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系统论 系统论的建立与现代生物学中的机体概念以及对活的有机体的研究密切相关，它是在对生物学中机械论和活力论的批判中诞生的。1924～1927年间，美籍奥地利生物学家贝塔朗菲多次发表文章，提出了生物学中的有机体概念，主张把有机体当作一个整体或系统来考察，认为生物学的主要任务就是发现生物系统中不同层次的组织原则。1932年和1934年，贝塔朗菲进一步阐述了整体性原则，认为整体的属性大于其各孤立部分属性的简单总和。他主张用数学和模型的方法研究生物现象，提出机体系统论概念。1937年，他在美国芝加哥大学哲学研讨会上首次提出一般系统论概念。20世纪40年代以后，一般系统论才形成为一门崭新的学科。虽然系统论导源于理论生物学中的机体论，但它本身与哲学、方法论密切相关，实际上，就学科性质来说，它是一种介乎具体科学(生物学)与哲学之间，具有横断科学性质的基本理论，具有一般的科学方法论的特点。贝塔朗菲给系统下了一个完备的定义，他说：“系统的定义可以确定为处于一定的相互关系中并与环境发生关系的各组成部分(要素)的总体。”系统无处不在，万物皆成系统，小至基本粒子，大至宇宙，从微观到宏观;从无机界到有机界;从自然到社会，任何一个现实事物都是一个系统。从系统的定义中可以看出，系统具有整体性、结构性、层次性、动态性和开放性等特性。研究系统的含义和特征的目的，在于掌握系统方法。运用这种方法就是要求把系统的各个要素综合起来，进行全面考虑和统筹，以求得系统整体功能的最优化。也就是说，要从整体出发，始终着重于整体要素、整体与结构、整体与层次、整体与环境动态的相互联系、相互作用，综合地处理问题。1968年，贝塔朗菲编著了《一般系统论的基础、发展和应用》一书，全面阐述了系统论的思想。1972年，又发表了《一般系统论的历史和现状》一文。贝塔朗菲认为，一般系统论可以作为一个新的科学规范，适用于广泛的研究领域，它应包括三个方面内容：①一般系统论──运用精确的数学语言描述各种系统;②系统技术──涉及系统工程的内容;③系统哲学──研究系统的本体论、认识论以及研究人与世界的关系。后来，其他一些科学家进一步发展了贝塔朗菲的理论。迄今，系统理论不仅得到迅速发展和广泛应用，而且已成为人们认识世界和改造世界的有效的思想武器。 信息论 人类认识和利用信息的历史可以追溯到古代。人类在生产过程中建立了人与人之间的关系，而要沟通这种关系就必须要有信息，要进行通信。通信是人与人之间交流信息的手段。中国古代的“举烽火为号”也是用火作信号，是进行光通信的一种原始方式。“结绳记事”的绳结也是一种信号，用以存贮信息、传递信息。人类在社会实践中深刻地认识到获得信息、利用信息的重要性。但是，信息论作为一门科学，却是在近代以后随着资本主义的发展和近代自然科学的发展而逐渐形成起来的。1948年，美国数学家申农发表了《通信的数学理论》一文，次年又发表了《在噪声中的通信》。他把用于物理学中的数学统计方法移植到通信领域，从而提出了信息的概念，从量的方面来描述信息的传输和提取的问题，并提出了信息量的数学公式。此后，信息论就逐步发展成为一门独立的边缘学科。信息论的出现给科学技术，尤其是通信技术带来了很大的好处。20世纪50年代初，科学家们把信息论推广到物理学领域获得了巨大成功。20世纪50年代末和60年代初，美国控制论学者、神经生理学家艾什比发表了《控制论导论》和《系统与信息》两篇论文，从系统的角度研究信息，为信息论推广应用于生物学、神经生理学等领域打下了基础。信息论经过20多年的发展，已经广泛应用于物理学、化学、生物学、心理学、经济管理等各个学科领域。为了适应科学技术发展的需要，迎接信息化社会的到来，一门新的科学正在迅速兴起，这就是广义信息论，或称信息科学。这是由信息论、控制论、计算机、人工智能和系统论等相互渗透、相互结合而形成的一门新兴的综合性学科。 控制论 二战期间，由于改进防空炮系统的需要，美国数学家维纳先后两次参加火炮自动瞄准系统的研究工作，当时飞机的速度已经比较快，使得原有的火力瞄准方法不适用，即不能用直接瞄准的方法而需要预测飞机未来的位置。这就要求控制装置能自动迅速地进行计算，以使炮弹能与飞机在空中恰好相遇，这就是预测和自动控制问题，实际上也就是人和机器组成的控制系统。为了说明这个系统，必须了解二者的特性，对人和机器中的某些控制进行类比，找出它们之间共同的规律性。维纳把人、生物和以传递信息为主的机器进行类比，从而奠定了控制论的思想基础。1948年，维纳出版了《控制论》一书。他把信息与控制放在一起来研究，在生物系统与机器系统二者之间架起了一座桥梁，发现了贯穿于其中的共同规律，因此，维纳把控制论称为“关于在动物和机器中控制和通信的科学”。从广义上说，控制论是研究各种系统的控制和调节的一般规律的科学，是自动控制、电子技术、无线电通讯、神经生理学、数理逻辑、统计力学等多种学科相互渗透的产物，它的产生突出地体现了现代科学技术发展的特点。控制论诞生以后，根据应用领域的不同，在20世纪50年代初出现了两个十分活跃的学科分支：一个是工程控制论，一个是生物控制论。工程控制论是在控制论的基本概念和方法与反馈放大器、伺服机理论相结合的基础上形成的。我国的著名科学家钱学森就是工程控制论创始人之一，他在1958年出版的《工程控制论》是这个学科的奠基性文献之一。工程控制论是电子线路、电力机械气动和液动等自动化系统的理论基础。生物控制论是用控制论的方法研究生物体系统和生物体的各种生理系统的自动调节和控制机理的。20世纪60年代以后，由于大型电子计算机的出现和空间技术的发展，控制论进入了一个新阶段。 信息高速公路 1993年初，美国提出的“国家信息基础设施计划”，即全美信息高速公路计划。该计划预计在10～20年内，建起一个能够给用户提供大量信息，由通信网、计算机、数据库以及各种日用电子设备组成的完备网络，即信息高速公路。这一巨大网络用光缆将通信网、计算机网和有线电视网连接、延伸和扩展，使之遍及全国，同时运用数字化技术和光缆通信技术，成千上万倍地提高信息处理能力。美国计划在未来20年内，投入4000亿美元来建设这个最庞大的系统，通过信息高速公路使政府机关、企业、学校、科研机构和家庭的计算机联网。1993年9月15日，美国政府正式推出跨世纪的工程计划，在世界范围内形成了极为广泛的影响。“国家信息基础设施”的英文全称为NationalInformationInfrastructure，简称NII。“国家信息基础设施”通俗的说法就是信息高速公路，也称“信息超高速公路”、“数据高速公路”。信息高速公路是指一个高度集成和扩展到全国范围的信息基础设施的总和，它能使任何人在任何时间、任何地点，将文字、声音、图形、图像、视频、文件等信息传递给任何地点的任何其他人。它将科研、商业和娱乐等网络互相连接，以支撑多媒体，而且也容易为人使用，自动引导用户去往世界各地。它也是一个把各种新技术结合在一起的网络，可以传送文件、声音、影像，或三者的组合。一个前所未有的电子通讯网络，四通八达，将每个人都连在一起，并能提供你能想象得出的任何电子通信。概括起来，信息高速公路主要包含下列内容：1.信息高速公路是各种信息网络的综合与集成。信息高速公路首先是一个网络，如果没有了网络，就不可能将分散在各地区的信息设备连接起来，也就无法共享信息，但信息高速公路不是简单的单一结构的网络，而是“网络之网络”，它是全部现有的和将来的，公有的和专有的，政府的和企业的，窄带的和宽带的，高速交互式的网络的综合与集成。2.信息高速公路包括了各种通讯技术。信息高速公路包括了各种通讯技术如卫星通讯、有线通讯、无线通讯和移动通讯等，通过这些通讯技术，信息才有可能传送到各个家庭、企业和政府机构。3.信息高速公路包含有各种形式的信息。信息高速公路包含了各种大量的信息及其文本，信息以数据库、文字、图形、图像、声音、文本、文件及二进制代码文件等各种形式在信息高速公路上存储和传送。4.各种信息设备是使用信息高速公路的工具。计算机、电话、电视机、无线电及其他信息设备是利用信息高速公路的工具，通过信息设备，人们才有可能对各种信息进行访问。5.信息高速公路离不开各种信息从业人员和用户。信息高速公路上的信息从业人员负责提供信息、管理信息、交流信息并对硬件进行维护，以使信息高速公路有序和畅通。另外，用户也是信息高速公路不可缺少的一个方面。6.网络标准和编码标准及相关政策法规是信息高速公路正常运转的保证。网络标准和编码标准确保网络之间的互连、互通与互操作，正如高速公路上行驶的各种车辆要遵循特定的交通规则那样，在信息高速公路上运行的各种“信息系统”以及这种“信息系统”的用户都必须遵守有关的各种规章制度，以保证信息高速公路的正常运转。美国这一计划的出台，在全球引起强烈反响，各国争相制定各自的信息高速公路计划。欧洲联盟制定了赶超美国的“欧洲信息高速公路计划”。预计今后5年内出资330亿法郎(另外有4100亿法郎由私营部门提供)发展欧洲信息高速公路。英国计划在今后10年内投资380亿英镑建设信息高速公路。法国电信公司将首先为光纤工程投资2000万至2500万法郎。德国已经开始在柏林进行实验。日本的全国超高速信息网称为“信息研究及流通新干线”。从1993年起的3年内，政府投资500亿日元，用光缆将全国各地30多个国立、公立研究机构现有的超级计算机网连接起来，各机构可以根据需要互相利用。另外还拟建设“海底信息公路”的维纳斯计划。一旦网络建成即可收集解决全球环境问题所需要的数据，预测地震和海啸，了解海底资源情况。韩国政府于1993年3月确定关于建设信息高速公路的综合计划。据此计划，到2015年，将投资553亿美元，并已成立由国务院总理任委员长的信息高速公路促进委员会，以协调网络建设。最早提出信息高速公路计划的是新加坡，叫“国家信息基础设施”计划，目前已从试验阶段进入具体安装阶段，已经铺设了16000公里光纤电缆，计划把所有的家庭、办公室、工厂和学校的计算机联在一起。它将使这个国家变成一个“智慧岛”。巴西、阿根廷、巴拉圭和乌拉圭等国已加紧实施该地区光纤电缆传输网络的铺设工程，以适应未来的需要。 远程教育 远程教育distance education,也称“远距离教育”或“隔空教育”等。所谓远程教育，有人对它的定义为：①教师和学生分离;②教育组织的影响;③应用技术媒体;④双向通信机制;⑤可能有面授交流的机会;⑥教育的工业化形态。 远程教育是具有以下特征的教育形态：教师和学生在教与学的全过程中处于相对分离状态(这使它区别于传统面授教育);教育组织通过规划和准备学习材料以及提供学生支助服务对学生学习产生影响(这使它区别于个人学习和自我教育项目);应用各类技术媒体──印刷媒体、视听媒体和计算机媒体──将教师和学生联系起来并以此作为课程内容的载体;提供双向通信并鼓励学生交流对话和从对话中受益(这使它区别于教育技术的其他使用方式);学生在学习全过程中与学习集体也处于相对分离状态，学生通常是接受个别化教学而不是集体教学，但并不排除为了教学和社会的目的组织必要的集体面授交流。随着互联网技术的发展，远程教育将从“电视大学”、“广播大学”、“函授学校”的基础上得到进一步发展。首先，信息高速公路的使用将会促使目前被动的、教师和学生们是一对一的教学方式走向交互式的、教师和学生们是多人对多人的教学方式转变，即学生与教师可以对话，学生可以提问。其次，学生受教育的灵活性，不像现在的课堂教育严格按照课程表安排学习，教学内容比现在也丰富得多，不同的课程、不同的程度，做到兼顾提高、普及和进修的要求，同一课程还可安排不同的教师，以使学生有较大的选择余地。远程教育的范围将是全球性的，其目标将是建设一个“终身学习的社会”，在终身学习和教育的社会里，各种年龄的商业人员和学生都可从最好的专家和教师那里学到知识，并就共同感兴趣的问题进行交谈;残疾人可以和正常人一样享受最好的教育，并且可以和教师及其他同学一起进行交互式学习;边远地区的学生可以得到同现代化大城市的孩子一样的学习机会。 (责任编辑：admin) |