第2章：系統(tǒng)科學(xué)的基本概念和方法

1、第 1 章第第 2 2 章章系統(tǒng)科學(xué)的基本概念和系統(tǒng)科學(xué)的基本概念和方法方法劉楊數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)學(xué)院系統(tǒng)科學(xué)與控制系第2章2 系統(tǒng)科學(xué)的基本概念和方法u 2.1 系統(tǒng)的基本概念系統(tǒng)的基本概念u 2.2 系統(tǒng)的狀態(tài)、演化及分類系統(tǒng)的狀態(tài)、演化及分類u 2.3 系統(tǒng)的模型系統(tǒng)的模型u 2.4 系統(tǒng)方法論系統(tǒng)方法論教學(xué)重點在課堂上，需要重點掌握和理解：在課堂上，需要重點掌握和理解：系統(tǒng)的定義、結(jié)構(gòu)、層次、開放性、功能、狀態(tài)、演化系統(tǒng)的定義、結(jié)構(gòu)、層次、開放性、功能、狀態(tài)、演化等基本概念等基本概念系統(tǒng)的一些分類方法及重要特征系統(tǒng)的一些分類方法及重要特征系統(tǒng)方法論的分類及各自特征系統(tǒng)方法論的分類及各自特征

2、2 系統(tǒng)科學(xué)的基本概念和方法u 2.1 系統(tǒng)的基本概念系統(tǒng)的基本概念 2.1.1 系統(tǒng)的概念系統(tǒng)的概念 2.1.2 系統(tǒng)的整體涌現(xiàn)性系統(tǒng)的整體涌現(xiàn)性 2.1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 2.1.4 環(huán)境環(huán)境 2.1.5 系統(tǒng)的功能系統(tǒng)的功能第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念什么是系統(tǒng)？什么是系統(tǒng)？ 系統(tǒng)是系統(tǒng)科學(xué)研究的對象。系統(tǒng)一詞來源于拉系統(tǒng)是系統(tǒng)科學(xué)研究的對象。系統(tǒng)一詞來源于拉丁語丁語systma，是表示群、集合等意義的抽象名詞，是表示群、集合等意義的抽象名詞，其英文其英文“system”則對應(yīng)多種中文解釋，如體系、制則對應(yīng)多種中文解釋，如體系、制度，機(jī)構(gòu)等。度，機(jī)構(gòu)等。2.1.1 系統(tǒng)的概念

3、系統(tǒng)的概念第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念什么是系統(tǒng)？什么是系統(tǒng)？就中文字面意義而言，就中文字面意義而言， “系統(tǒng)系統(tǒng)”一詞由系與統(tǒng)兩個一詞由系與統(tǒng)兩個字組合而成。字組合而成。“系系”有兩層含義：其一是多，系即系列，有兩層含義：其一是多，系即系列，單一對象構(gòu)不成系列，一個系統(tǒng)中必定包含不止一個對單一對象構(gòu)不成系列，一個系統(tǒng)中必定包含不止一個對象；其二是聯(lián)系，系即拴、綁，系統(tǒng)中的多個對象被拴象；其二是聯(lián)系，系即拴、綁，系統(tǒng)中的多個對象被拴綁、聯(lián)系在一起。綁、聯(lián)系在一起。“統(tǒng)統(tǒng)”有統(tǒng)合、統(tǒng)一、統(tǒng)屬等含義，系有統(tǒng)合、統(tǒng)一、統(tǒng)屬等含義，系統(tǒng)與其所包含的對象之間是統(tǒng)與局的關(guān)系，系統(tǒng)意味著統(tǒng)與其所包

4、含的對象之間是統(tǒng)與局的關(guān)系，系統(tǒng)意味著合多為一、一統(tǒng)領(lǐng)多、多隸屬于一。合而言之：系多而合多為一、一統(tǒng)領(lǐng)多、多隸屬于一。合而言之：系多而成一統(tǒng)，謂之系統(tǒng)。成一統(tǒng)，謂之系統(tǒng)。2.1.1 系統(tǒng)的概念系統(tǒng)的概念第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念在系統(tǒng)科學(xué)的龐大體系中，不同學(xué)科由于研究范圍和重在系統(tǒng)科學(xué)的龐大體系中，不同學(xué)科由于研究范圍和重點的不同，常給出不同的系統(tǒng)定義。在技術(shù)科學(xué)層次上，點的不同，常給出不同的系統(tǒng)定義。在技術(shù)科學(xué)層次上，通常采用通常采用錢學(xué)森的定義：系統(tǒng)是由相互制約的各部分組錢學(xué)森的定義：系統(tǒng)是由相互制約的各部分組成的具有一定功能的整體成的具有一定功能的整體。2.1.1 系統(tǒng)的概念

5、系統(tǒng)的概念第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念在系統(tǒng)科學(xué)的龐大體系中，不同學(xué)科由于研究范圍和重點在系統(tǒng)科學(xué)的龐大體系中，不同學(xué)科由于研究范圍和重點的不同，常給出不同的系統(tǒng)定義。在技術(shù)科學(xué)層次上，通的不同，常給出不同的系統(tǒng)定義。在技術(shù)科學(xué)層次上，通常采用常采用錢學(xué)森的定義：系統(tǒng)是由相互制約的各部分組成的錢學(xué)森的定義：系統(tǒng)是由相互制約的各部分組成的具有一定功能的整體具有一定功能的整體。這個定義強(qiáng)調(diào)的是系統(tǒng)的功能，因為從技術(shù)科學(xué)看，研究、這個定義強(qiáng)調(diào)的是系統(tǒng)的功能，因為從技術(shù)科學(xué)看，研究、設(shè)計、組建、管理系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)特定的功能目標(biāo)，具設(shè)計、組建、管理系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)特定的功能目標(biāo)，具有特定功能

6、是系統(tǒng)的本質(zhì)特性。有特定功能是系統(tǒng)的本質(zhì)特性。2.1.1 系統(tǒng)的概念系統(tǒng)的概念第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念在基礎(chǔ)科學(xué)層次上，通常采用貝塔朗菲的定義：在基礎(chǔ)科學(xué)層次上，通常采用貝塔朗菲的定義：系統(tǒng)是相系統(tǒng)是相互聯(lián)系、相互作用的諸元素的綜合體?；ヂ?lián)系、相互作用的諸元素的綜合體。2.1.1 系統(tǒng)的概念系統(tǒng)的概念第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念在基礎(chǔ)科學(xué)層次上，通常采用貝塔朗菲的定義：在基礎(chǔ)科學(xué)層次上，通常采用貝塔朗菲的定義：系統(tǒng)是相系統(tǒng)是相互聯(lián)系、相互作用的諸元素的綜合體?；ヂ?lián)系、相互作用的諸元素的綜合體。這個定義強(qiáng)調(diào)的不是功能，而是元素之間的相互作用和系這個定義強(qiáng)調(diào)的不是功能，而是

7、元素之間的相互作用和系統(tǒng)對元素的整（綜）合作用，以及由此形成的整體特性。統(tǒng)對元素的整（綜）合作用，以及由此形成的整體特性。2.1.1 系統(tǒng)的概念系統(tǒng)的概念第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念定義定義2.1：如果對象集：如果對象集S滿足以下兩個條件：滿足以下兩個條件：（1）S中至少包含兩個對象；中至少包含兩個對象；（2）S中的對象按一定方式相互聯(lián)系在一起形成整體。中的對象按一定方式相互聯(lián)系在一起形成整體。則稱則稱S為一個為一個系統(tǒng)系統(tǒng)，稱，稱S中的對象為系統(tǒng)的中的對象為系統(tǒng)的組分組分，即組成，即組成部分。部分。2.1.1 系統(tǒng)的概念系統(tǒng)的概念第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念舉例舉例n很多

8、對象可以被看作是系統(tǒng)，它是事物存在的認(rèn)識方式之很多對象可以被看作是系統(tǒng)，它是事物存在的認(rèn)識方式之一。例如，研究宇畝時，銀河系、太陽系、星體、地球可一。例如，研究宇畝時，銀河系、太陽系、星體、地球可以看作是系統(tǒng)；物理學(xué)上，質(zhì)點、剛體、粒子、電磁場可以看作是系統(tǒng)；物理學(xué)上，質(zhì)點、剛體、粒子、電磁場可以看作是系統(tǒng)；在研究社會運動時，企業(yè)、家庭、工廠、以看作是系統(tǒng)；在研究社會運動時，企業(yè)、家庭、工廠、學(xué)校等也都可以作為系統(tǒng)來看待。學(xué)校等也都可以作為系統(tǒng)來看待。2.1.1 系統(tǒng)的概念系統(tǒng)的概念第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的概念、結(jié)構(gòu)和功能舉例舉例n一本書，一列火車，一個教研室，一個城市，都是系統(tǒng)。一本書

9、，一列火車，一個教研室，一個城市，都是系統(tǒng)。24名生長在天南地北的年輕人，通過高考招生而走在一名生長在天南地北的年輕人，通過高考招生而走在一起，組成北京航空航天大學(xué)里的一個班起，組成北京航空航天大學(xué)里的一個班390931，這個班，這個班就是一個系統(tǒng)，就是一個系統(tǒng)，24名學(xué)生是它的組分。名學(xué)生是它的組分。2.1.1 系統(tǒng)的概念系統(tǒng)的概念第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念系統(tǒng)的基本特征：系統(tǒng)的基本特征：1. 多元性多元性 一個系統(tǒng)至少要有兩個組分，系統(tǒng)的常態(tài)是包含多一個系統(tǒng)至少要有兩個組分，系統(tǒng)的常態(tài)是包含多個組分，有些系統(tǒng)具有成千上萬甚至更多數(shù)目的組分，理個組分，有些系統(tǒng)具有成千上萬甚至更多

10、數(shù)目的組分，理論上存在包含無窮多個組分的系統(tǒng)。如整數(shù)系和實數(shù)系。論上存在包含無窮多個組分的系統(tǒng)。如整數(shù)系和實數(shù)系。相反，只有一個組分的事物，或者說不能劃分為不同組分相反，只有一個組分的事物，或者說不能劃分為不同組分的事物，是非系統(tǒng)。必須強(qiáng)調(diào)，的事物，是非系統(tǒng)。必須強(qiáng)調(diào)，多元性是系統(tǒng)之為系統(tǒng)的多元性是系統(tǒng)之為系統(tǒng)的存在前提，或物質(zhì)基礎(chǔ)。存在前提，或物質(zhì)基礎(chǔ)。2.1.1 系統(tǒng)的概念系統(tǒng)的概念第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念系統(tǒng)的基本特征：系統(tǒng)的基本特征：2. 相關(guān)性（相干性）相關(guān)性（相干性）同一系統(tǒng)的不同組分之間必定相互關(guān)聯(lián)，系統(tǒng)不存同一系統(tǒng)的不同組分之間必定相互關(guān)聯(lián)，系統(tǒng)不存在孤立元，即跟

11、別的組分沒有聯(lián)系的組分。如果一個集在孤立元，即跟別的組分沒有聯(lián)系的組分。如果一個集合或群體中至少有一個孤立元，它就不是系統(tǒng)，而是非合或群體中至少有一個孤立元，它就不是系統(tǒng)，而是非系統(tǒng)。沒有多元性談不上相關(guān)性，多元性是造就系統(tǒng)的系統(tǒng)。沒有多元性談不上相關(guān)性，多元性是造就系統(tǒng)的必要條件；必要條件；相關(guān)性是造就系統(tǒng)的充分條件相關(guān)性是造就系統(tǒng)的充分條件，相關(guān)性本身，相關(guān)性本身隱含著多元性（單一組分無所謂相關(guān)），相關(guān)性在系統(tǒng)隱含著多元性（單一組分無所謂相關(guān)），相關(guān)性在系統(tǒng)形成中具有決定性作用。形成中具有決定性作用。2.1.1 系統(tǒng)的概念系統(tǒng)的概念第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念系統(tǒng)的基本特征：系統(tǒng)

12、的基本特征：3. 統(tǒng)一性或一體性統(tǒng)一性或一體性 多元性加上相關(guān)性，造就了系統(tǒng)的一體性。諸多對多元性加上相關(guān)性，造就了系統(tǒng)的一體性。諸多對象一旦相互聯(lián)系而成為系統(tǒng)，它就能夠作為統(tǒng)一體與他象一旦相互聯(lián)系而成為系統(tǒng)，它就能夠作為統(tǒng)一體與他物發(fā)生關(guān)系，因而被人們當(dāng)成一個事物去認(rèn)識和對待；物發(fā)生關(guān)系，因而被人們當(dāng)成一個事物去認(rèn)識和對待；而諸多對象則轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的組分，處于系統(tǒng)的內(nèi)部。體而諸多對象則轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的組分，處于系統(tǒng)的內(nèi)部。體現(xiàn)系統(tǒng)本質(zhì)特征的不是內(nèi)部蘊含的那些現(xiàn)系統(tǒng)本質(zhì)特征的不是內(nèi)部蘊含的那些“多多”，而是相對，而是相對于外部所呈現(xiàn)出來、可以從外部感知的那個于外部所呈現(xiàn)出來、可以從外部感知的那個“一

13、一”。系統(tǒng)。系統(tǒng)是多與一的綜合集成，是多與一的綜合集成，無多不成系統(tǒng)，非一也不成系統(tǒng)，無多不成系統(tǒng)，非一也不成系統(tǒng)，但居主導(dǎo)地位的是一，一統(tǒng)領(lǐng)多，多隸屬于一但居主導(dǎo)地位的是一，一統(tǒng)領(lǐng)多，多隸屬于一。2.1.1 系統(tǒng)的概念系統(tǒng)的概念第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念系統(tǒng)的基本特征：系統(tǒng)的基本特征：4. 整體性整體性 多元性是基礎(chǔ)，相關(guān)性是主導(dǎo)，一體性是目標(biāo)，三者多元性是基礎(chǔ)，相關(guān)性是主導(dǎo)，一體性是目標(biāo)，三者綜合集成起來，造就了系統(tǒng)的整體性。作為系統(tǒng)的事物綜合集成起來，造就了系統(tǒng)的整體性。作為系統(tǒng)的事物必定整體地存在，整體地運行，整體地延續(xù)，整體地跟必定整體地存在，整體地運行，整體地延續(xù)，整體

14、地跟其他事物發(fā)生關(guān)聯(lián)，整體地演化等等，呈現(xiàn)出一系列整其他事物發(fā)生關(guān)聯(lián)，整體地演化等等，呈現(xiàn)出一系列整體特性。整體性包含了多元性、相關(guān)性和一體性，整體體特性。整體性包含了多元性、相關(guān)性和一體性，整體性是系統(tǒng)最重要的屬性。性是系統(tǒng)最重要的屬性。2.1.1 系統(tǒng)的概念系統(tǒng)的概念第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念書中定義：系統(tǒng)書中定義：系統(tǒng)是由一些元素（要素）通過相互作用、是由一些元素（要素）通過相互作用、相互關(guān)聯(lián)、相互制約而組成的，具有一定功能的整體。相互關(guān)聯(lián)、相互制約而組成的，具有一定功能的整體。 系統(tǒng)雖有多種定義，但實質(zhì)上它們的差別并不大。系統(tǒng)雖有多種定義，但實質(zhì)上它們的差別并不大。2.1.

15、1 系統(tǒng)的概念系統(tǒng)的概念第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念組成系統(tǒng)的三要素：組成系統(tǒng)的三要素：n由兩個或兩個以上的元素構(gòu)成（多元性）由兩個或兩個以上的元素構(gòu)成（多元性）n各元素之間存在著相互關(guān)聯(lián)、相互作用、相互制約各元素之間存在著相互關(guān)聯(lián)、相互作用、相互制約（相關(guān)性）（相關(guān)性）n整體要具有不同于各組成元素的結(jié)構(gòu)和功能（功能性）整體要具有不同于各組成元素的結(jié)構(gòu)和功能（功能性） 2.1.1 系統(tǒng)的概念系統(tǒng)的概念第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念什么不是系統(tǒng)？什么不是系統(tǒng)？一塊石頭一塊石頭一個數(shù)一個數(shù)一棟磚瓦房是系統(tǒng)，把它拆為一堆磚瓦則不是系統(tǒng)一棟磚瓦房是系統(tǒng)，把它拆為一堆磚瓦則不是系統(tǒng)2.

16、1.1 系統(tǒng)的概念系統(tǒng)的概念第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的相關(guān)基本概念非系統(tǒng)定義非系統(tǒng)定義定義定義2.2：對象集合：對象集合N如果滿足以下兩個條件之一：如果滿足以下兩個條件之一：（1） N中只有一個不可再分的對象；中只有一個不可再分的對象；（2） N中不同對象之間沒有按一定方式連成一體中不同對象之間沒有按一定方式連成一體 則稱則稱N為一個非系統(tǒng)。為一個非系統(tǒng)。2.1.1 系統(tǒng)的概念系統(tǒng)的概念第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念非系統(tǒng)定義非系統(tǒng)定義定義定義2.2：對象集合：對象集合N如果滿足以下兩個條件之一：如果滿足以下兩個條件之一：（1） N中只有一個不可再分的對象；中只有一個不可再分的對象

17、；（2） N中不同對象之間沒有按一定方式連成一體中不同對象之間沒有按一定方式連成一體 則稱則稱N為一個非系統(tǒng)。為一個非系統(tǒng)。u這個定義把非系統(tǒng)分為兩類。第一類是沒有構(gòu)成元素的這個定義把非系統(tǒng)分為兩類。第一類是沒有構(gòu)成元素的事物，即不可分解的囫圇整體，如數(shù)學(xué)中的單元集。第事物，即不可分解的囫圇整體，如數(shù)學(xué)中的單元集。第二類是組分之間沒有特定聯(lián)系的對象群體，如數(shù)學(xué)中沒二類是組分之間沒有特定聯(lián)系的對象群體，如數(shù)學(xué)中沒有規(guī)定元素關(guān)系的多元集，或者至少存在一個孤立元或有規(guī)定元素關(guān)系的多元集，或者至少存在一個孤立元或孤立子集的多元集。孤立子集的多元集。2.1.1 系統(tǒng)的概念系統(tǒng)的概念第2章第 1 章2.1

18、 系統(tǒng)的基本概念組分、元素、要素組分、元素、要素為了深入系統(tǒng)內(nèi)部精細(xì)地研究系統(tǒng)，必然涉及組分、為了深入系統(tǒng)內(nèi)部精細(xì)地研究系統(tǒng)，必然涉及組分、部分、元素、要素等概念。部分、元素、要素等概念。組分不同于部分，組分一定是部分，部分未必是組分。組分不同于部分，組分一定是部分，部分未必是組分。屬于系統(tǒng)而又小于系統(tǒng)的對象屬于系統(tǒng)而又小于系統(tǒng)的對象，都是系統(tǒng)的，都是系統(tǒng)的部分部分。但。但部分不一定具有結(jié)構(gòu)意義，不一定是系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)單元；部分不一定具有結(jié)構(gòu)意義，不一定是系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)單元；組分則是系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)單元，必須具有結(jié)構(gòu)意義組分則是系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)單元，必須具有結(jié)構(gòu)意義。2.1.1 系統(tǒng)的概念系統(tǒng)的概念第2章第 1

19、章2.1 系統(tǒng)的基本概念組分、元素、要素組分、元素、要素u“破鏡難圓破鏡難圓”因為鏡子的碎片不是鏡子的組分，無因為鏡子的碎片不是鏡子的組分，無結(jié)構(gòu)單元的特性。結(jié)構(gòu)單元的特性。u按照系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征劃分出來的部分才是系統(tǒng)的組分，按照系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征劃分出來的部分才是系統(tǒng)的組分，如人體系統(tǒng)的骨骼、肌肉、消化器官等。如人體系統(tǒng)的骨骼、肌肉、消化器官等。2.1.1 系統(tǒng)的概念系統(tǒng)的概念第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念組分、元素、要素組分、元素、要素組分有大小之別，組分的組分一般還可能是系統(tǒng)的組組分有大小之別，組分的組分一般還可能是系統(tǒng)的組分。學(xué)院是大學(xué)的組分，系、所是學(xué)院的組分，也是分。學(xué)院是大學(xué)的

20、組分，系、所是學(xué)院的組分，也是大學(xué)的組分；教研室是系的組分，同時也是學(xué)院和大大學(xué)的組分；教研室是系的組分，同時也是學(xué)院和大學(xué)的組分。學(xué)的組分。2.1.1 系統(tǒng)的概念系統(tǒng)的概念第2章最小的組分，即不能或不許或無須再細(xì)分的組分，稱為最小的組分，即不能或不許或無須再細(xì)分的組分，稱為元素元素。系統(tǒng)科學(xué)通常使用的是。系統(tǒng)科學(xué)通常使用的是要素要素概念。概念。第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念簡單地強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)科學(xué)是關(guān)于整體性的科學(xué)，可能引起簡單地強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)科學(xué)是關(guān)于整體性的科學(xué)，可能引起誤解。貝塔朗菲本人已經(jīng)意識到達(dá)一點，他指出存在誤解。貝塔朗菲本人已經(jīng)意識到達(dá)一點，他指出存在兩類兩類整體和整體性。整體和整體性。

21、2.1.2 系統(tǒng)的整體涌現(xiàn)性系統(tǒng)的整體涌現(xiàn)性第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念簡單地強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)科學(xué)是關(guān)于整體性的科學(xué)，可能引起簡單地強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)科學(xué)是關(guān)于整體性的科學(xué)，可能引起誤解。貝塔朗菲本人已經(jīng)意識到這一點，他指出存在誤解。貝塔朗菲本人已經(jīng)意識到這一點，他指出存在兩類兩類整體和整體性。整體和整體性。n一類是一類是加和性整體加和性整體：整體是各個孤立元素的總和。元：整體是各個孤立元素的總和。元素的加和性特征意味著，不論它處于整體之內(nèi)還是之素的加和性特征意味著，不論它處于整體之內(nèi)還是之外，這些特征都是一樣的，只要知道了元素在孤立狀外，這些特征都是一樣的，只要知道了元素在孤立狀態(tài)中的特征，并匯集起

22、來，即可獲得整體的特征。物態(tài)中的特征，并匯集起來，即可獲得整體的特征。物理對象的重量、分子量和熱量等，都是事物的加和性理對象的重量、分子量和熱量等，都是事物的加和性特征。這種加和性整體就是前述第二類非系統(tǒng)。特征。這種加和性整體就是前述第二類非系統(tǒng)。2.1.2 系統(tǒng)的整體涌現(xiàn)性系統(tǒng)的整體涌現(xiàn)性第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念另一類是另一類是組合性整體組合性整體，或，或非加和性整體非加和性整體：l所謂組合性特征，就元素而言，指同一元素處于整體所謂組合性特征，就元素而言，指同一元素處于整體內(nèi)部和處于整體外部時是不一樣的。內(nèi)部和處于整體外部時是不一樣的。l就整體而言，組合性整體特征指依賴于部分之

23、間特定就整體而言，組合性整體特征指依賴于部分之間特定關(guān)系的那些特征。關(guān)系的那些特征。2.1.2 系統(tǒng)的整體涌現(xiàn)性系統(tǒng)的整體涌現(xiàn)性第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念另一類是另一類是組合性整體組合性整體，或，或非加和性整體非加和性整體：l所謂組合性特征，就元素而言，指同一元素處于整體所謂組合性特征，就元素而言，指同一元素處于整體內(nèi)部和處于整體外部時是不一樣的。內(nèi)部和處于整體外部時是不一樣的。l就整體而言，組合性整體特征指依賴于部分之間特定就整體而言，組合性整體特征指依賴于部分之間特定關(guān)系的那些特征。關(guān)系的那些特征。如化合物的特征不是其組成元素之特征的加和，而是如化合物的特征不是其組成元素之特征

24、的加和，而是不同物質(zhì)元素經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)（一種特殊的相互作用）不同物質(zhì)元素經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)（一種特殊的相互作用）而產(chǎn)生的特征。只有這種組合性整體，才能稱為系統(tǒng)。而產(chǎn)生的特征。只有這種組合性整體，才能稱為系統(tǒng)。2.1.2 系統(tǒng)的整體涌現(xiàn)性系統(tǒng)的整體涌現(xiàn)性第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念2.1.2 系統(tǒng)的整體涌現(xiàn)性系統(tǒng)的整體涌現(xiàn)性第2章應(yīng)當(dāng)指出：任何系統(tǒng)都具有加和式整體性。一架應(yīng)當(dāng)指出：任何系統(tǒng)都具有加和式整體性。一架飛機(jī)的總重量是各部件重量之加和，一個學(xué)校的飛機(jī)的總重量是各部件重量之加和，一個學(xué)校的耗電總量是各單位耗電量的加和，一本書的總字耗電總量是各單位耗電量的加和，一本書的總字?jǐn)?shù)是各章節(jié)字?jǐn)?shù)的

25、加和，等等?？傊?，凡是只涉數(shù)是各章節(jié)字?jǐn)?shù)的加和，等等?？傊彩侵簧婕百|(zhì)量或能量之類的特性，由于物質(zhì)不滅和能量及質(zhì)量或能量之類的特性，由于物質(zhì)不滅和能量守恒，整體必定等于部分之和。對于這類加和性守恒，整體必定等于部分之和。對于這類加和性整體，自然科學(xué)已作出透徹的研究，不再是系統(tǒng)整體，自然科學(xué)已作出透徹的研究，不再是系統(tǒng)科學(xué)關(guān)注的問題?？茖W(xué)關(guān)注的問題。第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念組合性或非加和性的說法不夠深刻。更科學(xué)的稱謂是組合性或非加和性的說法不夠深刻。更科學(xué)的稱謂是涌現(xiàn)性。涌現(xiàn)性。系統(tǒng)整體具有而它的元素或組分及其總和卻系統(tǒng)整體具有而它的元素或組分及其總和卻不具有的特征，稱為系統(tǒng)的整體涌現(xiàn)

26、性不具有的特征，稱為系統(tǒng)的整體涌現(xiàn)性?；蛘哒f，諸?；蛘哒f，諸多組分一旦按照某種方式整合為系統(tǒng)就會呈現(xiàn)出來、多組分一旦按照某種方式整合為系統(tǒng)就會呈現(xiàn)出來、一經(jīng)分解為獨立的組分便不復(fù)存在的特征，就是整體一經(jīng)分解為獨立的組分便不復(fù)存在的特征，就是整體涌現(xiàn)性。涌現(xiàn)性。2.1.2 系統(tǒng)的整體涌現(xiàn)性系統(tǒng)的整體涌現(xiàn)性第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念組合性或非加和性的說法不夠深刻。更科學(xué)的稱謂是組合性或非加和性的說法不夠深刻。更科學(xué)的稱謂是涌現(xiàn)性。涌現(xiàn)性。系統(tǒng)整體具有而它的元素或組分及其總和卻系統(tǒng)整體具有而它的元素或組分及其總和卻不具有的特征，稱為系統(tǒng)的整體涌現(xiàn)性不具有的特征，稱為系統(tǒng)的整體涌現(xiàn)性?；蛘?/p>

27、說，諸?；蛘哒f，諸多組分一旦按照某種方式整合為系統(tǒng)就會呈現(xiàn)出來、多組分一旦按照某種方式整合為系統(tǒng)就會呈現(xiàn)出來、一經(jīng)分解為獨立的組分便不復(fù)存在的特征，就是整體一經(jīng)分解為獨立的組分便不復(fù)存在的特征，就是整體涌現(xiàn)性。涌現(xiàn)性。貝塔朗菲曾借用亞里士多德的命題貝塔朗菲曾借用亞里士多德的命題“整體大于部分之整體大于部分之和和”來直觀地表述這種整體涌現(xiàn)性，可簡化表示為來直觀地表述這種整體涌現(xiàn)性，可簡化表示為1+12。例如：一堆自行車零件無法派上用場，一經(jīng)。例如：一堆自行車零件無法派上用場，一經(jīng)組裝為自行車，就是一個交通工具。組裝為自行車，就是一個交通工具。2.1.2 系統(tǒng)的整體涌現(xiàn)性系統(tǒng)的整體涌現(xiàn)性第2章第

28、1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念要了解組分之間如何互動，部分與整體如何相互溝通，要了解組分之間如何互動，部分與整體如何相互溝通，或組分與系統(tǒng)如何相互過渡，必須掌握結(jié)構(gòu)概念，其或組分與系統(tǒng)如何相互過渡，必須掌握結(jié)構(gòu)概念，其間的關(guān)系可簡單如圖示：間的關(guān)系可簡單如圖示：2.1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念系統(tǒng)科學(xué)講的組分（要素）和結(jié)構(gòu)是兩個緊密聯(lián)系而系統(tǒng)科學(xué)講的組分（要素）和結(jié)構(gòu)是兩個緊密聯(lián)系而又不同的概念，組分僅指系統(tǒng)的基本的或主要的組成又不同的概念，組分僅指系統(tǒng)的基本的或主要的組成部分或構(gòu)成要素，不涉及它們之間的關(guān)系，結(jié)構(gòu)才涉部分或構(gòu)成要素，不涉及它們之間的關(guān)系，結(jié)

29、構(gòu)才涉及而且只涉及組分之間的關(guān)系。及而且只涉及組分之間的關(guān)系。2.1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念系統(tǒng)科學(xué)講的組分（要素）和結(jié)構(gòu)是兩個緊密聯(lián)系而系統(tǒng)科學(xué)講的組分（要素）和結(jié)構(gòu)是兩個緊密聯(lián)系而又不同的概念，組分僅指系統(tǒng)的基本的或主要的組成又不同的概念，組分僅指系統(tǒng)的基本的或主要的組成部分或構(gòu)成要素，不涉及它們之間的關(guān)系，結(jié)構(gòu)才涉部分或構(gòu)成要素，不涉及它們之間的關(guān)系，結(jié)構(gòu)才涉及而且只涉及組分之間的關(guān)系。及而且只涉及組分之間的關(guān)系。就字面看，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)指的是組分或要素相互結(jié)合形就字面看，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)指的是組分或要素相互結(jié)合形成的架構(gòu)或關(guān)聯(lián)方式，關(guān)注的是結(jié)合方式及其形成

30、的成的架構(gòu)或關(guān)聯(lián)方式，關(guān)注的是結(jié)合方式及其形成的整個框架或構(gòu)形。更準(zhǔn)確地講，整個框架或構(gòu)形。更準(zhǔn)確地講，系統(tǒng)科學(xué)把結(jié)構(gòu)定義系統(tǒng)科學(xué)把結(jié)構(gòu)定義為組分或要素之間關(guān)聯(lián)方式的總和。為組分或要素之間關(guān)聯(lián)方式的總和。2.1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念系統(tǒng)的形式化表示系統(tǒng)的形式化表示2.1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第2章系統(tǒng)可以形式化地定義為：系統(tǒng)可以形式化地定義為：S=其中：其中： A表示系統(tǒng)表示系統(tǒng)S中所有元素的集合；中所有元素的集合； R表示系統(tǒng)表示系統(tǒng)S中所有元素之間關(guān)系的集合。中所有元素之間關(guān)系的集合。第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念三種重要結(jié)構(gòu)類型三種重要結(jié)構(gòu)

31、類型1空間結(jié)構(gòu)與時間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)與時間結(jié)構(gòu)現(xiàn)實的系統(tǒng)及其組分都存續(xù)運行于一定的空間和時現(xiàn)實的系統(tǒng)及其組分都存續(xù)運行于一定的空間和時間中，組分之間的關(guān)聯(lián)只能通過空間形式或時間形式表間中，組分之間的關(guān)聯(lián)只能通過空間形式或時間形式表現(xiàn)出來，因而就有了空間結(jié)構(gòu)和時間結(jié)構(gòu)的概念?，F(xiàn)出來，因而就有了空間結(jié)構(gòu)和時間結(jié)構(gòu)的概念。2.1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念三種重要結(jié)構(gòu)類型三種重要結(jié)構(gòu)類型1空間結(jié)構(gòu)與時間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)與時間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)：空間結(jié)構(gòu)：不同組分在物理空間中的位置關(guān)系，如上下不同組分在物理空間中的位置關(guān)系，如上下、左右、前后、里外的配置，或者說組分在空間中的分、

32、左右、前后、里外的配置，或者說組分在空間中的分布方式，以及由此而形成的相互支持、相互制約等關(guān)系布方式，以及由此而形成的相互支持、相互制約等關(guān)系，屬于系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)?；疖囌驹谌珖姆植迹从持?，屬于系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)?；疖囌驹谌珖姆植?，反映中國鐵路系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)。國鐵路系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)。2.1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念三種重要結(jié)構(gòu)類型三種重要結(jié)構(gòu)類型1空間結(jié)構(gòu)與時間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)與時間結(jié)構(gòu)時間結(jié)構(gòu)：時間結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)作為過程在時間維中的展開，必有不同系統(tǒng)作為過程在時間維中的展開，必有不同動作、時期、階段的劃分，不同動作、時期、階段如何動作、時期、階段的劃分，不同動作、

33、時期、階段如何關(guān)聯(lián)、銜接、過渡的方式，形成系統(tǒng)的時間結(jié)構(gòu)。當(dāng)年關(guān)聯(lián)、銜接、過渡的方式，形成系統(tǒng)的時間結(jié)構(gòu)。當(dāng)年毛澤東把中華民族的抗日戰(zhàn)爭劃分為三大階段，詳細(xì)描毛澤東把中華民族的抗日戰(zhàn)爭劃分為三大階段，詳細(xì)描述了三個階段之間的銜接和過渡，預(yù)測可能出現(xiàn)的曲折述了三個階段之間的銜接和過渡，預(yù)測可能出現(xiàn)的曲折，就是對抗日戰(zhàn)爭這個系統(tǒng)的時間結(jié)構(gòu)的科學(xué)分析，就是對抗日戰(zhàn)爭這個系統(tǒng)的時間結(jié)構(gòu)的科學(xué)分析 。2.1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念三種重要結(jié)構(gòu)類型三種重要結(jié)構(gòu)類型1空間結(jié)構(gòu)與時間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)與時間結(jié)構(gòu)時間結(jié)構(gòu)：時間結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)作為過程在時間維中的展開，必有不同系統(tǒng)作為

34、過程在時間維中的展開，必有不同動作、時期、階段的劃分，不同動作、時期、階段如何動作、時期、階段的劃分，不同動作、時期、階段如何關(guān)聯(lián)、銜接、過渡的方式，形成系統(tǒng)的時間結(jié)構(gòu)。當(dāng)年關(guān)聯(lián)、銜接、過渡的方式，形成系統(tǒng)的時間結(jié)構(gòu)。當(dāng)年毛澤東把中華民族的抗日戰(zhàn)爭劃分為三大階段，詳細(xì)描毛澤東把中華民族的抗日戰(zhàn)爭劃分為三大階段，詳細(xì)描述了三個階段之間的銜接和過渡，預(yù)測可能出現(xiàn)的曲折述了三個階段之間的銜接和過渡，預(yù)測可能出現(xiàn)的曲折，就是對抗日戰(zhàn)爭這個系統(tǒng)的時間結(jié)構(gòu)的科學(xué)分析，就是對抗日戰(zhàn)爭這個系統(tǒng)的時間結(jié)構(gòu)的科學(xué)分析 。時空混合結(jié)構(gòu)：時空混合結(jié)構(gòu)：如樹的年輪。如樹的年輪。2.1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第2章第

35、1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念三種重要結(jié)構(gòu)類型三種重要結(jié)構(gòu)類型2框架結(jié)構(gòu)與運行結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)與運行結(jié)構(gòu)組分之間固定的連接方式，稱為系統(tǒng)的組分之間固定的連接方式，稱為系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)在其工作運行中顯示出來的組分互動方式，稱為系統(tǒng)在其工作運行中顯示出來的組分互動方式，稱為運運行結(jié)構(gòu)行結(jié)構(gòu)。 2.1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念三種重要結(jié)構(gòu)類型三種重要結(jié)構(gòu)類型2框架結(jié)構(gòu)與運行結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)與運行結(jié)構(gòu)組分之間固定的連接方式，稱為系統(tǒng)的組分之間固定的連接方式，稱為系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)在其工作運行中顯示出來的組分互動方式，稱為系統(tǒng)在其工作運行中顯示出來的組分

36、互動方式，稱為運運行結(jié)構(gòu)行結(jié)構(gòu)。 舉例：汽車作為系統(tǒng)，車身、發(fā)動機(jī)、方向盤以及其他舉例：汽車作為系統(tǒng)，車身、發(fā)動機(jī)、方向盤以及其他附件這些組分之間的相對位置、連接固定方式、空間布附件這些組分之間的相對位置、連接固定方式、空間布局等是框架結(jié)構(gòu)；汽車開動行駛過程中各組分之間的互局等是框架結(jié)構(gòu)；汽車開動行駛過程中各組分之間的互動協(xié)調(diào)方式是運行結(jié)構(gòu)。動協(xié)調(diào)方式是運行結(jié)構(gòu)。2.1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念三種重要結(jié)構(gòu)類型三種重要結(jié)構(gòu)類型3硬結(jié)構(gòu)與軟結(jié)構(gòu)硬結(jié)構(gòu)與軟結(jié)構(gòu)盡管組分之間的聯(lián)系形形色色，但大體可以分為兩盡管組分之間的聯(lián)系形形色色，但大體可以分為兩種：一種是顯在

37、的、易于直接感觸、描述和把握的，稱種：一種是顯在的、易于直接感觸、描述和把握的，稱為硬聯(lián)系；一種是潛在的，難以直接感觸、描述和把握為硬聯(lián)系；一種是潛在的，難以直接感觸、描述和把握，需要用心思去領(lǐng)悟方可發(fā)現(xiàn)，稱為軟聯(lián)系。前者的總，需要用心思去領(lǐng)悟方可發(fā)現(xiàn)，稱為軟聯(lián)系。前者的總和是和是硬結(jié)構(gòu)硬結(jié)構(gòu)，后者的總和是，后者的總和是軟結(jié)構(gòu)軟結(jié)構(gòu)。2.1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念三種重要結(jié)構(gòu)類型三種重要結(jié)構(gòu)類型3硬結(jié)構(gòu)與軟結(jié)構(gòu)硬結(jié)構(gòu)與軟結(jié)構(gòu)盡管組分之間的聯(lián)系形形色色，但大體可以分為兩盡管組分之間的聯(lián)系形形色色，但大體可以分為兩種：一種是顯在的、易于直接感觸、描述和把握的

38、，稱種：一種是顯在的、易于直接感觸、描述和把握的，稱為硬聯(lián)系；一種是潛在的，難以直接感觸、描述和把握為硬聯(lián)系；一種是潛在的，難以直接感觸、描述和把握，需要用心思去領(lǐng)悟方可發(fā)現(xiàn)，稱為軟聯(lián)系。前者的總，需要用心思去領(lǐng)悟方可發(fā)現(xiàn)，稱為軟聯(lián)系。前者的總和是和是硬結(jié)構(gòu)硬結(jié)構(gòu)，后者的總和是，后者的總和是軟結(jié)構(gòu)軟結(jié)構(gòu)。舉例：凡系統(tǒng)原則上都有硬結(jié)構(gòu)和軟結(jié)構(gòu)的劃分，框架舉例：凡系統(tǒng)原則上都有硬結(jié)構(gòu)和軟結(jié)構(gòu)的劃分，框架結(jié)構(gòu)是硬結(jié)構(gòu)，運行結(jié)構(gòu)中就包含一定的軟結(jié)構(gòu)。電腦結(jié)構(gòu)是硬結(jié)構(gòu)，運行結(jié)構(gòu)中就包含一定的軟結(jié)構(gòu)。電腦硬件的連接方式是它的硬結(jié)構(gòu)，軟件即程序的連接方式硬件的連接方式是它的硬結(jié)構(gòu)，軟件即程序的連接方式是它的

39、軟結(jié)構(gòu)。是它的軟結(jié)構(gòu)。2.1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念子系統(tǒng)子系統(tǒng)當(dāng)系統(tǒng)的組分?jǐn)?shù)量足夠多，而且難以甚至無法按照同一當(dāng)系統(tǒng)的組分?jǐn)?shù)量足夠多，而且難以甚至無法按照同一方式進(jìn)行整合和管理時，就必須對它們分片或分組或分方式進(jìn)行整合和管理時，就必須對它們分片或分組或分段進(jìn)行整合和管理?？疾爝@種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)需要段進(jìn)行整合和管理?？疾爝@種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)需要子系統(tǒng)子系統(tǒng)概念概念。2.1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第2章如果系統(tǒng)如果系統(tǒng)S的某個部分的某個部分Si本身又是一個小的系統(tǒng)，就本身又是一個小的系統(tǒng)，就稱它為稱它為子系統(tǒng)子系統(tǒng)或或分系統(tǒng)分系統(tǒng)，稱，稱S為母系統(tǒng)或整系統(tǒng)。為母系統(tǒng)或

40、整系統(tǒng)。第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念子系統(tǒng)子系統(tǒng)當(dāng)系統(tǒng)的組分?jǐn)?shù)量足夠多，而且難以甚至無法按照同一當(dāng)系統(tǒng)的組分?jǐn)?shù)量足夠多，而且難以甚至無法按照同一方式進(jìn)行整合和管理時，就必須對它們分片或分組或分方式進(jìn)行整合和管理時，就必須對它們分片或分組或分段進(jìn)行整合和管理?？疾爝@種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)需要段進(jìn)行整合和管理?？疾爝@種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)需要子系統(tǒng)子系統(tǒng)概念概念.2.1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第2章如果系統(tǒng)如果系統(tǒng)S的某個部分的某個部分Si本身又是一個小的系統(tǒng)，就本身又是一個小的系統(tǒng)，就稱它為稱它為子系統(tǒng)子系統(tǒng)或或分系統(tǒng)分系統(tǒng)，稱，稱S為母系統(tǒng)或整系統(tǒng)。為母系統(tǒng)或整系統(tǒng)。u舉例：一個新兵連的一百多名戰(zhàn)士要分為幾個排

41、來管舉例：一個新兵連的一百多名戰(zhàn)士要分為幾個排來管理，一個排的幾十號弟兄要分為幾個班來管理，排是連的理，一個排的幾十號弟兄要分為幾個班來管理，排是連的子系統(tǒng)，班是排的子系統(tǒng)，也是連的子系統(tǒng)。子系統(tǒng)，班是排的子系統(tǒng)，也是連的子系統(tǒng)。第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念子系統(tǒng)的基本特征：子系統(tǒng)的基本特征：1. 系統(tǒng)性：系統(tǒng)性：子系統(tǒng)不是一般的部分，也不僅僅是整系統(tǒng)子系統(tǒng)不是一般的部分，也不僅僅是整系統(tǒng)的組分，它的組分，它本身一定是系統(tǒng)本身一定是系統(tǒng)，具有系統(tǒng)的基本特征，必，具有系統(tǒng)的基本特征，必須作為系統(tǒng)來認(rèn)識。須作為系統(tǒng)來認(rèn)識。2. 隸屬性：隸屬性：子系統(tǒng)是母系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)是母系統(tǒng)的一個真部分真部

42、分，母系統(tǒng)中至，母系統(tǒng)中至少還有不同于它的另一個子系統(tǒng)，一般情形是同時存在少還有不同于它的另一個子系統(tǒng)，一般情形是同時存在多個真子系統(tǒng)。多個真子系統(tǒng)。3. 地方性（局域性）：地方性（局域性）：與整系統(tǒng)相比較，子系統(tǒng)的重要與整系統(tǒng)相比較，子系統(tǒng)的重要特點在于具有地方性，或稱局域性。不同的構(gòu)成成分，特點在于具有地方性，或稱局域性。不同的構(gòu)成成分，不同的內(nèi)部關(guān)聯(lián)方式，不同的不同的內(nèi)部關(guān)聯(lián)方式，不同的“鄰居鄰居”，不同的空間占有，不同的空間占有等等，造成等等，造成不同子系統(tǒng)具有不同的局域性不同子系統(tǒng)具有不同的局域性。2.1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念層次層次層次是劃

43、分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一個重要工具，也是結(jié)構(gòu)分析的層次是劃分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一個重要工具，也是結(jié)構(gòu)分析的主要方式。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可以表示為各級子系統(tǒng)和系統(tǒng)要主要方式。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可以表示為各級子系統(tǒng)和系統(tǒng)要素的層次結(jié)構(gòu)形式。層次是一個難以準(zhǔn)確定義的概念，素的層次結(jié)構(gòu)形式。層次是一個難以準(zhǔn)確定義的概念，直到現(xiàn)在深刻而系統(tǒng)的層次理論仍然沒有建立起來。直到現(xiàn)在深刻而系統(tǒng)的層次理論仍然沒有建立起來。2.1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念層次層次只要是系統(tǒng)，就至少有兩個層次，即組分層次和整體層只要是系統(tǒng)，就至少有兩個層次，即組分層次和整體層次，整體屬于高層次，局部屬于低層次。但只有兩個層次，整

44、體屬于高層次，局部屬于低層次。但只有兩個層次的系統(tǒng)，對組分進(jìn)行整合可以直接產(chǎn)生系統(tǒng)的整體涌次的系統(tǒng)，對組分進(jìn)行整合可以直接產(chǎn)生系統(tǒng)的整體涌現(xiàn)性，無須先形成子系統(tǒng)，也就不會有中間層次，因而現(xiàn)性，無須先形成子系統(tǒng)，也就不會有中間層次，因而通常不稱其為層次結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。通常不稱其為層次結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。舉例：斧頭裝上把柄，就是一件完整的工具系統(tǒng)，沒有舉例：斧頭裝上把柄，就是一件完整的工具系統(tǒng)，沒有子系統(tǒng)，也沒有中間層次。子系統(tǒng)，也沒有中間層次。2.1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念層次層次至少包含三個層次的系統(tǒng)，即存在介于組分和系統(tǒng)整體至少包含三個層次的系統(tǒng)，即存在介于組分和系統(tǒng)

45、整體之間的層次，才稱為之間的層次，才稱為層次結(jié)構(gòu)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。舉例：大學(xué)作為系統(tǒng)，可以看成由學(xué)生個人、班、年級舉例：大學(xué)作為系統(tǒng)，可以看成由學(xué)生個人、班、年級、系、院、學(xué)校、系、院、學(xué)校六個層次六個層次構(gòu)成的多層次系統(tǒng)。構(gòu)成的多層次系統(tǒng)。2.1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念層次層次一般來說，在系統(tǒng)中，一般來說，在系統(tǒng)中，高層次包含和支配低層次，低層高層次包含和支配低層次，低層次隸屬和支撐高層次次隸屬和支撐高層次。 層次劃分與子系統(tǒng)劃分密切相關(guān)層次劃分與子系統(tǒng)劃分密切相關(guān)。只要有子系統(tǒng)劃分，。只要有子系統(tǒng)劃分，就有中間層次的劃分；只要存在中間層次，就有子系統(tǒng)

46、就有中間層次的劃分；只要存在中間層次，就有子系統(tǒng)劃分。劃分。 層次結(jié)構(gòu)觀點有助于更深刻地理解涌現(xiàn)性。層次結(jié)構(gòu)觀點有助于更深刻地理解涌現(xiàn)性。凡高層次具凡高層次具有而低層次不具有的特性有而低層次不具有的特性，即在高層次上觀測到的屬性，即在高層次上觀測到的屬性，一旦還原到低層次就不復(fù)存在，這樣的屬性，一旦還原到低層次就不復(fù)存在，這樣的屬性就是涌現(xiàn)就是涌現(xiàn)特性特性。如氣體系統(tǒng)的分子無溫度、壓強(qiáng)可言，溫度和壓。如氣體系統(tǒng)的分子無溫度、壓強(qiáng)可言，溫度和壓強(qiáng)是氣體系統(tǒng)在整體層次上涌現(xiàn)出來的宏觀特性。強(qiáng)是氣體系統(tǒng)在整體層次上涌現(xiàn)出來的宏觀特性。2.1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本

47、概念典型結(jié)構(gòu)的形式化描述：典型結(jié)構(gòu)的形式化描述：1.鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)：鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)：生態(tài)系統(tǒng)有食物鏈，經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)有產(chǎn)業(yè)鏈，商生態(tài)系統(tǒng)有食物鏈，經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)有產(chǎn)業(yè)鏈，商家講供應(yīng)鏈等等，都是鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。家講供應(yīng)鏈等等，都是鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。2.1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念典型結(jié)構(gòu)的形式化描述：典型結(jié)構(gòu)的形式化描述：1.鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)：鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)：生態(tài)系統(tǒng)有食物鏈，經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)有產(chǎn)業(yè)鏈，商生態(tài)系統(tǒng)有食物鏈，經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)有產(chǎn)業(yè)鏈，商家講供應(yīng)鏈等等，都是鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。家講供應(yīng)鏈等等，都是鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。2.環(huán)形結(jié)構(gòu)：環(huán)形結(jié)構(gòu)：鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的系統(tǒng)如果首尾相接，就形成環(huán)形鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的系統(tǒng)如果首尾相接，就形

48、成環(huán)形結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。哲學(xué)講的因果環(huán)，氣動力學(xué)講的大氣環(huán)流結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。哲學(xué)講的因果環(huán)，氣動力學(xué)講的大氣環(huán)流，城市交通的環(huán)形線等等，都是環(huán)形結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。，城市交通的環(huán)形線等等，都是環(huán)形結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。2.1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念典型結(jié)構(gòu)的形式化描述：典型結(jié)構(gòu)的形式化描述：1.鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)：鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)：生態(tài)系統(tǒng)有食物鏈，經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)有產(chǎn)業(yè)鏈，商生態(tài)系統(tǒng)有食物鏈，經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)有產(chǎn)業(yè)鏈，商家講供應(yīng)鏈等等，都是鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。家講供應(yīng)鏈等等，都是鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。2.環(huán)形結(jié)構(gòu)：環(huán)形結(jié)構(gòu)：鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的系統(tǒng)如果首尾相接，就形成環(huán)形鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的系統(tǒng)如果首尾相接，就形成環(huán)形結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。哲學(xué)講的因果

49、環(huán)，氣動力學(xué)講的大氣環(huán)流結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。哲學(xué)講的因果環(huán)，氣動力學(xué)講的大氣環(huán)流，城市交通的環(huán)形線等等，都是環(huán)形結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。，城市交通的環(huán)形線等等，都是環(huán)形結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。3.嵌套結(jié)構(gòu)：嵌套結(jié)構(gòu)：多層次結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)有可能采取內(nèi)外嵌套的形多層次結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)有可能采取內(nèi)外嵌套的形式，稱為嵌套結(jié)構(gòu)。嵌套結(jié)構(gòu)又有兩種形式。許多式，稱為嵌套結(jié)構(gòu)。嵌套結(jié)構(gòu)又有兩種形式。許多二維二維系統(tǒng)具有圈層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)具有圈層結(jié)構(gòu)，如：北京城市系統(tǒng)有環(huán)線結(jié)構(gòu)，從，如：北京城市系統(tǒng)有環(huán)線結(jié)構(gòu)，從原有的一環(huán)、二環(huán)原有的一環(huán)、二環(huán)向七環(huán)、八環(huán)擴(kuò)展。許多向七環(huán)、八環(huán)擴(kuò)展。許多三維系三維系統(tǒng)具有殼層結(jié)構(gòu)統(tǒng)具有殼層結(jié)構(gòu)，如：地球有地殼、地幔、地心的嵌

50、套，如：地球有地殼、地幔、地心的嵌套結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。2.1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念典型結(jié)構(gòu)的形式化描述：典型結(jié)構(gòu)的形式化描述：4.塔式結(jié)構(gòu)：塔式結(jié)構(gòu)：在物理空間劃分高低不同的層次，下層承載在物理空間劃分高低不同的層次，下層承載上層，層層疊置。如埃及的金字塔和中國的佛塔，最低上層，層層疊置。如埃及的金字塔和中國的佛塔，最低層是塔基，經(jīng)過若干中間層次，到最高層的塔尖。許多層是塔基，經(jīng)過若干中間層次，到最高層的塔尖。許多系統(tǒng)在抽象的生態(tài)空間中呈現(xiàn)塔式結(jié)構(gòu)，如人才系統(tǒng)和系統(tǒng)在抽象的生態(tài)空間中呈現(xiàn)塔式結(jié)構(gòu)，如人才系統(tǒng)和權(quán)力系統(tǒng)，子系統(tǒng)的規(guī)模隨層次提升而縮小。權(quán)力系統(tǒng)，

51、子系統(tǒng)的規(guī)模隨層次提升而縮小。2.1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念典型結(jié)構(gòu)的形式化描述：典型結(jié)構(gòu)的形式化描述：4.塔式結(jié)構(gòu)：塔式結(jié)構(gòu)：在物理空間劃分高低不同的層次，下層承載在物理空間劃分高低不同的層次，下層承載上層，層層疊置。如埃及的金字塔和中國的佛塔，最低上層，層層疊置。如埃及的金字塔和中國的佛塔，最低層是塔基，經(jīng)過若干中間層次，到最高層的塔尖。許多層是塔基，經(jīng)過若干中間層次，到最高層的塔尖。許多系統(tǒng)在抽象的生態(tài)空間中呈現(xiàn)塔式結(jié)構(gòu)，如人才系統(tǒng)和系統(tǒng)在抽象的生態(tài)空間中呈現(xiàn)塔式結(jié)構(gòu)，如人才系統(tǒng)和權(quán)力系統(tǒng)，子系統(tǒng)的規(guī)模隨層次提升而縮小。權(quán)力系統(tǒng)，子系統(tǒng)的規(guī)模隨層次

52、提升而縮小。5.樹狀結(jié)構(gòu)：樹狀結(jié)構(gòu)：用數(shù)學(xué)圖論中稱為樹的形式化系統(tǒng)來表示其用數(shù)學(xué)圖論中稱為樹的形式化系統(tǒng)來表示其結(jié)構(gòu)特征。應(yīng)用：如家族樹、決策樹、語言樹等。結(jié)構(gòu)特征。應(yīng)用：如家族樹、決策樹、語言樹等。2.1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念典型結(jié)構(gòu)的形式化描述：典型結(jié)構(gòu)的形式化描述：4.塔式結(jié)構(gòu)：塔式結(jié)構(gòu)：在物理空間劃分高低不同的層次，下層承載在物理空間劃分高低不同的層次，下層承載上層，層層疊置。如埃及的金字塔和中國的佛塔，最低上層，層層疊置。如埃及的金字塔和中國的佛塔，最低層是塔基，經(jīng)過若干中間層次，到最高層的塔尖。許多層是塔基，經(jīng)過若干中間層次，到最高層的塔尖

53、。許多系統(tǒng)在抽象的生態(tài)空間中呈現(xiàn)塔式結(jié)構(gòu)，如人才系統(tǒng)和系統(tǒng)在抽象的生態(tài)空間中呈現(xiàn)塔式結(jié)構(gòu)，如人才系統(tǒng)和權(quán)力系統(tǒng)，子系統(tǒng)的規(guī)模隨層次提升而縮小。權(quán)力系統(tǒng)，子系統(tǒng)的規(guī)模隨層次提升而縮小。5.樹狀結(jié)構(gòu)：樹狀結(jié)構(gòu)：用數(shù)學(xué)圖論中稱為樹的形式化系統(tǒng)來表示其用數(shù)學(xué)圖論中稱為樹的形式化系統(tǒng)來表示其結(jié)構(gòu)特征。應(yīng)用：如家族樹、決策樹、語言樹等。結(jié)構(gòu)特征。應(yīng)用：如家族樹、決策樹、語言樹等。6.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：其特點之一是不同子系統(tǒng)之間、不同層次之其特點之一是不同子系統(tǒng)之間、不同層次之間的界限不再截然分明，而是形成各種各樣的閉合環(huán)路間的界限不再截然分明，而是形成各種各樣的閉合環(huán)路。公路網(wǎng)、鐵路網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、個人的社

54、會關(guān)系等都是具。公路網(wǎng)、鐵路網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、個人的社會關(guān)系等都是具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。2.1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念系統(tǒng)之外與之相關(guān)聯(lián)并對系統(tǒng)產(chǎn)生響應(yīng)的事物所構(gòu)成系統(tǒng)之外與之相關(guān)聯(lián)并對系統(tǒng)產(chǎn)生響應(yīng)的事物所構(gòu)成的集合稱為該系統(tǒng)的的集合稱為該系統(tǒng)的環(huán)境環(huán)境。任何一個系統(tǒng)都與環(huán)境有關(guān)并受其影響。系統(tǒng)的整體任何一個系統(tǒng)都與環(huán)境有關(guān)并受其影響。系統(tǒng)的整體涌現(xiàn)性不僅取決于內(nèi)在的組分和結(jié)構(gòu)，而且取決于外涌現(xiàn)性不僅取決于內(nèi)在的組分和結(jié)構(gòu)，而且取決于外在的環(huán)境。在的環(huán)境。2.1.4 環(huán)境環(huán)境系統(tǒng)環(huán)境物質(zhì)能量信息第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念系統(tǒng)相對于它

55、所處的環(huán)境表現(xiàn)出來的變化稱做系統(tǒng)的系統(tǒng)相對于它所處的環(huán)境表現(xiàn)出來的變化稱做系統(tǒng)的行行為為，它一方面反映了系統(tǒng)自身的變化特性，另一方面也，它一方面反映了系統(tǒng)自身的變化特性，另一方面也體現(xiàn)了環(huán)境對系統(tǒng)施加的作用或影響。體現(xiàn)了環(huán)境對系統(tǒng)施加的作用或影響。2.1.5 系統(tǒng)的功能系統(tǒng)的功能第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念系統(tǒng)相對于它所處的環(huán)境表現(xiàn)出來的變化稱做系統(tǒng)的系統(tǒng)相對于它所處的環(huán)境表現(xiàn)出來的變化稱做系統(tǒng)的行行為為，它一方面反映了系統(tǒng)自身的變化特性，另一方面也，它一方面反映了系統(tǒng)自身的變化特性，另一方面也體現(xiàn)了環(huán)境對系統(tǒng)施加的作用或影響。體現(xiàn)了環(huán)境對系統(tǒng)施加的作用或影響。系統(tǒng)的行為對環(huán)境中的某

56、些事物乃至環(huán)境產(chǎn)生的持續(xù)作系統(tǒng)的行為對環(huán)境中的某些事物乃至環(huán)境產(chǎn)生的持續(xù)作用，稱為系統(tǒng)的用，稱為系統(tǒng)的功能功能。功能是系統(tǒng)的通有屬性，凡系統(tǒng)都有功能。系統(tǒng)功能反功能是系統(tǒng)的通有屬性，凡系統(tǒng)都有功能。系統(tǒng)功能反映了系統(tǒng)整體特性（整體涌現(xiàn)性）。映了系統(tǒng)整體特性（整體涌現(xiàn)性）。系統(tǒng)的功能由其結(jié)構(gòu)和環(huán)境共同決定。系統(tǒng)的功能由其結(jié)構(gòu)和環(huán)境共同決定。2.1.5 系統(tǒng)的功能系統(tǒng)的功能第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念系統(tǒng)功能具有以下特性：系統(tǒng)功能具有以下特性：系統(tǒng)功能只有在系統(tǒng)與環(huán)境的相互作用過程中才能體現(xiàn)系統(tǒng)功能只有在系統(tǒng)與環(huán)境的相互作用過程中才能體現(xiàn)一個系統(tǒng)，如果沒有內(nèi)部各要素之間的有機(jī)聯(lián)系，一個系

57、統(tǒng)，如果沒有內(nèi)部各要素之間的有機(jī)聯(lián)系，便不能形成一定的結(jié)構(gòu)，從而不能稱之為系統(tǒng)。同樣，便不能形成一定的結(jié)構(gòu)，從而不能稱之為系統(tǒng)。同樣，一個系統(tǒng)如果與環(huán)境介質(zhì)之間沒有相互作用，缺乏了系一個系統(tǒng)如果與環(huán)境介質(zhì)之間沒有相互作用，缺乏了系統(tǒng)的動態(tài)過程，也就無所謂功能了。因而功能只能在系統(tǒng)的動態(tài)過程，也就無所謂功能了。因而功能只能在系統(tǒng)與環(huán)境的相互作用過程中體現(xiàn)。統(tǒng)與環(huán)境的相互作用過程中體現(xiàn)。舉例：只有當(dāng)機(jī)器投入了生產(chǎn)，功能才得以發(fā)揮，潛在舉例：只有當(dāng)機(jī)器投入了生產(chǎn)，功能才得以發(fā)揮，潛在的生產(chǎn)力才轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實的收益。的生產(chǎn)力才轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實的收益。2.1.5 系統(tǒng)的功能系統(tǒng)的功能第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的

58、基本概念系統(tǒng)功能具有以下特性：系統(tǒng)功能具有以下特性：系統(tǒng)功能比系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有更大的可變性系統(tǒng)功能比系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有更大的可變性如前所述，系統(tǒng)的功能由結(jié)構(gòu)與環(huán)境共同決定。一如前所述，系統(tǒng)的功能由結(jié)構(gòu)與環(huán)境共同決定。一個系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)在一定的參數(shù)閾值內(nèi)會保持穩(wěn)定，而個系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)在一定的參數(shù)閾值內(nèi)會保持穩(wěn)定，而功能則不然。功能與結(jié)構(gòu)相比具有更大的可變性。系統(tǒng)功能則不然。功能與結(jié)構(gòu)相比具有更大的可變性。系統(tǒng)的外部環(huán)境一旦變化，即系統(tǒng)與外部的物質(zhì)、能量、信的外部環(huán)境一旦變化，即系統(tǒng)與外部的物質(zhì)、能量、信息的交換有所變動，則系統(tǒng)與環(huán)境相互作用的過程和效息的交換有所變動，則系統(tǒng)與環(huán)境相互作用的過程和效果就要受

59、到影響，這將引起系統(tǒng)功能的變化，而通常此果就要受到影響，這將引起系統(tǒng)功能的變化，而通常此時系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)并不發(fā)生改變。時系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)并不發(fā)生改變。2.1.5 系統(tǒng)的功能系統(tǒng)的功能第2章第 1 章2.1 系統(tǒng)的基本概念系統(tǒng)功能具有以下特性：系統(tǒng)功能具有以下特性：系統(tǒng)功能是系統(tǒng)的一種特定的性能系統(tǒng)功能是系統(tǒng)的一種特定的性能系統(tǒng)的性能是指，在系統(tǒng)內(nèi)部相互作用以及和外部系統(tǒng)的性能是指，在系統(tǒng)內(nèi)部相互作用以及和外部聯(lián)系的過程中所表現(xiàn)出來的特性和能力。性能一般不是聯(lián)系的過程中所表現(xiàn)出來的特性和能力。性能一般不是功能，功能卻是一種特定的性能。例如，流動是空氣的功能，功能卻是一種特定的性能。例如，流動是空氣的性能，

60、而利用流動進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電則是其功能。可見，性性能，而利用流動進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電則是其功能?？梢姡阅苁枪δ艿幕A(chǔ)，功能是性能的外化，功能是在特定的能是功能的基礎(chǔ)，功能是性能的外化，功能是在特定的環(huán)境下將某種性能體現(xiàn)于特定的過程之中。環(huán)境下將某種性能體現(xiàn)于特定的過程之中。2.1.5 系統(tǒng)的功能系統(tǒng)的功能第2章2 系統(tǒng)科學(xué)的基本概念和方法u 2.2 系統(tǒng)的狀態(tài)、演化及分類系統(tǒng)的狀態(tài)、演化及分類 2.2.1 系統(tǒng)的狀態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài) 2.2.2 系統(tǒng)的演化系統(tǒng)的演化 2.2.3 系統(tǒng)的分類系統(tǒng)的分類 第 1 章2.2 系統(tǒng)的狀態(tài)、演化及分類系統(tǒng)的那些可以觀察和識別的狀況、態(tài)勢、特征系統(tǒng)的那些可以觀察和識別的狀況