系统科学报告(章节义).pptVIP

系统科学的基本理论方法和应用 严广乐 上海理工大学管理学院021glyan2003@ 一、揭开系统科学的神秘面纱（概念篇） 1、 在什么情况下1+12？ ——系统与系统思想 什么是系统：由相互区别、相互作用的各个部分有机地联系在一起，为同一目的而完成某种功能的集合体。 归纳为：多元性、相关性、整体性、目的性 系统思想的核心： （1）事物的普遍联系观点 （2）事物的永恒发展观点 系统的基本概念： （1）系统 S=A,R； S：系统； A；要素集合： R：关系集合 （2）结构、功能、行为 （3）开放、封闭 （4）状态、过程、演化 2、 饮水思源 ——系统思想发展回顾 科学技术发展经历了三个阶段： （1）远古—15世纪（总体思辨） 思维方式的特点：朴素的辨证逻辑； 如：宇宙形成的“盖天说”、“混天说”、“宣天说” 老子：“道生一，一生二，二生三，三生万物，万物负阴以抱阳”。  系统有序演化的自组织判据：  自组织有序演化　dr/dt = 0　　有序化临界 　 　　渐近无序化 　　系统熵可用于简单巨系统演化的描述与分析　 熵和序的关系: 熵:平均信息量,度量系统的不确定性和非均匀性;注重于量的度量. 序:对称破缺性,度量系统的差异性;注重于质的度量. 应用思考: 应用信息熵 （1）进行慢性疾病症状指标的聚类、关联性分析 （2）不同要素之间的相关性分析 （见孙继佳的部分工作） （3）运用熵判据描述和研究慢性疾病的演化进程   　两类有序结构 静态有序结构： 静态结构，如食盐，冰—水—汽相互转化 动态有序结构： 耗散结构，如贝纳德流，生物系统等。 有序与系统演化： 进化—系统状态越来越有序； 退化—系统状态越来越无序。  4、船到桥头自会直 ——支配与演化 系统协同演化的三大基本原理： （1）不稳定性原理 不稳定性的积极作用 （2）支配原理 慢变量支配快变量 （3）序参量原理 序参量支配系统中其他变量 应用思考： 慢性疾病在分子、细胞、组织、器官等方面存在复杂的纵向关联，呈现出一定的层次性和涌现性。因此，自组织理论包括协同理论和耗散结构理论将是处理问题的有力武器。 应用思考： 慢性疾病病理变化的多阶段性，并且阶段内表现为数量渐变，阶段间表现为本质性突变。因此突变理论和方法将会有用武之地。 其势函数包括那些因素？突变芽如何确定？从量变到质变的内在机制是什么？（待研究）  6、电脑算命你信吗？ ——混沌与初值敏感性 什么是混沌？ （1）鱼缸中的苍蝇 （2）春蚕结茧 （3）心跳与脉搏 （4）天气能预报吗？ （5）股价指数谁能说得准？ ８.混沌的基本特征： （1）初值敏感性 （2）非周期性 （3）局部不稳定、全局稳定性 （4）内在随机性 （5）自相似性 （6）分数维数 混杂中的秩序－Feigenbaum与普适常数 B=4.6692016091029909…… 对应与圆周率＝3.1415926535….(圆学) 自然数　e=2.71828……(微积分) 普朗克常数=6.63…*10(-34)(物理学） 复杂是本质的，简单是理想状态 应用思考： 慢性疾病在发展过程中一些细微的因素可能会成为“导火索”，此时“蝴蝶效应”、初值敏感性，混沌理论可能会有表演的舞台。 （1）慢性疾病的病变过程中是否会有阈值效应？（待研究） （2）慢性疾病的演变有没有自相似过程？如果有，其自相似规律又是什么？（待研究）  分形： 海岸线到底有多长？ 传统维数的概念： d=㏑k/ ㏑l 点—零维； 线—一维 面—两维 体—三维 运动物体—四维 Sierpinski地毯 D=n*ln8/n*ln3,n=1,2,3 =1.89（维） 应用思考： 分型几何学也许会成为中医药临床疗效评价的一种重要的手段。 利用慢性疾病检查的图象信息（CT、B超等）提取图象特征，建立分形模型，计算分数维数，进行比对分析。（见孔平的工作计划） １０、生命游戏与百分之七规法则 几种可能的结果 （1）停止不动（不动点） （2）周而复始循环（周期态） （3）非周期运动（混沌态） 显然与初始状态有关（1的个数及其分布） 问题：要使系统不死（非全0），初始时至少要有多少个1？ 应用思考： “生命游戏”模型为探讨慢性疾病的演变规律提供了一个复杂结构模拟实验室。 慢性疾病的诊治是否存在7%规律？其演化规则该如何确定？（待研究）