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描述复杂系统的问题的介绍

更新时间:2025-01-12 工作计划 版权反馈
【摘要】:复杂系统可以看作一般系统的一个种类,因此描述复杂系统应先从描述一个一般系统谈起。对于很多系统来说,其运行规则就是其边界。图5.2系统及其描述复杂系统有别于一般简单系统的关键在于组成系统的各部分之间的相互作用、相互联系的含义不同。因此,要理解复杂系统的行为,不仅要理解系统各个部分是如何共同作用导致系统整体行为的,还要理解各个部分自身的行为。因此,对复杂系统的描述,重点在于对系统单元(个体)行为的描述。

复杂系统可以看作一般系统的一个种类,因此描述复杂系统应先从描述一个一般系统谈起。图5.2是克莱门斯(Marshall Clemens)所给出的系统及其描述图。一个系统是由单元或部分组成的,所有的组成部分可以同质或异质,可以相同或相似,也可以不相同。单元与单元之间按照一定的关系连接起来,每个单元可视为一个子系统。由单元构成的系统存在着一个边界,用以保护系统内部单元不受外部环境的影响,并通过边界与外部环境进行物质、能量、信息的交流等。对于很多系统来说,其运行规则就是其边界。

通常我们描述一个系统时,首先要根据先验知识、经验、实验数据及实验结果,把系统的特性抽象成一幅图景,再借助比喻和知识模型,通过概念框图、语言表达、数学工具进行建模。然后通过建立的模型进行系统仿真,看其是否符合人们从经验和实践中所获得的认识。最后,利用所获得的系统来描述模型,通过改变系统内部单元的性质,调整它们之间的连接关系,以及系统与外部环境间的相互作用关系等,模拟系统随时间的演化过程,以实现对系统未来行为的预测。

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图5.2 系统及其描述

复杂系统有别于一般简单系统的关键在于组成系统的各部分之间的相互作用、相互联系的含义不同。复杂系统其组成部分一般非同质,且具有多层次的结构,不仅各个部分之间存在相互作用,而且子系统之间、层次之间都存在着复杂的相互作用,尤其是存在着强非线性的相互作用。因此,要理解复杂系统的行为,不仅要理解系统各个部分是如何共同作用导致系统整体行为的,还要理解各个部分自身的行为。如果不了解系统各个部分的行为,就不可能了解复杂系统的整体行为。复杂系统之所以复杂,就是因为系统的部分难以被理解和分析,尤其是以人作为个体的系统更是如此。因此,对复杂系统的描述,重点在于对系统单元(个体)行为的描述。

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