系统科学概论

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系统科学概论-刘媛华,沐年国

系统科学概论

丛书名：无
著（译）者：刘媛华,沐年国
资源下载：
责任编辑：袁敏
字       数：288千字
开       本：16 开
印       张：14.75
出版版次：1
出版年份：2025-11-28
书       号：978-7-5642-4812-3/F.4812
纸书定价：72.00元   教师会员可用500积分申请样书

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本书系统梳理了系统思想与系统科学理论的发展脉络，从系统的涵义切入，深入阐释系统的特性、结构与功能等的内在关联，以及系统与信息之间的互动机制，为读者筑牢学科认知的根基。在此基础上，涵盖了非线性动态系统理论、自组织理论、耗散结构理论、协同理论、突变理论、超循环理论、混沌理论、分形理论、形态发生理论、复杂适应系统及复杂网络等重要分支理论，并结合具体应用场景展现理论的实践价值，构建起完整的系统科学知识体系。本书的编写注重理论与应用的融合，为相关专业的本科生和研究生提供了适配的教科书，也为从事系统科学及相关领域研

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本书系统梳理了系统思想与系统科学理论的发展脉络，从系统的涵义切入，深入阐释系统的特性、结构与功能等的内在关联，以及系统与信息之间的互动机制，为读者筑牢学科认知的根基。

在此基础上，涵盖了非线性动态系统理论、自组织理论、耗散结构理论、协同理论、突变理论、超循环理论、混沌理论、分形理论、形态发生理论、复杂适应系统及复杂网络等重要分支理论，并结合具体应用场景展现理论的实践价值，构建起完整的系统科学知识体系。

本书的编写注重理论与应用的融合，为相关专业的本科生和研究生提供了适配的教科书，也为从事系统科学及相关领域研究工作的研究人员提供了一本实用的参考书。

第1章系统思想与系统科学 /001。
1.1 系统思想的发展 /001。
1.1.1 朴素的总体思辨 /001。
1.1.2 机械分解的还原思维 /003。
1.1.3 科学的系统思维 /004。
1.2 系统科学内涵 /005。
1.3 系统科学的形成和发展 /006。
1.3.1 20世纪早期:萌芽期 /006。
1.3.2 20世纪30年代至50年代:形成期 /007。
1.3.3 20世纪60年代至80年代:发展期 /009。
1.3.4 20世纪80年代以来:复杂性研究 /010。
1.4 系统科学在中国的发展 /011。
1.5 系统科学体系结构 /012。
第2章系统概念 /015。
2.1 认识系统 /015。
2.2 系统特性 /017。
2.3 系统的边界与环境 /019。
2.4 系统结构与系统功能 /020。
2.5 系统状态与系统演化 /023。
2.6 信息与智能系统 /024。
第3章非线性动态系统理论 /026。
3.1 世界的非线性本质 /026。
3.2 非线性动态系统数学描述 /027。
3.3 系统的稳定性 /028。
3.3.1 李雅普诺夫稳定性理论 /028。
3.3.2 李雅普诺夫稳定性分析 /029。
3.3.3 定态与动态平衡 /030。
3.3.4 定态的稳定性与可达性 /032。
3.3.5 多重定态与履历效应 /032。
3.4 相空间与吸引子 /033。
3.4.1 相空间 /033。
3.4.2 吸引子的特性 /035。
3.5 应用领域 /038。
第4章自组织理论 /040。
4.1 自组织理论的发展 /040。
4.2 系统的自组织 /041。
4.2.1 他组织与自组织 /041。
4.2.2 自组织的特征 /042。
4.2.3 自组织的度量方法 /043。
4.3 自组织理论的核心机制与原理 /045。
4.3.1 三大驱动机制 /045。
4.3.2 基础原理体系 /046。
4.4 自组织类型 /048。
4.4.1 按系统构成要素划分 /049。
4.4.2 按系统与环境的关系划分 /051。
4.4.3 按自组织机制划分 /052。
4.5 自组织的数学建模与方法 /054。
4.6 自组织理论的应用 /058。
第5章耗散结构理论 /060。
5.1 耗散结构理论的发展 /060。
5.2 耗散结构的形成机制 /061。
5.3 耗散结构的数学描述 /062。
5.3.1 熵的概念扩展 /063。
5.3.2 反应—扩散模型 /064。
5.3.3 稳定性分析 /064。
5.3.4 分岔理论 /065。
5.4 典型的耗散结构实例 /067。
5.4.1 贝纳德对流 /067。
5.4.2 B-Z反应 /069。
5.4.3 激光器 /070。
5.5 耗散结构理论的哲学意义 /072。
第6章协同学 /075。
6.1 协同学基本概念及核心思想 /075。
6.1.1 基本概念 /075。
6.1.2 协同演化核心思想 /076。
6.2 协同演化基本理论 /080。
6.2.1 不稳定性原理 /080。
6.2.2 支配原理 /082。
6.2.3 序参量原理 /085。
6.3 典型应用模型构建与解析 /087。
6.3.1 区块链产业生态系统的协同演化 /087。
6.3.2 粤港澳大湾区经济的协同演化 /090。
第7章突变理论 /092。
7.1 突变理论的起源与发展 /092。
7.1.1 早期思想的萌芽 /092。
7.1.2 理论的正式确立 /093。
7.2 渐变与突变 /094。
7.2.1 渐变 /094。
7.2.2 突变 /095。
7.2.3 渐变与突变的区别和关联 /097。
7.3 突变理论的数学基础 /097。
7.3.1 势函数与平衡曲面 /097。
7.3.2 奇点理论 /098。
7.3.3 拓扑学 /099。
7.3.4 结构稳定性理论 /100。
7.3.5 分歧理论 /102。
7.4 突变理论的基本模型 /103。
7.4.1 七种初等突变模型解析 /103。
7.4.2 突变现象的基本特征 /113。
7.5 突变理论的应用 /114。
7.5.1 自然科学领域的应用实例 /114。
7.5.2 社会科学领域的应用成果 /116。
7.5.3 工程技术领域的应用价值 /117。
7.6 突变理论的局限性 /117。
第8章超循环理论 /121。
8.1 超循环理论的发展历程 /121。
8.2 超循环理论的核心概念 /123。
8.2.1 化学循环 /124。
8.2.2 催化循环 /125。
8.2.3 超循环 /126。
8.2.4 三个层次的比较分析 /128。
8.3 超循环理论的理论贡献与挑战 /129。
8.3.1 对地球生命形成的解释 /129。
8.3.2 对生物圈演化过程的系统解释 /129。
8.3.3 对系统科学理论的贡献 /130。
第9章混沌理论 /131。
9.1 蝴蝶效应 /131。
9.2 混沌理论的发展历程 /133。
9.3 混沌的基本特征 /134。
9.3.1 非线性的相互作用 /134。
9.3.2 对初始条件的敏感依赖性 /135。
9.3.3 分形和自相似性 /135。
9.3.4 确定性和随机性的共存 /135。
9.4 混沌理论的典型系统 /136。
9.4.1 逻辑斯蒂映射 /136。
9.4.2 洛伦兹系统 /137。
9.4.3 杜芬方程 /138。
9.5 混沌的应用案例 /138。
9.5.1 气象系统 /138。
9.5.2 生态系统 /138。
9.5.3 经济系统 /139。
9.5.4 心脏节律 /139。
9.6 混沌理论的科学意义 /140。
第10章自相似与分形 /141。
10.1 自相似性 /141。
10.2 分形的基本特性 /142。
10.3 分形维数的定义与计算方法 /144。
10.3.1 豪斯多夫维数 /144。
10.3.2 盒计数维数 /144。
10.3.3 相似维数 /145。
10.3.4 关联维数 /145。
10.3.5 信息维数 /146。
10.4 典型分形图 /147。
10.4.1 科赫曲线 /147。
10.4.2 谢尔宾斯基三角形/地毯 /148。
10.4.3 门格海绵 /150。
10.4.4 曼德博集合 /151。
10.5 分形的数学构造方法 /152。
10.5.1 迭代函数系统 /152。
10.5.2 递归构造法 /153。
10.5.3 随机分形生成方法 /153。
10.6 分形理论的应用 /154。
10.6.1 金融领域中的应用 /154。
10.6.2 供应链管理中的应用 /156。
10.6.3 自然灾害预测的应用 /158。
10.6.4 应急资源分配的应用 /160。
第11章形态发生理论 /164。
11.1 形态发生理论的基本原理 /164。
11.1.1 自组织的动力学基础 /164。
11.1.2 多尺度调控网络 /166。
11.1.3 定量描述 /167。
11.2 系统科学视角下的形态发生理论 /168。
11.2.1 复杂性理论在形态发生中的体现 /168。
11.2.2 信息论在形态发生中的应用 /169。
11.2.3 控制理论与形态发生调控 /170。
11.2.4 网络科学与形态发生 /171。
11.2.5 统计物理学与形态发生 /171。
11.3 计算建模与仿真 /172。
11.3.1 多尺度建模方法 /172。
11.3.2 数值仿真技术 /174。
11.3.3 模型验证与预测 /175。
11.4 形态发生理论的案例分析及应用领域 /176。
11.4.1 典型案例分析 /177。
11.4.2 应用领域 /180。
11.5 未来发展方向 /181。
第12章复杂适应系统理论 /184。
12.1 复杂适应系统理论的发展 /184。
12.2 复杂适应系统的特性与机制 /185。
12.2.1 通用特性 /185。
12.2.2 运作机制 /187。
12.3 数学描述与模型构建 /189。
12.3.1 基于主体的建模方法 /189。
12.3.2 多尺度建模与分析方法 /191。
12.4 复杂适应系统的应用领域 /193。
12.4.1 生物学与生态学的应用 /193。
12.4.2 经济领域的应用 /194。
12.4.3 社会领域的应用 /195。
12.4.4 工程领域的应用 /196。
12.4.5 医疗健康领域的应用 /197。
第13章复杂网络技术 /198。
13.1 复杂网络的系统科学基础 /198。
13.1.1 整体性与层次性 /198。
13.1.2 涌现性与集体行为 /199。
13.1.3 自组织与演化机制 /199。
13.2 复杂网络的类型 /200。
13.2.1 经典网络模型 /200。
13.2.2 单层网络与多层网络 /201。
13.2.3 静态网络与动态网络 /202。
13.3 复杂网络的拓扑特性分析 /203。
13.3.1 度分布与幂律现象 /203。
13.3.2 小世界效应 /204。
13.3.3 模块结构与社区发现 /204。
13.4 复杂网络的动力学过程 /205。
13.4.1 信息传播动力学 /205。
13.4.2 同步与协调动力学 /205。
13.4.3 级联失效与鲁棒性 /206。
13.5 复杂网络技术的应用领域 /207。
13.5.1 生物系统网络 /207。
13.5.2 社会网络系统 /207。
13.5.3 技术与基础设施网络 /207。
13.5.4 金融系统网络 /208。
13.6 复杂网络技术的发展前沿 /208。
13.6.1 机器学习与网络科学的融合 /208。
13.6.2 大数据时代的网络分析 /209。
13.6.3 量子网络与未来技术 /209。
第14章学习理论 /210。
14.1 自然实践和社会实践中的学习 /210。
14.2 学习机制 /211。
14.2.1 学习认知机制 /211。
14.2.2 认知—行动 /212。
14.3 信息论与深度学习 /213。
14.3.1 信息论核心概念 /213。
14.3.2 信息瓶颈理论 /214。
14.3.3 表示学习的信息论观点 /215。
14.4 深度学习的系统论 /215。
14.4.1 深度学习的系统特征 /215。
14.4.2 动态系统理论 /216。
14.4.3 深度学习架构的系统分析 /217。
14.4.4 卷积神经网络的空间信息处理 /218。
14.5 学习算法的系统动力学分析 /219。
14.5.1 梯度下降的动力学系统观点 /219。
14.5.2 优化算法的信息几何 /220。
14.5.3 学习过程的信息动力学 /221。
参考文献 /223