,共六十一頁,2022年,8月28日前言前
言2第二頁,共六十一頁,2022年,8月28日前言-教材定位教材定位定位于學(xué)生“培養(yǎng)類”抑“訓(xùn)練類”。培養(yǎng)類教材應(yīng)具有相當(dāng)國際上大學(xué)之核心課內(nèi)容,科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域之核心課,主要是培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)思維,建立運(yùn)動發(fā)展觀點(diǎn),獲得掌握知識及解決問題之能力。訓(xùn)練類課則是具體傳授知識,為學(xué)生求職做準(zhǔn)備,這類課講究實(shí)用但不可避免地要及時調(diào)整內(nèi)容以信息領(lǐng)域計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)課最為典型。同時兼顧學(xué)生適應(yīng)廣泛信息領(lǐng)域工作時所需之基本概念和基本規(guī)律方面的內(nèi)容3第三頁,共六十一頁,2022年,8月28日前言-課程內(nèi)涵
課程內(nèi)涵若按慣例作法:由各種現(xiàn)有技術(shù)方法入手分門別類分析具體技術(shù)原理、性能、優(yōu)缺點(diǎn)等等,由此引導(dǎo)學(xué)生悟出深層次之“道”來以達(dá)到學(xué)生能力之培養(yǎng)和基本概念、規(guī)律之掌握,從而提高解決問題之能力,但這樣作一方面會發(fā)生內(nèi)容煩雜,不易理出脈絡(luò)。
另外一方面很容易發(fā)生“只見樹木不見森林”的現(xiàn)象疏漏了重要系統(tǒng)概念和規(guī)律。
信息安全和對抗實(shí)質(zhì)上是系統(tǒng)性問題,遵守“全量大于諸分量之和”定理,分別研究分項(xiàng)技術(shù),然后簡單求和并不能代表整體也很難“整合”成整體。
4第四頁,共六十一頁,2022年,8月28日前言-課程內(nèi)涵三點(diǎn)主要思想
概念和原理采用“由頂層至下層”(TOPDOWN)展開,然后用例子進(jìn)行反饋。
內(nèi)容由“普適”開始逐漸往“專門”展開(“專門”相對“普適”在于信息安全對抗領(lǐng)域相對專門些),以作到“普適”與“專門
相結(jié)合。
作為信息領(lǐng)域理工科學(xué)生之信息安全與對抗專業(yè)基礎(chǔ)教材,要突出安全與對抗領(lǐng)域之基本概念,基本原理及基本方法,鼓勵學(xué)生深入思考靈活應(yīng)用。
5第五頁,共六十一頁,2022年,8月28日前言-課程體系課程體系思路將系統(tǒng)理論之基本觀點(diǎn)和原理溶入內(nèi)容中,用以分析研究問題,這是因?yàn)樾畔踩蛯箚栴}實(shí)質(zhì)上是復(fù)雜的系統(tǒng)問題,各種信息系統(tǒng)是系統(tǒng)而且系統(tǒng)中仍包括系統(tǒng),系統(tǒng)又溶入更大之系統(tǒng)。貫徹矛盾對立統(tǒng)一運(yùn)動發(fā)展演化之原理,溶入本教材進(jìn)行分析、敘述,從而引導(dǎo)到信息安全和對抗領(lǐng)域普遍性之原理和方法,內(nèi)容上即系統(tǒng)功能、結(jié)構(gòu)、環(huán)境間之多層次多剖面之關(guān)系所蘊(yùn)含的本質(zhì)矛盾,在現(xiàn)實(shí)條件約束下形成對立統(tǒng)一動態(tài)演化,形成了“正”“反”問題,研究“正反”問題。列舉一些信息安全和對抗領(lǐng)域典型信息系統(tǒng)攻擊與反攻擊之對抗案例,以加深基本原理和方法之理解和起到“舉一反三”,并為其它課程,如信息隱藏和安全識別與認(rèn)證等進(jìn)行引路和打基礎(chǔ)。6第六頁,共六十一頁,2022年,8月28日前言-課程體系體系框架介紹、討論“系統(tǒng)”概念及系統(tǒng)理論要點(diǎn)。介紹、討論“信息”、“信息系統(tǒng)”及其發(fā)展要點(diǎn)之相關(guān)概念。信息安全基本概念“問題”動態(tài)發(fā)展之概論、安全對抗過程之要點(diǎn)及加強(qiáng)支持發(fā)展之要點(diǎn)。信息安全領(lǐng)域主要原理。強(qiáng)化信息安全發(fā)展之基本科技方法。綜合舉例。一些發(fā)展前沿之簡介。7第七頁,共六十一頁,2022年,8月28日前言-結(jié)束語本教材之編寫思路和內(nèi)容框架雖已明確,但涉及內(nèi)容非常廣泛,學(xué)科間相互交叉、互融關(guān)系復(fù)雜,故難作的事是適合研究生和本科生學(xué)習(xí)之一個好的內(nèi)容的“剪裁”和組合,外加迫于發(fā)展和人才需求之較強(qiáng)壓力,信息安全與對抗領(lǐng)域之教育發(fā)展改革勢不可擋。但本人學(xué)術(shù)水平有限,并變更了教科書之慣常思路又無經(jīng)驗(yàn),故錯誤和缺陷肯定很多,引致較失敗風(fēng)險(xiǎn),在努力嘗試之際,望各位專家多多指教,廣大同學(xué)多提寶貴意見!8第八頁,共六十一頁,2022年,8月28日第一章
現(xiàn)代系統(tǒng)理論的基本內(nèi)容引言系統(tǒng)定義及要點(diǎn)解釋系統(tǒng)理論體系初論對立統(tǒng)一范疇暫立之公理體系9第九頁,共六十一頁,2022年,8月28日現(xiàn)代系統(tǒng)理論體系基本內(nèi)容引言-淺顯引導(dǎo)系統(tǒng)定義及要點(diǎn)解釋系統(tǒng)理論體系初論對立統(tǒng)一范疇暫立之公理體系10第十頁,共六十一頁,2022年,8月28日通向系統(tǒng)之“淺顯”引導(dǎo)由“運(yùn)動”說起“運(yùn)動”在這里不是指體育領(lǐng)域之運(yùn)動,即作為人體力、體能之測試和訓(xùn)練,以不斷追求之體能、體力之極限,而是指廣泛意義上之物質(zhì)存在之運(yùn)動。現(xiàn)代科技發(fā)展前沿很大部是更深入、更廣泛地探索研究“運(yùn)動”。附帶說明一句,中國文化之思維特點(diǎn)是重視綜合思維,也是傳統(tǒng)性的優(yōu)點(diǎn),各種復(fù)雜之運(yùn)動之研究是人類科學(xué)探索研究之永恒主題。由實(shí)際的各種客觀存在的例子,我們可體會到:世界上除了運(yùn)動之外,沒有別的什么東西,這種哲理具有普遍性和深刻性,運(yùn)動即物質(zhì),是客觀存在的。11第十一頁,共六十一頁,2022年,8月28日通向系統(tǒng)之“淺顯”引導(dǎo)由運(yùn)動說到“系統(tǒng)”“系統(tǒng)”是研究復(fù)雜運(yùn)動中形成“系統(tǒng)”之概念,是客觀存在人腦之一種反映,它是真實(shí)的,而不是恣空憶造出來的。在系統(tǒng)理論方面,作者認(rèn)為普里高津教授之耗散自組織理論是一個重要之突破,在系統(tǒng)理論發(fā)展方面具有戰(zhàn)略意義和里程碑作用,但同時我們也應(yīng)看到,系統(tǒng)理論和其應(yīng)用層次之各學(xué)科之發(fā)展尚處在初期階段,遠(yuǎn)未達(dá)到學(xué)科領(lǐng)域體系結(jié)構(gòu)及基本規(guī)律之認(rèn)識基本完備之程度。因?yàn)橄到y(tǒng)科學(xué)技術(shù)是一個人類進(jìn)化發(fā)展中必應(yīng)掌握之重要課題之一,是一種客觀存在之需求,在本書中不可詳細(xì)敘述,只可能簡單地基本性之簡介,為利用其進(jìn)行信息安全和對抗問題自頂層往下進(jìn)行研究打個基礎(chǔ)。12第十二頁,共六十一頁,2022年,8月28日系統(tǒng)的定義及其要點(diǎn)解釋系統(tǒng)的定義具有對外部功能關(guān)系、自組織機(jī)能,開放耗散結(jié)構(gòu),由多元素組成多層次多剖面的復(fù)雜動態(tài)綜合整體稱為系統(tǒng)。
要點(diǎn)解釋開放耗散結(jié)構(gòu):對結(jié)構(gòu)外部,不斷地有物質(zhì)、能量、信息交換,非隔絕的保守結(jié)構(gòu)稱之為開放耗散結(jié)構(gòu)。信息:事物運(yùn)動狀態(tài)的描述與表征。自組織機(jī)能:是由內(nèi)部結(jié)構(gòu)間相互關(guān)系,以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外部環(huán)境所形成的功能關(guān)系所組成的,是由無組織的混亂狀態(tài)向有序狀態(tài)演變的機(jī)能。序:在一定層次上的運(yùn)動規(guī)律。系統(tǒng)簡明含義是指具有以“系統(tǒng)”為特征的運(yùn)動著的事物,是動態(tài)存在的事物。
13第十三頁,共六十一頁,2022年,8月28日系統(tǒng)的定義及其要點(diǎn)解釋“關(guān)系”之概念這是一個重要概念,是核心概念之一,因?yàn)樗磻?yīng)了事物間之普遍聯(lián)系、互相作用、互相影響,再概括一步可視為“運(yùn)動”、運(yùn)動狀態(tài)、運(yùn)動結(jié)果之具體關(guān)系,還可疊套發(fā)生作用形成復(fù)合關(guān)系。人們通常按一定特征將“關(guān)系”分為很多種類,如物理關(guān)系、化學(xué)關(guān)系、數(shù)學(xué)關(guān)系、人際社會關(guān)系類(如朋友關(guān)系、婚姻關(guān)系、血緣關(guān)系、法律關(guān)系、感情關(guān)系等),不同類別關(guān)系有不同之定義和特性
14第十四頁,共六十一頁,2022年,8月28日數(shù)學(xué)上關(guān)系的定義設(shè)A為集合,D為二元集合[對,錯],定義一個A×A到D的映射R稱為A的元素間的一個關(guān)系,如果a,bA,aRb對,則稱a,b之間符合關(guān)系R(aRb),aRb錯,則稱a,b之間不符合關(guān)系R。
所以“關(guān)系”就是映射。數(shù)學(xué)中的等價(jià)關(guān)系:用∽表示,等價(jià)關(guān)系的性質(zhì)有三條,即:a∽a自反性;a∽b則b∽a對稱性;a∽b,b∽c則a∽c傳遞性;注意:c為Γa,Γb,否則將使a∽a失去獨(dú)立性。15第十五頁,共六十一頁,2022年,8月28日定理定理:一個集合中,子集合的劃分對應(yīng)一等價(jià)關(guān)系
設(shè)劃分集合依照一準(zhǔn)則,符合準(zhǔn)則者進(jìn)入子集合,設(shè)準(zhǔn)則為∽,則有:子集合中元素
a∽a,b∽b,c∽c,有a,b,c都符合∽,∴a∽b,b∽c,a∽c,b∽a,c∽b,c∽a其中:∽具有對稱性、傳遞性、自反性,故∽為一等價(jià)關(guān)系。
16第十六頁,共六十一頁,2022年,8月28日定理定理:一等價(jià)關(guān)系可劃分一子集合
設(shè)集合為A,等價(jià)關(guān)系為∽,根據(jù)自反性可由A中任意挑出滿足a∽a的a,由a按a∽b、……挑出b、c、……即可構(gòu)成子集,所以:由于a∽b,b∽a,∴先挑出a或先挑b無區(qū)別,推廣至任意挑選無區(qū)別;由于a∽b,b∽c則a∽c,說明使用∽挑選元素?zé)o其它限制(如a∽b,b∽c,c∽d,……串行鏈);
17第十七頁,共六十一頁,2022年,8月28日數(shù)學(xué)中的相似關(guān)系在等價(jià)中削去傳遞性,這是一種約束,較等價(jià)關(guān)系弱的關(guān)系,“一般相似”不能有傳遞性。兒子像父親,兒子像母親,但父母不見得相象。數(shù)學(xué)中這種種運(yùn)算也可看作“關(guān)系”,而運(yùn)算更廣泛的認(rèn)識,可認(rèn)為是一種映射,故映射又看作關(guān)系(數(shù)學(xué)中“關(guān)系”之定義由映射開始原因就在于此),“集合”可看作關(guān)系之集合。數(shù)學(xué)中關(guān)系很多,而且還不斷尋找新的關(guān)系和其重要結(jié)果,又如,同構(gòu)類關(guān)系是一種復(fù)合重要關(guān)系(集合映射和運(yùn)算之結(jié)合)。
18第十八頁,共六十一頁,2022年,8月28日設(shè)a、b、c和aˊ、bˊ、cˊ為兩個集合,和為兩個集合中各一種運(yùn)算,Ф為自a、b、c集合至aˊ、
bˊ、cˊ之映射
即,。如果,則稱A集合與Aˊ集合在映射Ф及運(yùn)算及構(gòu)成同構(gòu)關(guān)系,同構(gòu)關(guān)系是一個重要關(guān)系,在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,它是“相等”關(guān)系之推廣,但也是一種條件嚴(yán)格的關(guān)系。
19第十九頁,共六十一頁,2022年,8月28日系統(tǒng)理論中關(guān)系的定義及概念轉(zhuǎn)化系統(tǒng)理論中定義的“關(guān)系”含義比較廣泛,體現(xiàn)事物間廣泛復(fù)雜的聯(lián)系
事物間各種相互作用稱之為關(guān)系;事物間各種相互作用結(jié)果的存在狀態(tài)(也稱關(guān)系狀態(tài));事物間的時空比較狀態(tài);事物由某種存在狀態(tài),在一些作用激發(fā)下形成的狀態(tài)轉(zhuǎn)移。
20第二十頁,共六十一頁,2022年,8月28日系統(tǒng)理論中關(guān)系的定義及概念轉(zhuǎn)化關(guān)系的概念轉(zhuǎn)化(關(guān)系的概念化形成)“關(guān)系”在人腦中反映形成“關(guān)系”的概念,而后根據(jù)概念的內(nèi)涵與外延,又可將“關(guān)系”進(jìn)行深化分析,實(shí)質(zhì)上是反映了客觀事物多層次、多剖面的復(fù)雜運(yùn)動,同時也體現(xiàn)了人腦及人類科學(xué)知識積累對實(shí)踐的主觀能動作用,也體現(xiàn)了“關(guān)系”的內(nèi)部縱深復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。
21第二十一頁,共六十一頁,2022年,8月28日系統(tǒng)理論中涉及的幾種重要關(guān)系功能關(guān)系專指系統(tǒng)與“環(huán)境”發(fā)生的主要相互作用,它使系統(tǒng)得以生存,實(shí)際上“功能”是由系統(tǒng)之多種交織“關(guān)系”組成,反映在結(jié)構(gòu)層次交織的體系。
結(jié)構(gòu)關(guān)系系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間形成系統(tǒng)結(jié)構(gòu),“結(jié)構(gòu)”除了分系統(tǒng)、子系統(tǒng)的“劃分”外,還有它們之間相互的關(guān)系,這部分由分系統(tǒng)、子系統(tǒng)層次討論,它們又是分系統(tǒng)或子系統(tǒng)層次的“功能”,正是這些相互間關(guān)系(功能),形成了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的動態(tài)存在,同時也形成了系統(tǒng)層次的“功能”,我們可以認(rèn)為系統(tǒng)的“結(jié)構(gòu)”與“功能”,即哲學(xué)上稱之為事物的內(nèi)因,它的核心實(shí)質(zhì)是動態(tài)的相互作用及其存在形式(關(guān)系)。
22第二十二頁,共六十一頁,2022年,8月28日系統(tǒng)理論中涉及的幾種重要關(guān)系約束關(guān)系總的來說,“功能”、“結(jié)構(gòu)”的實(shí)現(xiàn)、存在是有條件的,實(shí)現(xiàn)“功能”、“結(jié)構(gòu)”的前提條件、限制條件稱為約束關(guān)系。約束關(guān)系根源于人理、物理、事理、生理,而最嚴(yán)格和不容逾越的是法律體系所規(guī)定的約束界限,約束關(guān)系也可以規(guī)律的形式出現(xiàn),也可以技術(shù)狀態(tài)水平出現(xiàn),約束關(guān)系的約束作用是溶入對象間的時空運(yùn)動之中,約束作用的形式也有多種多樣,(例如可作時間維上的連續(xù)作用,也可是不連續(xù)的階段性,如法律的約束也有部分是產(chǎn)生違法結(jié)果的懲罰),另外還應(yīng)指出,約束關(guān)系具有體系特征,如構(gòu)成“約束”的約束,不同層次、不同剖面、不同時間或不同的約束條件,總之約束關(guān)系是關(guān)系的一種,是事物互相作用中對某種作用起約束作用的“關(guān)系”。
23第二十三頁,共六十一頁,2022年,8月28日關(guān)系的關(guān)系種屬關(guān)系:一個“關(guān)系”的外延被另一個關(guān)系的外延全部包括,成為其中一部分,外延大者稱為種關(guān)系,小者稱為屬關(guān)系,但其內(nèi)涵內(nèi)容正相反“種關(guān)系”內(nèi)涵小,“屬關(guān)系”內(nèi)涵除“種關(guān)系”內(nèi)涵之外,尚有獨(dú)立所有者。并列關(guān)系:在一個種關(guān)系下,平行的兩個或多個屬關(guān)系,其外延互相排斥者(不能兼者)。交叉關(guān)系:“關(guān)系”的內(nèi)涵與外延,部分不同,部分相同者。同一關(guān)系:兩個關(guān)系外延完全相同,但內(nèi)涵不同或不完全相同者,(體現(xiàn)事物多剖面特性)對立關(guān)系:是一種特殊形式,即并列關(guān)系中其外延相互對立,處在兩端位置的屬概念。矛盾關(guān)系:也是一種特殊并列關(guān)系及對立關(guān)系,外加兩個屬關(guān)系外延的和等于種關(guān)系的外延。功能關(guān)系、結(jié)構(gòu)關(guān)系及約束關(guān)系結(jié)合具體系統(tǒng)存在時(具體的體系結(jié)構(gòu))可具有以上關(guān)系。
24第二十四頁,共六十一頁,2022年,8月28日關(guān)系維系對象的關(guān)系設(shè)對象為X、Y、Z,則產(chǎn)生如下維系關(guān)系
相似關(guān)系:X與Y相似時空比較關(guān)系:X比Y大,X比Y前、后,X比Y早、晚,……,以及時空關(guān)系組合占有關(guān)系:X有Y,X控制Y“是”關(guān)系:X是Y……繼承關(guān)系:X某屬性遺傳給Y,Y繼承X的某屬性因果關(guān)系:X是因,Y是果,由X產(chǎn)生Y矛盾關(guān)系:X與Y為矛盾關(guān)系
25第二十五頁,共六十一頁,2022年,8月28日關(guān)系的時空展開凡是運(yùn)動的一種形式,也必然在時間空間中展開,而這個空間是廣義的空間,并非僅限于三維的幾何空間,也不僅是在時間或空間展開,而是時空維同時展開。在連續(xù)的狀態(tài)下,可用結(jié)合在一起構(gòu)成動態(tài)表示系統(tǒng),在間斷狀態(tài)下可用序列表示。
26第二十六頁,共六十一頁,2022年,8月28日系統(tǒng)理論體系初論哲學(xué)—系統(tǒng)理論體系中的基礎(chǔ)層次
化常用思維模式,則為是A不是B,是B不是A,既是A又是B,是可普遍應(yīng)用的。如A是“對手”,B是“朋友”的場合,按絕對化的思維模式,即要不是朋友就是對手,不是“對手”即“朋友”,常常是行不通的,朋友間也有矛盾,對手間也往往有共同點(diǎn),即
27第二十七頁,共六十一頁,2022年,8月28日耗散自組織系統(tǒng)理論之體系耗散自組織理論(dissipativestructure-selforganizationtheory)是正在發(fā)展之中之學(xué)科群。普里高津教授
我們認(rèn)為耗散自組織理論是現(xiàn)代系統(tǒng)理論發(fā)展中之一支重要基礎(chǔ)。它是系統(tǒng)理論本體核心,同時作為一個理論體系,也是在研究發(fā)之中,這個理論體系之實(shí)質(zhì),可用普里高津教授的話所表述:就是研究演化著的世界,即一個進(jìn)化著的系統(tǒng)。
28第二十八頁,共六十一頁,2022年,8月28日耗散理論及其要點(diǎn)保守系統(tǒng)與開放系統(tǒng)
系統(tǒng)按其與“環(huán)境”之關(guān)系可在理論上劃分為與環(huán)境不發(fā)生關(guān)系(即與“環(huán)境“沒有物質(zhì)、能量、信息交換、交流)之保守系統(tǒng)與開放系統(tǒng)兩類。
保守系統(tǒng)在經(jīng)歷了時間渡逝后所處之狀態(tài)必定是平衡態(tài),物理執(zhí)力學(xué)第二定理指出此時保守系統(tǒng)之熵達(dá)到最大值(而無熵流產(chǎn)生),同時保守系統(tǒng)之之態(tài)函數(shù)在空間是均勻地,在時間上是不變化的,即時空穩(wěn)定不變的,普里高津指出保守系統(tǒng)之宏觀序?yàn)榱?,即宏觀無序,所以我們認(rèn)為這種保守系統(tǒng)在研究系統(tǒng)演化中是無意義的,也不必多加研究。開放系統(tǒng)與環(huán)境有物質(zhì)、能量與信息的交流,它內(nèi)部之狀態(tài)就不分處在平衡態(tài),因?yàn)橛小敖涣鳌保赜小傲鳌保◤V義之流,而不一定是某種液體流),有流必有形成“流”之廣義流之推動力,簡稱“力”(廣義),它實(shí)際上是某相關(guān)物理量(狀態(tài)函數(shù))在空間分布之梯度
29第二十九頁,共六十一頁,2022年,8月28日耗散理論及其要點(diǎn)最小熵原理即一個新序之產(chǎn)生要經(jīng)過混亂無序之斗爭才可達(dá)到有序,無序之斗爭體現(xiàn)在熵之度量上是熵之大量增加,然后再是大量之減小形成新的序。而在非平衡線性狀態(tài)熵之增加率最小,很難“破”,不“破”就很難“立”,故不可能產(chǎn)生新的序:另一方面的理解是在線性狀態(tài)只可能有量的變化,而不可能有質(zhì)之變化,故不會有序之產(chǎn)生。
普里高津教授認(rèn)為只有當(dāng)系統(tǒng)在開放狀態(tài),同時外界之驅(qū)動能力使系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡態(tài)達(dá)到相關(guān)突變之閾值以上,使系統(tǒng)總熵值變化最終小于零(而不是零),才會產(chǎn)生新的序,這種遠(yuǎn)離平衡態(tài)可產(chǎn)生新序的結(jié)構(gòu),被普里高津稱之為耗散結(jié)構(gòu)(耗散熵之意),由于遠(yuǎn)離平衡態(tài)之外界“推動力”只不過是產(chǎn)生新序之條件,新序之實(shí)際產(chǎn)生還要依靠系統(tǒng)本身之結(jié)構(gòu),由這個意義上是系統(tǒng)之自組織行為,而耗散狀態(tài)只是最基本必要條件。
30第三十頁,共六十一頁,2022年,8月28日耗散理論及其要點(diǎn)31第三十一頁,共六十一頁,2022年,8月28日耗散理論及其要點(diǎn)32第三十二頁,共六十一頁,2022年,8月28日耗散理論及其要點(diǎn)33第三十三頁,共六十一頁,2022年,8月28日物理學(xué)與進(jìn)化論之統(tǒng)一普里高津教授提出了“耗散結(jié)構(gòu)”之概念,即這種結(jié)構(gòu)不是封閉的保守結(jié)構(gòu),而是”開放“的結(jié)構(gòu),與外界(即外系統(tǒng))有物質(zhì)、能量及信息之不斷交換,并通過其內(nèi)部結(jié)構(gòu)之某種機(jī)制能夠不斷耗散熵,使結(jié)構(gòu)內(nèi)部熵不會增加(有時會反而減少),由此提出”負(fù)熵“這概念,即,這種重要之機(jī)制稱之為“耗散自組織”功能,
它的重要性在于:它消除了原來物理學(xué)與進(jìn)化論間之矛盾,發(fā)現(xiàn)了物理學(xué)之新領(lǐng)域,發(fā)展了物理學(xué)熵之含義及作用,奠定了從“存在”到“演化”之基礎(chǔ)(橋梁),也豐富發(fā)展了唯物辯證法。
34第三十四頁,共六十一頁,2022年,8月28日耗散自組織理論之核心觀點(diǎn)是構(gòu)成系統(tǒng)理論本體之核心耗散自組織理論是一個體系,現(xiàn)仍在發(fā)展中。各研究分支所取得之成果不斷充實(shí)發(fā)展了體系內(nèi)之內(nèi)容,但其核心之概念是:運(yùn)動生存著的物體必定要“開放”,以及與外界有物質(zhì)能量及信息之交換,在此前提下,由物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)間及與外部間復(fù)雜非線性互相作用之關(guān)系,形成了物體整體之運(yùn)動規(guī)律(宏觀秩序),并稱之為自組織行為,由熵角度看即,其中為物質(zhì)之總熵,為由外部輸入(可為負(fù)熵)抵消由內(nèi)部產(chǎn)生不斷增加值熵,使得總熵不增加甚至減少,這種機(jī)制稱之為耗散機(jī)制。
35第三十五頁,共六十一頁,2022年,8月28日耗散自組織理論體系重要分支理論及關(guān)理論36第三十六頁,共六十一頁,2022年,8月28日耗散自組織理論體系重要分支理論及關(guān)理論協(xié)同學(xué)協(xié)同學(xué)是由德國學(xué)者哈肯教授所創(chuàng)立,它是研究事物由無序自組織性變向有序的規(guī)律。
37第三十七頁,共六十一頁,2022年,8月28日耗散自組織理論體系重要分支理論及關(guān)理論自組織的宇宙
(美Jantsch)作者開頭便引用了莊子的秋水篇:故曰,盡師是而非,師治而不亂乎?是未明天地之萬物之情者也。作為辯證思想之基礎(chǔ)思維提出了自組織范式,可闡明包羅萬象的進(jìn)化現(xiàn)象,包括:宏觀有序、耗散結(jié)構(gòu)、自組織、通過漲落達(dá)到有序(系統(tǒng)進(jìn)化),大小宇宙的共同進(jìn)化(實(shí)在的對稱破缺史),自我超越;走向進(jìn)化的系統(tǒng)論,進(jìn)化過程之進(jìn)化等新理論。
38第三十八頁,共六十一頁,2022年,8月28日耗散自組織理論體系重要分支理論及關(guān)理論自組織的自然觀
(曾國屏著),作者著重論述了自組織演化論,在發(fā)展范疇各剖面之核心因素,其中還辯證法相聯(lián)系及發(fā)展補(bǔ)充之關(guān)系,還由更大世界范圍的論證研究了自組織理論深層次之作用和意義。
39第三十九頁,共六十一頁,2022年,8月28日耗散自組織理論體系重要分支理論及關(guān)理論突變理論和分岔理論是研究某些非線性特性,在一定條件激勵下,產(chǎn)生質(zhì)變,實(shí)際上這是一種常見自然現(xiàn)象,也是在物質(zhì)進(jìn)化過程不可少的模式,此外還有混沌,分形的研究,也是針自組織中偶然與必然之結(jié)合與互相轉(zhuǎn)換,因這種結(jié)合與轉(zhuǎn)換是一種深層次之客觀存在,此外就耗散自組織理論所形成之科學(xué)體系廣泛內(nèi)容而言,尚有很多重要工作,在此不能一一羅列
40第四十頁,共六十一頁,2022年,8月28日耗散自組織理論體系重要分支理論及關(guān)理論錢學(xué)林教授
從工程控制論及系統(tǒng)工程領(lǐng)域?yàn)榛A(chǔ),進(jìn)一步延拓至系統(tǒng)理論與思維科學(xué)之研究,提出有人介入并起重要作用之系統(tǒng)為“開放復(fù)雜巨系統(tǒng)”概念,對這類系統(tǒng)科學(xué)有效之“從定性到定量之綜合集成”研究方法,是對復(fù)雜系統(tǒng)之貢獻(xiàn),也是思維科學(xué)中之一種重要方法,錢學(xué)森教授提出之新概念、新方法是一個開創(chuàng),值得繼續(xù)深入研究發(fā)展。
41第四十一頁,共六十一頁,2022年,8月28日耗散自組織理論體系重要分支理論及關(guān)理論自組織動力學(xué)領(lǐng)域
研究系統(tǒng)演化之質(zhì)變階段,很多學(xué)者從事了這方面研究取得了一些成果,如正反饋理論,突變與分岔理論等。附帶指出研究突變現(xiàn)象與研究系統(tǒng)之穩(wěn)定性問題有密切聯(lián)系(理論上,概念上一脈相承),也補(bǔ)充和支持穩(wěn)定性問題之研究發(fā)展,但仍有待根本性之突破和有很長之路要走,關(guān)于“突變”可能會形成一個稱之為突變理論之專門分支理論。
42第四十二頁,共六十一頁,2022年,8月28日系統(tǒng)演化中一些延伸概念及原理耗散自組織理論體系蘊(yùn)含相對性和絕對性問題絕對性和相對性問題是辯證法中最重要、普遍、基礎(chǔ)之范疇,前節(jié)中已簡述過,這對對立統(tǒng)一之范疇在耗散自組織理論中也應(yīng)注意到其具體理解。在此,絕對性應(yīng)理解為生存(運(yùn)動)之系統(tǒng)都遵守耗散自組織規(guī)律,規(guī)律之基礎(chǔ)性普適性是絕對性之體現(xiàn),但更重要的是其相對性,主要體現(xiàn)有兩點(diǎn),第一,耗散自組織理論仍在發(fā)展完備中,第二,理論體現(xiàn)在各類具體之系統(tǒng),都是有具體的多層次先決條件,而且這些條件是復(fù)雜的,也是變化的,并涉及到各類科學(xué)之較具體規(guī)律,故自組織耗散理論雖是普適重要的,但絕對代替不了各專門領(lǐng)域之規(guī)律和知識,只有相互結(jié)合才能科學(xué)的發(fā)揮作用。43第四十三頁,共六十一頁,2022年,8月28日系統(tǒng)演化中一些延伸概念及原理復(fù)雜之對稱破缺問題—“時間和空間對稱破缺”有待深入研究
“對稱破缺”是一個復(fù)雜多層次,多類型值得不斷深入研究值的問題集合,時間對稱破缺,是就時間剖面體現(xiàn)了具有重要性、普適性之系統(tǒng)運(yùn)動本質(zhì)特征,但若進(jìn)一步研究問題集合中時間與空間的各種結(jié)合關(guān)系,是一個復(fù)雜問題也是時間空間有交聯(lián)之問題,也有各自單獨(dú)時間及空間之不對稱發(fā)生,例如摩擦力(運(yùn)動物體與其接觸物之間作用)必定與運(yùn)動方向相反,地心吸引力永遠(yuǎn)向地心,當(dāng)無外界作功時,物體機(jī)械運(yùn)動動能增加勢能必減少,熱力學(xué)第二定律,熱流只能由高溫?zé)崃飨虻蜏責(zé)崃髁鲃硬拍茏龉Χ际求w現(xiàn)空間不對稱性?;谶@些原因之運(yùn)動,在時間上也表現(xiàn)為不對稱,當(dāng)然也是很多運(yùn)動本源性地在時間過程中具有時間不對稱性,如細(xì)胞的衰老,宇宙大爆炸學(xué)說所描述過程等等,也有“運(yùn)動”在時空中都不對稱情況,總之,時空不對稱是物體演化基本特征,在其他場合也普遍存在。
44第四十四頁,共六十一頁,2022年,8月28日系統(tǒng)演化中一些延伸概念及原理“宏觀有序”定律之討論該定律說明系統(tǒng)整體層次之運(yùn)動是有規(guī)律的,總體層次對系統(tǒng)功能和性質(zhì)起主要作用之規(guī)律,稱之為“宏觀序”。宏觀有序并不意味著只有“宏觀序”,系統(tǒng)之序是系統(tǒng)諸矛盾運(yùn)動之結(jié)果,可以說在時空中形成一個序之體系,并具有相對性
主要矛盾方面體現(xiàn)主要之序,被統(tǒng)治之矛盾屬次要方面仍有表現(xiàn),形成逆向之序,
45第四十五頁,共六十一頁,2022年,8月28日系統(tǒng)演化中一些延伸概念及原理“矛盾”概念之深一步討論
“矛盾”是一個重要概念,其各種具體表現(xiàn)客觀存在于人類社會、自然界及人類與自然界相融合之運(yùn)動中,更重要的是在矛盾概念基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)有關(guān)矛盾運(yùn)動規(guī)律理論,即唯物辯證理論。它以矛盾之對立統(tǒng)一規(guī)律為核心,它之提出可認(rèn)為是哲學(xué)領(lǐng)域之一場革命,在社會科學(xué),自然科學(xué)及數(shù)學(xué)領(lǐng)域之最基礎(chǔ)問題之研究中都顯示了強(qiáng)大的生命力,
以人之口語為例。如英語dilapidated是由五個音節(jié),11個不同發(fā)音,還有重音控制,每個音都有很多之肌肉運(yùn)作,都由大腦意識直接調(diào)度控制然后組合,則人說話大累了,實(shí)際上每個細(xì)微之具體動作決不是由大腦意識層一一控制,而是由眾多的內(nèi)部模式(預(yù)先編制好的存貯在腦中一套動作指令,界時調(diào)用各內(nèi)部模式否則是達(dá)不到現(xiàn)在人說話之速度,的相當(dāng)于計(jì)算機(jī)程序中調(diào)子程序46第四十六頁,共六十一頁,2022年,8月28日系統(tǒng)理論常涉及的對立統(tǒng)一范疇相對與絕對
它還表征著客觀事物運(yùn)動最普遍的基本特征之一,“絕對”表征無條件,無限制,最大范圍的整體,無結(jié)局的永恒,無依托依靠等等;“相對”則恰表示其反意。
對于系統(tǒng)理論的中心課題,即著重“系統(tǒng)”特性的事物運(yùn)動規(guī)律(發(fā)生、成長、生存、衰老、死亡),體現(xiàn)絕對的相對占有很重要的地位。
47第四十七頁,共六十一頁,2022年,8月28日系統(tǒng)理論常涉及的對立統(tǒng)一范疇相同(相似)與相異
“相同”表征“類”或群體,而相異則表示個體
“相同”在某些意義上意味著“一般”,而“相異”意味著“特殊”。
相同與相異的對立統(tǒng)一關(guān)系還表現(xiàn)在:事物在普遍層次范圍內(nèi)的相同,在細(xì)化較具體的層次上的相異,及某些剖面的相同,某些剖面同時存在的相異,即“空間”不同范圍的同時“相同”與“相異”,當(dāng)然也存在著同空間范圍在不同時間的“相同”、“相異”等。在人工系統(tǒng)的研制中,往往利用事物某些功能相同,但“存在”的約束條件的相異,進(jìn)行按目的性又符合自然決定性的約束的變化來實(shí)現(xiàn)人的目的。48第四十八頁,共六十一頁,2022年,8月28日系統(tǒng)理論常涉及的對立統(tǒng)一范疇必然性與偶然性必然意味著存在規(guī)律及規(guī)律的作用,而偶然意味著無規(guī)律性作用,或尚不認(rèn)識的規(guī)律。既必然又偶然,必然中存在偶然,偶然中有必然,必然和偶然互相轉(zhuǎn)化,在研究系統(tǒng)時,關(guān)鍵在于其組成及交互式復(fù)雜的變化規(guī)律,具有必然和偶然相結(jié)合的辯證觀點(diǎn)觀察問題是很必要的,因?yàn)榭陀^事物運(yùn)動過程中,必然性與偶然性的結(jié)合是一種客觀存在。
49第四十九頁,共六十一頁,2022年,8月28日系統(tǒng)理論常涉及的對立統(tǒng)一范疇目的性與自然決定性人與動物的不同之處在于有意識的目的性(而非生理反應(yīng)的目的性),及實(shí)現(xiàn)目的性的實(shí)踐能力。目的性意味著未來,而是否能實(shí)現(xiàn)則取決于“自然決定性”,所謂自然即客觀存在,決定性的具體化即客觀存在的約束范圍,超出了這范圍是無法實(shí)現(xiàn)的,
系統(tǒng)是復(fù)雜事物,一個新的人工系統(tǒng)誕生,體現(xiàn)了人的某種目的與創(chuàng)造能力,在實(shí)踐過程中意識到,存在目的性與自然決定性相互對立統(tǒng)一關(guān)系,以及主動適應(yīng)這種關(guān)系的約束是很重要的事。
50第五十頁,共六十一頁,2022年,8月28日系統(tǒng)理論常涉及的對立統(tǒng)一范疇整體與局部人工系統(tǒng)的研制其整體的功能是優(yōu)先考慮的問題,整體功能不等于各局部功能之和,使整體功能大于各局部功能之和是我們追求的非線性躍變關(guān)系,當(dāng)然力求避免其反相關(guān)系,但受“自然約束力”的限制,其負(fù)面、非加和關(guān)系往往客觀存在
在一定范圍內(nèi)的整體在更大范圍內(nèi)常成為局部,局部也常轉(zhuǎn)變?yōu)檎w,事物的發(fā)展進(jìn)化,衰退滅亡,都是由局部發(fā)生進(jìn)而影響整體,進(jìn)而引起全局性變化,因而整體與局部對立統(tǒng)一的關(guān)系是我們感興趣的熱點(diǎn)之一。
51第五十一頁,共六十一頁,2022年,8月28日系統(tǒng)理論常涉及的對立統(tǒng)一范疇復(fù)雜與簡單
復(fù)雜性是世界乃至宇宙存在的表現(xiàn),又是根源,人也是復(fù)雜性的產(chǎn)物,但又常常避開復(fù)雜性去追求簡單性,以圖順利解決問題,但有的場合人又追求復(fù)雜性,以體現(xiàn)自己的能力和智慧等等。
“系統(tǒng)”作為實(shí)踐的對象是復(fù)雜的,系統(tǒng)理論是要研究“系統(tǒng)”的運(yùn)動規(guī)律,作為“規(guī)律”比起名目繁多的現(xiàn)象本質(zhì)上簡單多了,對系統(tǒng)的運(yùn)動以掌握的規(guī)律去對待就是復(fù)雜向簡單的轉(zhuǎn)化,在綜合問題的場合,用簡單的基本規(guī)律綜合,從到復(fù)雜的現(xiàn)象中提煉規(guī)律
52第五十二頁,共六十一頁,2022年,8月28日系統(tǒng)理論常涉及的對立統(tǒng)一范疇量變與質(zhì)變在此僅強(qiáng)調(diào)二點(diǎn),即在系統(tǒng)的生存發(fā)展中,存在多層次、多剖面的多個量變到質(zhì)變的循環(huán)過程。第二掌握量變、質(zhì)變的條件和規(guī)律(尤其是質(zhì)變條件),利用條件順應(yīng)規(guī)律促使按人的目的變化,這體現(xiàn)人的進(jìn)步,人的創(chuàng)造能力和人的一種追求。
53第五十三頁,共六十一頁,2022年,8月28日系統(tǒng)理論常涉及的對立統(tǒng)一范疇連續(xù)與間斷
連續(xù)可以意味著客觀整體的存在,間斷意味著個體的存在,連續(xù)可表征量變,間斷表示量變的間斷,質(zhì)變的產(chǎn)生。連續(xù)間斷的辯證轉(zhuǎn)換是“運(yùn)動”的基本規(guī)律,人們正確利用“連續(xù)”與“間斷”體現(xiàn)了人的智慧與能力,也體現(xiàn)了對普遍與特殊的正確處理和對待
對待自然界,用絕對的“斗爭”觀念指導(dǎo)下會產(chǎn)生“征服”等等過激行為,效果適得其反,在一定時空范圍內(nèi),講究中國哲學(xué)的“和諧”是有一定道理的,追求一定的和諧狀態(tài)也很必要。
54第五十四頁,共六十一頁,2022年,8月28日系統(tǒng)理論常涉及的對立統(tǒng)一范疇特殊性與共性(特殊與一般)特殊性是事物存在之必然形式之一,
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