系统科学的概念范文

导语：如何才能写好一篇系统科学的概念，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词： 光学科学前概念 成因 教学策略

概念是知识的细胞，是个体认识和理解外部世界的起点。进入现代以后，科学技术迅猛发展，科学知识不断膨胀，这就使得作为科学知识基本单元及整个科学知识体系的基本组成单位的科学概念的教学变得极为重要。有效地理解和掌握科学概念可以帮助学生更深刻地认识各种自然现象的本质特征，掌握事物之间的内在关系，进而达到领会自然规律的目的。因此，可以说，科学概念的学习是整个科学学习的基础和关键。

随着近年来人们对概念教学研究的不断深入，儿童的科学前概念受到越来越多人的关注。研究发现，儿童在进入学校接受正规教育前，对一些科学概念和现象已经有了自己的观点和解释，而学校教育需要考虑学生的这些前概念，并对其进行有效的肯定、扩展或纠正。光是儿童生活中经常接触到的一类事物，本文以光学中儿童存在的科学前概念为例，讨论了儿童前概念形成的原因，并针对这些成因，提出了相应的教学策略。

一、儿童生活中的光学前概念

儿童生活中的科学前概念涉及儿童生活的各个方面，有关于生物学的，有关于地理学的，但其中人们研究较多的，并且已经取得一定成效的是儿童关于物理学方面的一些前概念，本文以其中光学部分的概念为例，进行前概念的讨论。光，字典中解释为“照耀在物体上能使视觉看见物体的那种物质”，对于物理学家来说，光是一种从光源发出的、在空间传播的物质实体，它具有多种特性：在均匀介质中，光会以一定的速度沿直线传播，当其在传播过程中遇到物体时发生相互作用，产生反射或折射；如果没有物质阻挡将一直传播下去。以上这些都是经检验的科学知识，但儿童是如何看待光的呢？他们是如何解释生活中各种丰富多彩的光现象的呢？他们对光的特性是如何理解的？以下是我整理的儿童关于光的一些科学前概念。［1］在介绍这些前概念之前，首先对科学教育中的科学概念进行一个简单的界定。在哲学上，概念是指对事物本质特征的反应。而科学教育中所指的概念除了一般的科学概念外，还包括大量的概念性知识，如“地球是球形的。”“地球围绕太阳转。”等。在此界定的基础上，儿童在光学知识中存在的前概念如下：

1.将光等同于光源或光的作用效果，缺乏“光――空间中的实体”这一概念。并且只把强光看做是光，不引起强烈视觉刺激的光，他们往往将其忽略。具体体现为当你问儿童“光在哪里？”时，10―11岁的儿童的回答往往是指着灯或地上的光亮部分。

2.关于影子，儿童能注意到物体与影子间形状上的相似，但把影子看做一种较弱的光。

3.关于光的运动，除非距离很远，否则儿童无法理解光在空间中运动这一概念，总是用光源的运动或光的作用效果的运动来解释光的运动问题。

4.关于光的路径。直接把光看做直线光，而不认为光是沿直线传播的。

5.透镜问题。缺乏守恒的概念，因此，儿童认为放大镜是将光进行了放大，而不是等效集中。

6.对反射的理解不全面，只接受镜子的反射作用，而对其他物体也能进行反射作用持否定态度。

7.关于视觉。儿童认为眼睛能看到物体与是否有光射入眼中无关，仅与物体的颜色和距离有关。

面对儿童形成的这形形的前概念，教师的任务是将它们转变为正确的科学概念，但这些转变往往并不容易，因此我们需要了解儿童前概念的形成原因及过程，进而从根本上纠正儿童的错误思维，完成前概念的转变。

二、科学前概念的形成原因

1.前概念的产生与儿童的个人生活经验有关。

根据皮亚杰的认知学习理论，他将儿童的成长分为四个阶段，在最初的感知运算阶段，儿童主要是靠个人的感知觉能力来认识和了解这个世界的，他们依靠个人有限的所见所闻来解释科学世界的各种现象和问题，虽然这些解释在成人看来是不合理的，甚至是荒谬的，但是因为与儿童的直接经验相吻合，因此会得到儿童的长时间的认可。

2.前概念的产生与儿童生活的环境和他们接触到的人有关。

儿童除了从个人的生活经验中获得前概念，也可能从所生活的社会环境及周围的人当中获得一些前概念。在儿童的日常生活中，成人往往倾向于通过简化科学概念来帮助儿童理解这个世界，而在简化的过程中又往往会扭曲概念的本质含义，给儿童错误的认知。很多研究表明，教师是儿童前概念的一个重要来源，教师的错误阐述，对科学概念的不适当简化等都会使学生产生错误的前概念概念。

3.前概念的产生与儿童的思维发展程度有关。

一切概念都是人脑对事物本质的反应，是在抽象概括的基础上形成并用词来标识的。因此，概念的形成离不开思维，思维是概念形成的内在因素，是概念形成的基础。而儿童前概念的形成也是儿童自我思维加工的结果。

根据皮亚杰的儿童思维发展理论，他将儿童的思维发展分为了四个阶段：感知运算阶段、前运算阶段（表象思维阶段）、具体运算阶段和形式运算阶段。在感知运算阶段，儿童主要依靠个人的感知觉器官来认识和了解世界，思维方式比较简单，概念的形成过程基本不依靠思维。而在儿童2―7岁的前运算阶段，儿童已经开始脱离物体，利用表象来进行思维，这一时期儿童开始运用思维来形成概念，在这些概念当中包括大量的科学前概念，在这一时期，儿童的思维活动具有以下特点：（1）相对具体性，即以表象思维为主，还不能进行抽象逻辑思维。（2）不可逆性，只能单向认识事物间的联系，缺乏守恒概念。（3）自我中心，表现为儿童总是站在自己的角度来看待问题。正是因为处在此时期的儿童在思维上具有这些特点，所以在思考光源问题时才会倾向于将光源或光的作用效果这些与光有关的实在现象理解为光；因为缺乏守恒的概念，所以他们中的很多人才无法理解透镜只是将等量的光汇聚在了一点；由于受自我中心的影响，儿童才会只把自己能意识到的强光看作是光，进而导致对反射的片面理解。

与皮亚杰相同，维果斯基在其著作中详细分析了儿童的概括（即影响儿童概念形成的思维过程）能力的发展，并将其分为三个基本阶段：含混思维、复合思维和概念思维。在含混思维形式的主导下，对儿童起重要作用的通常是直接的、偶然的、情境性的印象。在这一阶段中，儿童的思维以自我为中心，儿童认识、理解、概括事物主要依靠知觉提示给他的主观联系，而不考虑事物的内在客观联系，因此这些联系也往往是无条理的、甚至是矛盾的。这也很好地解释了儿童前概念的形成过程。

综上所述，我们可以发现，儿童前概念的形成，既受外部环境因素的影响，又是儿童内在的思维方式的作用的结果，并且内外部因素间还存在相互作用，外部环境为是思维内在运转提供原料与素材，刺激内部思维的运作，而内部思维运转产生的结果又需要得到外部环境的肯定，儿童的科学前概念正是在这种内外因的互动中形成的。外部环境提到的，儿童将光等同于灯或太阳，正是在这种内外因的互动中形成的。

三、针对概念转变的教学

在对前概念的形成原因进行分析后，针对这些原因，教师就可以制定合理的方案进行概念转变了，以下是在概念转变教学中应注意的几点问题。

1.了解儿童的科学前概念及其逻辑结构。

想要进行概念转变，首先就要了解儿童存在哪些前概念，但是只是单单知道这些前概念是不够的，还要弄清这些前概念间的逻辑关系。儿童的各种概念之间是彼此联系的，一些复杂的概念往往是建立在简单概念的基础上的，而前概念亦然，因此教师要了解清楚儿童基础的前概念，从这些基础前概念入手，逐一进行概念转变。在儿童的光学前概念中，正是由于儿童没有形成“光――空间中的实体”这一概念，导致儿童对后面光的运动及反射等一系列概念的错误理解，因此，如果教师了解了这部分前概念间的逻辑结构，从光的定义为出发点开始教学，则必然顺利地进行其它前概念的转变。

2.创造适宜概念转变的外部环境。

在原因分析中，我们可以清楚地看到，儿童的很多前概念都是外部环境直接灌输的，因此，为了进行概念转变，健康科学的外部环境是不可或缺的。年幼的儿童依靠个人经验来认识世界，但外部世界中的很多现象会对儿童产生误导，作为成年人，我们有义务对此进行指导。考虑到儿童的年龄，我们可以将复杂的知识进行简化，但这些经简化的知识一定要是科学的、正确的。因此，教师要关注儿童提出的每一个问题，在回答时也要谨慎认真，用科学而简单的方式帮助学生领悟知识，尽量避免不良外部环境对儿童的影响。

3.关注儿童思维的发展，通过转变儿童的思维方式来进行概念转变。

概念是思维的细胞，是思维运作的产物，想要彻底地解决儿童的前概念，就要从思维的角度出发，通过弥补儿童思维上的不足，来进行概念教学。如帮助儿童形成守恒的概念，学会多角度看问题，脱离自我中心的误导，等等。思维是概念形成的本源，单纯的概念转变只能改变有限的概念，而真正的思维的补完，却可以实现概念的批量转变，并对儿童未来生活产生深远影响。

科学前概念是儿童在学习科学知识时产生的不同于科学家的科学概念的一类特殊概念，其产生既受到儿童生活的外部环境影响，又受到儿童内部思维发展阶段的制约，教师要充分地考虑到这两方面的影响，制定符合儿童身心发展情况的概念转变方案，还要对儿童的科学前概念有全面的把握，这样才能事半功倍，顺利进行儿童的概念转变，最终帮助儿童形成科学的概念。

参考文献：

［1］罗莎琳德・德赖弗等人主编.刘小玲译.儿童的科学前概念.上海：上海科技教育出版社，2008.

［2］蔡铁权.概念转变的科学教学.北京：教育科学出版社，2009.

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【关键词】系统系统科学

1系统科学的含义

1.1系统的定义

人们对系统所下的定义五花八门，具有代表性的如下：

有名的Webster辞典认为：所谓系统，①是有机体或组织起来的整体；②是形成某种结合整体的各种理性观念和各种原理等的复合体；③是有规律性相互反应或相互依存的某种形态而构成的组合。或者：①是遵照共同的目标或寄予共同目的的；②是由许多不同部分构成的复杂单体。其强调的是系统的整体性和目的性。

拉波波特认为系统概念有两种基本的定义方式：数学的、分析的定义、直觉的、整体论的定义。

贝塔朗菲将系统定义为相互作用的诸元素的复合体。强调了多元性和相关性是系统概念最基本的规定性。

我国大多数学者认为系统是由相互联系、相互依赖、相互制约、相互作用的事物和过程组织成的具有整体功能和综合行为的统一体。

从系统的种种定义中；我们可以归纳出几个要点：①系统总是由两个以上相互联系和彼此影响的部分构成的集合体；②系统总是具有一定的界限，既把系统与环境区分开来，又促使系统与环境不断在进行能量、信息与物质的交换；⑧系统虽然是由相对独立的各个部分组成的，但却是具有一定功能和特性的有机整体。

1.2系统科学的基本概念与范畴

在系统科学中，系统与要素，结构与功能，系统与环境，输入与输出等几对

概念是十分重要的，有学者称之为系统科学基本范畴。

1．系统与要素。元素是系统的组成部分，在系统的元素中，有的不宜再作分

解的、且必不可少的部分，被称为要素。系统与要素的关系是对立统一的，是相互联系、彼此制约的，是可以相互转化的。由于各个系统的大小和复杂程度不同，系统的元素也不一样。明确了系统与要素的概念，可以确定系统的边界和边界内的成员。

2．结构与功能。系统的整体属性还取决于要素间的各种各样的关系即系统的

结构。而熵是描述复杂系统结构的一个物理量。社会系统作为一种特殊的内部由许多子系统组成的有组织的多层次的复杂系统，系统有多少个层次就至少需要多少组变量来描述．物理学对系统结构研究的锐利的武器之一就是熵的原理的提出，用熵来讨论系统结构时，可以在原来概念的基础上提出系统的层次及其状态变量．揭示系统的演化。

3．系统与环境。系统作为一定的有组织的整体，总是相对独立于一定的环境之中，每一系统都是时空上有限的存在。我们把系统之外并且影响系统存在与演化的各种集合体称为系统的环境。环境是系统能够存在的客观依据，系统只有不断地与环境进行能量、物质和信息的交换，才能维持自己的生存。人们认为，系统与环境具有交互响应。系统对外部环境做出的这种交互响应有两种表现：一是特定响应，即系统对首先未能预料的事件的响应；另一是计划响应，即对能预料的事件发生后的响应。

4．输入与输出。输入与输出是系统与外界存在的基本关系。通过输入与输出的分析可以很明确地划分系统的边界．外界环境给系统的输入通过系统的处理和变换，必然会产生出一个输出，再返回外界环境中。系统与环境之间的输入和输出的交互影响关系也是区分开放系统与封闭系统的一个基本标准。

2系统科学体系

学术界对系统论、系统科学、系统哲学和系统工程等存在着不同的认识，一般人的看法是：以一定的系统为研究对象，通过对特定系统的研究而形成的理论就是系统论，其中通过对系统的科学研究而形成的理论就是系统科学；通过对系统的哲学思考而形成的理论就是系统哲学；系统论的理论和技术在实际中的运用就是系统工程等。

我国最初接触的系统理论是一般系统论即系统论、信息论和控制论，曾有人称之为旧三论，因为随后文出：现了耗散结构理论、突变理论、协同学和超循环理论等，现在人们讲系统论或：系统科学一般是指这些理论的总和。

1．一般系统论。一般系统论的代表人物是奥地利生物学家贝塔朗菲，主要研究系统的普遍原理，以系统为中心概念，以整体性、有序性、层次性、动态性、开放性、目的性等为基本原则。贝塔朗菲认为一般系统论在未来科学中的作用，将类似于亚里士多德的逻辑学在古代科学中的作用。

2．耗散结构理论。比利时物理学家、化学家普利高津在1967年提出了耗散结构理论，即一个远离平衡态的开放系统，在外在条件变化达到某一特定的阈值时，量变可以引起质变。系统在与外在环境发生交换过程中，能自动产生一种自组织现象，系统的各个部分能够形成相互协同作用，通过能量的耗散和内部的非线性动力学机制形成和维持宏观时空有序结构。普氏在热力学基础上提出总熵变公式，给开放系统理论初步提供了一种精确的数量描述。钱学森先生高度评价耗散结构理论“使一般系统论的有序结构稳定性有了严密的理论基础”。

3．突变理论。法国数学家R．托姆为描述现实世界特别是形态发生问题中的突变现象而于20世纪60年代提出该理论。突变理论是一门有着系统研究背景的数学学科，在稳定性与不稳定性、连续性与间断性、渐变与突变等辩证关系的论述上对丰富系统科学做出了较大贡献。突变理论撇开不连续现象的具体特性，给突变形式以完备的分类；将结构稳定性与运动稳定性区别开来，运用了黑箱方法，在尚不知系统输入如何影响其输出的运行机制时，即系统运行是一个黑箱，可以根据输入和输出的具体情况来模拟黑箱内部结构。突变理论对我们研究社会现象能够提供极富启发意义的模型。

4．协同学。德国物理学家哈肯于1970年提出建立协同学问题，并在1975年建立起协同学的基本理论框架，现发展为自组织理论中一个富有特色的学派。协同学以开放系统为研究对象，既关注无序向有序的演化过程，也关注有序到混乱的演化规律，将有序与无序结合起来。协同学是一门综合与协作的科学，与耗散结构理论相比，协同学摆脱了热力学概念的束缚，采用了比较普适的概念和方法；与突变理论相比，它不限于有势系统，能够处理更广泛的有序演化问题o

3系统科学的独特性

3.1在原理层面上的独特性

系统科学有自己独特、有效的概念体系，这些概念为我们探索世界图景提供了思考的路径。现在普遍意义上起指导作用的系统科学原理有整体性原理、有序性原理、反馈原理、自组织原理等。还有前面提到的稳定和静止、熵等概念体系，这些概念具有广泛的适应性，世界的大部分可以被概念化地描绘成等级体系。系统科学对传统科学的革命性变革的意义之一在于，它打破了以往各门学科之间的界艰，沟通了各门学科间的联系，使之成为具有综合性、整体性和最优化的广阔视野的大科学。

1.整体性原理。整体性是系统思想的灵魂，系统的整体功能不仅有各部分的功能，而且有由各部分相互联系形成结构而产生的新功能。对客观世界整体性的认识可追溯到古代的思想家们如亚里士多德、老子等的朴素的整体性思想。近代实验科学的兴起产生了近代科学整体观。无论是自然界的演化还是人类的精神活动均构成一幅幅相互联系彼此作用无穷无尽交织的图景。系统科学的整体性原理与其他哲学整体论相比，有更为明确的内涵，如著名的“整体大于部分之和”。提出有组织的整体性是系统存在和演化的最基本的特性；突破了单质点科学哲学以“孤立性、绝对对称性、单调性与线性叠加可还原性”作为整体的基本特征的藩篱，揭示了系统作为有组织整体的“非线性非平衡特征；开放性征；组织性征和层次性征”。运用涨落这一概念来揭示系统整体性演化的过程，赋予系统整体性新的内涵。

2．有序性原理。系统结构由低向高逐渐高移化，称为有序。对于社会系统而言，只有开放、有涨落、远离平衡态才可能形成有序结构。贝塔朗菲认为开放性是系统发生有序演化的必要条件。系统内部非线性的相关作用是系统有序之源，系统不断地与外界发生各种联系,敞开输入和输出的通道,扩大信息和能量交换的流量,降低熵值。只有保持开放性，系统才能成为活的组织，这是有序原理的真谛。

3．反馈性原理。在系统的边界内存在着反馈回路，它是系统其本结构单元，决定了系统的动态行为。任何系统只有通过反馈回路，才能进行有效的控制。按输出对输入的影响。反馈可以分为两类：输出返回到输入端后。能加强输入的为正反馈---它使系统与目标状态间的距离增加；使输入减弱的为负反馈---它使系统与目标整体趋于吻合，能够维持系统的稳定。在不同的时期．正反馈和负反馈都有存在的必要。

4．自组织原理。组织与自组织是协同学的中心课题，组织被认为：是在特定的外部干预下获得其空间的、时间的或功能的结构；自组织则是系统内部在没有外部的干预下获得的结构。我国学者湛垦华认为，系统科学中基本的东西是非平衡自组织理论，离开了对自组织理论的把握就不能算是掌握了基本的系统哲学。系统的自组织性是系统科学中具有较强解释能力的原理。通过系统自组织的五种基本形态---自组织、自同构、自复制、自催化和自反馈可揭示系统的演化过程。

3.2在技术层面上的独特性

毫无疑问，系统科学能够给实践带来很多有用的技术，其中系统工程可以说是系统科学在实践中应用的总称，尽管人们对系统工程有种种解释，但并不妨碍系统工程的技术性质与应用价值。因为系统工程给人们最直观的印象和解释是传统工程与系统观点以及数学方法和计算技术的综合体。系统工程作为系统科学中的应用领域是一个多阶段的过程。一般认为系统工程包含以下几个环节：

问题的提出---系统分析---系统综合---系统优化---系统决策---系统设计---计划实施---运行阶段---更新阶段。其中系统分析阶段的原则基本上形成共识：①定量分析和定性分析相结合；②部分与整体相结合；③眼前利益与长远利益相结合；④系统要素与外部环境相结合。

从20世纪30年代提出系统分析一词以来，每一个年代对系统分析的概念解释都有发展。系统分析是指系统观念在解决复杂问题中的应用，从系统的观点出发，对所研究的事物进行有目的的、有步骤的探索分析过程。系统分析能够使人们对问题的认识更加清晰，特别有助于提高决策的科学化程度。系统分析的优越性在以下几个方面已形成共识：①决策者能更充分地考虑面临助各种不同选择；②稀缺而昂贵的人力物力资源能够得到更有效的利用；③能够更好更省地达到目的；④能够在有关资源合理分配、政策贯彻、目标设定、解决涉及牡会政治文化因素的问题等方面，加强决策能力。用系统的观点考察事物，包含着两个层面：一是内向描述，确定对象系统的组成要素及结构方式，并划分出不同的层次；二是外向描述，把研究对象作为更大系统的组成部分，考察对象与环境中其他系统的关系，准确地确定它在环境大系统中的位置。

【参考文献】

[1]钱学森：《论系统工程》，300页，长沙，湖南科学技术出版社，1982。

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[关键字]系统科学；思想政治教育；方法论

“科学的研究方法是人类长期进行科学实践的结晶，它是随着人们对客观世界的认识和实践的不断深化而充实、丰富、提高的，每当科学发展到一个新的阶段总会伴随着产生新的方法与之相适应，从而推动科学技术革命的飞速发展。”系统科学于20世纪40年代末崛起，以迅猛的速度发展，在60～70年代基本形成了由许多学科分支构成了学科群体。不仅如此，“系统及系统科学已经成为当代最具有综合行的、最有价值的、最重要的基础概念和科学。”讨论系统科学在思想政治教育中的方法论价值问题，是新时期思想政治教育实践发展的内在要求，也是社会对思想政治教育提出新要求的必然结果，很少涉及到方法论的范畴。本文就尝试以叶澜教授的《教育研究方法论初探》一书关于“系统科学在教育研究中的方法论价值”一部分为基础，进一步探讨系统科学在思想政治教育研究中的方法论价值问题。

1　提供当代思想政治教育研究对象观的新视角

系统科学的首要贡献在于它以复杂的开放系统为主要的研究对象，揭示复杂系统的结构、特征。

内部运作机制，系统与环境的相互作用原理及其在不同状态下的特征，系统的演变与发展等一系列以往未被重视和深入研究过的重要问题，为人类的认识开辟了新的领域。对于复杂事物，系统科学在方法论上对“原子论”和“还原论”突破，使其冲出传统思维方式的框架，形成了以“整体”为研究对象与广阔的研究领域。这一突破对思想政治教育研究具有方法论价值。

“思想政治教育是教育者按照一定的社会要求，有目的、有计划、有组织地对受教育者进行系统的影响，通过教育者和受教育者在实践活动中的互动，把一定社会的政治准则、思想观念、道德规范、法律规范和心理要求，内化为受教育者个体的素质的教育。”思想政治教育是人类社会发展到一定历史阶段的特殊的客观存在的实践活动，作为整个教育工作大系统的一个子系统，与其他并行系统之间有着密不可分的联系，它既作为一个相对独立的系统存在，又服从和服务于发展生产力的目的和功能，而且贯穿在其他系统之中，从而充分体现思想政治教育系统与环境系统的相关性。

思想政治教育是高等教育的重要组成部分，它是不同层次的各种因素相互作用构成的有机整体，是一个极为复杂而广泛的系统。根据系统科学的观点，我们知道系统是一个整体功能和属性大于局部功能和属性之和的有机动作集合体，因此，对于思想政治教育的研究，我们不能只停留在对它本身的研究，而是要把它看作是大系统中的子系统，子系统的母系统，全面的地把握思想政治教育的复杂性和相关性，最终把研究对象拓展到一个新的领域，就如同系统科学的新思路一样，使当代的思想政治教育研究面临着重新确定和拓展研究域的新问题，对于新的问题域，我们应该在整体的关联中重新认识它。

2　提供从整体上研究思想政治教育内部结构的新思维原则

系统科学没有为思想政治教育研究提供现成的新结论，但确实提供了从整体角度研究思想政治教育现象的新思维原则。“整体性是系统科学方法论的基本出发点，它为人们从整体上研究客观事物提供了有效方法。他们始终把研究对象作为一个整体来对待，认为世界上各种事物、过程不是孤立的杂乱无章的偶然堆积，而是一个合乎规律的、由各要素组成的有机整体；这些整体的性质与规律只存在于组成其各要素的相互联系、相互作用之中；而且各组成部分的总和，不能反映整体的特征和活动方式。”因此，以“三论”为基础的系统科学方法论所提供的方法突破了以前分析方法的局限性，它要求人们如实地把对象作为有机整体来考察，从整体与部分相互依赖、相互结合、相互制约的关系中揭示系统的特征和运动规律。系统内部动态相互作用关系的多样性和复杂性远远超出传统科学思维的局限性。

我国思想政治教育已经取得了一定成果，但是还存在不足。尤其是在对整体性原则的把握上。长期以来，思想政治教育的理论与实践，曾经过于强调教育者在思想政治教育过程中的主导作用，而把大学生置于消极被动的地位，没有足够重视其主体地位，以致出现过分强调灌输的片面倾向。我们在道理上是能够接受整体性原则的，但是已成为潜意识的习惯思维方法，依然会不自然的遵循“还原论”的方法。

3　提供分析思想政治教育与环境关系的“结构与功能”新思维模式

复杂开放系统处于稳定状态时，必须与环境进行信息、能量与物质交流，以维持自身的存在并发挥功能。系统科学中“结构――功能”的关系就成为一组新的范畴进入到人类的思维空间，成为人们研究、认识事物的一种工具。有关“黑箱”与“白箱”研究，最重要的是提供了一种新的间接研究教育影响在学生内部发生变化过程和机制的手段，也提供了同一教育影响可能产生不同效果的模拟研究手段，这对在微观层次上研究教育活动承担者双方的互动机制具有重要的启发意义。在人为系统的发展中，新的目的和功能要求的提出具有重要的先导作用和推动作用。

思想政治工作的对象是人与人之间的思想和行动的相互影响和相互作用。作为思想政治教育研究这样一个人为的系统，从社会和学生的角度看，都以未来作为时间维度，以发展作为目标，任何一个既成的教育事实都不可避免地与价值追求和选择相关。我们都知道，思想政治教育的目标是把大学生培养成“四有新人”，提高他们的思想政治素质，成为中国特色社会主义事业的建设者和接班人，面临经济主体多元化、主体利益多元化和价值观念多元化的现实环境，能够坚持自己应有的思想观念和思维方式。根据系统科学的观点，我们应该根据目标的实现状况对于施教方法进行修正，以达到更好的效果，同时更关注整体的协调性，以保证系统整体功能的发展。此外，社会对思想政治教育的作用，要通过系统对社会提供的物质、能量、信息做出合目的的选择，再内化为自身的结构，及通过结构的改变，进而实现。

4　提供研究思想政治教育系统变革过程的新思维

系统科学把系统存在状态分为“平衡态”――“非平衡态”――“远离平衡态”三大类。分类的标准是系统与环境相互作用过程中现有结构的稳定性。普里戈金关于远离平衡态系统发生、演变的耗散理论具有突出的方法论价值。像对于思想政治教育这样的复杂系统，非平衡态是常态，演化是绝对的，稳定却是相对的，要全面认识教育系统及其发展，就一定要研究它的非平衡态与远离平衡态。

平衡状态打破、熵的持续增加，使原有系统的一体化能力逐渐削弱，个体呈现越来越大的自由态，进入非平衡态，再向前发

展，就达到远离平衡态。对于原系统而言，系统不再存在回复到原有状态的可能，那么这一阶段研究的要点就是新系统的形成。

思想政治教育系统本身就是一个复杂开放的系统，作为教育系统的一个组成部分，它的演化是绝对的，稳定是相对的，非平衡态成为一种常态。因此，在对思想政治教育进行研究的时候，可以充分利用这样一种方法论，把思想政治教育看成是一种无序的，把这样一种无序当作一种常态，在动态中把握对它的研究，从有序到无序然后再到更高一级的有序，呈现螺旋上升这样一种形式，在大系统中使它能够充分的发展。与此同时，新时期的，充斥着多元的价值观，多元的利益观等等各种纷繁复杂的因素，在这样一个时期，更要坚决避免使思想政治教育僵化，灵活应对思想政治教育系统内部、外部因素的变化，及时控制干扰因素，促进新的、积极的因素的发展，最终使得新系统形成。5提供多学科综合研究复杂对象的方法范式

系统科学研究对象的复杂性，不仅决定了要有思维方式、理论工具的变化，而且创造了新的思维方式和理论工具，此外，还决定了要采用多学科的研究方法，使这些研究方法在服从于对象特征和研究任务的需要中实现综合。

哲学与科学的统一是系统科学研究体系中最突出的一个方面。系统科学方法论处于哲学与具体科学之间，应该属于第二层次的地位、具有一般科学方法论的功能。系统科学方法论在整个科学体系中处于重要地位，它是沟通哲学与系统科学的桥梁，它与其他许多学科都有着千丝万缕的联系。它可以从具体科学中提炼出一般科学方法，又可以为丰富、发展哲学方法提供素材，但它本身并不是哲学方法。我们既不能用系统科学方法论代替哲学方法论，也不能用哲学方法论代替系统科学方法论，从而抹杀系统科学方法论在方法论中应有地位。恩格斯曾经指出：“随着自然科学领域中每一个划时代的发现，唯物主义也必然要改变自己的形式。”系统理论的出现为实现这种转变创造了条件，同时为唯物辩证法的具体化、精确化创造了条件。系统概念与一切哲学范畴一样具有最广泛、最深刻、最高度的概括性。

在我国，思想政治教育尤其是思想政治教育更具有阶级性，我们的党是的政党，对于思想政治教育的研究一定要在唯物主义辩证法的指导之下进行，符合我国的基本国情，根据实际情况进行研究。跨学科的比较研究是系统研究方法体系中的另一个重要方面。系统科学也为思想政治教育的研究提供了范例。此外，系统科学还提供了用系统的观点认识教育的一系列新观念。

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中医有“三种源头”

记者:申漳教授,我国中医学源远流长,您能谈一下中医的起源问题吗?

申漳:中医的基础可以追溯到秦汉时期形成的《黄帝内经》、《伤寒杂病论》和《神农本草经》等。关于中医源头的探讨,其实就是探讨以这三部书为代表的中医是如何形成的。当前主要有三种观点:

一是流行观点,以甄志亚主编的高等医药院校教材《中国医学史》为代表。认为中医药知识起源于人类的生产和生活实践;批判中医起源于动物本能、起源于“圣”、起源于“巫”等说法。称其“流行”是因为它与“流行”的哲学观点保持了高度的一致。

二是调和观点,以李经纬主编的《中国医学通史》为代表。它是调和流行观点和其所批判的观点,像是一个“拼盘”,将中医学的各种起源之说拼为一体,但对许多尖锐矛盾采取回避态度。

三是存疑观点,以中国科学院自然科学史研究所廖育群的观点为代表。他对流行观点提出了一些疑问,启迪人们扩展思路,但没有给出明确、具体的答案。

记者:申漳教授,您是怎么看待我国中医起源问题的呢?

申漳:我认为中医至少有三个源头。第一个源头是人类“常规”的生产劳动经验知识,这为人所共识。第二个源头是中国古代哲学,它在中医成长过程中起了非常重要的作用。第三个源头可称为“另类”的社会实践所获得的“另类”知识,这主要指依靠特殊能力或气功等实践活动所获得的知识,如扁鹊非凡的望诊能力助其创立脉学;再如李时珍认为,经脉是在气功态时感知发现的。

记者:中医和西医有什么不同?中医自身有什么特点和不足?

申漳:从源头来看,原始社会在向文明社会转变的过程中,其社会形态、哲学理论、思维方法等均发生了显著的分岔。西方的“主客二分”哲学思想、科学和西医是一个整体,走的是一条路;中国古代“天人合一”哲学思想、传统文化和中医是一个整体,走的是完全不同的另一条路。因此,不能用一个标准来衡量不同道路上两种医学的先进或落后。 中医走的是“辨证”之路;西医走的是“辨病”之路。“辨证”是以“辨关系”为主;“辨病”是以“辨实体”为主。“关系”与“实体”的内涵完全不同。

中医形成了自身独特的医学模式,例如:“天人合一”的生命模型,“和谐”健康观,“失和”病因观,“调和”治疗观, “意象思维”的认识方法等,这些都是和西医截然不同的,显示出了中医的特色;但是,中医也有其历史局限性,例如:中医对实体知识认识不足,中医推理或比类有牵强之处,中医有些学说实证不足等。

中医与“系统科学”的相通

记者:申漳教授,您最初是学习理工学科的,曾研究过科技史,后来又潜心钻研中医的理论和方法,请您简单介绍一下中医和“系统科学”之间的关系。

申漳:“系统科学”可以说是继相对论、量子力学之后,20世纪的又一次科学革命。“系统科学”包括系统论、控制论、信息论、耗散结构理论、混沌学、非线性科学等。“系统科学”方法以整体论为主,以跨学科的横向比较和模型方法为主。

中医与“系统科学”有许多相通之处。首先,二者研究对象相通,都以“生成系统”为主要研究对象。其次,研究方法相通,二者都不是以“还原论”为主、而是以“整体论”为主。再次,中医的望、闻、问、切诊断方法与系统论的“黑箱法”相通。还有,中医对待疾病的态度与混沌学相通。“混沌”在现代科学中指确定系统的随机性。中医将疾病及其发展演化当作人体生命系统的不确定行为,重视初始条件的不同,重视偶然因素的作用,因此与混沌学相通。

“系统科学”的研究对象有简单系统和复杂系统之分。在简单系统中,“实体”往往占居突出地位;而在复杂系统中,“关系”是研究的中心。人体是超复杂系统,中医不是以“实体”为中心,而是以“关系”为中心,调整人体系统中的“不正常关系”,以“恢复正常关系”为目的。针灸与中药治病的机理是调节人体这个超复杂系统的自组能力,从而恢复生命系统的和谐、有序。

记者:面对人体超复杂系统,“系统科学”是否有其局限性?中医能否解决“系统科学”解决不了的问题?

申漳:“系统科学”有其局限性,尤其是在它面对生物系统时,常遇到一些难以逾越的障碍,“系统科学”的理论与方法应用于生命系统至今尚未取得举世公认的伟大成就,而在面对人体超复杂系统时,中医学能够超越系统科学的表现有三点,首先,系统科学仍是以“主客二分”哲学思想为指导,无法处理“主客交融”的现象,而中医学是在“主客合一”,或叫做“天人合一”哲学思想的基础上发展起来的;其次,“系统科学”乃是以“理性思维”为主导,而中医学是以理性思维与悟性思维合一的“意象思维”为主导;再次,系统科学的研究对象通常是一般复杂系统,而人体健康与疾病问题是超复杂系统,中医学的“阴阳五行论”是描述这个超复杂系统的简化模型,并且已经历了2000多年的实践检验。

中医与“关系哲学”的交融

记者:申漳教授,请您介绍一下最新的哲学理论对中医的解释。

申漳:中国社会科学院哲学所罗嘉昌教授在长期从事东西方哲学比较研究的基础上,提出了“关系实在论”,简称“关系论”。西医的哲学基础是“物质实体论”,而中医的哲学基础是“关系论”。

“关系论”有两个基本概念:关系和关系者。关系是事件或系统内外的秩序或联系,任何事件或系统都存在于关系之中,没有孤立的事件或系统。关系者就是事件或系统。系统通常包括实体与关系两个方面:其中,实体是有形、有质,是“形而下”;关系是无形、无质、不可精确定量,是“形而上”。关系不是关系者的属性或功能。时间可以理解为古往今来的关系;空间为上下左右的关系;物理场表示相互作用,是关系;除有质量的实体外,能量、信息都可以理解为关系的表现形式。

“关系论”是对中国古代的“天人合一论”、“阴阳论”、“五行论”等哲学思想的高度概括和抽象,或者说是中国古代“主客合一”哲学思想的现代表达方式。《中医今解与关系医学》这本书就是将中医学的“阴阳论”、“五行论”等用现代“关系论”术语、概念来表达和解释的。

记者:请您具体谈一下“关系哲学”与中医学的交融之处。

申漳:“关系论”在中医领域有几点认识,一是“主客合一”,这是对 “主客二分”哲学思想的批判和超越,与中医的“天人合一论”和“元气论”同源;二是“关系论”与“实体论”对立互补,也说明了中医和西医的对立互补;三是“关系论”作为现代系统科学的哲学基础,也可以作为现代中医的哲学基础;四是“关系论”是中国古代孕育中医的儒、道等学术文化“不在场”的哲学基础;五是“关系论”是中医学的“不在场”的哲学基础。

中国古代的哲学以“天人合一论”、“元气论”、“阴阳论”、“五行论”等为代表,这些理论也是中医的核心基础理论。“关系论”的正式提出虽然是在20世纪末,但是“关系论”的基本思想、“主客合一”的观点和方法在中国存在了两千多年,人们自觉或不自觉地都在运用着“关系论”。

用“关系论”来解析中医核心理论,既是一种继承,也是一种发展。中医学阴阳关系论是哲学阴阳关系论在人体生命、健康、疾病等领域的发展与运用,贯穿于中医学理、法、方、药等全过程。首先要明确阴阳关系是客观、普遍的存在;阴阳关系是人对客观事物的认识;阴阳关系的划分具有主观性、相对性;阴阳关系是“主客合一”的。其次要清楚中医学阴阳关系论是为解释、说明生命现象、病理现象而建立的模型理论。其中,对立互补关系是阴阳关系的基石,阴阳对立能揭示矛盾运动,互补能恰当地说明生命的有机性、整体性,也是生命活力的体现,更是信息场保持有序性的表现。

阴阳关系论是中医之魂,为中医的核心和统领。中医的生理核心处处有阴阳关系;中医的病因、病理也是阴阳关系的“不正常”;中医诊断核心是辨别阴阳关系;中医治疗是调整失和的阴阳关系。“和谐”是阴阳关系的主题,是多种阴阳关系的相互关系。生命这个超复杂系统,可分多个层次,可有千万种阴阳关系。和谐就是多层次、多种阴阳关系的相互配合、相互协调、相互支持、相互制约等。人自身整体的“和谐”,主要是形、气、神的阴阳和谐关系,以及人体五脏的阴阳整体平衡及和谐关系,还包括人与自然的阴阳和谐关系。因此“关系论”融汇贯通于中医的整个核心领域。

篇5

关键词　复杂系统　突现机理　跨学科　计算机模拟

中图分类号　N941　文献标识码　A　文章编号　1000－7326(2011)11－0031－05

20世纪后半叶，在系统运动中兴起了一股以复杂性科学为标志的复杂系统突现研究的热潮。“系统运动”这一概念是英国系统科学家切克兰德(Peter Checkland)于1979年提出的，用以表达自20世纪上半叶以来，系统研究及其实践、系统理论及其应用、系统科学及其内容结构的运动和发展过程。后来国际上许多知名系统科学家都接受并使用了这一概念。系统运动的发展可以划分为一般系统理论、自组织理论和复杂性科学三个大的研究阶段。20世纪末，随着复杂性科学、计算机科学、生命科学和认知科学等交叉学科的迅速发展，形成了复杂系统突现研究的热潮。与经典突现论相比，复杂系统突现研究阶段的显著特点就是突现研究的M路发生了关键性的转变，即以揭示突现机理为核心，以跨学科研究为视野，以计算机模拟为手段。正是这种新的研究M路，使“突现”成为一个科学概念，也使哲学突现论的研究得以复兴，成为当代科学哲学、心灵哲学、复杂性科学哲学研究的一个前沿和热点问题。

一、探寻复杂系统突现的机理

以英国突现主义为标志的经典突现论，其主要局限性在于：只是以一种虔诚的态度静止地看待具有突现性质的整体与它们组成部分的关系；将突现性质看作是一个永远不能打开的黑箱，一种不必解释也不可解释的现象；对突现采取一种完全经验主义的、自然崇拜的态度。而复杂性科学正是要克服早期突现论研究的这个局限，揭示突现产生的机制，这是突现研究M路的一个关键性转变。

经过20世纪后半叶系统科学的发展，特别是最近十多年来对混沌、元胞自动机、遗传算法等的研究。目前对突现问题的探讨已经可以而且必须M行问题的转换了：从突现如何表现转变为突现何以可能，从研究突现的静态特征转变到研究突现的动态过程(dynamic process)。只有分析突现的动力学(dynamics)，即分析突现形成的动态过程和机理，我们才能了解突现的基本特征，从而更准确地定义突现，解释突现现象。许多系统科学家和复杂性科学家都认识到并强调了这一点。如，美国系统科学家和人工智能专家西蒙在《人工科学――复杂性面面观》一书中指出，从20世纪中叶以来，人们对复杂性和复杂系统的研究有三次大的兴趣波，在目前这一波中，经常与复杂性相联系的词语是混沌、自适应系统、遗传算法和元胞自动机。“目前对复杂性的兴趣主要是关注复杂性产生和维持的机制，关注描述分析复杂性的工具”。布鲁塞尔自由大学的学者海里津也指出，“迄今为止，对于什么是突现性质的描述或什么是突现存在的条件，都没有满意的理论对此加以解释”。我们需要“从传统的静态的观点，转换到动态的M化的观点来看待它，将‘一种突现性质是如何表现的’(How can a property be emergent?)”问题转换为“一种突现性质是如何产生的(How can a property become emergent?)”问题。以研究复杂性著称的美国圣菲研究所更是明确地提出：“复杂性，实质上就是一门关于突现的科学。我们面临的挑战……就是如何发现突现的基本法则。”他们甚至将突现作为圣菲的一个主题和理念。因此，我们只有弄清楚系统突现现象的规律，才能真正了解这些复杂系统。以圣菲研究所为代表的复杂性研究之所以能使突现的研究推M到一个新台阶，M行一种新范式的转换，正是因为，“复杂性理论能够M一步对隐藏于突现现象中的有关因素M行发掘研究。这就是说，复杂性理论正在发展一些必要的工具、方法和建构体来促使突现的过程更清晰、更容易让人理解”。

对于突现性质和突现机制应如何M行动力学的研究，我们认为，需要按系统分类，分析几种不同复杂系统的类型，结合自组织等复杂系统理论来动态地研究它们相应的突现性质与机制。在《论系统分类新视野》一文中，我们曾提出了一个从一般系统到复杂适应系统的外延上的包含关系的序列：一般系统一开放系统－控制系统－自组织系统－复杂适应系统。对于复杂系统而言。可以根据三类系统(即自组织系统、复杂适应系统和多层级具有中央控制的系统)的突现M行动态机制的概括和研究。例如，复杂系统模式突现的自组织机理，复杂系统的适应性与M化突现机理，复杂系统的多层控制与层级突现机理。

二、跨学科与综合性研究

跨学科研究之所以可能的依据和思想基础，是对描述不同对象系统之间的同构性(isomorphisms)的认识。传统上由于研究主题不同而被人们分割的对象系统之间，存在着同构关系。所谓同构关系，简言之就是不同的系统之间不仅在元素上，而且在关系或运算法则上存在着一一对应的映射。一旦一种相应的同构性在两个或更多的领域建立起来，那么，在一个领域中发展起来的理论和方法就很容易应用到相应的其他领域中去。

不同领域中同构性的发现使新的整体思维方式即系统思维应运而生。人们日益发现，系统性类似变得越来越重要，至少是与事物性差异同样重要。科学中跨学科领域的出现以及对不同学科中同构性的利用，使一些学者意识到，特定的概念、观念、原理和方法可以被应用于一般意义的系统，而不管它们的学科类别；因而导致了一般系统的概念、一般系统的理论和系统思维的产生。可以说，系统思维和系统科学是跨学科研究的结果，而跨学科研究正是系统科学的基本研究方法之一。

在系统科学研究的早期，许多学者已倡导并实践着跨学科研究。例如，一般系统论的创始人贝塔朗菲坚持认为，跨学科之间有一种系统同构规律，应该用同构的方法对它M行研究。他的《一般系统论》重点讨论了这种同构和类比方法论。维纳的控制论就是在生理学与电子学的跨学科研究中提出的。根据维纳的记载，从20世纪30年代到1944年为止，美国哈佛医学院成立了一个持续了十多年的跨学科研究会――科学方法论讨论会，参加这个研究会的有数学家、物理学家、电子工程学家、神经生理学家、逻辑学家和分析哲学家，正是他们的共同研究产生了控制论这门学科。

维纳等人在创造控制论理论时，于1945年专门写了《模型在科学中的作用》一文，发表在《科学哲学》杂志上，并与科学哲学家们M行了一场大辩论。他在控制论中使用的方法实际上是功能模拟方法和黑箱方法，并由此发现了控制系统的反馈规律。维纳说：“许多年来，罗森勃吕特(医学)博士和我共同相信，在科学发展上可以得到最大收获的领域是各种已经建立起来的部门之间的被忽视的无人区。从莱布尼兹以后，似乎再没有一个人能够充分地掌握当代的全部知识活动了。从那时候起，科学日 益成为专门的研究者在愈来愈狭窄领域内M行着的事业……今天，没有几个学者能够不加任何限制而自称为数学家，或者物理学家，或者生物学家。”“到科学地图上的这些空白地区去作适当的查勘工作，只能由这样一群科学家来担任，他们每人都是自己领域中的专家，但是每人对他的邻近的领域都有十分正确和熟练的知识；大家都习于共同工作，互相熟悉对方思想习惯，并且能在同事们还没有以完整的形式表达出自己的新想法的时候就理解这种新想法的意义。数学家不需要有领导一个生物学实验的本领，但却需要有了解一个生理学实验、批判一个实验和建议别人去M行一个实验的本领。生理学家不需要有证明某一个数学定理的本领，但是必须能够了解数学定理中的生理学意义，能够告诉数学家他应当去寻找什么东西。”

如前所述，圣菲研究所(SFI)自1984年在美国新墨西哥州成立后，迅速发展成为美国最优秀的五大研究所之一。许多著名科学家，包括一些诺贝尔奖获得者盖尔曼(M.Gell-Mann)、阿罗(K.J.Arrow)、安德森(P.W.Anderson)都纷纷投入到SFI的复杂性研究中，极大地推动了复杂性科学的发展。SFI将其宗旨确定为开展跨学科、跨领域的复杂性研究，并以一种机构和机制来保证这种实质性的跨学科研究。圣菲研究所的发起者和第一任所长考恩指出，对复杂系统作完整而准确的描述是整个科学面临的重大挑战。复杂性科学是整个科学发展的前沿，而不是哪一门具体科学的前沿。因此，复杂性研究需要不同学科之间的深入对话与合作。考恩是一位具有广阔视野和远见卓识的科学家。他曾长期担任洛斯阿拉莫斯的技术与组织领导工作，具有丰富的理论知识和实践经验。当他退休的时候，多年的思考促使他萌发了这样一个创意：建立一个冲破学科界限的，研究各学科共同关心的，“人类究竟是如何认识和处理复杂性的”这样一个难题。这个想法的出现不是偶然的，考恩在他几十年的科学生涯中，深深体会到近代科学中普遍存在的、片面强调还原论思想的弊病，以及由此而来的种种问题，如学科分隔造成的隔阂，综合的、整体的观念缺乏，只见树木不见森林的短视和偏见，在丰富多彩的现实面前的僵化和无能。他认为，这些弊病不仅阻碍了科学的发展，而且往往是人类面临的许多现实问题难以得到有效解决的原因所在。SFI的这个研究宗旨吸引了一大批富有创新精神的，勇于探索这个新领域的科学家。如经济学家阿瑟(W.Brain Arthur)，计算机科学家霍兰，还有以研究“人工生命”闻名的兰顿(Langton)，从生物医学领域来的考夫曼等。他们中既有德高望重的诺贝尔奖金得主，也有初出茅庐、血气方刚的青年学者。他们以复杂性和突现为中心议题，M行着不同学科之间的对话与合作。圣菲研究所成立之初的两次研讨会(1984年10月和11月)的主题就是“突现中的科学综合”，讨论的主要是跨学科的科学大综合，强调新型科学正在从这种综合中涌现出来。复杂性科学的跨学科既有在传统的科学专业之间的综合，又有科学与哲学的对话和交融。“我们不得不处理那些我们尚未理解的东西，而这需要有新的思维方式。”正是在这种意义上，哲学将发挥重要的作用，这不是对于科学和技术中所发生的事物提供某种无描述(meta-description)，而是作为科学和技术实践中的一个整体的组成部分。一些特定的科学哲学的视角会对我们研究复杂系统的M路产生影响。

复杂系统动力学模型的建立需要跨学科的视野和理念。从传统的科学观点看，建立模型是为了预测和控制复杂系统的行为。但从更一般的哲学观点来看，我们希望对复杂系统建模，因为我们希望更好地理解它们。为了给复杂性建模，我们既需要科学的视角，也需要哲学的视角。霍兰在谈及突现研究的长期目标时指出，还有“两个具有哲学和宗教色彩的深奥的科学问题：生命和意识。”概而言之，科学没有哲学是盲目的，哲学没有科学是无效的。它们之间的合作将使双方获益。

三、计算机模拟方法

20世纪80年代和90年代，传统的模型方法和模拟手段在复杂性研究中获得了重大的突破。西蒙对复杂性研究与系统方法论的关系作了历史与发展的考察，清楚地指出：“三次兴趣波尽管都留意复杂性问题，但它们选择了复杂性的不同侧面作为特别关注点。一战后对复杂性的兴趣有很强的反还原味道，其关注的主张是，整体超越部分之和。二战后爆发的兴趣波在还原论问题上比较中立，主要关注反馈与自体平衡(自稳)在维持复杂系统方面的作用。目前对复杂性的兴趣主要关注产生和维持复杂性的机制，关注描述分析复杂性的分析工具。”“在目前这一波中，经常与复杂性相联系的词语是‘混沌’、‘自适应系统’、‘遗传算法’和‘元胞自动机’。”同时他还说：“对复杂性的第三次，即当前的兴趣波，与第二波有许多共同特征。这次兴趣波的主要动机是理解与把握世界上的一些大规模系统――例如，环境，我们人类所创造的世界社会，生命体――的日益增长的必要性。但是，如果不提供关于复杂性的新思想方法，则上述动机自身不可能吸引人们长期关注复杂性。超越第二波中涌现的工具的概念，现在已经出现了其他新观念，同时还跟随有相关的数学与计算算法。”可见，西蒙敏锐地意识到，复杂性研究的新突破必须依靠方法论上的突破，要有能够描述和揭示“突变”、“混沌”、“自适应系统”等复杂现象的新模型方法和计算机模拟方法。

计算机技术的发展为复杂系统建模开拓了新的可能性。著名学者威弗认为，科学已解决了两变量的简单性问题和多变量的非组织性问题，但还没有触及处于这两类问题之间的中间地带的“组织复杂性”问题。这需要科学的第三次变革，需要计算机等新的研究工具和方法。威弗预言，以计算机为工具的科学家合作团体在20世纪下半叶将为解决生物和社会科学中的组织复杂性问题作出巨大贡献。正是在先M计算机工具的帮助下，复杂性科学家对具体复杂系统的突现的产生机制M行了深入探索，以强大的计算机为支持的建模技术，允许我们对复杂系统的行为M行模拟。

目前，运用计算机模拟复杂性和研究突现主要有两种模型：基于规则的模型和关联论模型。基于规则的模型是探索复杂性模型的经典方法。复杂系统的行为被简化为能够正确描述系统的一组规则，问题在于发现那些规则，并且用计算机模拟出这些规则怎样在迭代运用的过程中突现出各种复杂的模式。霍兰研究的主要是这类基于规则的系统，相信这类系统的突现性可以用科学方法描述。这方面的主要思路是：选择适当的主体(agents)作为构件(building block)，用计算机程序刻画少数支配主体相互作用的简单规则，通过计算机模拟该模型的突现行为，让宏观整体行为由下而上、自然而然地突现出来，使研究者能够直接观察系统的生成、演化过程，从观察现象中发现规律，建立复杂系统突现的理论。

基于多主体系统的模拟是计算机模拟发展的一个新阶段。它是从个体出发，采取的一种自下而上的研究策略；它从部分到整体的模拟和推理过程实际上是一种综合方法，具体来说是一种生成论的研究方法。这种方法与传统的分析方法和集权控制的模拟方法有很大的不同。基于多主体系统的模拟或建模方 法(multi-agent based modeling)是对复杂系统的动态模型，即基于多主体的模型M行计算或模拟的一种研究方法。作为这种方法的一个实质性核心，基于多主体的模型是为了从整体上评价多个自主主体对系统的影响，而对网络中自主主体的行为和相互作用M行模拟的一种计算模型。这种模型将博弈论、复杂系统、突现、计算社会学、多主体系统的原理与用来介绍随机性的演化程序、蒙特卡罗方法结合起来，对同时运行的多个主体M行模拟，以试图重新建立和预测复杂现象的行为。例如，“元胞自动机”就是一种重要的基于多主体系统的计算机模拟方法。运用元胞自动机对复杂系统的模拟，可以解释复杂性的许多内在机理，元胞自动机模拟方法已成为研究复杂系统的一种新方法。

圣菲研究所的法默(Farmer)提出了系统突现的“关联论”(Connectionism)模型。此模型来源于对人脑的模拟，是一个由“连接物”相连的“节点”网络所代表的互动作用者群。在神经网络中。节点一关联物结构是非常明显的。节点就相当于神经元，而关联物就相当于连接神经元的突触。因此，一个相互关联的神经网络(能够被数学地模拟)，在个体神经元的层次上没有表现出明显的复杂行为，但神经系统却能够完成特殊的复杂任务。网络节点非常简单，整体行为几乎完全就是由节点之间的相互关联来决定的。用兰顿的话来说，就是相互关联中编入了网络的泛基因型密码。在这种情况下，力量存在于关联之中。“神经元”基本上也只是开开闭闭的开关，然而它们却能仅仅通过相互作用就产生令人吃惊的复杂结果。所以，如果要改善这个系统的表现类型，只需要改变这些节点之间的相互关联就行了。这给了我们启示：重要的是加强关联点的力度(权重)，而不在于加强节点的力度。这便如兰顿和人工生命科学家所言的，生命的本质在于组织，而不在于分子。这一概念同时也使我们对宇宙中生命和心智从无到有的形成和发展，有了更深刻的了解。

计算机模拟已成为复杂性科学特别是研究复杂系统突现的一种重要方法。自然界和人类社会中的许多突现现象，都可以通过计算机M行模拟与研究。目前，人们对神经网络、人工生命、生态系统等典型的复杂系统的突现现象M行了模拟研究，对突现现象建立了一些可操作的描述方法，建立了符合现代科学规范的突现机制模型和理论，从而使突现真正成为了一个科学概念。美国里德大学(Reed College)的贝多(Mark Bedau)教授，提出了基于计算机模拟的突现理论，并将其命名为“弱突现”(weak emer-gence)，成为历时突现的一种独特类型。他说，“弱突现总可以从微观现象获得完整的(com－plete)、准确的(accurate)解释，至少在理论上是这样的。这些解释依赖完整的先前微观层次的信息，而且要通过爬行因果网络来M行，很容易看出来，在实践中，不借助计算机模拟，人们很难理解突现现象是如何从微观展开的”。计算机模拟为弱突现揭示特定类别的复杂的微观因果关系网络如何历时产生不可预测的宏观结果提供了认识论工具，它涉及的是复杂的动力学过程，在这样的过程中生成了特定的全局现象。

篇6

【关键词】复杂科学；系统科学方法；阐释学；模糊逻辑

被称为“制高点”、“突破口”的教育技术涵盖社会、政治、文化、教育、心理和艺术等众多学科的研究领域，我们必须充分利用科学规律和各种技术，把教育和技术紧密地结合起来，解决教学过程中的实际问题。但只是从应用层面和技术层面发展教育技术是不够的，必须从系统方法的角度来认识教育技术。只有这样我们对教育技术的认识才具有高度和深度，才能实实在在地对教育技术的发展进行指导。

一、复杂科学的提出

教育是一种非常复杂的社会现象，它的复杂性不仅体现在教育的主体复杂多样，系统内

部纷繁变化，还体现在与教育系统息息相关的外部环境的复杂多变上。因此，研究教育有必要从复杂性的视角来审视。复杂科学是国外20世纪80年代提出的研究复杂性和复杂系统的科学。复杂科学包括控制论、信息论、系统论（简称“老三论”）和耗散结构论、突变论、协（简称“新三论”），以及相变论、混沌论、超循环论等其它新的科学理论。这些理论主要是研究和揭示复杂系统的有关特性，如非线性、混沌、突现、自组织、非还原性等。[1]正是基于对教育系统复杂性的认识，人们提出将复杂科学的原理和方法引入到教育系统的研究中，从复杂性角度来理解教育系统及其复杂性，转变学习概念，重新设计与复杂性相适应的学习系统，为学生提供从复杂系统中涌现出的新的思维方法，帮助他们提高学习效果，最终达到增强教育系统效能的目的。

物理学中耗散结构理论、协同学提出了解决复杂自然系统的理论、方法，为统一自然系统和社会系统建立系统科学准备了材料。物理学以前讨论的系统是可逆的、退化的，牛顿第二定律、热力学第二定律判定了系统的演化方向和特点。这类自然系统的演化方向与生物界、社会科学中普遍存在的发展、进化等演变现象相矛盾，人们无法用统一的方法来研究自然系统与社会系统。I.Prigogine提出耗散结构理论：开放系统在远离平衡状态时，由于同外界进行物质、能量、信息的交换，可以形成某种有序结构。在自然界的物理、化学系统中可以发现存在着与生物学一样的进化现象，并可以利用耗散结构来统一讨论。H.Haken提出协同学，认为复杂系统的相变是子系统之间的关联、协调作用的结果。我国著名学者钱学森教授在80年代提出了系统科学体系的框架，分析了在不同层次上的学科内容，提出了它们之间的联系，使系统科学走上了全面发展的新阶段。我们从系统科学的角度来讨论问题，这就可以站得更高，对问题分析得更深入。对这些复杂系统的分析不仅是对系统理论的应用，同时在研究中所采用的新的方法，所得到的新的结论也会丰富系统理论本身的内容，使系统理论真正成为解决复杂系统演化的理论。[2]

二、系统科学方法指导教育技术，以实现最优化

系统科学理论“老三论”（控制论、信息论、系统论）和“新三论”（耗散结构论、突变

论、协同论）为许多学科包括教育技术学科的研究提供了新的研究思路和研究方法。系统科学的思想观点和方法对教育技术学学科的形成和发展有着广泛和深远的影响，成为教育技术学最重要的理论基础。系统科学方法具有以下特征：整体性、综合性、有效性、定量化和最优化。其中最优化体现了系统科学方法解决问题时所要达到的目标，它可以根据需要和可能为系统确定出优化目标，运用新技术手段和处理方法，把整个系统逐级分成不同等级和层次，在动态中协调整体和部分的关系，使部分的功能和目标服从系统总体的最佳目标，以达到总体最优。

教育技术（AECT）94定义：教育技术是为了促进学习，对有关的过程和资源进行设计、开发、利用、管理和评价的理论与实践。现代教育技术是以系统方法为核心展开全部教育实践的，即对学习过程与学习资源进行设计、开发、利用、管理和评价。现代教育技术的目的是追求教育的最优化。教育最优化是指一定的条件下，在同样的时间内，使学生学得多些快些好些。最优化标准有两个：一是最大效果；二是最少时间。用最少时间得到最大效果是教育技术所追求的目标。

如前所述，耗散结构理论认为：任何远离平衡状态的开放系统，都能通过与环境进行物质和能量的交换，这时系统可从原有的熵增的状态，转变为一种在时空和功能方面的远离平衡的有序状态，即形成一种组织化和有序化的耗散结构。孤立的系统只能出现负熵，最终导致有序结构的破坏。[3]目前，中国的应试教育还根深蒂固，必须以和谐的方式从教育系统的外部引入负熵，营造开放的教育环境，促进系统内部长期积累的熵增的逐渐减少，通过系统内部的各要素之间的相互作用，使教育系统从无序向有序进行。教育技术可以实现以上转变。教育技术具有开放性和旺盛的科学活力，它与全新的认知理念同步发展，并及时把相关科学和高新技术引入到教育系统中，促进人们更新教育观念，改革教学方法，使教育领域成为培养适应社会的创新人才的基地。

开放是系统减少熵增和内耗的调节剂，开放使系统不断更新，也使系统获得良性循环的保证。系统要达到开放必须具备两个条件：系统内部各要素的相互开放和交流，系统内部和外部的各种影响因素的相互开放和互动。开放的本质是系统吐故纳新，教育技术的灵魂是整合，它意味着教育对各个学科的开放，接纳和综合。[3]

教育技术具有开放的显著特征：（1）开放的教育观念学会学习是当今教育的主旋律，培养每个公民的信息素养增强了教育技术的开放性，教育技术实现了教育理念的全面开放。（2）开放的教育对象从教育走出校园，面对社会每个公民，面对不同职业，不同年龄的人，可以按学习者的需求，构建教育环境。（3）开放的学习重视学习的过程，从学习方式的单一化向多样化开放，如集体学习，个别学习，研究性学习，协作学习等。传统的认知方式是人们长期形成的习惯，而电子学习创造了全新的学习空间和学习模式，激发了认知潜能。（4）开放的学习能力从重知识的获取能力到处理信息的能力。培养人的信息素养是学习的主要目的，强调个人对信息的获取、分析、加工、评价、创新的能力。（5）开放的信息资源电子阅览室、数字图书馆、多媒体教室、视频会议系统和信息高速公路把全世界的信息资源通过文本、视频、音频、动画、数据等传播形式呈现在学习者面前，让学习者能够随时随地获取信息。

三、阐释学、模糊逻辑、混沌理论与教学设计

教学系统由学生、教师、教学内容、教学方法和教学媒体构成，教学设计是对教学系统

的优化设计。教育技术的核心问题是教学设计。因此，教学设计应摆在教育技术学研究与实践的核心位置，这是因为教学设计不仅构成教学开发与应用的前提，更直接影响到开发与应用的质量。人们获取学习信息或学习资源的手段、环境及学习目的都发生着变化，因此，教学设计处于变化之中。传统的系统理论研究教学设计具有一些局限性，如教学设计的线性、确定性、封闭性和负反馈性等与当前以人为本的教学实际有一定的距离。[4]20世纪90年代以来阐释学、模糊逻辑、混沌理论等多种学科领域的研究为教学设计提供了多样化的视角。

（一）阐释学与教学设计

阐释学（Hermeneutics）是一种关于意义、理解和解释的哲学理论。从广义来说，它是对于意义的理解和解释的理论或哲学。阐释包括两个基本的意思：一是使隐藏的意义显现出来，二是使不清楚的意义变得清楚。“阐释学是一种理解世界的方法。通过阐释学原理的应用，在解释者对世界所熟知的意义和世界拥有的某种未知的意义之间架起一道理解的桥梁，缩短二者之间隔阂的距离。”[4]在阐释学发展过程中，有关学家研究总结出以下法则和原理：正确理解文本意义的法则。对文本的理解和解释不仅仅是一个语言的过程，而且是一个创造性的心里过程。（1）历史性原则——结合作者所处的具体条件理解文本的意义。（2）整体性原则——在一定的语境中理解每个词语的意义。（3）代入性原则——进入作者创造时的情景，重新体会其原意教学的主要目的就是对所学内容获得正确的理解，或者帮助学习者对所学内容阐发个性化的意义。根据学习者的理解过程来促进学习者的个性化理解，教学便有“建构”的意义。阐释学为教学设计思维提供了一种有意义的视角，对教学设计的启示主要表现在以下方面：（1）没有学习者的理解活动，理解不可能产生。学习的产生在于学习者能参与到理解的活动之中。阐释学认为，当理解者与文本以共同的观点融合在一起时，理解便产生了。（2）背诵不等于理解。以促进理解为目标的教学，应当关注文本创作者和解释者所处的不同文化或社会情境。文本的理解不是通过文本的背诵而获得，而是通过解释者的阐释。（3）教学不要奢望某种统一的意义理解或学习结果预定。理解并不是一种僵硬的过程，它涉及所处时代的社会和历史的影响。要从一个群体中期待一种可信的、客观的学习结果预定，是不可能的。（4）学习是一种个别化的社会性的活动。每个对话/交流都是不同的，忽视这一现象将导致在教学实践中错误地判断学习者理解了什么，学到了什么。

运用阐释学原理为教学设计寻求一种解决方案，意味着我们在为学习者深化某一问题的理解寻求方法。教学设计的思维和操作可以沿着以下原则展开：（1）利用理解的空白，促进学习者对学习内容表现他们个人化意义的理解。这种处理理解“空白”的活动，是基于阐释学的教学设计的主要任务之一。学习者在对待理解“空白”的问题上，要求表现个人化的解释/意义生成。教学设计就是要为学习者对文本形成个人化的意义创造/组合大量的机会。例如，为学习者提供开放性问题的课堂讨论练习，就有利于学习者展现个人化的反应和发展学习者的个人化意义。（2）多数学习者在学习过程中，在理解主题内容时，都会带着自身的偏见和切身的利益。这就意味着在学习课程内容开始，教师可以通过引发讨论的问题，来发展学习者的主观性意义。（3）为了促进学习者对学习内容的理解，教学应当在“文本创作时代”与“理解者所处时代”之间架起一座沟通之桥。在任何一种学习活动之中，学习者都会把其自身的时代和文化代入其中，对意义的解释产生影响。

（二）模糊逻辑与教学设计

模糊逻辑（Fuzzylogic）是美国工程师LotfiZadeh（1965）提出的一个概念。模糊逻辑对传统逻辑提出了严峻的挑战。传统的逻辑假设是：人的思想是精神的，人们在思维中所用的概念、命题的意义都是精神的，人们在思维中所用的概念、命题的意义都是精确的。它以命题的二值性为基础，以排中律为基本原则之一。因此，传统的逻辑所遵循的是二值性原则和排中原则。一个命题或者是真的，或者世界假的，并且一个及其否定必有一真。而模糊逻辑却与概念、命题意义的不精确性相一致，它推理的结论并不严格依据前提。模糊逻辑的出现，为解决复杂性、交叉性的问题开拓了道路。

模糊逻辑对教学设计的启示表现在以下三个方面：（1）模糊逻辑理论对教学设计中的需求分析和评价具有启示意义。这些分析在教学系统设计模式中居核心地位。从模糊逻辑理论的角度来看，在理念与行为只常常存在一种或然的、非线性的关系。因此，运用模糊逻辑作为一种分析工具，更能有效地解释行为。（2）模糊逻辑理论对认识/处理学习者的感知问题更为有效。学习者对自身能力的感知及自信心，与学习者获得好成绩同样重要。（3）运用模糊逻辑超越决定论的思维和设计方法，在评价“现实生活”的问题方面显得更为有效。[4]世界并非是黑白两极的，而是绚丽多彩的。

（三）混沌理论与教学设计

20世纪60年代，诞生于数学与物理学的混沌理论，与相对论、量子理论并誉为20世纪的三大科学革命理论。混沌理论的产生始于量子物理学不满牛顿机械决定论对物理现象的解释。牛顿物理学认为宇宙中的每种实践都是有序的、规则的并可以预测的。量子物理学认为宇宙并非是一个巨大的、事先决定的存在，所有的物理现象都是不可决定的，也是不可预测的。这种非决定论为解释世界的混沌现象提供了认识/研究途径。所谓“混沌”，是指非决定论的不可预测性与无序性、复杂性、不平衡性、多样性、非线性及不稳定性的存在。理解混沌，应当注意两点：第一，混沌系统中隐藏无序；第二，混沌是存在于无序中的有序模式。理解混沌理论要把握以下三个关键概念：

1．对初始条件的敏感依赖性（Sensitivedependenceoninitialconditions）：一个系统中的混沌是指系统内初始条件的小变化会引发后续的大变化。这也常被称为“蝴蝶效应（ButterflyEffect）”。混沌系统对其初始条件的异常敏感性说明，最初状态的轻微变化导致不成比例的巨大后果。当一个系统的初始条件不清楚或不确定时，我们是不可能预测到会发生什么结果的。

2．分形（Fractals）：分形理论创始人是美籍法国数学家B.Mandebrot.fractal，本意是不规则的、破碎的、分数的。用此来描述自然界中传统几何学所不能描述的一大类复杂无规则的几何对象。例如，弯弯曲曲的海岸线、起伏不平的山脉、令人眼花缭乱的满天繁星等。它们的特点是极不规则或极不平滑。直观而粗略地说，这些对象都是分形。分形，意指系统在不同标度下具有自相似性质。由于系统特征具有跨尺度的重复性，所以可产生出具有两个普通特征：第一，它们自始至终都是不规则的；第二，在不同的尺度上不规则程度却是一个常量。

3．奇异吸引子（StrangeAttractors）：吸引子是系统被吸引并最终固定于某一状态的性态。而奇异吸引子则通过诱发系统的活力，使其变为非预设模式，从而创造了不可预测性。

混沌理论对分析学习系统提供了另一种科学视角，对我们在分析教学系统中常用的决定论科学方法提出了质疑。（1）如生物学系统一样，教学系统也是充满了混沌。传统的教学设计原则和假设在两个方面与混沌理论相抵触：一是教学系统的决定主义假设；二是学习者和学习过程是可预测的。（2）混沌理论挑战传统教学设计中的线性教学程序——设计者或教学者认为只要按照预定的教学程序，对学习者施加干预/影响，就可得到预期的学习结果。但事实上，预成的线性教学设计很容易被教学中的混沌实践所颠覆，导致教学过程难以预测，难以单靠线性的操作程序来控制教学过程，并得到预期的教学效果。（3）混沌理论认为教学设计必须认真考虑学习过程。学习的信息处理模式通常在本质上把学习描述为一种线性过程（短时记忆——长时记忆——工作记忆——绩效）。但是，学习的发生过程是学习者个体差异以一种混沌的形式相互交织在一起，共同发挥作用。（4）走向重视学习者元认知能力的发展。处理教学系统设计/实施混沌理论的最有效方法是：帮助学习者学会反思其学习活动，发展其元认知意识，提高其元认知/反思水平。发展学习者的元认知意识是一种帮助它们处理复杂现实世界问题的方法/途径。元认知是指关于我们如何人感知、记忆、思考和行动的知识。掌握这些过程并在学习中及时应用，直接影响学习者的学习成效。（5）情感与混沌。在学习中处理混沌现象最有力的促进因素要靠人类的情感。已有的情商研究表明，经常性的情感挫折或情绪波动会影响个体的智力水平，损害/削弱学习者的学习能力。自我意识是情商的关键性能力。了解和控制个人的自我意识，对于成功做出决策来说，是至关重要的。

就目前我国教育技术发展情形来看，以上这些研究还未完全体现在教学实践过程中。但是，积极地吸纳各种相关理论的研究成果，适应时展和健全自身发展，却是新时期教育技术发展的必然趋势。

参考文献

[1]王强．中国教育和科研计算机网．/20031029/303496.shtml

[2]姜璐．系统科学之窗．/chistory/xtno3.htm

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1安全系统管理学内涵的建立

1.1 安全系统管理学的定义

安全系统管理学是一门发展中的新兴学科，研究安全系统管理学，需要不断认识、继承、总结并发展之相关的原理和方法。陈宝智、罗云、田水承等学者研究提出了安全系统、安全系统工程、系统安全管理、安全管理学等基本概念。在此基础上，结合管理学的内涵，笔者提出安全系统管理学的定义。

安全系统管理学是综合运用安全科学、系统科学和管理学的原理和规律，研究系统内规划、组织、协调和控制应进行的全部安全工作，研究系统的风险分析、预测、评价、决策等实施过程，通过风险预控管理,制定消除或控制风险的管理措施，使系统形成有机协调、自我控制的安全管理模式,最终保障系统安全运行的一门综合性管理学科。安全系统管理学以安全科学、系统科学、管理学等为理论基础，以安全系统工程、系统工程、系统管理科学的原理和方法为手段，以安全管理为载体，以安全系统为研究对象,通过对系统活动的规划、组织、协调和控制，依靠科学的风险预控管理方法，合理配置系统中的人、物资、设备、资金、任务和佶息等要素，确保安全系统工程的有效实施，从而保证系统的整体安全。

对这个定义，可从以F几个方面埋解。

1) 安全系统竹埋学既玷系统科学在安全科学中运用，也是管理学在安全领域中的应用，安全系统tr理学的理论基础记安全科学、系统科学和管理学。

2) 安全系统管理$追求的足整个系统或系统运行全过程的最佳安全性。

3) 安全系统是安全系统tr理学研究的主要对象。

4) 安全系统竹理学研究的H标是通过系统风险预控管理，实现系统风险控制最优化。安全系统管埋的方法、手段、行埋模式等是安全系统管理学研究的主要内容之一。

5) 安全系统管理学是安全管琍学的具体应用学科。

6) 安全系统管理与安全系统T_程足系统安全的两个组成部分。安全系统管理学是社会科学中安全管珅学的分支，属f管理学科。安全系统工程是安全工稈技术科学的学科分支，属f技术学科。二者都属于安全科学的范畴。安全系统管理学与安全系统工程的研究都以确保系统安全为最终目的。

1.2 安全系统管理学的应用领域

安全系统管理学是安全管理学的应用分支[W]o按照管理类别，安全管砰学可分为安全系统管理学、安全监察学、工业事故控制学、农业事故控制学、生产安全管埋学、工程公路安全管理学、航海安全管理学、航空安全管理学、作、Ik环境管理学、食品安全管理学、职业卫生管理学等学科分支安全系统管理学是从系统的观点出发，主要研究对安全系统的管理活动过程,研究安全系统管理的基本原理、方法、技术等问题。安全系统管理学的应用领域如图1所示。

安全系统足生产系统的组成部分，安全系统管理是企业管理的重要组成部分。安全系统管理学的原理、规律和方法可以运用在企业预防亊故等方面。

一些传统的安全管理思想认为“安全附属于生产”，导致尤安全保障下进行生产的情况经常发生。安全系统管理要求从系统的观点出发，特別强调“系统原理”，要求一切人流、物流、资金流、倍息流等都应符合安全系统的要求。传统的安全管理方法类型主要为亨后追査型，属于被动符理型。作为安全系统tr理方法之一的安全管理体系强阔风险预控，通过系统分析、评价、预测等过程，作出预先控制风险的决策。因此，安全系统管理卞是通过管现的手段，合埋配置系统中的人、机、物、环、倍息等要素，基于系统分析、评价等系统工程方法和体系管理手段,实行风险预控，形成系统管琍模式，从而减少或消除系统运行全过程的危险因素，保证系统达到最佳的安全性。

2安全系统管理学的理论基础分析

安全科学、系统科学和管理学的理论和方法是安全系统管理学发展的理论基础。

安全科学是研究事物的安全与危险矛盾运动规律的科学。其主要研究内容有:研究事物安全的本质规律，揭示事物安全相对应的客观因素及转化条件;研究预测、清除或控制事物安全与危险影响因素及转化条件的理论与技术;研究安全的思维方法和知识体系。安全科学的研究要体现本质安全、理论性、科学性和交叉性，其目的要体现人、经济、环境和技术功能的最优化。由此可见,安全科学是安全系统管理学研究的背景，为安全系统管理学的研究提供基本理论。

所谓系统科学,就是把对象作为组织性、复杂性、非线性系统，从整体上进行专门研究，以揭示其运动规律和实际处理这类系统的科学。整体性观点、有序件观点和相关性观点是系统科7的基本观点。系统科学与系统工程学是软科学，注重人、信息、社会环境等多方而因素的交叉作用与复杂影响[|2]。系统工程从系统的观点出发，跨学科地考虑问题，运用丄程的方法去研究和解决各种系统问题。具体地说，就是运用系统分析理论，对系统的规划、研究、设汁、制造、试验和使用等各个阶段进行有效的组织管埋。因此，系统科学为安全系统符理学的研究提供f指导思想。此外,由于安全系统的特性,系统科7中的一般系统论、信总论、控制论、运筹学、系统工程、突变论等理论将为安全系统tr理学的研究提供方法指导。

管理学以反映管珂客观规律的管理理论和方法为指守，有一套分析问题和解决问题的科学的方法论。目前管理学中的系统管理学派从系统的观点研究管埋工作，结合了系统科学与管理学的优点，为安全系统管理学的研究提供r方法论基础。系统管埋学派研究人员将组织看作由相互依赖的因素（包括个体、群体、态度、动机、正式结构、相互作用、目标、地位和职权)所组成的系统。必须以整个组织系统为研究管理的出发点,综合运用各个学派的知识，研究一切主要的分系统及其相互关系。因此，管理学研究的符理方法、手段和模式等为安全系统管理学的研究提供了指导。

安全管理继承和发展了安全科学、系统科学以及管理学的有关原理。安全系统管理学作为其应用分支，可以延用安全管理的基本原理，如系统原理、人本原理、预防原理、强制原理和责任原理。此外，由于安全系统是人-机-环境的系统，安全系统的核心组成是人，安全工作的最軍要目的也是保障人的生命安全。因此，安全系统管理学的研究必须吸收和借鉴行为科学的理论和方法。在安全科学领域，运用行为科学中有关个体行为、群体行为、领导行为和组织行为的理论研究人的行为规律，对激励安全行为,控制和避免不安全行为，预防事故的发生具有极其重要的作用。安全系统管理学的研究也离不开经济学、心理学、信息学、工程学等学科的理论支持。安全系统管理学的学科理论基础如图2所示。

3安全系统管理学的学科内容研究

3.1安全系统管理学的研究对象

安全系统管理学以安全系统为研究对象，通过管理方法、手段，对系统中的人、物资、设备、资金、任务和信息等要素进行科学有效的协调和配置。

3.2安全系统管理学的研究任务

安全系统管理学的基本任务是运用现代管理科学的理论和原理，揭示系统管理活动的规律，建立系统的安全管理模式。具体地说，安全系统管理学的研究任务主要有以下几点：

1) 研究符合安全系统的系统管理的本质规律，研究系统中的人流、物流、资金流、信息流对安全工作的影响及其运动规律，为总结系统管理方法、手段提供理论依据。

2) 研究安全系统工稈实施过程即系统分析、评价、决策、控制等过程的管理活动规律，为开发决的实施过程’即系统分析、系统评价、系统预测、系统决策1彳控制等过程，研究其规划、组织、协调、控制的活动规律。

3) 安全系统管现的实施过程在安全系统管理规律的基础h,研究系统的风险分析、预测、评价、决策等实施过程

4) 系统管理的方法、手段。研究风险预控管理的方法、手段，主要研究各种安全管理模式和管理体系的建立、运行与保持过程等。

3.3安全系统管理学的研究内容

1) 安全系统的范围和特性。从系统的观点，揭示安全系统的范畴，研究安全系统的系统性、开放性、确定性与非确定性、有序与无序性、突变性与畸变性，研究安全系统的静态特性和动态特性。

2) 安全系统管理的规律。针对安全系统工程

4.安全系统管理学的研究方法

安全系统管理学属于安全科学的范畴,可以看作是管理学的分支，与安全系统工程同属于系统安全的两个重耍组成部分。因此,安全科学、管理学和系统科学的各种方法论是安全系统管理学的方法论基础。

4.1基于系统科学的方法论

目前，系统工程采用一种“由上而下”、“由总而细”的新方法论。它不着眼于个别单元的性能是否优良,而是要求巧妙地利用单元间或子系统之间的相互配合与联系，来优化整个系统的性能，以求得整体的最佳方案。系统工程的方法论广泛适用于科学研究的各个阶段和各个环节,贯穿并作用f各种科学研究方法，逐渐形成一些新的专门方法和技术。

4.1.1霍尔的“三维结构体系”

美国学者霍尔1969年提出的系统工程“三维结构体系”，为系统工程提供了一种立体思维方法。其特点是强调明确目标，认为对仟何现实问题都必须而且可能弄清其需求，其核心内容是最优化，其三维分别是时间维、逻辑维、知识维,如图4所示。其中逻辑维足解决问题的思维过程，是系统开发时所所经历的1:作程序体系,这一过程分为7个步骤。时间维是系统从计划到使用、更新的全过程按时间顺序的工作阶段，共分为7个阶段。知识维是在系统分析、综合、优化、实施等过程中所需要的基础和专业知识，除系统工程基础埋论之外，还耑要用到社会科学、法律、医学、人机工程学等。

由“三维结构体系”可以看出,系统工程嫌论既把对象作为一个整体，又把每个研究过程看作一个整体，如时间维中规划阶段需采用逻辑的思考过程,从整个时间阶段来看也需要采用逻辑维的步骤，这就是系统工程方法论的基本指导思想。

根据安全系统管理学的研究内容,针对安全系统工程的实施过程，从三维结构中的逻辑维、时间维和知识维，应用管埋学的基本原理，对系统的规划、组织、协调、控制等活动进行管理。安全系统管理模式是安全系统管理学研究的主要管理手段之一，其建立、运行等过程的研究应从知识维、逻辑维和时间维等方面综合考虑。

4.1.2 物理-事理-人理(WSR)系统方法论

物理-事理-人理(WSR)系统方法论是物理、事理和人理三者如何巧妙配置有效利用以解决管理问题的一种新型系统方法论，如图5所示。其中“物埋”是指那些或通过定量分析’或经严密逻辑推理，或经精确科学实验而证明为正确的研究成果就是科学知识。“事理”是指用以解决实际问题的技术方法。“人理”的内容包括人们结合心理学、行为科学和社会科学等研究如何有效发挥人的创造性、能动性，如何利用人的理性思维的定性、连续、多层次、全方位的综合和已有的“物理”、“事理”去组织最佳的集成动态实践活动以产生最大的综合效益等工作内容。

在安全系统管理学的研究中,可综合运用科学技术知识、社会科学知识、决策管理知识和系统内有关人员以汁算机和专家系统为中介有机结合起来，实现系统科学的总体分析、总体规划、总体设计和总体协调，以求解决各种问题。

4.2基于安全科学和管理学的方法论基础4.2.1比较安全学

安全科学方法学是以安全为着眼点，以人们认识世界、改造世界所应用的方式、手段和遵循的途径作为研究对象，是既分別研究各种安全科学方法的内容、特点、作用及其合理性,又从整体上研究这些方法的相互联系和相互渗透,概括出它们之间存在的规律的一门科学。中南大学吴超教授提出将比较研究方法应用于安全科学领域，由此产生了比较安全学。比较安全学是从人体免受外界因素危害的角度出发，并以在生产、生活、生存过程中创造保障人体健康条件为着眼点，通过对安全体系中彼此有某种联系的不间时空的事、物、环境、人的行为、社会文化、知识等进行对照，从而揭示它们的共同点和差异点并提供借鉴和相互渗透的一种安全科学方法，也是人类认识客观事物最原始、最基本的方法。

比较管理学是主要运用比较方法对各种管理殚论和管理实践进行研究的学科。从各国之间企业管现的宏观比较到一M内各类企业的微观比较，从管理实践的比较到管理理论的比较,从企业管理要素的比较到企业管现方法的比较，等等,都纳人了比较管邦学的研究范围。比较管理学的主要研究方法就是比较的方法。

安全系统管理学是一门交叉学科，以比较安全学为方法论基础，m比较管埋学的研究方法,有助于更加深刻的认识安全系统竹理学的学科本质，通过比较的方法开展研究,从而提出更加适用的珅论。

4.2.2 比较方法简介

比较力法，是人们在认识世界和改造壯界的过程中，根据-定的规则,把彼此有某种内在联系的两个或两类以t的事物加以对比，以辨明其异同和特点、把握其本质和规律的科学方法。从比较学体系所提供的比较应用方法来看，比较方法（手段）种类繁多。在满足比较条件的基础l:J、V:用比较法研究安全系统管理学,在安全系统管理的胶理和规律、管理方法、手段以及安全管理模式等方面可以开展以下比较研究：

1) 从比较的方向看，吋以开展横向比较、纵向比较和斜向比较。横向比较，足对同-时期不同国家的企业安全系统管理理论与实践的比较,从中揭示各国企业安仝系统竹理的异同;纵向比较，是对同一国家不同发展阶段的企业安全系统竹埋的比较，从而把握企业安全系统管理发展变化的规律性斜向比较，足对+同闰家不同时期的企业安全系统管理比较。

2) 从比较的联系看，可开展平行比较和影响比较。平行比较，即对两个或多个互无影响的国家的企业安全系统管理进行比较研究。影响比较，即对两个或多个在社会、经济、文化、技术、管理等方而相互影响的国家的企业安全管理，以研究管理移植的方式、途牦和有效性。

3) 从比较的范围看,可开展国际比较和闰内比较。

4) 从比较的角度看，可开展综合比较和专题比较。

5) 从比较的内容看，可开展安全系统管理理论的比较和安全系统管理实践的比较。

以上各种类型的比较相互联系，吋交叉进行，从而能够进行全方位、多角度的综合比较。

4.2.3 安全系统管理学研究的具体方法

1)观察、总结的方法。按照理论联系实践的要求,研究安全系统管珅.学必须掌捤观察管理实践、总结管理经验，并进行提炼概括,使其上升为理论的方法。

2) 比较研究的方法。有比较才会有鉴别。当代批界各国都十分軍视管理和管理的研究，各自形成了带有特色的系统管理科学。借鉴、应用他国的安全系统竹理殚论和方法以及管理模式等，不能简单地照搬。通过比较分析，分辨出吋为借鉴的东西和不可借鉴的东西，真止做到博采众长，丰富安全系统符埋学的内容。

3) 历史研究的方法。历史研究方法就是运用有关安全系统竹埋理论与实践的历史文献，考察管理的起源、历史演变、電要管理思想家的理论、重要的管现案例，通过比较选择，从屮找出规律性的东西,寻求从有审要意义的管理原则、方式和方法。

4) 案例分析法。案例分析法是指在研究管理学的过程屮，通过对典型的符理案例进行分析、讨论,从中总结出管理的经验、方法和原则，加强对管琍理论的押解匀方法的运用。通过分析其他企业的安全系统管理模式或体系，总结各种安全管理体系的特点、适用范M、运行过程存在的问题等,从而建立有效的安全系统管钾模式。

5) 试验研究法。试验研究的方法是指在设定的环境条件下认真观察研究对象的行为特征，并有计划地变动实验条件，反复考察管理对象的行为特征，从而揭示管碑的规律、原则和汔术的方法。

5安全系统管理学与其他相关学科的关系

5.1 安全系统管理学与安全科学的关系

安全科学是研究安全本质及其运动规律的科学，安全科学是以人们在生活、生产、生存领域的安全问题为研究对象;研究具有复杂的、巨系统特点的安全系统的结构，研究其如何由安全态通过突变、势垒跃迁转化为另一个安全态，研究消除或控制危害因素的理论和技术，研究如何控制和回避风险，研究安全观念和思维知识体系的一门交叉学科[~。安全科学目前在工程领域内的应用已非常普遍,相应地在工程技术层次上的内容也十分丰富，但在基础理论和技术科学H次上还比较薄弱。安全系统管理学作为一门交叉性的学科的作用城得越来越重要,安全系统管理学的主要作用是为安全科学的理论研究和工程实践中涉及管理缺陷、管理失误的预防提供宏观上的指导，它在安全科学的发展过程中具有十分重要的地位。

5.2 安全系统管理学与管理学的关系

马克思曾经说过，凡是组织多人在一起协同劳动的地方，都必须有管理，并且组织规模越大，人员越多，管理越复杂。安全系统管理也是如此。在当代科学技术H益发展的条件下，人们对管理贯要性的认识越来越深刻。管理有它的基本概念、原则、方法和艺术，但这种埋论、原则、方法，必须结合企业的实际情况来运用。同时，管理还要受不同社会、政治、经济、文化环境以及各种复杂的传统人文关系的影响。管理学提出的这些理论，是研究安全系统管理学不p丨忽略的知识。

安全系统符理学是管理学的重要应用分支。安全系统ff理学不何要应用管理学的研究成果为其服务，同时安全系统脊理学还丰富了管理学的内容,扩大了其内涵。因此，安全系统管理学和管殚学是相互交叉和兼容的关系，前者是后者在安全中疢用而发展起来的应用性学科。

5.3 安全系统管理学与安全管理学的关系

安全管理学足研究人与人关系以及研究人和自然关系的科学。具体地说，就是研究劳动生产过程中的不安全、不卫生因素与劳动生产之间的矛盾及其对立统一的规律;研究劳动生产过程中从、Ik人员与生产工具、机器设备和上作环境等方向的矛盾及其对立统一的规律。根据安全管理的职能看,其管理的内容同其他安全学科一样，即对人的管理和对组织与技术的管理。安全系统管理学是安全管理学的重要组成部分。安全系统管理学侧韋对系统的管理研究，注重赞理活动的过程，涉及到影响管理过程的安全系统的各个因素，包括人的因素。

安全管理学是安全科学技术学科中甫要的二级学科,安全系统管理学是安全管理学的应用分支，安全系统管理学属于安全科学研究的范畴。安全系统管理学的研究可以;、V:用安全管理学有关安全管理规律和原理的研究成果。

5.4 安全系统管理学与系统科学的关系

系统科学及系统工程以系统为研究对象，复杂系统及其开发、运行、革新是系统T；程学研究的基本问题。系统工程学采用复杂科学方法，注電定性与定量、微观与宏观、还原论与整体论、科学推理与哲学思辨等有机结合，能够有效解决复杂系统问题。安全系统管理学研究的安全系统，是一个巨复杂系统,因而系统1：程学为安全系统管理学的研究提供了指导思想和基本研究方法。

5.5安全系统管理学与安全系统工程学的关系

安全系统工程是系统工程在安全领域中的应用。安全系统工程是运用系统论的观点和方法，结合工程学原现和有关专业知识来研究生产安全管埋和丁程的新学科，是系统丄程学在安全丄程学中的运用，其埋论基础是安全科学和系统科学。安全系统管理学是运用系统科学的原理,选择合适的危险分析和风险评价方法，确定分析的对象和分析深人的程度,并根据安全系统丄程分析评价的结果作出决策，要求安全系统丄程对危险进行相应的消除和控制，其理论基础是安全科学、系统科学和管理学。安全系统工程和安全系统管理学足系统安全的两个组成部分，一个是T.程学科，一个是符理学科。因而，要想使系统达到最佳安全性，二者缺一不可，而且还应有机地结合在一起。

6结论

安全系统管理学是基f安全管理7的研究提出的分支学科。同时，安全系统管珅.学是系统安全发展的耑要，随若安全系统T程学的逐步完善,对安全系统管理的需求也H渐显现。作为安全竹埋学的组成部分,安全系统管理丨以进一步充实安全管理学的基本理论。通过借鉴系统科学、管理学等的知识体系,探索安全系统管理学的定义、研究对象、研究内容、学科基础和研究方法等，构建安全系统符理学的理论框架。其主要有以下几点结论：

1) 安全系统管理学的研究可以从安全学科的属性出发，从安全社会学的特点出发，以安全管理学为前提进行研究。

2) 安全系统管理学是安全管理学的一门应用学科,同时，安全系统管埋与安全系统丄稈是系统安全的两个重要组成部分，可借鉴系统科学的原理和方法，研究安全系统的范畴和特性。

3) 安全系统管理学以安全系统为研究对象,研究安全系统工程实施过程及系统分析、系统评价、系统决策等活动的规划、组织、协调和控制过程和规律。研究安全系统管理的方法、技术和手段，为系统管理提供指导。

4) 由于安全系统具有非线性、模糊性、突变与畸变性等复杂特性，除管理学、经济学、心理学等学科之外，系统科学中的系统工程学、控制论、信息论、运筹学等都是安全系统管理学的学科理论基础。

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1. 培养学生的抽象思维能力

由于“结构的重要性”，必须要求有一套与之相适应的教材。目前，在物理教学大纲规定的范围内，可以对现行物理教材进行一番加工改造，突出结构，强调对抽象思维能力的培养。

1.1建立高中物理的整体的知识和逻辑的结构和系统

同时建立各部分（力学、热学和分子物理学、电磁学、光学、原子物理等）的子结构和子系统；以及各章、节的结构。并与学生的认知过程相适应。

1.2培养和提高学生抽象思维能力

大家都知道，随着实验研究对象远离人们直观经验的领域，特别是现代物理学实验的发展，使人们愈来愈认识到实验与观察依赖于理论，实验所获得的认识实际上受制于仪器和实验设计中所包含的假设，是不可能摆脱理性思维的指导的。尤其是高中物理。由于实验设备的限制，学生又没有误差理论的系统知识，往往对于实验原理、实验得到的数值（哪怕是不准的）都抱着轻视的态度，而集注意力于操作上，这对于培养和提高学生抽象思维能力是不利的。为此，高中物理实验的重点，应放在实验的设计思想，仪器的原理以及在中学仪器条件下对实验数据的认识和处理上，而不应仅仅停留在操作和观察上。

1.3有意识的多加指导和训练

教学中最重要的任务是概念的形成和问题的解决。概念不仅是学科结构的最基本的要素，是“框架”的“交结点”，而且是思维的“细胞”。而问题的解决，即应用，正是结构中各部分之间联系的建立以及结构的发展所必需经过的阶段。这也就是思维的过程。统计表明，仅就中学生而言，掌握归纳推理的水平略优于掌握演绎推理的水平。实践中，我们也常常发现就多数学生而言，从自然现象和实验归纳出概念和规律，学生掌握较好，而运用概念和规律去解决问题则困难较大。这是由于演绎推理较之归纳推理可以通过更多种形式来表现，掌握起来也复杂些，因此，就需要有意识的多加指导和训练。按照提高抽象逻辑思维能力的要求编写例题和习题，并加以适合的配量。这与“题海战术”是有本质区别的。当前，好的例题和习题（指符合我们这种要求的）不是太多而是太少了。

1.4培养学生抽象思维能力

大家知道，从物理学发展史来看，“结构”是随着物理思想和对物理概念的理解更加深化而发展的，不是一成不变的。适当地、完整地围绕某一部分物理知识（如力学）介绍这种发展，较之分散地介绍某一部分历史事实，更有利于学生思维的发展。

2. 面对大多数学生进行课堂教学

一是从有利于提高学生抽象逻辑思维能力出发，增强学习的目的性、方向性，应该让学生知道学习过程、思维过程、思维的形式和方法，以调动其自觉、主动性。只有自觉地遵循思维规律来进行思维，才能使概念明确、判断恰当、推理合理、论证得法，具有抽象逻辑性，培养出深刻性的思维品质。这是一切思维品质的基础。二是按现代认知心理学的观点，学生在学校的学习的实质就是前述认知结构的“同化”和“顺应”的过程。学习的类型主要是“意义学习”，即在良好的教学条件下，学生理解符号所代表的知识，并能融会贯通，发展了智力，提高了能力。其实质是符号所代表的新知识与学生的认知结构建立了非人为的实质性联系。这是最有价值的学习。学习进行的方式主要是“接受学习”，即要学习的全部内容都是以定论的形式呈献给学生，然后让学生加以“内化”（即与原有知识有机结合），大量的知识和材料都要靠此获得。三是因材施教，开展课外活动，培养一些优秀学生。便他们不受思维定式的约束。大力培养他们的直觉思维和创造性思维。直觉思维是创造性思维的基础。强调直觉思维是爱因斯坦科学观的一个重要特征。他说：“物理学家的最高使命是要得到那些普遍的基本定律，由此世界体系就能用单纯的演绎法建立起来。要得到这些定律，并没有逻辑的道路：只有通过那以对经验共鸣的理解为依据的直觉，才能得到这些定律。”探索就得用直觉思维：整体的、跳跃的、猜测的，以知识结构为根据的直接而迅速的认识。同时，我们对于学习物理有困难的学生，则应加强课外辅导，消除他们心理上，思维上的障碍，以适应面对大多数学生进行的课堂教学。

3.教学过程的控制和评价

3.1教学过程离不开信息的传递，因此也是可以量化的

现代系统科学据现代认知心理学的“产生式”理论，从信息加工的角度，把人的短时记忆的最小单位定为“组块”，多大是一个组块，不是固定不变的。一个数字、字、词、符号、成语、短语等都可以是一个组块。它的存贮时间需要0.5秒，而转化为长时记忆至少需8秒。掌握物理学科，首先要懂得物理语言，大脑中要有一套物理符号系统。即在长时记忆中要存贮一定数量的组块（信息）。仅有组块还不够，还必须把组块组成若干程序，形成产生式系统。一个产生式包括两部分：条件和动作。一定条件做出一定动作就是一个产生式。如：一个公式，一个定理就是一个产生式。组块必须按产生式组合才有意义，二者不可截然分开。普通教科书一章所传授的知识约有十几个产生式。掌握一间课程等于掌握几百个产生式。而获得物理学科那样的专业能力，就得掌握几千或几万个产生式。从时间上讲，一天学习5小时，1小时可以学习4―20组块，1个产生式。这就是相当于一课时的信息量。依此类推。如果能仔细地将高中物理教材中必须掌握的组块和产生式统计出来，实行控制是有可能的。

3.2教学方法

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关键词　分形理论　分维数　综述

中图分类号：TP391.41 文献标识码：A

数学，特别是几何，是有效刻画自然界的一种有力工具，人们从现实生活中抽象出点、线、面等基本的几何概念，并努力用这种很规则的几何概念去描述和理解自然摘　要　分形理论与混沌论、孤子理论(Fractal、Chaos、Soliton)作为现今非线性三大前沿理论，已经成为系统科学研究中一个非常活跃的领域。它所揭示的复杂系统的标度不变性、自相似性，分维数等全新的系统特性和概念，对现代科学和哲学都产生了深刻的影响。由于它能从更高的层次和新的角度把自然界、社会及思维领域中一系列复杂的关系有机地结合起来，因此被迅速地应用于社会科学和自然科学的相关研究中，取得了很有意义的结果。本文重点讨论了分形理论的产生和发展过程。

关键词　分形理论　分维数　综述现象。事实上关于自然现象无论是小到晶体的结构还是大到宇宙星系分布，人类早就了解到它们都是十分复杂和不规则的。可以说复杂的不规则图形才是自然界的本质，规则图形不过是对自然界的理想和简化描述。针对这种复杂性和不规则性，欧几里德几何以及微分几何都显得束手无策，而分形理论的产生，为客观描述和解释真实世界提供了新的方法和思路。它从另一端对传统科学提出了挑战，同时又给传统科学提供了补充和启示，因此迅速发展并在自然科学、社会科学、思维科学等各个领域获得了有效的应用。

1 分形理论发展简介

第一阶段，1875-1925年。在这个阶段研究者已经认识到几类典型的分形集，并且对此类集合与经典集合的差别进行了描述、分类。K.Weierstrass在1872年发展了一种处处连续但处处不可微的函数。同年，Cantor发展了现在cantor三分集。 随后的1890年，Peano构造出了Peano曲线。1904年，H．Vonkoch构造了一种雪花状的科赫曲线，封闭曲线的长度趋于无穷大，但其所围成的面积却是一个定值，其极限曲线虽处处连续，却处处不可导。1913年，Perrin研究了布朗运动的轨迹图，指出布朗运动作为运动曲线不具有导数。为了测量复杂的长度、面积等基本概念的集合，1901年，Minkowski引入了闵可夫斯基容度。1919年，F·Hausdorff开始了奇异集合性质与量的研究，并提出分数维的概念，引入了豪斯道夫测度和豪斯道夫维数，这些实际上指出测量一个几何对象必须依赖测量方式及测量所采取的尺度。

第二阶段，1926-1975年。这个阶段人们在分形集的性质、维数理论等研究方面都取得积极成果。1928年，Bouligand发现了布利干维数。1932年，Pontrjagin与Schnirelman发现了覆盖维数。1934年，Besicovitch深刻揭示了豪斯道夫测度的性质和奇异集的分数维，产生了豪斯道夫一贝塞考维奇维数概念。 1959年，Kolmogorov与V.Tikhomirov引入体维数。此时，在法国以Salem与Kahane为代表的学派从稀薄集的研究切入，对各种类型的康托尔集及稀薄集作了系统的研究，使用了相应的理论方法和技巧，并在调和分析理论中得到了重要应用。尽管此阶段的分形研究成果颇丰，但绝大部分局限于纯数学理论的研究，而没有与其它学科发生联系。在这种情况下，分形理论进入其第三个发展阶段。

第三阶段，1975年至今。此阶段是分形几何在各个领域的应用取得全面发展，并形成独立学科的阶段。20世纪60年代以来，曼德尔布罗特系统、创造性地研究了诸如海岸线的结构等典型几何性质的自然界分形现象，取得了一系列成就。1967年他发表了著名的《英国的海岸线有多长》的论文，在论文中首次阐明了关于分形的思想，并于1973年在法国Academie Francaise讲学时指出客观世界中那些极不规则的构型可以用分形几何处理，并于1975年提出“fractal”的概念，其分形思想渐趋明朗， 随后出版的《分形：形、机遇与维数》、《自然界的分形几何》两本专著中，他系统地阐述了分形几何的内容、思想、意义和方法，他继承了利用测度理论来定义各种几何体的空间维数的思想，并在此基础上将它发展为“分形几何”。这两部著作也成为分形几何作为一个独立的学科正式诞生的标志。如今，分形理论的概念已扩展到了在结构、功能、信息、时间等具有自相似性质的广义分形，远远超越最初所指的形态上具有自相似性质的几何对象的狭义分形，同时分形理论与许多领域相结合，产生了如分形物理学、分形生物学、分形结构地质学、分形经济学、分形人口学、计算机分形学、分形图像处理技术、分形噪音理论、分形函数论、分形艺术等新的理论、方法、技术和学科。

2 分型理论研究的意义

作为现代数学的一个重要分支，分形理论本质上是一种新的世界观和方法论。它承认局部的结构、形态、功能、时间、能量、信息等性质可在一定条件和过程中表现出与整体的相似性，同时该理论认为空间维数的变化既可以离散也可以连续，这极大地拓展了数学研究的视野，当前分形理论的研究主要分三种类型：第一，基础研究。集中在分形维数的性质与估计、分形集的交与积、分形集的局部结构、随机分形理论等方面；第二，实际应用研究。集中于其在生命科学、社会科学、化学、物理学、艺术、地震学等多个方面的应用研究；第三，分形图形的生成方法研究。也正是因为分形理论与自组织理论、混沌理论密切相关，并与混沌理论及孤立子理论被人们称为现代非线性科学的三大前沿。以至于，美国物理学家J·A·Wheeler说“可以相信，明天谁不熟悉分形，谁就不能被认为是科学上的文化人。”虽然“分形”研究已经进入深入攻坚与广泛应用的阶段，但是在分形定义和计算方面任然存在缺陷和分歧，有待深入研究。

综上所述，分形理论作为当代非线性研究三大前沿之一，虽然其应用的工具性和系统系有待增强，但其新颖的世界观和方法论在自然科学和社会科学研究领域发挥了非常重要的作用，取得了非常有意义的结果。随着分形理论各项研究的进一步发展，其必然在科学研究和社会实践过程中发挥更显著的作用。

参考文献

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[2]　肯尼思·法尔科内著.分形几何——数学基础及其应用[M].曾文曲等译.沈阳:东北大学出版社,1991.

[3]　孙洪军,赵丽红.分形理论的产生及其应用[J].辽宁工学院学报,2005.25(2):113-117.

[4]　Manderlbrot BB.Fractals: Form, chance and dimension. San Francisco: Freeman,1977.

[5]　李后强,汪富泉.分形理论及其发展历程[J].自然辩证法研究,1992.8(11).

[6]　Vassilis P,Petros M.Filtered Dynamics and Fractal Dimensions for Noisy Speech Recognition[J].IEEE Signal processing letters,November 2006.13(11):711-714.

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1、有意记忆：有明确记忆目的并采取相应记忆方法和努力的记忆。学生学习科学知识时，有意识地识记和保持所学的内容，通过背诵、练习有关的概念、公式等，在应用或考试时有意识地把它们再现出来，以解决当前的问题，这就是有意记忆。它是人获得系统科学知识、完成特定任务和积累个体经验的主要记忆形式。

2、无意记忆：无意记忆是没有预定目的，也不采用专门的方法，自然而然发生的记忆。对有趣的故事、书刊、影视内容等都可轻松地记住，这类现象就属于无意记忆。人们大量的生活经验、行为方式都是通过这类记忆积累的，它在人适

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