從控制到引導 ——復雜性工程學派的有機適應性理論

張宏軍 等

從控制到引導 ——復雜性工程學派的有機適應性理論

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商品描述

復雜性研究是當今學界和業界共同面對的課題，各類方法和路徑不一而足。筆者基於多年的工程實踐，從分析世界的復雜性本源入手，針對基於控制邏輯的系統設計遇到的不確定等時代挑戰，借鑒自然界適者生存的啟示，介紹了工程系統有機適應性理論和V++三層規則模型、適應性規則引擎產生的過程，並在試驗數據的支持下，驗證了提出的以適應性為目標、以信息負熵為基礎、以耗散結構為路徑、以逆熵體為核心和以適應性指數為引導的復雜工程系統的設計新路的可信性。本書既是社會大眾瞭解復雜性工程的科普讀物，也是復雜性研究和體系工程領域一本值得借鑒和參考的工具書。

目錄大綱

第1章 復雜性——世界的本源?1
1.1 系統、聯系與復雜性根源?1
1.1.1 系統與分類?1
1.1.2 因果與相關?5
1.1.3 復雜性根源?7
1.1.4 復雜性特徵?10
1.2 自然系統復雜性?12
1.2.1 從無機到有機——自然系統中的復雜性湧現?12
1.2.2 人體復雜巨系統的復雜性分析?15
1.2.3 自然系統復雜性背後的規則分析?16
1.3 社會系統復雜性?18
1.3.1 從政治、經濟到文化——社會系統中的復雜性湧現?18
1.3.2 社會系統復雜性分析?18
1.3.3 社會系統復雜性背後的規則分析?21
1.4 工程系統復雜性?21
1.4.1 從物質到功能——工程系統中的復雜性湧現?21
1.4.2 工程系統復雜性分析?22
1.4.3 工程系統復雜性背後的規則分析?26
第2章 復雜性科學——認識世界的鑰匙?28
2.1 一般系統理論?29
2.1.1 活力論的破滅?29
2.1.2 貝塔朗菲與系統論?30
2.1.3 維納與控制論?31
2.1.4 香農與信息論?33
2.2 自組織理論?35
2.2.1 普利高津與耗散結構理論?35
2.2.2 哈肯與協同學?37
2.2.3 托姆與突變論?37
2.2.4 艾根與超循環結構?38
2.3 復雜非線性系統理論?39
2.3.1 自相似?39
2.3.2 三體?42
2.3.3 混沌?43
2.3.4 聖塔菲與復雜適應系統理論?45
第3章 復雜性學派——改造世界的途徑?48
3.1 學派與主義?48
3.2 歐洲學派?50
3.3 美國的聖塔菲學派?53
3.4 中國的錢學森系統工程學派?55
第4章 自然界的啟示——生命以負熵為生?59
4.1 生態有機?59
4.2 適者生存?60
4.3 生命負熵?61
4.4 信息負熵?63
第5章 工程系統復雜性的困境——控制論面臨的挑戰?67
5.1 工程系統的發展與現狀?67
5.2 工程系統復雜性分析?69
5.3 工程系統復雜性面臨的挑戰?72
5.3.1 認識的局限?72
5.3.2 技術的局限?73
5.3.3 理論的局限?73
5.3.4 時代的局限?73
第6章 從控制到引導——工程系統復雜性的破局之路?75
6.1 自然系統的適應性機制?75
6.2 從自然到人為?77
6.3 自組織理論的興起?83
6.4 破局之路?91
6.4.1 信息負熵是基礎?91
6.4.2 耗散結構是路徑?93
6.4.3 逆熵體是核心?94
6.4.4 引導是目標?96
第7章 適應性規則引擎——復雜工程系統構建逆熵體的靈魂?99
7.1 規則引擎?99
7.1.1 軟件工程中的規則引擎?100
7.1.2 規則引擎的應用場景?101
7.2 適應性規則引擎的設計?102
7.2.1 適應性規則引擎的參考架構?103
7.2.2 適應性規則引擎的角色及角色視圖?106
7.2.3 適應性規則引擎的功能架構和功能視圖?110
7.3 規則流與逆熵體?114
7.3.1 逆熵規則流?114
7.3.2 華為的逆熵體案例?116
第8章 V++模型——復雜工程系統有機適應性設計?118
8.1 V++模型的三層架構設計?119
8.1.1 復雜工程系統的升維設計“+”?120
8.1.2 復雜工程系統的虛實映射“+”?153
8.1.3 復雜工程系統的V++設計?158
8.2 V++模型的適應性規則引擎設計?166
8.2.1 V++適應性規則引擎的分工和流程?166
8.2.2 規則執行器?168
8.2.3 規則生成器?170
8.3 V++模型的耗散結構設計?172
8.3.1 開放設計?172
8.3.2 遠離平衡態設計?173
8.3.3 漲落和突變設計?173
8.3.4 非線性相互作用設計?174
第9章 適應性因子與指數——工程系統的適應性評估與試驗驗證?177
9.1 適應性因子選擇?177
9.2 適應性因子設計及表徵?180
9.2.1 主體?180
9.2.2 能力包?181
9.2.3 關系?182
9.2.4 流程?185
9.2.5 環境?185
9.2.6 規則?186
9.3 復雜工程系統有機適應性的引導及評估?187
9.3.1 適應性規則引擎與適應性因子在微觀層?188
9.3.2 適應性規則引擎與適應性因子在中觀層?189
9.3.3 適應性規則引擎與適應性因子在宏觀層?191
9.3.4 適應性指數在各層級之間的傳導與計算?193
9.4 復雜工程系統適應性評估方法的試驗驗證?199
9.4.1 試驗場景設計?199
9.4.2 試驗結果?202
9.4.3 結果分析?205
第10章 生命力——工程系統有機適應性等級評價?207
10.1 人工智能從遐想到實現?207
10.1.1 人工智能的遐想?207
10.1.2 人工智能的實現?208
10.1.3 人工智能的優勢與不足?210
10.2 人工智能與生命力?211
10.2.1 從人工智能到有機生命——工程系統發展的必然方向?211
10.2.2 從有機適應到生命力——工程系統應對復雜性的新策略?212
10.3 構設復雜工程系統生命力?213
10.3.1 自然生命系統特徵分析?213
10.3.2 基於規則的工程系統生命力構建?215
10.4 工程系統生命力等級評價?217
10.4.1 生命力成熟度模型?217
10.4.2 生命力等級評價?219
10.4.3 通用質量特性的新階段：適應性?220
附錄 名詞註釋?222
後記 復雜性工程學派?224
參考文獻?226

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