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系统(英语:system;德语:system;法语:système;西班牙语:sistema)泛指由一群有关联的个体组成,根据某种规则运作,能完成个别元件不能单独完成的工作的群体。

组成

由若干要素(部分)组成的

这些要素可能是一些个体、元件、零件,也可能其本身就是一个系统(或称之为子系统)。如运算器、控制器存储器[1]、输入/输出设备组成了计算机的硬件系统,而硬件系统又是计算机系统的一个子系统。

系统有一定的结构

一个系统是其构成要素的集合,这些要素相互联系、相互制约。系统内部各要素之间相对稳定的联系方式、组织秩序及失控关系的内在表现形式,就是系统的结构。例如钟表是由齿轮、发条、指针等零部件按一定的方式装配而成的,但一堆齿轮、发条、指针随意放在一起却不能构成钟表;人体由各个器官组成,单个各器官简单拼凑在一起不能成其为一个有行为能力的人。

系统有一定的功能

或者说系统要有一定的目的性。系统的功能是指系统与外部环境相互联系和相互作用中表现出来的性质、能力、和功能。例如信息系统的功能是进行信息的收集、传递、储存、加工、维护和使用,辅助决策者进行决策,帮助企业实现目标。

与此同时,我们还要从以下几个方面对系统进行理解:系统由部件组成,部件处于运动之中;部件间存在着联系;系统各主量和的贡献大于各主量贡献的和,即常说的1+1〉2;系统的状态是可以转换、可以控制的。

系统在实际应用中总是以特定系统出现的,如消化系统生物系统教育系统等,其前面的修饰词描述了研究对象的物质特点,即“物性”, 而“系统”一词则表征所述对象的整体性。对某一具体对象的研究,既离不开对其物性的描述,也离不开对其系统性的描述。系统科学研究将所有实体作为整体对象的特征,如整体与部分、结构与功能、稳定与演化等等。

地球系统科学

地球是一个巨大的系统,它又可分为水圈、大气圈、生物圈和岩石圈等分支系统[2]。过去人们只局限于对各圈层系统内部的结构与作用过程的研究,例如气象学、海洋学和地质学等,其中更看重陆地研究。当前最大的进展就在于把地球各圈层联系起来作为一个整体来研究,从宏观的视角来认识整个地球,这样才能对全球变化获得深刻的理解。

地球系统科学中时间尺度是一个关键指标。对地球上的生物存在威胁的诸如气候变化、大气成份变化,土地覆盖变化等,10年到100年的时间尺度尤为重要。由于方法的限制,传统的地质、海洋、地理科学只能基于长时间尺度或定时预测。虽然,水文、气象基于物理客观规律,但是,也只能实现以天、旬为时间尺度的预测。上述两类时间尺度的研究均未能建立走时间尺度为50年的理论体系;而生物过程的时间尺度既可以放大,也可以缩小,其时间尺度必须基于地球系统科学。

地球系统科学最早由美国国家航空与宇航管理局(NASA)1983年提出。20世纪80年代中期以来,地球科学发展迅猛,科学家明确提出物理过程与生物过程相互作用的观点,进而形成了“地球系统”思想。90年代,这一观点成为地学界共识,美、英、日等国纷纷制定相关计划,这一学科得以确立并蓬勃发展起来。1992年美国22所大学将地球系统科学教育纳入课程之内;与此同时,联合国《21世纪议程》将地球科学作为可持续发展战略的科学基础之一。

视频

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参考文献