18系【海洋开发与环境保护】统科学思想介绍2011.pptVIP

第五章 系统科学思想简介 本节讲述的主要内容： 这世界到底是什么样的?他组织还是自组织 系统科学思想怎么来的？发展史 系统属性是怎么描述的？基本原理 人应该怎样来研究系统？系统的基本规律 系统思想对宇宙的解释？宇宙观 一、西方传统系统思想 1.古希腊的系统思想 毕达哥拉斯(约前570-约前490)，数字体系的和谐代表着宇宙(社会和音乐) 和谐，数学关系代表着宇宙关系；豆子故事。 德莫克利特(约前460-约前361)，古希腊原子论的创立者，肯定了系统总是有要素构成的，终极要素构成系统，也决定了系统。 亚里士多德(前384-约前322)，古希腊哲学集大成者，设想了一个球层结构的多层次宇宙， 比较完整地描述了‘天旋地静’的宇宙图景。他承认并寻找运动的动力（WHY），即 “第一推动”。认为人、生命界、无机自然界都是有目的的；整体大于部分总和。 2.近代科学与系统思想 哥白尼(1473—1543)，对自然界进行以数学为工具的、深入的、细致研究。 伽利略(1564—1642)，开创了实验和数学的方法，把力学规定为仅仅运动怎样发生（HOW），而不问运动为何发生（WHY），奠定了经典科学的传统。 笛卡儿(1596—1650)，解析几何，自然界具有统一性的物质世界，上帝的第一次推动使混沌状态的物质微粒形成了旋转运动。著名的命题“我思索所以我存在”、“动物是机器”。 “把难题分成尽可能多和必要的部分以便最好的分析加以解决”思想，统治了西方科学350年。 牛顿(1642-1727)，世界靠万有引力连接，再加上三定律，物体的运动状态就可以推算了。整个世界是一个秩序井然的机械系统。机械体系的运转不需要上帝，但最终要上帝为这个机械系统上紧发条，做“第一次推动”。 莱布尼茨(1646—1716)，《单子论》构造了近代自然科学的追求线形规律。反对把有机体与机械等同，原因是神和人技艺上必定存在差别。 拉普拉斯(1749—1827)，设想了一个全知全能的妖精，把机械决定论表述为理想。 近代科学的开创者们所开创的机械系统，最终就不得不被某种（神仙或上帝）系统组织起来，这个系统一旦组织起来，就会永远不变地运行下去。 3.德国古典哲学中的系统思想 德国古典哲学包括：康德到黑格尔德古典唯心主义和费尔巴哈的人本学唯物主义。 康德(1724—1804)，自然科学太阳系的星云假说，稀薄物质，经引力和斥力作用，使之旋转最终形成太阳系，宇宙也是一个大的系统，这是一种系统的自组织的宇宙观。 黑格尔(1770-1831)，指出系统与要素的内在联系具有历史和层次性、世界是过程的集合体、部分之间存在对立统一竞争。 4.马克思(1818—1883) 论述整体大于部分总和的基本原理， 在社会科学中，应用现代系统方法。恩格斯(1820—1895) 预示了系统思想兴起和发展的必然性。 二、现代系统思想的兴起 1.新的矛盾出现 ①近代科学以原子论为研究纲领。 相信整体事物可以拆分为部分来研究和加以理解；复杂性的事物经过不断的分析就可以归结为简单的东西来加以研究和理解；非线性问题总可以归结为或近似地归结为线性问题来解决。 规律性就归结为机械决定规律，如同传统上的牛顿力学的理解，只要知道了质点的初始条件和运动方程，其过去和未来就可以精确求解出来。 如时间符号t=-t方程不变。对于时间是可逆、对称的，牛顿方程可以决定未来，也可以决定过去。 在热力学领域：热力学第一定律，表述了能量的转化与守恒；热力学第二定律表述了能量传递的方向（温度高向温度低）。 ③矛盾表现 大量粒子组成的热力学系统的宏观是不可逆的(热力学傅立叶方程)，单个粒子的运动过程服从牛顿定律、是可逆的。这种可逆的微观动力学方程和不可逆的宏观运动之间的矛盾。 熵增原理，标志着一个孤立的系统总是朝向均匀、简单、消灭差别的方向发展，如果我们把宇宙作为一个系统，总体上应该走向退化，最终达到一个种种物理差别不复存在的死亡状态。进化论：复杂有机体从无机发展而来、进化从简单到复杂。 建立在牛顿力学上的熵增原理无法解决此矛盾。 原来理论的维护： 机械论：纯粹用物理和化学原因来说明生命、生理和心理现象，一种原因只能有一个结果。‘海胆原肠胚’实验，半个‘原肠胚’可以发育成一个完整的幼虫(按机械论理论应该发育成不完整的幼虫)。 维护现有的科学体系，做如下解释解释