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绪论1

热力学与不可逆性2

两种时间箭头——进化与退化3

第1章 系统科学的发展史5

1.1定性的系统思想的产生和发展5

1.2定量的系统科学方法的建立和发展9

1.2.1科学技术背景9

1.2.2 20世纪40～60年代形成的系统科学“学科群”10

1.2.3 20世纪70～80年代基础学科发展促进系统科学的建立13

1.2.4 20世纪80年代以来系统科学与其他科学的发展相互交织在一起13

1.2.5系统科学在中国的发展14

1.3综合的现代科学技术体系15

1.3.1学科分类的标准与形式15

1.3.2钱学森学科分类的原则及现代科学技术体系17

第2章 系统科学的基本概念和方法20

2.1系统的定义、结构和功能20

2.1.1系统的定义20

2.1.2系统的结构21

2.1.3系统的功能22

2.2系统的状态、演化及分类23

2.2.1系统的状态23

2.2.2系统的演化24

2.2.3系统的分类25

2.3系统方法论27

第3章 耗散结构理论31

3.1非平衡热力学的背景31

3.1.1什么是熵31

3.1.2开放系统的热力学第二定律33

3.1.3非平衡系统的局域平衡假定 熵产生率34

3.1.4昂萨格倒易关系 最小熵产生原理35

3.2耗散结构理论的创立37

3.2.1普利高津及耗散结构理论创立的历史背景37

3.2.2非平衡系统在远离平衡区的演化38

3.2.3自组织现象和耗散结构39

3.3稳定性43

3.3.1稳定性和Lyapunov函数43

3.3.2定态解的线性稳定性分析46

3.3.3定态解的性质47

3.3.4一个实例——Lotka-Volterra模型51

3.4分岔理论52

3.4.1从热力学分支到耗散结构分支52

3.4.2分岔现象53

3.5耗散结构现象56

3.5.1热力学分支的失稳56

3.5.2耗散结构现象的特点58

3.5.3耗散结构形成的条件60

附录：最小熵产生原理的证明62

第4章 协同学64

4.1序和对称性64

4.1.1序64

4.1.2对称性和有序66

4.2序参量68

4.2.1哈肯和协同学的创立68

4.2.2序参量——自组织的状态描述71

4.3支配原理73

4.3.1支配原理的概念73

4.3.2快变量绝热消去法75

4.4随机层次上讨论系统的演化78

4.4.1进行随机层次分析的必要性78

4.4.2描述随机过程的几类方程79

第5章 非线性行为83

5.1从线性到非线性83

5.2非线性系统的演化85

5.2.1非线性系统演化的特点85

5.2.2线性化方法86

5.2.3平均值方法86

5.2.4演化趋势的定性分析87

5.3混沌现象89

5.3.1“平衡态混沌”与“非平衡态混沌”89

5.3.2产生混沌的一个简单例子90

5.3.3混沌现象的特点93

5.3.4通向混沌的途径93

5.3.5蝴蝶效应96

5.4分维与分形简介98

5.4.1分数维几何学98

5.4.2分数维的计算100

5.4.3自相似结构和分形101

第6章 复杂性研究104

6.1复杂性研究的三个阶段104

6.1.1简单系统和三类巨系统104

6.1.2简单巨系统105

6.1.3复杂适应性系统107

6.1.4开放的复杂巨系统108

6.2复杂性科学110

6.2.1从简单性到复杂性110

6.2.2从有机界到无机界111

6.2.3复杂性研究的方法和意义113

第7章 运筹学116

7.1运筹学概论116

7.1.1运筹学的基本概念116

7.1.2运筹学简史118

7.2运筹学的主要内容119

7.2.1规划论119

7.2.2对策论120

7.2.3决策论122

7.2.4排队论123

7.2.5库存论124

7.2.6搜索论125

7.2.7可靠性理论125

7.2.8网络分析126

7.3几类规划问题127

7.3.1线性规划127

7.3.2非线性规划129

7.3.3动态规划130

7.4运筹学的应用132

第8章 控制论135

8.1控制论的产生135

8.1.1社会背景135

8.1.2理论渊源136

8.2控制论的基本概念137

8.2.1什么是控制137

8.2.2控制论的定义与分类139

8.2.3控制能力140

8.2.4输入与输出141

8.2.5反馈142

8.3控制系统143

8.3.1控制系统及其分类143

8.3.2控制系统的主要方法145

8.3.3控制系统的性能指标147

8.4控制论系统148

8.4.1控制论系统148

8.4.2控制论系统的基本规律151

8.5控制论的运用153

8.5.1控制论的理论内容153

8.5.2控制论的运用概况154

第9章 信息论156

9.1信息论的产生和发展156

9.1.1准备阶段156

9.1.2创立阶段157

9.1.3发展阶段158

9.2信息的基本概念159

9.2.1什么是信息159

9.2.2信息的分类161

9.2.3信息的特性161

9.2.4信息载体的特性162

9.3香农的通信系统模型163

9.3.1通信系统模型163

9.3.2香农信息的度量166

9.4信息方法与信息技术169

9.4.1信息方法169

9.4.2信息技术171

9.5信息论的应用173

9.5.1信息分析与预测173

9.5.2信息与管理175

第10章 系统工程177

10.1系统工程概述177

10.1.1系统工程的相关概念177

10.1.2系统工程学的产生和发展179

10.1.3系统工程的方法论180

10.2系统分析和工程建模182

10.2.1系统分析182

10.2.2系统工程建模184

10.3系统工程的技术方法187

10.3.1系统预测188

10.3.2系统仿真189

10.3.3系统评价191

10.3.4系统决策192

10.4系统工程的应用194

10.4.1应用概况194

10.4.2一个应用实例195

参考书目201