常用的幾種系統科學方法是黑箱方法

A. 黑箱方法的詳述

有些儀器、有些系統內部的結構十分復雜，或是由於種種原因不能夠加以打開。打開了就不是原來的系統。比如大規模集成塊也可以看作是一個黑箱。它內部眾多復雜的電子器件的功能，人們是無法從外表觀察來了解的。而是藉助於專用的測試儀器向集成塊輸入信息，從集成塊輸出的信息來判斷集成塊的功能和質量的好壞。這也是一種黑箱方法。一件事物是否是黑箱還與人的認識能力有關系。比如電視機，對一般不懂電視機原理的人來說，電視機也是一個黑箱。有些人對電視機原理一知半解，對這部分人來說，電視機是一個灰箱。然而，對電視機設計專家來說，由於它們對電視機的結構原理一清二楚，所以對他們而言，電視機是一個白箱 。
由此可見，確定事物是黑箱還是白箱，不僅取決於事物本身，同時還與人們的認識能力有關。人的大腦，它是思維的器官，智慧的源泉。大腦內部是一個非常復雜的機構，有數量驚人的腦細胞。因此，有人把大腦比喻成腦海。科學家對大腦的研究也常常用黑箱方法。因為解剖後的大腦就不是原來的大腦了。測大腦反應的靈敏性並不需要打開大腦。比如，智商的測定主要是測試人們對問題的回答是否敏捷。一個孩子如果對各種形象問題、語言問題、邏輯問題都能夠很好的解答，那說明他的大腦很好，智商很高。

B. 科學思維的主要方法有哪些

科學思維的主要方法：

1、黑箱方法

所謂黑箱方法，就是把研究對象視為「黑箱」 (由於種種條件的限制，無法從外部或無法打開來直接探察其內部的奧秘，如人的大腦、人口系統、原子結構、密封的儀器等，都可看作「黑箱」)，通過觀察外界向「黑箱」輸入的信息和從「黑箱」輸出的信息，來研究「黑箱」內部狀態、結構和機理，從而揭示研究對象的特點和規律的一種科學方法。

這種方法實際上是—種察其「表」而知其底的方法。由於黑箱方法不需要打開研究對象，只需通過外部觀察、試驗，就可了解研究對象的內部情況和變化，同時，它是從事物的整體功能著眼，不考慮事物的內部細節，所以它有著廣泛的應用價值。運用黑箱方法整體地、活體地研究高度組織和活動性的生命系統，具有獨特的優越性，可以在不幹涉生命正常活動的條件下研究生命系統的活動規律。如在探討腦功能的本質的過程中，科學家常用黑箱方法。

2、觀察滲透理論

科學實驗證明，人的頭腦在認識事物之前，並不是空無一物的「白板」，而是已經存在著某種東西了。這就是已有的知識儲備、理論框架、價值觀念等。它們對觀察者的觀察范圍和思考偏向作了預先的規定。

對於創造者個人來說，觀念的轉變或理論背景的轉換，就意味著一種新創意的產生。RNA酶的發現即是一個著名的例證，它告訴我們，一旦觀察者的理論思想觀念發生了轉換，就會使他的視野發生深刻的、戲劇性的變化，就能觀察到從前「視而不見」、「充耳不聞」的東西。這就要求觀察者具備良好的知識結構，不能囿於傳統的思想觀念，善於改變因一定理論的框架、範式而習慣形成的固定思路和先人為主的做法，從而有助於新創意的產生。

3、假說方法

所謂假說，就是以一定的科學事實和科學原理為依據的、關於未知事物及其規律性所作出的一種假定性說明。它具有兩個顯著的特點：一是科學性。假說，不是信口開河，它必須以一定的科學事實和科學原理為根據，並經過一定的科學論證;二是假定性。假說是一種猜測或猜想，至於這種猜測是否正確，在假說提出時還是一個未知數。假說的真理性有待往後的實踐來證實。

C. 黑箱方法的原則

首先，要求把研究對象看作是一個整體。採取考察輸入——輸出的方式，對系統作整體上的研究。
其次，當輸入輸出關系確定後，一般用建立模型的方法來描述黑箱的功能和特性。模型結構有多種形式：有數學的（各種函數、方程式、圖象、表格等）、實體的（功能相似於原型的現實系統）、也有概念的。工程技術系統多採用數學模型，生物系統採用實體模型，社會系統則常用概念模型。
再次，黑箱方法要突出聯系的原則。把所要研究的系統置於環境之中，從系統與環境之間的相互聯系中去研究、認識對象。黑箱方法的應用很廣，例如原子物理學中著名的盧瑟福「散射實驗」。現在人們在研究基本粒子時，也試圖用黑箱方法探索基本粒子深層的結構。在社會領域中，對一些規模龐大、結構復雜的大系統如國民經濟計劃管理系統、環境監測等也採用黑箱方法從整體上進行研究和分析。黑箱方法有其獨特的優點，但也有很大的局限性，它強調研究整體功能，而對內部的精確結構和局部細節不能准確回答，在研究客觀對象過程中，必須把黑箱方法和其他科學方法結合起來。
運用黑箱方法，主要採取這樣幾個步驟：①通過研究輸入和輸出研究黑箱；②系統分析功能，確定幾個可供選擇的黑箱模型；③對黑箱模型進行檢驗和選擇；④闡明黑箱的結構和運動規律並加以應用。當然，黑箱方法只研究系統外部行為，有一定的局限性，它需要與其它方法相配合，才能最終把黑箱打開。

D. 黑箱方法的概念

黑箱亦稱「黑盒」或「黑匣」。它是指內部構造還不清楚，由於條件的限制，只能通過外部觀測和試驗去認識其功能和特性的系統。例如人的大腦、地球、密封的儀器等，都可以看作是黑箱。我們把外部對黑箱的影響稱為黑箱的輸入，把黑箱對外部的反應稱為黑箱的輸出。
所謂黑箱方法，就是通過考察系統的輸入、輸出及其動態過程，而不通過直接考察其內部結構，來定量或定性地認識系統的功能特性、行為方式，以及探索其內部結構和機理的一種控制論認識方法。
黑箱方法，就是在不打開黑箱的情況下，只是通過外部觀測、試驗，找出輸入和輸出的關系，並由此來研究黑箱的功能和特性，探索其構造和機理的一種科學方法。

E. 黑箱方法是什麼

黑箱(BlackBox或譯作黑盒、暗箱、黑匣等)是從控制論中引出的一個概念。黑箱就是只知其輸入和輸出，不知其內部結構的系統。或者說，黑箱是內部結構一時無法直接觀測，只能從外部去認識的系統。

黑箱方法是我們認識事物的一種常用的方法。例如挑西瓜時，有經驗的人只須用手拍一拍(輸入)，聽聽聲音(輸出)就可以判斷是生瓜還是熟瓜。在體檢時，醫生藉助聽診器，有耐還加上輕輕地叩打，就可以初步判斷心、肺等內部器官的健康狀況。隨著科技的進步，許多新型電器進入了家庭，對於多數用戶說來，並不需要了解這些電器的構造和工作原理，一般只需要知道怎樣輸入和輸出就可以了。例如，用戶並不一定要知道電冰箱的結構和製冷原理，他們做的事情只是打開箱門放人食品(輸入)過一段時間再打開箱門取出冷凍或冷藏的食品(輸出)就可以了。同樣地，用戶在使用錄音機時，只需知道按哪個鍵打開帶倉，裝進磁帶(輸入)，再按哪些鍵可以放音和調整音量、音高等(輸出)就可以了。

現代的電子計算機是硬體和軟體結合的復雜系統。它可以由表及裡地分為若干個層次。對於一般用戶來說，完全可以把電子計算機看作黑箱，也就是說，可以不了解電子計算機的結構和工作原理。一般用戶往往是在應用軟體的支持下使用電子計算機的，例如使用輔助教學軟體、游戲軟體、財物管理軟體等。用戶一般只需要按照軟體說明書規定的方法，輸入一些命令或數據，電子計算機就會對此做出響應和處理，並把結果通過熒光屏或列印機等外部設備輸出給用戶。至於電子計算機是怎樣理解這些命令和處理這些數據的，用戶完全可以不管不問。這就是用黑箱方法來了解和使用電子計算機。明確地認識到這一點，有助於消除對電子計算機的神秘感，幫助我們盡快地使用電子計算機。

但是，如果我們要進一步挖掘電子計算機的功能，讓它幫助我們解決某些特殊問題，或者是從事電子計算機專業的某些工作，那當然不能滿足於這樣的水平，而是應該深入學習電子計算機科學了。

F. 什麼是黑箱理論、灰箱理論、白箱理論

1、黑箱理論，是指對特定的系統開展研究時，人們把系統作為一個看不透的黑色箱子，研究中不涉及系統內部的結構和相互關系，僅從其輸入輸出的特點了解該系統規律，用黑箱方法得到的對一個系統規律的認識。不通過分析生態系統內部結構和相互關系，而是根據生態系統整體物質和能量的輸入和輸出關系及其影響因子得到該生態系統的結構和功能的規律。

2、灰箱理論：灰箱模型（Gray box）或概念模型（conceptual model），指那些內部規律尚不十分清楚，在建立和改善模型方面都還不同程度地有許多工作要做的問題。如氣象學、生態學、經濟學等領域的模型。

3、白色系統理論是指研究者不僅知道該系統的輸入——輸出關系，而且知道實現輸入——輸出關系的結構與過程。白色系統理論將這種按預知的結構關系建立的關系式稱為「白箱網路」。通過白箱網路對系統進行再認識或利用這種白箱網路去控制系統以後的過程或預測系統的行為。白箱方法反映了比黑箱方法、灰箱方法高一級的認識水平。

(6)常用的幾種系統科學方法是黑箱方法擴展閱讀：

實踐證明，物質具有系統屬性，我們科學研究的對象，都可以把它看成是一個由基本要素組成的動態系統。在這個系統內外，不僅存在著信息傳遞、交換，還有對信息的處理和控制。同行為功能模擬法一樣，系統整體優化法也是信息分析綜合法的一個重要的發展和實用化。在對任何系統進行信息分析和綜合時，一方面要抓住功能的相似，另一方面則要抓住系統的整體優化法，是信息分析綜合法的兩個實施法則。只有遵循這兩個法則，才能作出最優的信息分析與綜合。

G. 什麼叫「黑箱實驗」

什麼是黑箱
古往今來，人類在探索物質世界的過程中，總會遇到一些內部結構尚不清楚的系統，在控制論中，把這樣的系統叫做黑箱。對某一未知系統（即黑箱）通過實驗和推理來研究其內部結構的問題，一般稱之為黑箱問題。
黑箱的作用
在物理教學中，黑箱及黑箱問題不僅能激發學生對物理學習的濃厚興趣，而且黑箱問題的分析和解決還能培養學生的邏輯判斷能力。推理能力、創造能力和應用物理知識解決實際問題的能力，所以在中學物理教學中應廣泛推廣這種黑箱及黑箱方法
黑箱的分類
黑箱的分類，
從物理學內容的角度來看，一般可以把黑箱分為力學黑箱、光學黑箱和電學黑箱、聲學黑箱等幾種，其中又以光學黑箱和電學黑箱較為常見；從教學功能上來說，黑箱又可以分為導入新課類黑箱、幫助建立概念、規律類黑箱、鞏固復習類黑箱及實驗訓練類黑箱等。黑箱的分類不是絕對的，從不同的角度去看有著不同的分類方法。
黑箱問題的解決方法
黑箱是一種未知系統，
在探索其內部結構時往往不能將其打開而成為「白箱」，因此，通常採用這樣的方法來解決：給黑箱輸人某一或某幾個信號（如光學信號、電學信號、力學信號等），觀察其輸出信號，然後進行推理，最終得出黑箱的內部結構。由於是通過邏輯推理的，所以最終結果有可能並不是唯一的，這就可以大大促進學生進行發散性思維，使思維得到發展。