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前言2

第一章 当代的新兴科学--系统科学4

1.1 整体化--当代科学技术发展的重要趋势4

1.2 系统科学的蓬勃兴起7

1.2.1 系统论8

1.2.2 控制论9

1.2.3 信息论11

1.2.4 耗散结构理论与协同学12

1.2.5 一般生命系统理论与超循环理论14

1.2.6 莫萨洛维克与克勒系统体系15

1.2.7 熵经济学理论与定量社会学16

1.3 系统科学的体系与作用17

第二章 系统21

2.1 系统的概念21

2.1.1 系统的结构21

2.1.3 系统的功能22

2.1.2 系统与环境22

2.1.4 系统的定义24

2.2 系统的分类24

2.2.1 自然与人造系统25

2.2.2 实体与概念系统25

2.2.3 静态与动态系统26

2.2.4 封闭与开放系统26

2.2.5 白箱与黑箱系统27

2.2.6 小型与大型系统28

2.2.7 专业对象系统29

2.3 系统的特性29

2.3.1 综合性29

2.3.2 整体性29

2.3.3 层次结构30

2.3.4 信息联系30

2.3.5 目的性30

2.3.6 学习性30

2.3.8 组织性31

2.3.7 适应性31

第三章 信息33

3.1 信息的科学含意33

3.2 信息的定量表达36

3.2.1 熵与信息36

3.2.2 信道互信息41

3.3 信息资源及其开发44

3.4 信息论与信息方法48

3.5.1 预测方法优劣程度的定量评定50

3.5 信息方法应用实例50

3.5.2 地震前兆台站和手段的效益定量评价53

3.5.3 疑难疾病症状的选择58

第四章 系统的反馈与控制60

4.1 系统与控制60

4.1.1 可能性空间与控制60

4.1.2 反馈与控制61

4.1.3 开环与闭环控制62

4.2 反馈控制系统的工作原理64

4.3 生物系统的反馈控制66

4.3.1 随意控制系统67

4.3.2 不随意控制系统68

4.4 机器系统中的反馈控制70

4.4.1 生产过程控制系统70

4.4.2 火力控制71

4.5 社会经济系统的反馈控制73

4.6.1 认识误差的衰减、消除与振荡、发散75

4.6 反馈--一种认识模式75

4.6.2 疾病诊断与地震预报中的认识反馈83

4.7 控制的基本类型87

4.7.1 稳定控制87

4.7.2 程序控制88

4.7.3 随动控制88

4.7.4 最优控制88

4.7.5 模糊控制88

4.8 控制论方法93

5.1 串并联结构与功能96

第五章 系统的结构、自组织与演化96

5.2 层次结构与功能98

5.3 开放与自组织系统103

5.3.1 增熵原理103

5.3.2 热寂106

5.3.3 无序、有序与自组织107

5.4 远离平衡态的系统自组织理论110

5.4.1 贝纳尔涡现象110

5.4.2 耗散结构理论111

5.5 普适的系统自组织理论115

5.5.1 相变与序参量115

5.5.2 协同学理论117

5.6 系统的有序、稳定和突变121

5.6.1 系统的目的、有序与稳定121

5.6.2 稳定与突变理论123

5.7 系统演化过程的性质129

6.7.1 确定性系统的内在随机性与混沌129

5.7.2 确定性与随机性的互补133

第六章 整体性与最优化原理138

6.1 系统的整体性原理138

6.2 系统的最优化原理与方法140

6.3 实例：地震监测预报中的系统整体增益145

6.3.1 整体观测--台阵技术146

6.3.2 整体处理--信息合成148

第七章 模型157

7.1 原型与模型157

7.1.1 相似性、同构与同态158

7.1.2 黑箱、灰箱与功能模拟160

7.2 建模--系统辩识问题163

7.2.1 数学模型的结构类型163

7.2.2 系统辩识步序165

7.3 静态模型与应用实例167

7.3.1 静态模型167

7.3.2 中医学与经济学中的模型171

7.4.1 动态系统的三类模型173

7.4 动态模型与应用173

7.4.2 动态系统的状态变量模型175

7.4.3 系统的能控性与能观性177

7.4.4 流行病等人口状态模型178

7.4.5 自然地理面的能量流模型181

第八章 预测与决策185

8.1 预测--系统功能模型的仿真外推185

8.2 预测原则186

8.2.1 延续原则186

8.2.2 因果原则187

8.2.3 类比原则187

8.2.4 灰箱原则188

8.2.5 组合原则188

8.2.6 概率原则188

8.2.7 效益原则189

8.3 地震前兆观测数据的正常动态预测190

8.3.1 正常动态预测--排除干扰与识别异常的可行途径190

8.2.8 跟踪原则190

8.3.2 动态灰箱模型与应用191

8.4 决策197

8.4.1 决策过程与类型197

8.4.2 风险型决策实例199

第九章 人工智能202

9.1 人工智能与智能机器202

9.2 专家系统与知识工程204

9.3.1 概念205

9.3 模式识别205

9.3.2 统计模式识别206

9.3.3 句法模式识别208

9.4 地震前兆专家系统的研究210

9.4.1 地震前兆信息识别系统210

9.4.2 特征向量样板匹配模型实例213

结语：改变了世界科学图象与当代科学思维方式的系统科学219

参考文献223

附录 (中英文名词与人名对照表)227