稱作開放的複雜巨系統(Open Complex Gaint Systems) 我國科學家錢學森教授於1990年提出開放的複雜巨系統的概念,並認為複雜性問題實際上是開放複雜巨系統的動力學特性問題。與國外提出的複雜性科學/複雜系統有異曲同工之妙。錢學森指出它是一個科學新領域,後來戴汝為概括它為一門21世紀的科學。
基本介紹
- 中文名:開放的複雜巨系統
- 外文名:Open Complex Gaint Systems
- 開發者:錢學森教授
- 共性:整體論原則
- 複雜巨系統:Open Complex Gaint Systems
- 領域:科學
- 概括:一門21世紀的科學
- 基本理論:如果組成系統的子系統數量比較少
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基本理論
錢學森等提出從系統的本質出發對系統進行分類的新方法,並首次在21世紀公布了“開放的複雜巨系統”這一新的科學領域及其基本觀點。從系統的本質出發,根據組成子系統及子系統種類的多少和他們之間的關聯關係的複雜程度,可以把系統分為簡單系統和巨系統兩大類。
1)如果組成系統的子系統數量比較少,他們之間的關係比較單純的系統稱為簡單系統,如一台測量儀器;2)如果子系統數量非常巨大,如成千上萬,則稱作巨系統;
3)如巨系統中子系統種類不太多(幾種、幾十種),且他們之間關聯關係又比較簡單,就稱作簡單巨系統,如雷射系統;
4)如果子系統種類很多並有層次結構,他們之間關聯關係又很複雜,這就是複雜巨系統,如果這個系統又是開放的,就稱作開放的複雜巨系統(OpenComplex Gaint Systems)。
共性與特性
共性
開放的複雜巨系統的一般基本原則與一般系統論的原則相一致:
一是整體論原則;
二是相互聯繫的原則;
三是有序性原則;
四是動態原則。
特性
開放的複雜巨系統的主要性質可以概括為:1)開放性——系統對象及其子系統與環境之間有物質、能量、信息的交換;2)複雜性——系統中子系統的種類繁多,子系統之間存在多種形式、多種層次的互動作用;3)進化與湧現性——系統中子系統或基本單元之間的互動作用,從整體上演化、進化出一些獨特的、新的性質,如通過自組織方式形成某種模式;4)層次性——系統部件與功能上具有層次關係;5)巨量性——數目極其巨大。
理論發展
錢學森教授在1992年又提出建設從定性到定量的綜合集成研討廳體系的構想。指出研究和解決開放的複雜巨系統的方法應以系統論為指導。錢學森在80年代中期就提出“系統論是整體論和還原論的辯證統一”,並於1992年把處理開放的複雜巨系統的方法論表述為綜合集成研討廳體系。綜合集成研討廳體系就其實質而言,是將專家群體(各方面的專家)、數據和各種信息與計算機、網路等信息技術有機結合起來,把各種學科的科學理論和人的認識結合起來,由這三者構成的系統,這個系統是基於網路的。該綜合集成研討廳由研討終端、中心研討廳、研討廳骨幹網(Internet或WAN)、研討廳管理服務系統、研討廳信息資源庫、以及分布各地的感興趣的和相關的研討群體與技術支持群體組成。
以著名科學家錢學森為首的我國學者則在九十年代初期提出了開放的複雜巨系統理論,其基本觀點是對於自然界和人類社會中一些極其複雜的事物,從系統學的觀點來看,可以用開放的複雜巨系統來描述,解決這類問題的方法是從定性到定量綜合集成研討廳體系。迄今為止,綜合集成的方法論已取得了許多卓有成效的成果。目前,在國家自然基金委重大基金的支持下,中科院自動化所的科研人員們正採用綜合集成研討廳體系的方法,針對巨觀經濟決策這個開放複雜巨系統問題進行研究,希望對決策科學化、民主化和程式化提供理論方法和實現手段。
建立一個既有廣泛的遠程研討人參加的、又有專家群體在中心研討廳進行最終研討決策的、大範圍、分散式、多層次、自下而上遞進式、人機動態互動性的研討、決策體系。這種綜合集成的研討廳體系又稱為大成智慧工程。
開放的複雜巨系統及其方法論的研究進展。目前有學者與機構研究了研討廳的問題,為了解決複雜任務的群體決策支持,構建了基於網際網路的開放式群體研討決策支持的研討平台[25],研討形式有:同時同地、同時異地的有時間壓力下的信息互動和異時異地無時間壓力下的信息核實,分別對應於線上研討廳和離線研究室,然後進行研討框架集成。胡代平研究了支持巨觀經濟決策研討廳的多agent預測模型系統,提出以多agent預測模型系統作為巨觀經濟決策研討廳的預測模型系統。
其他的複雜系統研究進展
1)新英格蘭複雜性研究中心——NECSI,主要為介紹複雜性、複雜系統的一個機構,在研究方面的工作較少。
2)IIASA——國際套用系統分析研究所(International Institute of AppliedSystem Analysis),主要從事於全球、區域性的生態、環境、人口等社會問題的研究,在複雜系統研究方面主要提出了一種適應性動力學網路(AdaptiveDynamics Network)的研究架構,其目標是開發和套用一種新的數學和概念上的技術來理解複雜適應系統的動力學行為和演化,關注有限增長的適應性過程的長期含義。
3)其它:其他還有一些從事複雜系統、複雜性研究的機構,但是多從各個專業領域去研究,而不像SFI是從跨學科的領域去研究複雜系統,比如普利高津研究中心,主要從物理學與統計力學方面研究,佛羅里達大西洋大學(FloridaAtlantic University)的複雜系統和腦科學研究中心(Center for Complex Systemsand Brain Sciences),等等。
4)國內各大學、研究所:北京大學複雜性虛擬研究中心,石油大學(北京)複雜性科學研究中心、中國礦業大學管理學院經濟管理複雜系統研究所、中科院自動化所、青島大學複雜性研究中心。
5)複雜性研究方面的學術期刊和雜誌有:複雜系統(Complex System),複雜系統線上(Complexity On-line),湧現(Emergence),系統科學與複雜性雜誌(Journal of System Science and Complexity),等等。由於這些大量的研究工作,複雜系統及其複雜性的研究獲得了很大的進展,但是尚未形成一個統一的理論體系,沒有提出一個明確的研究架構。在複雜性產生機理的研究方面,SFI的John Holland教授做出了重大貢獻。他在複雜系統第一章緒論的研究中,發現了一大類系統都是由一系列具有適應性的個體組成的,他把這類系統叫做複雜適應系統(Complex Adaptive System,簡稱CAS),並給出了CAS的統一描述框架及研究方法,同時SFI還開發了用於支持CAS研究的計算機軟體平台Swarm。