國之重器出版工程：系統理論與人工系統設計學（簡體書）

現代社會正處在信息化發展質變階段，且作者主要從事信息領域相關工作，因此本書內容側重於信息領域人工系統設計。本書的主要思路：在實現中華民族偉大復興的較長征程上，需不斷地科學高效地化解矛盾，創新驅動，實現科技強國目標。其中加強高層次人才培養、加強基礎結合實際是不可或缺的重要因素，因此在本書內容安排也努力貫徹這一原則。本書針對系統理論與人工系統設計學面臨的問題，在現有系統理論的發展基礎上，系統地論述了“人工系統設計”的理論、方法與實踐。由於基礎性和應用基礎性內容一般是概括的、普適的，因而一般較抽象、較難理解、不易於直接應用，所以本書儘量從實際例子出發，對理論內容說明解釋，從不同層次、剖面來說明在實際應用中如何化解矛盾。

王越，男，北京理工大學教授、博士生導師、雷達與通信系統專家。曾任中國兵器工業第206所所長、北京理工大學校長等職務。1991年當選為中國科學院院士，1994年當選為中國工程院院士。

長期從事電子學與通信領域的科研工作，主要研究方向為複雜信息系統理論。提出並建立了我國電子工程對抗系統的理論體系，主持研製出多部高性能火控雷達。承擔國家自然科學基金重點項目、國防基礎科研項目、總裝預研項目10余項。研究成果獲得1978年全國科學大會獎，1989年國家科學技術進步獎一等獎1項、國家技術發明獎四等獎1項，2001年國防科學技術進步獎一等獎1項、教育部科學技術進步獎一等獎2項。發表論文100餘篇，獲授權發明專利10余項，出版著作4部。

第一章 概述 001

1．1 前言 002

1．1．1 系統理論 002

1．1．2 人工系統設計學 003

1．2 系統理論與哲學的關係 004

1．2．1 哲學 004

1．2．2 哲學與自然科學間的關係 008

1．2．3 系統理論與哲學的關係 009

1．2．4 系統理論與其他學科之間的關係 010

第二章 系統理論基礎 013

2．1 前言 014

2．1．1 系統的定義 014

2．1．2 定義中要點說明 014

2．2 系統理論涉及的對立統一範疇 015

2．2．1 相對與絕對 016

2．2．2 相同與相異 016

2．2．3 必然性與偶然性 017

2．2．4 目的性與自然決定性 017

2．2．5 整體與局部 017

2．2．6 複雜與簡單 018

2．2．7 量變與質變 018

2．2．8 連續與間斷 018

2．3 避不開的“美”的簡要討論 019

2．3．1 人的本質與美的本質 019

2．3．2 美按性質進行分類 020

2．3．3 科學美 020

2．3．4 技術美 021

2．3．5 工程美 021

2．3．6 科學美與工程美 022

2．4 系統的公理體系 022

2．4．1 系統理論的頂層公理 023

2．4．2 系統理論暫立的公理體系 023

2．5 系統運動的多層次時空域展開模型 024

2．5．1 模型的組成 024

2．5．2 基於關係的多層次、多時段展開模型 025

2．6 關係 028

2．6．1 數學上的定義 028

2．6．2 關係在系統理論中的含義 029

2．6．3 系統理論中涉及的幾類重要關係 029

2．6．4 “關係”之間的關係 030

2．6．5 “關係”的維繫對象的關係 030

2．6．6 關係的時空展開 031

2．7 系統及其應用的理想模式 031

2．8 改良性提高計算機工作效能的初步設想 032

第三章 系統理論發展現狀 033

3．1 前言 034

3．2 耗散自組織理論 035

3．2．1 最小熵產生原理要點 035

3．2．2 遠離平衡態新序產生原理 036

3．2．3 動力學過程模型（布魯塞爾器） 037

3．3 協同學 038

3．3．1 簡介 038

3．3．2 協同學理論要點 039

3．3．3 利用協同學表徵事物運動的例子 047

3．4 自組織的進化論――自組織範式 048

3．4．1 耗散結構 049

3．4．2 系統的宏觀有序 049

3．4．3 系統通過漲落達到新的有序 049

3．4．4 大小宇宙共同進化原理 050

3．4．5 事物進化過程的進化 055

3．5 開放複雜巨系統理論 058

3．5．1 特徵概述及簡明結論 058

3．5．2 從定性到定量綜合集成方法 059

3．5．3 從定性到定量綜合集成研討廳體系 062

3．5．4 綜合舉例――“921”載人航天工程 064

3．6 賽博空間初論 066

3．6．1 賽博空間與社會 066

3．6．2 賽博空間模式面臨的發展挑戰 067

3．6．3 賽博空間模式 069

3．7 賽博空間發展模式下的系統理論 085

3．7．1 活性自組織機理 085

3．7．2 賽博空間發展模式下，活性自組織機理、多活性代理

方法的進一步發展 086

3．8 互聯網+（IOT）――社會信息化發展中的重要模式 096

3．8．1 “互聯網+”核心因素及體系架構簡要表達 096

3．8．2 敏捷城市（Smart City）“互聯網+”結構說明 097

第四章 信息及信息系統 101

4．1 前言 102

4．2 信息 103

4．2．1 信息的內涵與定義 103

4．2．2 信息的表徵及其特徵 104

4．2．3 信息的特徵 104

4．2．4 人類傳遞、利用信息的歷程 108

4．3 信息系統 109

4．3．1 信息系統的定義 109

4．3．2 信息系統理論特徵 109

4．3．3 信息系統的功能及分功能組成 110

4．3．4 信息系統發展的基本情況 112

4．3．5 信息系統發展的極限目標 114

4．4 信息科技與信息系統的發展是人類永恆主題 115

4．4．1 理論上的論述 115

4．4．2 信息系統具有“增強劑”和“催化劑”作用 115

4．4．3 信息系統廣泛為人類服務 116

4．4．4 汽車中的電子、光電子信息系統舉例 117

4．5 信息科技與信息系統發展的多種龐大支持體系 117

4．5．1 學科支持體系 117

4．5．2 層次發展的社會支持 118

4．6 幾種典型信息系統舉例 118

4．6．1 國防信息系統 118

4．6．2 民用信息系統 119

4．6．3 信息領域高科技企業的一些基本概念 120

第五章 系統的認識、表徵與描述 123

5．1 前言 124

5．2 系統描述和表徵的基本概念 125

5．2．1 “以人為本”概念的正確認識 125

5．2．2 關係概念 125

5．2．3 映射概念 126

5．2．4 運算概念 126

5．2．5 概括、提煉和抽象建模概念 126

5．3 系統表徵和描述方法討論 127

5．3．1 系統表徵和描述的基礎性總體概述 127

5．3．2 系統表徵和描述的基礎性思維方式 127

5．3．3 一些常用基礎方法簡述 128

5．3．4 基於計算科學引領支持的系統設計、表徵 130

5．3．5 系統表徵和描述的應用延伸 131

5．4 多活性代理理論和方法 132

5．4．1 簡述 132

5．4．2 活性及代理活性 133

5．4．3 “代理”的動力學表達 134

5．4．4 活性自組織機理及二集合模型表達 135

5．4．5 系統的多活性代理組成及三集合模型 137

5．4．6 代理活性的定量表達 139

5．4．7 代理及多代理系統的功能活性調整保持 141

5．4．8 多活性代理系統功能活性調整保持的多層次實現 152

5．4．9 多代理間功能活性調整保持的協商協調 153

5．4．10 管控代理 153

5．4．11 耗散自組織理論與多活性代理方法理論簡要比較 157

5．4．12 應用舉例 158

第六章 人工系統發展、分類及設計哲學 167

6．1 前言 168

6．2 人工系統本征性質討論 169

6．2．1 人工系統的內涵 169

6．2．2 人工系統按功能性質分類 171

6．3 人工系統發展溯源至人的思維發展 173

6．3．1 人的本質貴在認識和實踐能力 173

6．3．2 人的認識和實踐能力發展的核心因素是思維能力的發展 173

6．3．3 人的科學思維方式應該是對立統一辯證思維主導 174

6．3．4 人工系統研究發展中對立統一辯證規律是

基本主導規律（辯證哲學重要應用領域之一） 174

6．4 系統理論指導下的人工系統設計研發哲學 175

6．4．1 由哲學討論到人工系統設計哲學 175

6．4．2 人工系統設計哲學實踐框架簡述 177

第七章 信息安全與對抗基本原理及信息安全設計哲學 183

7．1 前言 184

7．2 信息安全對抗的自組織耗散思想 186

7．3 信息安全與對抗的基礎層次原理 188

7．3．1 信息系統特殊性保持利用與攻擊對抗原理 189

7．3．2 信息安全與對抗中“信息”存在相對真實性原理 190

7．3．3 在共道基礎上反其道而行之相反相成原理 193

7．3．4 在共道基礎上共其道而行之相成相反原理 196

7．3．5 爭奪制對抗信息權快速建立對策響應原理 198

7．4 信息安全與對抗的系統層次原理 200

7．4．1 主動被動地位及其局部爭取主動力爭過程制勝原理 200

7．4．2 信息安全置於信息系統功能頂層考慮綜合運籌原理 201

7．4．3 技術核心措施轉移構成串行鏈結構形成脆弱性原理 201

7．4．4 基於對稱變換與不對稱變換的信息對抗應用原理 202

7．4．5 多層次和多剖面動態組合條件下間接對抗等價原理 204

7．5 信息安全與對抗共逆道模型 205

7．5．1 建模的基本概念 205

7．5．2 信息安全對抗總體模型 206

7．5．3 共道逆道對抗博弈模型 209

7．5．4 博弈模型的討論 227

7．6 唯物辯證哲學基本概念及要點 228

7．6．1 唯物辯證哲學基本概念及規律摘要 228

7．6．2 矛盾運動的核心規律及其應用原理 228

7．7 信息系統安全設計總體層核心矛盾哲學分析與處理 230

7．7．1 系統運行總體層核心矛盾處理 230

7．7．2 對立統一矛盾建模及量化表達 231

7．8 信息系統（人工系統），人設計（成功）原理 233

7．8．1 系統運行總體層核心矛盾分析 233

7．8．2 信息系統及信息安全設計基本原理 235

7．9 人工信息系統（本體）存在的原理 237

7．9．1 人工信息系統（本體）存在多種不可代替重要性內涵 237

7．9．2 獲得與付出轉化原理與質量數量辯證哲理相結合 237

7．10 信息安全對抗化解矛盾的作用 238

第八章 人工系統設計、思維、方法及過程主要節點 241

8．1 前言 242

8．1．1 重要人工系統已是人類社會中不可缺少組成 243

8．1．2 優良人工系統的誕生涉及眾多“理”體系的應用 244

8．1．3 創新社會――人與社會和諧發展的核心因素 244

8．1．4 思維及思維方法 244

8．2 人思維基礎類型簡述 245

8．2．1 邏輯思維 245

8．2．2 形象思維 246

8．2．3 直覺思維 246

8．3 超越型通用思維方式概述 247

8．3．1 哲理基礎支持“超越” 247

8．3．2 實踐應用的核心因素及步驟 247

8．3．3 應用舉例 248

8．4 解決問題的思維方法簡介 248

8．4．1 順向思維直接方法 248

8．4．2 順發展方向推理+跳躍式解決癥結方法 249

8．4．3 相反相成方法 249

8．4．4 類比聯想方法 250

8．4．5 化歸方法 251

8．4．6 定性和定量相結合方法 251

8．4．7 分析和綜合相組合的方式 251

8．5 系統層次設計思維方法簡介 252

8．5．1 人腦思維普遍用的抽象概括建模分析綜合法 252

8．5．2 關係映射反演法――可用於解決較難實際問題 254

8．5．3 層次分析法 255

8．5．4 計算科學支持的設計方法 256

8．5．5 多活性代理方法 257

8．6 人工系統可裁剪指標體系 257

8．6．1 可裁剪系統四維綜合指標體系 257

8．6．2 指標體系內涵簡述 260

8．6．3 指標體系定量指標特徵 261

8．6．4 關於指標體系的簡要結論 262

8．7 設計中應遵循的準則 262

8．7．1 在感知矛盾，形成設計目的階段 262

8．7．2 形成新人工系統總體核心要求階段 262

8．7．3 形成人工系統指標體系階段 263

8．7．4 形成系統方案階段 263

8．7．5 技術設計階段 263

8．7．6 試製樣機及檢驗鑒定階段 264

8．8 人工系統設計的主要步驟 264

8．8．1 人類社會與人工系統共同發展 264

8．8．2 人工系統設計（研製）主要步驟及內容 265

8．8．3 多活性代理方法在設計中應用 267

8．9 設計過程中非正常狀態感知及處理 269

8．9．1 設計過程直接產生的非正常狀態類型及感知 269

8．9．2 廣義非正常狀態的感知 271

8．9．3 處理非正常狀態通用原理 271

8．9．4 簡要結束語 272

8．10 綜合舉例 272

8．10．1 感知焦點矛盾，形成解決問題的具體“目的” 272

8．10．2 “目的”的初步物化，形成系統核心要求 274

8．10．3 形成系統的主要指標體系 277

8．10．4 形成系統方案 278

8．10．5 技術設計 279

8．10．6 服務活性調整體現 281

第九章 總結與展望 283

9．1 總結 284

9．2 展望 284

參考文獻 286