常用的几种系统科学方法是黑箱方法

A. 黑箱方法的详述

有些仪器、有些系统内部的结构十分复杂，或是由于种种原因不能够加以打开。打开了就不是原来的系统。比如大规模集成块也可以看作是一个黑箱。它内部众多复杂的电子器件的功能，人们是无法从外表观察来了解的。而是借助于专用的测试仪器向集成块输入信息，从集成块输出的信息来判断集成块的功能和质量的好坏。这也是一种黑箱方法。一件事物是否是黑箱还与人的认识能力有关系。比如电视机，对一般不懂电视机原理的人来说，电视机也是一个黑箱。有些人对电视机原理一知半解，对这部分人来说，电视机是一个灰箱。然而，对电视机设计专家来说，由于它们对电视机的结构原理一清二楚，所以对他们而言，电视机是一个白箱 。
由此可见，确定事物是黑箱还是白箱，不仅取决于事物本身，同时还与人们的认识能力有关。人的大脑，它是思维的器官，智慧的源泉。大脑内部是一个非常复杂的机构，有数量惊人的脑细胞。因此，有人把大脑比喻成脑海。科学家对大脑的研究也常常用黑箱方法。因为解剖后的大脑就不是原来的大脑了。测大脑反应的灵敏性并不需要打开大脑。比如，智商的测定主要是测试人们对问题的回答是否敏捷。一个孩子如果对各种形象问题、语言问题、逻辑问题都能够很好的解答，那说明他的大脑很好，智商很高。

B. 科学思维的主要方法有哪些

科学思维的主要方法：

1、黑箱方法

所谓黑箱方法，就是把研究对象视为“黑箱” (由于种种条件的限制，无法从外部或无法打开来直接探察其内部的奥秘，如人的大脑、人口系统、原子结构、密封的仪器等，都可看作“黑箱”)，通过观察外界向“黑箱”输入的信息和从“黑箱”输出的信息，来研究“黑箱”内部状态、结构和机理，从而揭示研究对象的特点和规律的一种科学方法。

这种方法实际上是—种察其“表”而知其底的方法。由于黑箱方法不需要打开研究对象，只需通过外部观察、试验，就可了解研究对象的内部情况和变化，同时，它是从事物的整体功能着眼，不考虑事物的内部细节，所以它有着广泛的应用价值。运用黑箱方法整体地、活体地研究高度组织和活动性的生命系统，具有独特的优越性，可以在不干涉生命正常活动的条件下研究生命系统的活动规律。如在探讨脑功能的本质的过程中，科学家常用黑箱方法。

2、观察渗透理论

科学实验证明，人的头脑在认识事物之前，并不是空无一物的“白板”，而是已经存在着某种东西了。这就是已有的知识储备、理论框架、价值观念等。它们对观察者的观察范围和思考偏向作了预先的规定。

对于创造者个人来说，观念的转变或理论背景的转换，就意味着一种新创意的产生。RNA酶的发现即是一个着名的例证，它告诉我们，一旦观察者的理论思想观念发生了转换，就会使他的视野发生深刻的、戏剧性的变化，就能观察到从前“视而不见”、“充耳不闻”的东西。这就要求观察者具备良好的知识结构，不能囿于传统的思想观念，善于改变因一定理论的框架、范式而习惯形成的固定思路和先人为主的做法，从而有助于新创意的产生。

3、假说方法

所谓假说，就是以一定的科学事实和科学原理为依据的、关于未知事物及其规律性所作出的一种假定性说明。它具有两个显着的特点：一是科学性。假说，不是信口开河，它必须以一定的科学事实和科学原理为根据，并经过一定的科学论证;二是假定性。假说是一种猜测或猜想，至于这种猜测是否正确，在假说提出时还是一个未知数。假说的真理性有待往后的实践来证实。

C. 黑箱方法的原则

首先，要求把研究对象看作是一个整体。采取考察输入——输出的方式，对系统作整体上的研究。
其次，当输入输出关系确定后，一般用建立模型的方法来描述黑箱的功能和特性。模型结构有多种形式：有数学的（各种函数、方程式、图象、表格等）、实体的（功能相似于原型的现实系统）、也有概念的。工程技术系统多采用数学模型，生物系统采用实体模型，社会系统则常用概念模型。
再次，黑箱方法要突出联系的原则。把所要研究的系统置于环境之中，从系统与环境之间的相互联系中去研究、认识对象。黑箱方法的应用很广，例如原子物理学中着名的卢瑟福“散射实验”。现在人们在研究基本粒子时，也试图用黑箱方法探索基本粒子深层的结构。在社会领域中，对一些规模庞大、结构复杂的大系统如国民经济计划管理系统、环境监测等也采用黑箱方法从整体上进行研究和分析。黑箱方法有其独特的优点，但也有很大的局限性，它强调研究整体功能，而对内部的精确结构和局部细节不能准确回答，在研究客观对象过程中，必须把黑箱方法和其他科学方法结合起来。
运用黑箱方法，主要采取这样几个步骤：①通过研究输入和输出研究黑箱；②系统分析功能，确定几个可供选择的黑箱模型；③对黑箱模型进行检验和选择；④阐明黑箱的结构和运动规律并加以应用。当然，黑箱方法只研究系统外部行为，有一定的局限性，它需要与其它方法相配合，才能最终把黑箱打开。

D. 黑箱方法的概念

黑箱亦称“黑盒”或“黑匣”。它是指内部构造还不清楚，由于条件的限制，只能通过外部观测和试验去认识其功能和特性的系统。例如人的大脑、地球、密封的仪器等，都可以看作是黑箱。我们把外部对黑箱的影响称为黑箱的输入，把黑箱对外部的反应称为黑箱的输出。
所谓黑箱方法，就是通过考察系统的输入、输出及其动态过程，而不通过直接考察其内部结构，来定量或定性地认识系统的功能特性、行为方式，以及探索其内部结构和机理的一种控制论认识方法。
黑箱方法，就是在不打开黑箱的情况下，只是通过外部观测、试验，找出输入和输出的关系，并由此来研究黑箱的功能和特性，探索其构造和机理的一种科学方法。

E. 黑箱方法是什么

黑箱(BlackBox或译作黑盒、暗箱、黑匣等)是从控制论中引出的一个概念。黑箱就是只知其输入和输出，不知其内部结构的系统。或者说，黑箱是内部结构一时无法直接观测，只能从外部去认识的系统。

黑箱方法是我们认识事物的一种常用的方法。例如挑西瓜时，有经验的人只须用手拍一拍(输入)，听听声音(输出)就可以判断是生瓜还是熟瓜。在体检时，医生借助听诊器，有耐还加上轻轻地叩打，就可以初步判断心、肺等内部器官的健康状况。随着科技的进步，许多新型电器进入了家庭，对于多数用户说来，并不需要了解这些电器的构造和工作原理，一般只需要知道怎样输入和输出就可以了。例如，用户并不一定要知道电冰箱的结构和制冷原理，他们做的事情只是打开箱门放人食品(输入)过一段时间再打开箱门取出冷冻或冷藏的食品(输出)就可以了。同样地，用户在使用录音机时，只需知道按哪个键打开带仓，装进磁带(输入)，再按哪些键可以放音和调整音量、音高等(输出)就可以了。

现代的电子计算机是硬件和软件结合的复杂系统。它可以由表及里地分为若干个层次。对于一般用户来说，完全可以把电子计算机看作黑箱，也就是说，可以不了解电子计算机的结构和工作原理。一般用户往往是在应用软件的支持下使用电子计算机的，例如使用辅助教学软件、游戏软件、财物管理软件等。用户一般只需要按照软件说明书规定的方法，输入一些命令或数据，电子计算机就会对此做出响应和处理，并把结果通过荧光屏或打印机等外部设备输出给用户。至于电子计算机是怎样理解这些命令和处理这些数据的，用户完全可以不管不问。这就是用黑箱方法来了解和使用电子计算机。明确地认识到这一点，有助于消除对电子计算机的神秘感，帮助我们尽快地使用电子计算机。

但是，如果我们要进一步挖掘电子计算机的功能，让它帮助我们解决某些特殊问题，或者是从事电子计算机专业的某些工作，那当然不能满足于这样的水平，而是应该深入学习电子计算机科学了。

F. 什么是黑箱理论、灰箱理论、白箱理论

1、黑箱理论，是指对特定的系统开展研究时，人们把系统作为一个看不透的黑色箱子，研究中不涉及系统内部的结构和相互关系，仅从其输入输出的特点了解该系统规律，用黑箱方法得到的对一个系统规律的认识。不通过分析生态系统内部结构和相互关系，而是根据生态系统整体物质和能量的输入和输出关系及其影响因子得到该生态系统的结构和功能的规律。

2、灰箱理论：灰箱模型（Gray box）或概念模型（conceptual model），指那些内部规律尚不十分清楚，在建立和改善模型方面都还不同程度地有许多工作要做的问题。如气象学、生态学、经济学等领域的模型。

3、白色系统理论是指研究者不仅知道该系统的输入——输出关系，而且知道实现输入——输出关系的结构与过程。白色系统理论将这种按预知的结构关系建立的关系式称为“白箱网络”。通过白箱网络对系统进行再认识或利用这种白箱网络去控制系统以后的过程或预测系统的行为。白箱方法反映了比黑箱方法、灰箱方法高一级的认识水平。

(6)常用的几种系统科学方法是黑箱方法扩展阅读：

实践证明，物质具有系统属性，我们科学研究的对象，都可以把它看成是一个由基本要素组成的动态系统。在这个系统内外，不仅存在着信息传递、交换，还有对信息的处理和控制。同行为功能模拟法一样，系统整体优化法也是信息分析综合法的一个重要的发展和实用化。在对任何系统进行信息分析和综合时，一方面要抓住功能的相似，另一方面则要抓住系统的整体优化法，是信息分析综合法的两个实施法则。只有遵循这两个法则，才能作出最优的信息分析与综合。

G. 什么叫“黑箱实验”

什么是黑箱
古往今来，人类在探索物质世界的过程中，总会遇到一些内部结构尚不清楚的系统，在控制论中，把这样的系统叫做黑箱。对某一未知系统（即黑箱）通过实验和推理来研究其内部结构的问题，一般称之为黑箱问题。
黑箱的作用
在物理教学中，黑箱及黑箱问题不仅能激发学生对物理学习的浓厚兴趣，而且黑箱问题的分析和解决还能培养学生的逻辑判断能力。推理能力、创造能力和应用物理知识解决实际问题的能力，所以在中学物理教学中应广泛推广这种黑箱及黑箱方法
黑箱的分类
黑箱的分类，
从物理学内容的角度来看，一般可以把黑箱分为力学黑箱、光学黑箱和电学黑箱、声学黑箱等几种，其中又以光学黑箱和电学黑箱较为常见；从教学功能上来说，黑箱又可以分为导入新课类黑箱、帮助建立概念、规律类黑箱、巩固复习类黑箱及实验训练类黑箱等。黑箱的分类不是绝对的，从不同的角度去看有着不同的分类方法。
黑箱问题的解决方法
黑箱是一种未知系统，
在探索其内部结构时往往不能将其打开而成为“白箱”，因此，通常采用这样的方法来解决：给黑箱输人某一或某几个信号（如光学信号、电学信号、力学信号等），观察其输出信号，然后进行推理，最终得出黑箱的内部结构。由于是通过逻辑推理的，所以最终结果有可能并不是唯一的，这就可以大大促进学生进行发散性思维，使思维得到发展。