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2023-07-02
教育技术学：系统科学基本原理
【摘要】：系统是由要素构成的，要素的排列方式不同、运动秩序不同，会形成不同的系统。无序不成其为系统，系统的有序是系统的本质属性之一。所谓“序”，是指一定系统保持自己整体特性和功能的内部结构方式和运动秩序。等级分明、井然有序，稳定的层次联系构成了系统的纵向有序。这三方面的有序构成了系统的有序。
系统科学理论可以归结为六个基本原理，即整体原理、有序原理和反馈原理、有机相关性原理、目的性原理和动态性原理。以下重点阐述整体原理、有序原理和反馈原理。
1.整体原理
任何系统都是由若干相互联系、相互作用的要素（部分）构成的整体。但在功能上，整体功能并不等于部分功能的总和。整体功能与部分功能的关系有三种情况：“小于”、“等于”和“大于”。前两种情况在非优系统中或机械组成范围内是存在的，但不会在优化系统中出现。
一般来说，事物功能可以分为三个层次：基本层次是事物的“元功能”，即事物中各孤立部分元素的功能；其次是各部分相加的功能，称为“加功能”；再就是由事物的各部分按一定有序组合形成的结构所产生的功能，可以称为“构功能”。构功能只存在于整体状态中，不存在于整体内的要素之中。构功能以元功能为基础，但又不等于元功能的加和。当要素或元素的结合是有序的、有目的的，从而形成优化系统时，系统就获得了一种“系统效应”和系统功能的“附加量”，于是，在宏观上就呈现出整体功能优于部分之和的现象。这种大于元功能加和的系统构功能就是一种新的系统质。
整体原理要求我们注意以下几个方面：
第一，整体性是系统的本质特征，是系统理论的核心。任何系统都是由要素构成的，系统的要素是相互关联的，它们之间受一定规律的制约，要素之间的联系形成系统的结构，不同的结构，具有不同的功能。无论研究一个要素、子系统，还是认识它们之间的联系和作用，都要从系统整体出发，以整体为准绳，以整体为归宿。
第二，系统都是由要素构成的，但不能孤立地考察一个要素，应把要素置于系统之中去考察。系统也不是孤立的，它与环境紧密相关，应把系统置于环境中去考察。要把对象作为一个由诸多要素或子系统构成的系统来考察，把握其整体构成和整体运动规律。
第三，任何系统虽是由若干部分（要素）所构成，但在功能上，各部分功能的总和不等于整体的功能；任何系统的整体功能应大于各部分功能的总和。应该把对象放到它所属的系统之中去考察，要看到，系统的整体新质与规律只存在于组成它的诸要素的相互联系和相互作用之中。
第四，要看到系统中各要素间的联系不是线性的因果链，而是互为因果的网络，整体联系存在于非线性作用之中。
2.有序原理(www.chuimin.cn)
（1）系统要发展，要从无序到有序，第一个必要条件是系统必须是开放的系统；另一个必要条件是系统必须有涨落的作用即远离平衡态。系统是由要素构成的，要素的排列方式不同、运动秩序不同，会形成不同的系统。化学中的同素异形体，如金刚石和石墨，就是一个明显的例子。再如，自由电子的无规则运动没有任何现实意义，有规则的定向运动则会形成电流。
（2）无序不成其为系统，系统的有序是系统的本质属性之一。所谓“序”，是指一定系统保持自己整体特性和功能的内部结构方式和运动秩序。序体现了整体与部分的对立统一。
有序是指一个系统的性质、结构、功能，由简单向复杂、由低级向高级的发展。它不是简单地反映时间的先后，位置排列的先后，而是系统组织程度的提高。序包含三方面的内容。一是动态有序、过程有序。优化系统的发展一般是从较低的有序状态走向较高的有序状态，系统的有序联系是在发展中构建和完善的；但有序又不是永恒不变的，有序与无序是对立统一、相互转化的。二是纵向有序。从垂直方向看，大系统—系统—子系统—要素……等级分明、井然有序，稳定的层次联系构成了系统的纵向有序。三是横向有序。从水平方向看，各系统之间、系统与环境之间、各要素之间，也构成了有序联系。这三方面的有序构成了系统的有序。
3.反馈原理
反馈是很普遍的一种现象。有关反馈的思想和实践可以追溯到久远的年代。古希腊的造船术，古代中国的“铜壶滴漏”，古代的指南车、自鸣钟和怀表，以及19世纪蒸汽机上的离心调速器，现代轮船上的操舵机等，都是反馈装置。在生物界，动物的血压、体温、血糖含量的自我调节，高级神经活动的条件反射，冬天来临时动物冬眠、鸟儿南飞等，都是反馈现象。反馈现象可以说是与生物在地球上的产生共始终的，但把它概括为一个科学概念、作为一种科学原理加以应用，却是从20世纪中叶开始的。
从系统科学的观点来看，反馈（Feedback）就是信息的反向输送，即信息输入控制系统以后，系统会有信息输出，输出结果反送回输入，对系统的再次输出产生影响，起到调节控制的作用。任何系统只有通过反馈，才能维持稳定状态。没有反馈，就没有各种自动调节和自动控制系统，也就没有动植物的生长发育和各种动物的有目的的活动，更不会有人的理性思维活动。没有反馈，也不可能实现人类对自然、社会和思维的控制。反馈体现了系统能动、积极的本性。
（1）一个控制系统既要有控制部分的控制信息输入到受控部分，更要有受控部分的反馈信息回送到控制部分，才能形成一个闭合回路。没有反馈信息的非闭合回路，不可能实现控制。
（2）反馈分为两种，如果反馈信息能够加强控制信息的作用，则这种反馈称为正反馈；反之，如果反馈信息的作用与控制信息的作用相反，则这种反馈称为负反馈。负反馈能维持系统的稳态，是可控过程。
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