An Introduction to Systems Science pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:John N. Warfield

出品人:

页数:432

译者:

出版时间:2006-4

价格:$ 128.00

装帧:HRD

isbn号码:9789812567024

丛书系列:

图书标签:

系统科学
系统论
复杂性科学
建模
仿真
控制论
运筹学
跨学科
科学方法
整体论

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具体描述

This is the first book that renders a thorough discussion of systems science. It draws on material from an extensive collection of external sources, including several other books and a special library collection complete with videotape empirical evidence of applicability of the theory to a wide variety of circumstances. This is essential because systems science must be responsive to diverse human situations of the widest difficulty, and it must fill the void that the specific sciences cannot fill, because these sciences are insensitive to the necessities of reconciling disparate views of multiple observers, and incorporating local conditions in hypotheses that precede inductive explorations.

好的，以下是一本名为《An Introduction to Systems Science》的图书的详细简介，内容完全围绕系统科学导论的核心主题展开，不包含任何关于人工智能或AI生成过程的描述。 --- 《系统科学导论》（An Introduction to Systems Science）图书简介探索复杂性、关联性与动态性的基础框架在当今世界，无论是生物学、工程学、社会学还是生态环境，我们所面对的挑战和现象往往不再是孤立的、线性的事件，而是相互连接、动态演化的复杂系统。理解这些系统的运作机制、识别其内在结构、预测其行为模式，是现代科学与工程领域的核心任务。《系统科学导论》正是为有志于掌握这种跨学科思维模式的读者精心撰写的一部权威指南。本书旨在为初学者和希望系统性回顾系统科学基础的专业人士，提供一套严谨而直观的理论框架和分析工具。我们不仅仅停留在概念的介绍，更致力于展现系统思维如何作为一种强大的认知工具，帮助我们解构复杂性，洞察事物的本质联系。第一部分：系统科学的基石与哲学视角本书伊始，我们将深入探讨系统科学的起源、发展历程及其核心哲学立场。系统科学并非单一学科，而是一种看待世界的视角——整体性（Holism）高于部分之和。核心议题：整体性与涌现性（Emergence）：我们将详细解析“整体大于部分之和”的含义。系统作为一个整体所展现出的特性，往往无法仅通过研究其孤立组成部分来预测。涌现现象，例如生命、意识或市场崩溃，是系统科学关注的焦点。边界与环境的定义：如何科学地划定一个系统的边界？边界的选取如何影响我们对系统动态的理解？我们将讨论开放系统与封闭系统的区分，以及系统与其外部环境之间物质、能量和信息的交换过程。跨学科的统一性：探讨系统科学如何桥接自然科学与社会科学。从控制论（Cybernetics）的反馈机制到信息论的度量标准，我们将展示不同领域中普遍存在的系统模式。第二部分：系统的基本构成与结构分析本部分聚焦于构建和描述系统的基本要素。系统由组件、连接和边界构成，理解这些结构是进行任何系统分析的前提。关键概念解析：组件与关系：组件可以是物质实体（如机器零件、生物细胞）也可以是抽象概念（如规则、变量）。关键在于它们之间的连接方式——无论是物理连接、信息流还是因果依赖。结构拓扑：我们将引入图论和网络分析的基础知识，用于可视化和量化系统的连接模式。讨论集中式（Hub-and-Spoke）网络、分布式网络以及层次化结构的特征及其对系统鲁棒性的影响。层次结构与分形（Hierarchy and Fractals）：许多复杂系统以层次结构组织，从微观到宏观展现出相似的模式。本书将介绍分形几何在描述自然和人工系统中自相似结构上的应用。第三部分：动态性、反馈与稳定性分析系统科学的核心在于研究系统随时间推移的行为变化，即动态性。本部分是本书的技术核心，侧重于描述和预测系统状态的演化。动态系统的核心工具：反馈回路（Feedback Loops）：详细区分负反馈（稳定化机制，如恒温器）和正反馈（放大或失控机制，如滚雪球效应）。我们将使用因果回路图（Causal Loop Diagrams）来清晰地描绘这些相互作用。稳态与平衡：分析系统如何维持其核心特性，即使在外部扰动下仍能保持相对稳定（稳态）。我们将探讨“平衡点”的概念及其在生态学和经济学中的体现。滞后效应（Time Delays）：现实中的系统存在信息传递或作用执行上的时间延迟。我们将论证滞后是如何导致系统振荡甚至失稳的关键因素。非线性动力学导论：引入非线性系统的概念，展示微小的输入变化可能导致巨大的、不可预测的输出差异（蝴蝶效应的数学基础）。探讨极限环（Limit Cycles）和混沌（Chaos）的初步特征。第四部分：信息、控制与适应性系统必须能够感知环境变化并作出反应以维持其功能或达成目标。本部分关注系统如何处理信息并实现自我调节和适应。控制与信息流：控制论视角：从维纳和控制论的视角出发，探讨目标设定、监测和纠错过程。阐述传感器、控制器和执行器在人工和自然控制系统中的作用。信息熵与复杂性度量：引入香农信息论的基础概念，用以量化系统内部信息的存储和传递效率，以及系统复杂性的客观度量标准。自组织与适应性：探讨系统如何在没有外部集中控制的情况下，通过局部交互自发形成有序结构（自组织）。研究适应性复杂系统（CAS）如何通过学习和进化来优化其长期生存能力。第五部分：应用案例与前沿展望本书的最后部分将理论框架应用于具体的现实世界场景，展示系统科学的强大实践能力，并展望其未来发展方向。应用领域举例：生态系统分析：如何用捕食者-猎物模型（Lotka-Volterra）来理解生态平衡与崩溃。工程系统建模：从控制论角度分析大型基础设施（如电网、交通系统）的鲁棒性设计。社会与组织系统：借鉴系统动力学（System Dynamics）工具，分析政策干预的长期和意外后果。《系统科学导论》不仅仅是一本教科书，它更是一套思维转换的工具箱。通过学习本书内容，读者将能够超越学科壁垒，用一种更整合、更具洞察力的方式来理解和干预我们周围日益复杂的现实世界。它为所有希望在科学、管理、政策制定或工程设计领域取得突破的思考者，奠定了坚实的分析基础。