Ⅰ 系統分析的主要步驟是什麼
系統分析的主要步驟是:
①對研究的對象和需要解決的問題進行系統的說明,目的在於確定目標和說明該問題的重點和范圍;
②收集資料,在系統分析基礎上,通過資料分析各種因素之間的相互關系,尋求解決問題的可行方案;
③依系統的性質和要求,建立各種數學模;
④運用數學模型對比並權衡各種方案的利弊得失;
⑤確定最優方案。通過分析,若不滿意所選方案,則可按原步驟重新分析。一項成功的系統分析需要對各方案進行多次反復循環與比較,方可找到最優方案。
(1)系統論述的分析方法擴展閱讀:
系統分析的原則:
(1)緊密圍繞建立系統的最終目的,對系統的各種方案進行分析並作出選擇,切忌背離之而盲目追求先進技術或限制必要的投資。
(2)從系統整體的全局觀念出發,尋求總體的最優。
(3)從方法論上看,系統分析一方面需要採用科學的分析技術和工具進行定量分析,另一方面還要利用分析者和決策者的直觀判斷和豐富經驗。兩者交替進行,相互融合,最終達到優選的目的。
(4)在眾多系統分析問題中,務必注意找出主要矛盾,並設法尋得解決主要矛盾的方法及途徑。
Ⅱ 系統分析法 是什麼(碩士論文的「研究方法」)
系統分析法是指在制定重大成本戰略時從整體性、層次性和動態性三個方面進行成本戰略分析的方法.完善的成本戰略分析方法體系是建立在對現有分析方法的全面研究、理性思考、系統整合和對方法的創新思維基礎之上的
源自: 企業戰略成本管理理論框架研究 《中南財經政法大學學報》 2005年 許亞湖
來源文章摘要:基於要素的戰略成本管理理論框架由主體、客體、方法和目標四大要素所組成。主體是成本戰略制定和組織實施者;客體是企業成本和內外部環境;方法包括成本戰略分析方法、成本戰略制定方法和實施方法;戰略成本管理的目標由具體化、多樣性和多層次的指標組成。
Ⅲ 、試論述系統分析原理與各主要系統分析方法(ISM、SS、SD、系統評價、CA)在邏輯上的一致性。
摘要 導致一致性出現的原因
Ⅳ 如何用系統的思維方法分析問題
系統分析思考,英文名Analytical Thinking ,是一種在歐美私人和公共組織的咨詢分析師廣泛運用的決策思考方法。
大家都知道,我們要成功解決問題都是要遵循一系列科學嚴謹的流程的,思考問題要有框架和整體大局觀,而不是像西瓜皮一樣,滑到哪裡算哪裡。只有這樣,我們才能不遺漏問題的任何一個方面,也才能更加深入的思考,採取有效行動。既然普通人都懂得道理,專業的分析師理所當然的也知道,並且在實踐活動中運用地爐火純青。
專業分析師同樣也遵循如下科學的作業流程:
1、定義問題
2、提出假設
3、觀察事實收集數據
4、指導分析問題
5、開發解決方案
關於這個五步的內容很多、很全面、很豐富。貼吧篇幅有限,請看鏈接文章
除了運用思維導圖,您還知道如何系統全面地思考和解決問題嗎?
系統分析思考需要哪些工具才可以呢?
系統分析思考需要哪些工具呢?(續)
Ⅳ 闡述信息系統分析與設計有哪些常用方法
闡述信息系統分析與設計有哪些常用方法:《信息系統分析與設計》課程向那些有志於從事管理信息系統的同學系統講述設計與開發信息系統的全過程,通過學習本課程,不僅可以完整的學習信息系統設計的主要理論。
在對系統進行詳細調查的基礎上,運用各種系統開發的理論、方法和技術,確定並表述出系統應具有的邏輯功能,形成系統邏輯方案咆括系統的結構、問題處理過程和分析計算模型)。
新系統的邏輯方案在邏輯上描述新系統的目標和具有的功能、性能,它以系統分析報告的形式表達出來,作為下一階段系統設計的依據。
闡述信息系統分析主要內容:
系統規模越大,系統分析復雜性也越高。通常系統分析工作包括以下兩方面的內容。
通過詳細了解企業的組織結構、組織目標、組織的業務流程及數據流程,分析和理解用戶與管理業務對系統開發的實際需求,包括對系統功能、性能等方面的需求,對開發周期、開發方式及軟硬體配置等方面的意向及打算。
通常情況下,先由用戶提出初步的要求,然後經由系統分析人員對系統進行詳細調查,進一步完善用戶對系統的要求,最終以系統需求說明書的形式將系統需求定義下來。
Ⅵ 系統分析方法與步驟,和模型建立
上面那個人的回答好搞笑= =
簡單來說,包括四個部分:建立概念模型,建立定量模型,模型檢驗,模型應用。
建立生態數學模型的方法一般認為至少有兩種途徑:
一種是分室方法,用以研究生態系統中各分室的物質與能量的流動,並給出定量的表示。
一種是實驗組成成分法,主要用於復雜生態系統的生態過程(如捕食,競爭等)的分析。
可以概括如下:
模型准備 首先要明確地定義所研究的問題,確定建模目的,確定系統邊界,確定模型的組分(輸入和輸出變數,初始和驅動變數,參數,時空尺度),建立流程圖。了解問題的實際背景,明確建模的目的搜集建模必需的各種信息如現象、數據等,盡量弄清對象的特徵,由此初步確定用哪一類模型,總之是做好建模的准備工作.情況明才能方法對,這一步一定不能忽視,碰到問題要虛心向從事實際工作的同志請教,盡量掌握第一手資料.
模型假設 根據對象的特徵和建模的目的,對問題進行必要的、合理的簡化,用精確的語言做出假設,可以說是建模的關鍵一步.一般地說,一個實際問題不經過簡化假設就很難翻譯成數學問題,即使可能,也很難求解.不同的簡化假設會得到不同的模型.假設作得不合理或過份簡單,會導致模型失敗或部分失敗,於是應該修改和補充假設;假設作得過分詳細,試圖把復雜對象的各方面因素都考慮進去,可能使你很難甚至無法繼續下一步的工作.通常,作假設的依據,一是出於對問題內在規律的認識,二是來自對數據或現象的分析,也可以是二者的綜合.作假設時既要運用與問題相關的物理、化學、生物、經濟等方面的知識,又要充分發揮想像力、洞察力和判斷力,善於辨別問題的主次,果斷地抓住主要因素,舍棄次要因素,盡量將問題線性化、均勻化.經驗在這里也常起重要作用.寫出假設時,語言要精確,就象做習題時寫出已知條件那樣.
模型構成 根據所作的假設分析對象的因果關系,利用對象的內在規律和適當的數學工具,構造各個量(常量和變數)之間的等式(或不等式)關系或其他數學結構.這里除需要一些相關學科的專門知識外,還常常需要較廣闊的應用數學方面的知識,以開拓思路.當然不能要求對數學學科門門精通,而是要知道這些學科能解決哪一類問題以及大體上怎樣解決.相似類比法,即根據不同對象的某些相似性,借用已知領域的數學模型,也是構造模型的一種方法.建模時還應遵循的一個原則是,盡量採用簡單的數學工具,因為你建立的模型總是希望能有更多的人了解和使用,而不是只供少數專家欣賞.
建立定量模型(或概念模型的定量化): 選擇模型類型,建立模型(確定變數間的函數關系), 參數估計和校準(calibration),編寫計算機程序,模型確認(model verification):仔細檢查數學公式和計算機程序,撰寫模型文檔資料。
模型求解 可以採用解方程、畫圖形、證明定理、邏輯運算、數值計算等各種傳統的和近代的數學方法,特別是計算機技術.
模型分析 對模型解答進行數學上的分析,有時要根據問題的性質分析變數間的依賴關系或穩定狀況,有時是根據所得結果給出數學上的預報,有時則可能要給出數學上的最優決策或控制,不論哪種情況還常常需要進行誤差分析、模型對數據的穩定性或靈敏性分析等.
模型檢驗 把數學上分析的結果翻譯回到實際問題,並用實際的現象、數據與之比較,檢驗模型的合理性和適用性.這一步對於建模的成敗是非常重要的,要以嚴肅認真的態度來對待.當然,有些模型如核戰爭模型就不可能要求接受實際的檢驗了.模型檢驗的結果如果不符合或者部分不符合實際,問題通常出在模型假設上,應該修改、補充假設,重新建模.有些模型要經過幾次反復,不斷完善,直到檢驗結果獲得某種程度上的滿意.
模型時空延擴:把建立好的模型在時間和空間尺度進行擴展
模型應用: 應用的方式自然取決於問題的性質和建模的目的。
模型運行和評價 Levins(1966)曾提出組建數學模型的三條標准:
⑴真實性,模型的數學描述要符合生態系統實際;
⑵精確性,是指模型的預測值與實際值之間的差異程度,
⑶普遍性,即模型的適用范圍和廣度。
實際中,一個模型要同時滿足這三條標準是十分困難的,Walters對此做了較精闢的論述,同時還介紹了兩個與真實性和普遍性有關的指標,即分辯率(resolution)和完整性(wholeness)。這兩個概念分別由Bledsoe和Jamieson(1969)及Holling(1966)提出的。
總之,並不是所有建模過程都要經過這些步驟,有時各步驟之間的界限也不那麼分明.建模時不應拘泥於形式上的按部就班,在實際建模過程中可以靈活採取。
Ⅶ 有誰能幫忙提供一些有關「系統論」(方法)的論述
隨著世界復雜性的發現。在科學研究中興起了建立復雜性科學的熱潮。貝塔朗菲指出,現代技術和社會已變得十分復雜,傳統的方法不再適用,「我們被迫在一切知識領域中運用整體或系統概念來處理復雜性問題」。普利高津斷言,現代科學在一切方面,一切層次上都遇到復雜性,必須「結束現實世界簡單性」這一傳統信念,要把復雜性當作復雜性來處理,建立復雜性科學。正是在這種背景下,出現了一系列以探索復雜性為己任的學科,我們可統稱為系統科學。系統科學的發展可分為兩個階段:第一階段以二戰前後控制論、資訊理論和一般系統論等的出現為標志,主要著眼於他組織系統的分析;第二階段以耗散結構論、協同學、超循環論等為標志,主要著眼於自組織系統的研究。信息學家魏沃爾指出:19世紀及其之前的科學是簡單性科學;20世紀前半葉則發展起無組織復雜性的科學,即建立在統計方法上的那些學科;而20世紀後半葉則發展起有組織的復雜性的科學,主要是自組織理論,
系統科學諸學科都著眼於世界的復雜性,確立了系統觀點也即復雜性方法論原則,系統觀點是對近代科學以分析為主的還原主義方法論和形而上學思維方式的一個反動。根據我們對復雜性的討論以及系統科學的具體內容,我們可以把復雜性方法論原則概括為以下幾個方面:
(1)整體性原則。
系統觀點的第一個方面的內容就是整體性原理或者說聯系原理。從哲學上說,所謂系統觀點首先不外表達了這樣一個基本思想:世界是關系的集合體,而非實物的集合體。整體性方法論原則就根據於這種思想。
系統科學的一般理論可簡單概括如下:所謂系統是指由兩個或兩個以上的元素(要素)相互作用而形成的整體。所謂相互作用主要指非線性作用,它是系統存在的內在根據,構成系統全部特性的基礎。系統中當然存在著線性關系,但不構成系統的質的規定性。系統的首要特性是整體突現性,即系統作為整體具有部分或部分之和所沒有的性質,即整體不等於(大於或小於)部分之和,稱之為系統質。與此同時,系統組分受到系統整體的約束和限制,其性質被屏蔽,獨立性喪失。這種特性可稱之為整體突現性原理,也稱非加和性原理或非還原性原理。整體突現性來自於系統的非線性作用。系統存在的各種聯系方式的總和構成系統的結構。系統結構的直接內容就是系統要素之間的聯系方式;進一步來看,任何系統要素本身也同樣是一個系統,要素作為系統構成原系統的子系統,子系統又必然為次子系統構成…。如此,則…→次子系統→子系統→系統之間構成一種層次遞進關系。因而,系統結構另一個方面的重要內容就是系統的層次結構。系統的結構特性可稱之為等級層次原理。與一個系統相關聯的、系統的構成關系不再起作用的外部存在稱為系統的環境。系統相對於環境的變化稱為系統的行為,系統相對於環境表現出來的性質稱為系統的性能。系統行為所引起的環境變化,稱謂系統的功能。系統功能由元素、結構和環境三者共同決定。相對於環境而言,系統是封閉性和開放性的統一。這使系統在與環境不停地進行物質、能量和信息交換中保持自身存在的連續性。系統與環境的相互作用使二者組成一個更大的、更高等級的系統。
從系統科學的基本理論概念可以看到,在系統科學看來,系統是現實世界的普遍存在方式,任何一個事物都是一個系統,整個宇宙就是一個總系統。任何事物都通過相互作用而聯系在一起,世界是一個普遍聯系的整體。所謂系統觀點也就是整體的觀點、聯系的觀點。系統科學首先是關於普遍聯系的科學。貝塔朗菲指出,系統理論可以定義為「關於『整體』的一般科學」。在這個意義上,我們可以把系統科學看作辯證法普遍聯系觀點的具體化、科學化。
整體性原則是系統科學方法論的首要原則。它認為,世界是關系的集合體,根本不存在所謂不可分析的終極單元;關系對於關系物是內在的,而非外在的。因而,近代科學以分析為手段而進行的把關系向始基的線性還原是不能允許的。整體性原則要求,我們必須從非線性作用的普遍性出發,始終立足於整體,通過部分之間、整體與部分之間、系統與環境之間的復雜的相互作用、相互聯系的考察達到對象的整體把握。具體來說,第一,從單因素分析進入到系統的組織性、相關性的把握。由於系統的整體突現性,單因素分析無法真實把握整體性質和功能。整體性質和功能根據於部分之間的相互作用,實現於系統與環境之間的相互作用,是系統要素組織化的結果。因此,從組織方式上考察其整體相關性,是把握整體性質的必由之路。第二,從線性研究進入到非線性研究。如前所述,線性方法只能處理局部性的問題,不足以把握全局性、大范圍的問題;同時線性方法只能把握相對簡單的對象和對象相對簡單的方面,不足以把握復雜性。而非線性是一切復雜性的根源,因此,為達到對象整體和復雜性的把握,必須克服線性研究的局限性,建立非線性科學。第三從單向研究進入到多向研究。維數是現代科學的重要概念。系統思想要求克服單向度的、單維的看問題的傳統思維方式,轉而採用多維的、乃至全維的思維方式。
各門系統科學在其研究中,都自覺貫徹了整體性這一方法論原則。在一定意義上,系統科學的各種具體方法都是整體研究的基本方法。
信息方法是指運用信息觀點,把系統存在看作信息系統,把系統運動看作信息傳遞和轉換過程,通過對信息流程的分析和處理,達到對系統運動過程及其規律性的認識的方法。
運用信息方法,首先要根據信息觀點把對象處理為一個信息模型申農所提出的通信系統模型,不僅適用於通信系統,也可適用於非通訊系統。具有一般意義。這個環節的主要任務,可稱為信息分析。其次,要對信息模型進行定量化處理,即建立數學模型。再次,根據數學模型分析系統性態,預測其行為,確定利用原理和方法。
信息方法具有以下特點抽象性。它完全撇開對象的具體運動形態,把抽象的信息運動作為分析問題的基礎。整體性,信息方法直接從系統的整體存在出發,通過系統與環境的信息輸入輸出關系來綜合研究系統的信息過程。動態性。信息方法是一種動態性方法。是對對象進行動態研究的有力手段
2黑箱方法同樣是現代科學整體研究的一種重要方法。所謂黑箱就是對認識主體而言,其內部結構還一無所知的客體。可見黑箱包含兩個方面的涵義:一方面,黑箱的黑在於內部結構的「黑」。另一方面,黑箱也並不黑,因為任何客體總有可以觀察到的外部變化,即行為。
所謂黑箱方法就是在客體結構未知或假定未知的前提下,給黑箱以輸入從而得到輸出,並通過對輸入輸出的考察來把握客體的方法。在運用黑箱方法時,首先要對箱子的性質和內容不作任何假定,但要確定有一些作用於它的手段。並以此對箱子進行工作,使人與箱子之間形成一個耦合系統。然後規定箱子的輸入,使耦合以確定而可重復的方式形成。最後通過輸入輸出數據建立數學模型,推導內部聯系。這里值得注意的是,黑箱方法考察的不是箱子本身,而是人—箱耦合系統。
絕對的黑箱實際上並不存在,任何客體可以說都是一個「灰箱」,即部分知的客體。因為在人類視野之外,不成其為客體,凡是納入主體范圍的認識對象,總已是有所知的東西了。,因此,絕對的「白箱」實際上也並不存在。白箱方法就是把系統結構按一定關系式表達出來,形成「白箱網路」,並進一步以白箱網路對系統進行再認識,預測系統未來行為,控制系統將來過程。
反饋方法是以原因和結果的相互作用來進行整體把握的方法。維納指出,反饋是控制系統的一種方法,它的特點是根據過去操作的情況去調整未來行為。所謂反饋就是系統的輸出結果再返回到系統中去,並和輸入一起調節和控制系統的再輸出的過程。如果前一行為結果加強了後來行為,稱為正反饋,如果前一行為結果削弱了後來行為,稱為負反饋。反饋在輸入輸出間建立起動態的雙向聯系。
反饋方法就是用反饋概念分析和處理問題的方法。它成立的客觀依據在於原因和結果的相互作用。不僅原因引起結果,結果也反作用於原因。因而對因果的科學把握必須把結果的反作用考慮在內。
功能模擬法是控制論發展出來的一種方法,它是模擬方法發展的新階段。是現代科學進行整體研究重要途徑。與其他模擬方法相比,功能模擬方法具有下列特點;
第一,以行為相似為基礎。在控制論看來,一個系統最根本的內容就是行為,即在與外部環境的相互作用中所表現出來的系統整體的應答。與此相應,兩個系統間最重要的相似就是行為上的相似。在建立模型的過程中,可撇開結構,而只抓取行為上的等效,從而達到功能模擬的目的。控制論重新定義了行為概念:一個客體任何可從外部探知的改變就是行為。這一規定確立了行為的共同本質,使行為具有了普遍性,為功能模擬法的廣泛運用奠定了理論基礎。正是依據這一思想,人的智能活動與技術裝置的行為相似性得以建立,使智能的機械模擬得以實現。
第二,模型本身成為認識目的。在傳統模擬中,模型指使把握原型的手段。對模型的研究,目的是獲取原型的信息。例如,盧瑟福的原子的太陽系模型,本身沒有任何意義,只是研究原子結構的一個方便的手段。而在功能模擬中,模擬以行為為基礎,以功能為目的。模型是具有生物目的性行為的機器。這種機器的研製恰恰就是控制論的本來任務。在這個意義上說,人的行為本身反倒僅僅具有參照意義,這種原型反過來成為模型的手段。這是功能模擬區別於一般模擬的一個根本性特點。
第三,從功能到結構。一般模擬遵循的是從結構到功能的認識路線。而功能模擬相反,它首先把握的是整體行為和功能,而不要求結構的先行知識。但它並不否認結構決定功能,同時它也不滿足於行為和功能,它總是進而要求從行為和功能過渡到結構研究,獲得結構知識。例如,控制論運用功能模擬法建立了人的智能活動與技術裝置的行為相似性,由此發現了神經系統中反饋迴路的存在,從而推動了腦模型和神經結構的研究。
功能模擬方法忽略質料、結構和個別要素的分析,暫時撇開系統的結構、要素、屬性,單獨地研究行為,並通過行為功能把握其結構和性質。這不僅是可行的,而且是研究復雜客體的必要手段,尤其在客體結構知識尚付闕如的情況下,行為對我們把握客體就具有了根本性意義。控制論的技術任務就是要實現智能的機械模擬。若從質料和性質來看,人與機械裝置沒有任何一致性,因而智能機器是不可能的。但維納發現,「從結構上看,技術系統與生物系統都具有反饋迴路,表現在功能上則都具有自動調節和控制功能。這就是這兩種看似截然不同的系統之間所具有的相似性、統一性。確切地說,一切有目的的行為都可以看作需要負反饋的行為。」因此,盡管目的是不可定義的,但從目的的外在表現即目的性行為來看,二者是一致的,因而智能的機械模擬是完全可能的。另一方面,智能活動的物質結構是高度復雜的。人的大腦僅大腦皮層就有約140億個神經元,神經元的樹突和軸突的聯系異常復雜,而且大多為後天形成。從結構上來把握智能活動幾乎是不可能的。控制論的目標是智能機器,可暫時忽略其結構、要素,僅從行為上來把握。而從行為角度所把握到的是系統在與環境的相互作用中所表現出來的整體存在,通過行為所實現的功能是系統與環境的整體聯系。因此,功能模擬法為現代科學提供了對復雜客體進行整體研究的重要途徑,即行為功能研究。
(2) 動態性原則
系統觀點的第二個方面的內容就是動態演化原理或過程原理。從哲學上看,這一原理不外是說:世界是過程的集合體,而非既成事物的集合體。動態性原則就依據於這一原理。
系統科學的動態演化原理的基本內容可概括如下:一切實際系統由於其內外部聯系復雜的相互作用,總是處於無序與有序、平衡與非平衡的相互轉化的運動變化之中的,任何系統都要經歷一個系統的發生、系統的維生、系統的消亡的不可逆的演化過程。也就是說,系統存在在本質上是一個動態過程,系統結構不過是動態過程的外部表現。而任一系統作為過程又構成更大過程的一個環節、一個階段。
與系統變化發展相關的重要概念,除了我們前面已經討論過的可逆與不可逆、確定性與隨機性之外,有序與無序也是刻畫系統演化形態特徵的重要范疇。熱力學、協同學、控制論和資訊理論分別用熵、序參量和信息量來刻畫有序與無序。在數學上,一般以對稱破缺來定量刻畫。通俗地說,所謂有序是指有規則的聯系,無序是指無規則的聯系。系統秩序的有序性首先是指結構有序。例如,類似雪花的晶體點陣、貝納德花樣、電子的殼層分布、激光、自激振盪等空間有序,行星繞日旋轉等各種周期運動為時間有序。結構無序是指組分的無規則堆積。例如,一盤散沙、滿天亂雲、垃圾堆等空間無序。原子分子的熱運動、分子的布朗運動、混沌等各種隨機運動為時間無序。此外系統秩序還包括行為和功能的有序與無序。平衡態與非平衡態則是刻畫系統狀態的概念。平衡態意味著差異的消除、運動能力的喪失。非平衡意味著分布的不均勻、差異的存在,從而意味著運動變化能力的保持。與此相聯系,有序可分為平衡有序與非平衡有序。平衡有序指有序一旦形成,就不再變化,如晶體。它往往是指微觀范圍內的有序。非平衡有序是指有序結構必須通過與外部環境的物質、能量和信息的交換才能得以維持,並不斷隨之轉化更新。它往往是呈現在宏觀范圍內的有序。
二十世紀下半葉出現的自組織理論從多方面探討了有序與無序相互轉化的機制和條件、不可逆過程所導致的結果,即進化和退化及其關系問題,著重研究了系統從無序向有序、從低序向高序轉化也即進化的可能性和途徑問題。
1969年,普利高津提出耗散結構論,這一理論從時間不可逆性出發,採用薛定諤最早提出的「負熵流」概念,使得在不違反熱力學第二定律的條件下,得出這樣的結論:遠平衡開放系統可以通過負熵流來減少總熵,自發地達到一種新的穩定的有序狀態,即耗散結構狀態。耗散系統形成以遠離平衡態的開放系統和系統內非線性機制為條件。非穩定性即漲落是建立在非平衡態基礎上的耗散結構穩定性的杠桿。在平衡態沒有漲落的發生;在近平衡態的線性非平衡區,漲落只會使系統狀態發生暫時的偏離,而這種偏離將不斷衰減直至消失;而在遠平衡的非線性區,任何一個微小的漲落都會通過相干作用而得到放大,成為宏觀的、整體的「巨漲落」,使系統進入不穩定狀態,從而又躍遷到新的穩定態。
1976年德國理論物理學家赫爾曼•哈肯出版了《協同學導論》一書,1978年第二版增加了「混沌態」一章,建立了協同學理論的基本框架。協同學以資訊理論、控制論、突變論為基礎,並吸取了耗散結構論的成果,繼耗散結構理論之後進一步具體考察了非線性作用如何能夠造成系統的自組織。協同學認為,系統從無序向有序轉化的關鍵並不在於系統是否和在多大程度上處於非平衡態,只要是一個由大量子系統構成的系統,在一定條件下,它的子系統之間通過非線性的相互作用就能產生協同和相干效應,從也就能夠自發產生宏觀的時空結構,形成具有一定功能的自組織結構,表現出新的有序狀態。哈肯給出了決定論的動力學方程,並同時引入二分支概念。從而提供了系統由一個質態躍遷到另一質態的說明方法。當系統某個參數在域值范圍之外,系統處於穩定平衡位置;當系統參數進入域值范圍,系統就成為非穩定的,同時又要形成新的平衡位置。自組織系統形成的兩個基本條件是:開放系統和漲落的存在。由穩定平衡到非穩定平衡起作用的是外部條件,由非穩定平衡到新的穩定平衡其作用的是系統漲落。哈肯的理論較好地說明了物理學中的自組織現象,如激光、細胞繁殖等。但用它說明生物和社會系統有一定困難。
1971年德國生物學家愛肯正式提出了超循環論。其中心思想是在生命起源和發展中,從化學階段到生物進化之間有一個分子的自組織過程。這個進化階段的結果是形成了人們今日所見的具有統一遺傳密碼的細胞結構。這種遺傳密碼的形成有賴於超循環組織,這種組織具有「一旦建立就永遠存在下去」的選擇機制。總之,愛肯認為,「進化原理可理解為分子水平上的自組織」,以最終「從物質的已知性質來導出達爾文的原理」(《控制論、資訊理論、系統科學與哲學》,中國人民大學出版社,1986年版,471頁)
自組織理論關於演化的基本觀點概括地說,主要有三點:
第一, 系統內部的相互作用是系統演化的內在根據和動力。
系統要素之間的相互作用是系統存在的內在依據,同時也構成系統演化的根本動力。系統內的相互作用空間來看就是系統的結構、聯系方式,從時間來看就是系統的運動變化,使相互作用中的各方力量總是處於此消彼長的變化之中,從而導致系統整體的變化。作為系統演化的根據。系統內的相互作用規定了系統演化的方向和趨勢。系統演化的基本方向和趨勢有二:首先,從無序到有序、從簡單到復雜從低級到高級的前進的、上升的運動,即進化。產生進化的基本根據是非線性作用及其對系統的正效應在系統中居於主導地位。在這一條件下,非線性作用進一步規定了什麼樣的有序結構可能出現並成為穩定吸引子,同時規定了系統演化可能的分支。其次,從有序到無序、從高級到低級、從復雜到簡單的倒退的、下降的方向,也即退化。熱力學第二定律已經表明,在孤立或封閉系統內,這一演化趨勢是不可避免的。普利高津指出,對於一個處於熱力學平衡態或近(線性)平衡態的開放系統,其運動由玻耳茲曼原理決定,其運動方向總是趨於無序。從相互作用上來理解,退化主要基於非線性相互作用對系統的負效應佔有了支配地位。
第二, 系統與環境的的相互作用是系統演化的外部條件。
從抽象意義上來理解,任何現實系統都是封閉性和開放性的統一。環境構成了系統內相互作用的場所,同時又限定了系統內相互作用的范圍和方式,系統內相互作用以系統與環境的相互作用為前提,二者又總是相互轉化的。在這個意義上,系統內的相互作用是以系統的外部環境為條件的。
系統的進化尤其依賴於外部環境。系統的相干作用是在系統內存在差異的情況下表現出來的。沒有溫度梯度就不會有熱傳導,沒有化學勢梯度也不會有質量擴散。但熱力學第二定律指出,系統內在差異總是在自發的不可逆過程中傾向於被削平,導致系統向無序的平衡態演化。因此,必須不斷從外部環境獲得足夠的物質和能量才能使系統差異得以建立和恢復,維持遠平衡狀態,使非線性作用實現出來。因此系統必須對環境保持開放,才能進化。但開放性只是進化的必要條件,而非充分條件。普利高津的耗散結構論指出,孤立系統沒有熵流(即系統與外界交換物質和能量而引起的熵),而任一系統內部自發產生的熵總是大於或等於零的(當平衡時等於0)因此孤立系統的總熵大於零。它總是趨向於熵增,無序度增大。當一個系統的熵流不等於零時,即保持開放性時,有三種情況;第一種情況是熱力學平衡態,此種系統中,熵流是大於零的,因此物質和能量的湧入大大增加了系統的總熵,加速了系統向平衡態的運動。第二種情況是線性平衡態。它是近平衡態。其熵流約等於零。這種系統一般開始時有一些有序結構,但最終無法抵抗系統內自發產生的熵的破壞而趨平衡態。第三種情況大為不同,這種系統遠離平衡態,即熵流小於零,因此物質和能量給系統帶來的是負熵,結果使系統有序性的增加大於無序性的增加,新的組織結構就能從中形成,這就是耗散結構。例如生命系統、社會系統等
第三,隨機漲落是系統演化的直接誘因
穩定與漲落上刻畫系統演化的重要概念。由於系統的內外相互作用,使系統要素性能會有偶然改變,耦合關系會有偶然起伏、環境會帶來隨機干擾。系統整體的宏觀量很難保持在某一平均值上。漲落就是系統宏觀量對平均值的偏離。按照對漲落的不同反應,可把穩定態分為三種:恆穩態,對任何漲落保持不變;亞穩態,對一定范圍內的漲落保持不變;不穩態,在任何微小漲落下會消失。對於穩定態而言,漲落將被系統收斂平息,表現為向某種狀態的回歸。在熱力學平衡態中,不論何種原因造成的溫度、密度、電磁屬性等的差異,最終都將被消除以至於平衡態。
但對於遠平衡態,如果系統中存在著正反饋機制,那麼,漲落就會被放大,導致系統失穩,從而把系統推到臨界點上。系統在臨界點上的行為有多種可能性,究竟走向哪一個分支,是不確定的。是走向進化,還是走向退化,是走向這一分支,還是走向那一分支。漲落在其中起著重要的選擇作用。達爾文的生物進化論證明,生物物種的偶然變異的積累可以改變物種原有的遺傳特性,導致新物種的出現。耗散結構論和協同學則定量地證明,隨著外界控制參量的變化,原有的穩態會失穩,並在失穩的臨界點上出現新的演化分支。一個激光器,僅僅因為外界泵浦功率的改變,就可以穩定地發出自然光、激光或脈沖光,乃至混沌的紊光。由此可見,穩定態對漲落的獨立性是相對的,超出一定范圍,例如在上述條件下,漲落將支配系統行為。如果漲落被加以鞏固,那就意味著新穩態的形成。漲落在系統演化中的重要作用說明,系統演化是必然性與偶然性的辨證統一。普利高津指出,「遠離平衡條件下的自組織過程相當於偶然性與必然性之間、漲落和決定論法則之間的一個微妙的相互作用」。(普利高津《從混沌到有序》,上海譯文出版社,1987年版,223頁)
從存在到演化,這是科學發展的必然。普利高津可以說是這一發展趨勢的理論代言人。
普利高津首先指出,近代經典科學乃至現代的相對論和量子力學都是關於存在的科學,機械論自然觀統治著近代西方世界的科學觀。他說:「對於經典科學的大多數奠基者甚至愛因斯坦來說,科學乃是一種嘗試,它要越過表面的世界,達到一個極其合理的沒有時間的世界」。「經典科學不承認演化和自然界的多樣性」因而,長期以來,時間成為一個「被遺忘的維數」。而機械論自然觀則認為「宇宙是單一的、無限的、不動的它不產生自身它是不可毀滅的它是不可改變的」
普利高津進而指出,現代科學正發生著根本性的改變。他說,「經典科學,簡單被動世界的神話科學,已屬於過去,它沒有被哲學批判或經驗主義的拋棄所扼殺,但卻被科學自身的內部發展所滅亡」。「一種新的統一性正現露出來:在所有層次上不可逆性都是有序性的源泉」。正是依據這一思想,普利高津以耗散結構論在熱力學第而定律的框架中解決了生物進化和熱力學退化的矛盾。而在1980年出版的《從存在到演化:自然科學中的時間和復雜性》一書中,普利高津總結和闡發了他建立演化科學的綱領。「也許有一種更為精妙的現實形式,它既包括定律,也包括博弈,即包括時間,又包括永恆性」 (以上引言轉引自《自然辯證法參考讀物》清華大學出版社,2003年版,119—120頁)。這里,普利高津試圖通過對時間的再理解,為存在和演化之間架起一座橋梁。
耗散結構理論建立為自然科學發展開辟了新的方向,協同學、超循環論、混沌理論乃至突變論可以說都是這一理論的繼續。自組織理論的發展使我們對自然演化的前提條件、動力根據、誘因途徑、組織形式和發展前途等已能夠加以較為具體的刻畫,對多樣性和統一性、質變和量變、肯定和否定、原因與結果、必然性與偶然性、可能性和現實性、進化和退化等的辨證統一關系進一步從科學上得到了說明,從而建立起真正的關於演化的科學。自組織理論的出現和發展影響是重大的,它前承早期的生物進化論、熱力學,後連大爆炸宇宙論、暴漲宇宙論以及C—P聯合變換不守恆規則,並與它們一起,展示了20世紀演化科學的時代。
系統演化原理的提出,最終確立了現代科學在方法論上的動態性原則。這一原則也可稱為歷時性原則。這一原則要求:不能把系統看作「死系統」,即已經完成的、靜止的、永恆的東西,不能僅滿足於靜態還原,雖然在研究中我們常常被迫採用理想的「孤立系統」、「封閉系統」的概念,但應始終牢記任何實際系統都是動態的「活系統」。熱力學第三定律指出,絕對零度永遠不可達到。而量子力學也已證明,即使在絕對零度,還有「零點能」的存在。因此我們必須克服靜止的形而上學的思維方式,從系統的動態過程中來把握對象。要從對要素的靜態分析上升為要素之間的相互作用、要素在系統整體中的變化的動態把握;從對結構的靜態分析上升為對內外相互作用、結構態的形成、保持和轉化的動態把握;要從對系統整體的靜態分析上升為對系統的發生、發展和消亡的總體過程的動態把握。
動態系統理論是系統科學的核心,突出地表現了系統科學的動態性原則。動態系統理論是關於系統狀態轉移的動力學過程的理論,其中心課題是把握系統的演變規律。其數學模型通常為動力學方程,或稱為演化方程。它以狀態變數表示系統狀態、把系統所有可能狀態的集合稱為狀態空間,以控制向量表示環境對系統的制約;以穩定性理論、吸引子理論、分叉理論刻畫系統的演化。在動力學方程中,一般以微分、差分、積分等表示動態特性的量,來描述動態過程中諸變數之間的關系。在動態系統理論看來,所謂靜態系統只能是一種靜態假設,它基於這樣一種假設:即系統狀態遷移可以瞬間完成。這意味著系統必須有無限儲能可資利用。但任一實際系統總是有限的,因而狀態轉移不可能瞬間完成。這就如在牛頓的絕對時空中所謂同時性的絕對性一樣。同時性假設要求光速必須是無限的,但實際上光速為有限常數。
動態性原則可以說貫穿於系統科學及其方法的每一個具體內容中。各種具體的系統科學方法無不體現出動態性特徵。自組織理論方法內容是系統在相互作用
Ⅷ 系統分析方法的步驟
系統分析方法的具體步驟包括:限定問題、確定目標、調查研究收集數據、提出備選方案和評價標准、備選方案評估和提出最可行方案。 調查研究和收集數據應該圍繞問題起因進行,一方面要驗證有限定問題階段形成的假設,另一方面要探討產生問題的根本原因,為下一步提出解決問題的備選方案做准備。
調查研究常用的有四種方式,即閱讀文件資料、訪談、觀察和調查。
收集的數據和信息包括事實(facts)、見解(opinions)和態度(attitudes)。要對數據和信息去偽存真,交叉核實,保證真實性和准確性。 最可行方案並不一定是最佳方案,它是在約束條件之內,根據評價標准篩選出的最現實可行的方案。如果客戶滿意,則系統分析達到目標。如果客戶不滿意,則要與客戶協商調整約束條件或評價標准,甚至重新限定的問題,開始新一輪系統分析,直到客戶滿意為止。
以生命系統為例:
(一)、生命系統是開放系統。對生命系統的分析切入的是結構和功能兩個角度,關注的是它與外界環境之間的物質交流、能量轉換和信息傳遞三個方面。細胞是生物體結構和功能的基本單位。同時,細胞本身有具有嚴整的結構和復雜的功能區域劃分.而生物膜、細胞器、細胞、器官、個體、種群、群落、生態系統、生物圈等生物學研究的對象,其實是由微觀到宏觀的不同層次的生命系統。其中細胞是微觀水平的生命系統。生物圈,是指地球上有生命活動的領域及其居住環境的整體。是最為宏觀水平的生命系統。
(二)、生命系統時刻都處於動態變化的過程中。穩態是生命系統能夠獨立存在的必要條件。個體水平的激素調節、神經調節,或者群體水平的抵抗力穩定性、恢復力穩定性,都是將維持自身的穩態作為目標。生態系統中的信息傳遞及其在生態系統中的作用既是新知識,也是理解生態系統調節的難點。
通過以上兩個方面認識到:生命系統是整體性,其功能是各組成要素在孤立狀態時所沒有的。它具有結構和功能在漲落作用下的穩定性,具有隨環境變化而改變其結構和功能的動態性。