系統觀的第壹個方面是整體性或聯系性原則。從哲學上講，所謂系統觀首先表達了壹個基本思想，即世界是關系的集合，而不是對象的集合。整體方法論的原則就是基於這壹思想。
系統科學的壹般理論可以概括為:所謂系統，是指兩種或兩種以上的元素(要素)相互作用形成的整體。所謂相互作用主要是指非線性作用，它是系統存在的內在基礎，構成了系統所有特性的基礎。系統中當然存在線性關系，但不構成系統的質的規定性。系統的首要特征是整體湧現，即系統整體具有部分之和不具有的性質，即整體不等於(大於或小於)部分之和，這種性質稱為系統品質。同時，系統組件受到整個系統的約束和限制，其屬性被屏蔽，失去了獨立性。這種特性可以稱為整體突現原理，也稱為非加性原理或非減性原理。全局湧現來自於系統的非線性函數。系統中各種聯系方式的總和構成了系統的結構。系統結構的直接內容是系統要素之間的聯系方式；此外，任何系統元素本身也是壹個系統。作為壹個系統，元素構成了原系統的壹個子系統，而這個子系統必須是壹個子系統。這樣……→二級子系統→子系統→系統之間就有了層級遞進關系。因此，系統結構的另壹個重要方面是系統的層次結構。系統的結構特征可以稱為層次原則。與壹個系統相聯系的外部存在，在這個外部存在中，系統的成分不再起作用，這種外部存在稱為系統的環境。系統相對於環境的變化稱為系統的行為，系統相對於環境的性質稱為系統的性能。系統行為引起的環境變化，解決系統的功能問題。系統功能由要素、結構和環境決定。相對於環境，系統是封閉性和開放性的統壹。這使得系統在與環境不斷的物質、能量和信息交換中保持自身存在的連續性。系統與環境的相互作用，使它們形成壹個更大、更高層次的系統。
從系統科學的基本理論概念可以看出，在系統科學看來，系統是現實世界中壹種普遍的存在方式，壹切都是系統，整個宇宙是壹個總系統。萬物都是通過相互作用聯系在壹起的，世界是壹個普遍聯系的整體。所謂系統觀，也就是整體觀和相關觀。系統科學首先是壹門關於普遍聯系的科學。貝塔朗菲指出，系統論可以定義為“關於整體的壹般科學”。在這個意義上，我們可以把系統科學看作是辯證法普遍聯系觀的具體化和科學化。
整體性原則是系統科學方法論的首要原則。它認為世界是關系的集合，根本不存在所謂不可分析的終極單位；關系是相關對象的內部關系，而不是外部關系。因此，現代科學不允許用分析的方法把關系線性地還原到最初的基礎上。整體性原則要求我們必須從非線性作用的普遍性出發，始終立足於整體，通過部分之間、整體與部分之間、系統與環境之間復雜的相互作用和相互聯系，達到對對象的整體把握。具體來說，壹是從單因素分析來把握系統的組織性和相關性。由於系統的整體性出現，單因素分析無法真正把握整體的性質和功能。整體的性質和功能是基於部分之間的相互作用，在系統與環境的相互作用中實現的，是系統要素組織的結果。因此，從組織模式上考察其整體關聯性是把握整體性的唯壹途徑。第二，從線性研究到非線性研究。如前所述，線性方法只能處理局部問題，不足以把握全局和大範圍的問題；同時，線性方法只能抓住相對簡單的對象和對象相對簡單的方面，不足以抓住復雜性。然而，非線性是所有復雜性的根源。因此，為了把握對象的整體性和復雜性，必須克服線性研究的局限性，建立非線性科學。第三，從單向研究到多向研究。維度是現代科學中的壹個重要概念。系統思維要求克服傳統的壹維、壹維思維方式，采用多維甚至全維的思維方式。
在他們的研究中，所有的系統科學都有意識地貫徹了整體性的方法論原則。從壹定意義上說，系統科學的各種具體方法是整體研究的基本方法。
信息方法是指運用信息觀點的方法，把系統的存在看作是壹個信息系統，把系統的運動看作是壹個信息傳遞和轉換的過程，通過對信息流的分析和處理，了解系統的運動過程及其規律性。
使用信息方法，首先要根據信息觀點把對象作為信息模型來對待。神農提出的通信系統模型不僅適用於通信系統，也適用於非通信系統。具有普遍意義。這個環節的主要任務可以稱為信息分析。其次，信息模型要量化，即建立數學模型。再次，根據數學模型，分析系統行為，預測其行為，確定利用原則和方法。
信息方法具有以下特點:抽象性。它完全拋開了物體的具體運動形式，以抽象的信息運動作為分析問題的基礎。整體性，信息方法直接從系統的整體存在出發，通過系統與環境的信息輸入輸出關系，全面研究系統的信息過程。動態。信息方法是壹種動態方法。它是對物體進行動態研究的有力手段。
黑箱方法也是整個現代科學研究中的壹種重要方法。所謂黑匣子，就是認知主體還不知道其內部結構的物體。可見，黑匣子包含兩層意思:壹方面，黑匣子的黑在於內部結構的“黑”。另壹方面，黑盒不是黑的，因為任何物體總有可觀察到的外部變化，即行為。
所謂黑盒法，就是在對象結構未知或假設未知的前提下，給黑盒輸入得到輸出，通過輸入輸出的考察來把握對象的方法。當使用黑盒方法時，我們首先應該對盒子的性質和內容不做任何假設，但要確保有壹些方法可以對其進行操作。並以此作用於盒子，這樣人和盒子之間就形成了壹個耦合系統。然後指定盒子的輸入，這樣就可以以確定的、可重復的方式形成耦合。最後通過輸入輸出數據建立數學模型，推導出內在聯系。這裏值得註意的是，黑箱方法考察的不是箱子本身，而是人箱耦合系統。
絕對黑箱實際上是不存在的，任何物體都可以說是“灰箱”，即部分已知的物體。因為在人的視覺之外，它不是壹個對象，所有被納入主體範圍的認知對象都是壹直已知的。因此，絕對的“白盒”實際上並不存在。白盒法是將系統結構按照壹定的關系表示出來，形成“白盒網絡”，用白盒網絡進壹步認識系統，預測系統的未來行為，控制系統的未來過程。
反饋法是壹種通過原因和結果的相互作用來把握整體的方法。維納指出，反饋是控制系統的壹種方法，其特點是根據過去的操作來調整未來的行為。所謂反饋，就是系統的輸出結果返回給系統，並與輸入壹起調節和控制系統的再輸出的過程。如果前壹個行為的結果加強了後壹個行為，就叫正反饋，如果前壹個行為的結果削弱了後壹個行為，就叫負反饋。反饋在輸入和輸出之間建立了動態的雙向聯系。
反饋法是用反饋概念分析和處理問題的方法。其成立的客觀基礎在於因果互動。不僅原因導致結果，結果也反作用於原因。因此，對因果的科學把握必須考慮到結果的反作用。
功能仿真方法是控制論發展起來的壹種方法，是仿真方法發展的新階段。是現代科學進行整體研究的重要方式。與其他模擬方法相比，功能模擬方法具有以下特點:
第壹，基於相似的行為。在控制論中，系統最根本的內容是行為，即系統在與外界環境相互作用中的整體反應。因此，兩個系統之間最重要的相似之處是行為上的相似。在建立模型的過程中，可以拋開結構，只抓行為等價，從而達到功能模擬的目的。控制論重新定義了行為的概念:壹個物體的任何可以從外部察覺到的變化都是行為。這壹規定確立了行為的* * *同壹性本質，使行為具有普適性，為功能模擬方法的廣泛應用奠定了理論基礎。正是基於這壹思想，人類智能活動與技術裝置之間的相似性得以建立，智能機械仿真得以實現。
第二，模型本身成為認知目的。在傳統仿真中，模型是指掌握原型的手段。研究模型的目的是獲得原型的信息。比如盧瑟福的原子太陽系模型，它本身沒有任何意義，只是壹種研究原子結構的便捷手段。在功能仿真中，仿真以行為為基礎，以功能為目標。模型是具有生物目的性行為的機器。這臺機器的研制，恰恰是控制論最初的任務。從這個意義上說，人的行為本身只具有借鑒意義，這個原型反過來又成為模型的手段。這是功能仿真不同於壹般仿真的壹個根本特征。
第三，從功能到結構。壹般模擬遵循從結構到功能的認知路線。另壹方面，功能模擬首先掌握整體行為和功能，不需要結構的先驗知識。但不否認結構決定功能，不滿足於行為和功能。它總是需要從行為和功能到結構研究的過渡來獲得結構知識。比如控制論利用功能模擬的方法，建立人類智能活動與技術裝置之間的相似性，從而發現神經系統中反饋回路的存在，從而推動大腦模型和神經結構的研究。
功能模擬法忽略了對材料、結構和單個元素的分析，暫時拋開系統的結構、元素和屬性，單獨研究行為，通過行為功能來把握其結構和性質。這不僅是可行的，而且是研究復雜對象的必要手段，尤其是在對象結構知識還很缺乏的情況下，行為對於我們把握對象具有根本性的意義。控制論的技術任務是實現智能機械仿真。從材料和性能的角度來看，人和機械裝置沒有壹致性，所以智能機器是不可能的。但維納發現，“從結構上看，技術系統和生物系統都有反饋環，而從功能上看，它們都具有自動調節和控制功能。這就是這兩個看似完全不同的體系的相似性和統壹性。確切地說，所有有目的的行為都可以視為需要負反饋的行為。”所以，雖然目的是不可定義的，但是從目的的外在表現，也就是有目的的行為來看，兩者是壹致的，所以智能機械仿真是完全可能的。另壹方面，智能活動的物質結構是高度復雜的。人腦中僅大腦皮層就有約6543.8+04億個神經元。神經元的樹突和軸突之間的聯系極其復雜，大部分是後天獲得的。從結構上把握智能活動幾乎是不可能的。控制論的目標是智能機器，可以暫時忽略其結構和要素，只從行為上把握。從行為的角度把握的是系統在與環境的相互作用中的整體存在，通過行為實現的功能是系統與環境的整體聯系。因此，功能模擬為現代科學從整體上研究復雜對象提供了壹個重要途徑，即行為功能研究。
(2)動態原則
系統觀的第二個方面是動態進化或過程的原理。從哲學上講，這個原理無非是說世界是過程的集合，而不是既定事物的集合。動力學原理就是基於這個原理。
系統科學動態演化原理的基本內容可以概括為:壹切實際系統總是處於無序與有序、平衡與非平衡相互轉化的運動變化中，任何系統都會經歷壹個系統發生、系統生存、系統消亡的不可逆演化過程。換句話說，制度的存在本質上是壹個動態過程，制度結構只是動態過程的外在表現。作為壹個過程，任何系統都構成壹個更大過程的壹個環節和壹個階段。
除了我們之前討論過的可逆性和不可逆性、確定性和隨機性，與系統的變化和發展有關的重要概念，有序和無序也是描述系統演化形態特征的重要範疇。熱力學、協同學、控制論和信息論分別用熵、序參量和信息量來描述有序和無序。在數學中，壹般用對稱破缺來定量描述。壹般來說，所謂有序是指有規律的接觸，無序是指無規律的接觸。系統秩序的有序首先指的是結構的有序。比如晶格、Baynard圖樣、電子層分布、激光、自激振蕩等。，類似雪花，在空間上是有序的，行星繞太陽自轉等各種周期性運動在時間上是有序的。結構無序是指組分的隨機堆積。比如散落的沙子，雲朵，垃圾堆，都是亂糟糟的。原子和分子的熱運動，分子的布朗運動，混沌等隨機運動都是時間無序的。此外，系統秩序還包括行為和功能的有序與無序。平衡態和非平衡態是描述系統狀態的概念。平衡意味著差異的消除和運動能力的喪失。非平衡意味著分配不均和差異的存在，意味著保持運動變化的能力。與此相關，秩序可以分為平衡秩序和不平衡秩序。平衡有序是指有序壹旦形成就不會改變，比如水晶。它常常指微觀範圍內的秩序。非平衡秩序是指有序的結構只能通過與外界環境的物質、能量和信息的交換來維持，並不斷地轉化和更新。它往往呈現在秩序的宏觀範圍內。
出現於20世紀下半葉的自組織理論，探討了有序與無序相互轉化的機制和條件，不可逆過程即進化和退化所導致的結果，以及它們之間的關系，重點探討了系統從無序向有序、從低序向高階轉化即進化的可能性和途徑。
1969年，普利高津提出了耗散結構理論。這壹理論從時間的不可逆性出發，采用了薛定諤首先提出的“負熵流”概念，從而得出結論:壹個遠平衡的開放系統可以通過負熵流降低總熵，自發地達到壹種新的穩定有序狀態，即耗散結構狀態，而不違反熱力學第二定律。耗散系統的形成是基於遠離平衡態的開放系統和系統中的非線性機制。不穩定性，即漲落，是基於非平衡態的耗散結構穩定性的杠桿。平衡態沒有波動；在近平衡態的線性非平衡區，漲落只會使系統狀態暫時偏離，這種偏離會繼續衰減直至消失；而在遠平衡的非線性區域，任何微小的漲落都會被相幹相互作用放大，成為宏觀的、整體的“巨漲落”，使系統進入不穩定狀態，然後跳轉到新的穩定狀態。
1976德國理論物理學家赫爾曼？哈肯出版了《協同學導論》壹書，第二版1978增加了“混沌”壹章，確立了協同學理論的基本框架。協同學以信息論、控制論和突變理論為基礎，吸收了耗散結構理論的成果。在耗散結構理論之後，進壹步考察了非線性作用如何引起系統的自組織。協同學認為，壹個系統由無序向有序轉化的關鍵不在於系統是否以及在多大程度上處於不平衡狀態。只要是由大量子系統組成的系統，在壹定條件下，其子系統可以通過非線性相互作用產生協同和連貫效應，然後它們可以自發產生壹個宏觀的時空結構，形成具有壹定功能的自組織結構，並呈現出新的有序狀態。哈肯給出了決定論的動力方程，並引入了二分法的概念。因此，它為系統從壹種質量狀態過渡到另壹種質量狀態提供了壹種解釋方法。當系統的壹個參數在域值範圍之外時，系統處於穩定的平衡位置；當系統參數進入域值範圍時，系統將變得不穩定，同時形成新的平衡位置。自組織系統形成的兩個基本條件是:開放系統和漲落的存在。外部條件在穩定均衡向不穩定均衡的過渡中起作用，系統漲落在不穩定均衡向新的穩定均衡的過渡中起作用。哈肯的理論很好地解釋了物理學中的自組織現象，如激光和細胞繁殖。但是很難用它來解釋生物和社會系統。
1971年，德國生物學家艾肯正式提出了超循環理論。其中心思想是，在生命的起源和發展中，有壹個從化學階段到生物進化的分子自組織過程。這個進化階段的結果就是形成了今天人們看到的具有統壹遺傳密碼的細胞結構。這種遺傳密碼的形成有賴於超循環組織，超循環組織具有“壹旦建立，就永遠存在”的選擇機制。總之，艾肯認為“進化的原理可以理解為分子水平上的自組織”，最後“達爾文的原理可以從物質的已知性質推導出來”(控制論、信息論、系統科學與哲學，中國人民大學出版社，1986版，471頁)。
自組織理論對進化的基本觀點可以概括如下:
首先，系統內部的相互作用是系統演化的內在基礎和動力。
系統要素之間的相互作用是系統存在的內在基礎，也構成了系統演化的根本動力。系統中的相互作用空間是系統的結構和接觸方式，從時間的角度看系統的運動變化，使相互作用中的各方力量總是在變化的，從而導致整個系統的變化。作為系統進化的基礎。系統內部的相互作用決定了系統演化的方向和趨勢。系統演化有兩個基本方向和趨勢:壹是從無序到有序，從簡單到復雜，從低級到高級的遞進上升運動，即演化。進化的基本依據是非線性效應及其對系統的積極作用在系統中占主導地位。在這種條件下，非線性作用進壹步規定了什麽樣的有序結構可能出現並成為穩定的吸引子，也規定了系統演化的可能分支。其次，從有序到無序，從高到低，從復雜到簡單，倒退和衰落的方向，也就是退化。熱力學第二定律已經表明，這種演化趨勢在壹個孤立或封閉的系統中是不可避免的。普利高津指出，對於處於熱力學平衡態或近(線性)平衡態的開放系統，其運動由玻爾茲曼原理決定，其運動方向總是趨於無序。從相互作用的角度來看，退化主要是基於非線性相互作用對系統的負面影響。
第二，系統與環境的相互作用是系統演化的外部條件。
從抽象意義上講，任何壹個真實的系統都是封閉性和開放性的統壹。環境構成了系統內互動的場所，同時也限制了系統內互動的範圍和方式。系統內部的相互作用是以系統與環境的相互作用為基礎的，兩者總是相互轉化的。從這個意義上說，系統內部的相互作用是以系統的外部環境為條件的。
系統的演變尤其取決於外部環境。當系統中存在差異時，系統的相幹功能就表現出來了。沒有溫度梯度，就沒有熱傳導，沒有化學勢梯度，就沒有質量擴散。而熱力學第二定律指出，在自發的不可逆過程中，系統的內部差異總是趨於平緩，從而導致系統向無序的平衡狀態演化。因此，需要不斷地從外界環境中獲得足夠的物質和能量來建立和恢復系統差異，維持遠平衡狀態，實現非線性效應。因此，系統必須對環境保持開放，才能進化。但開放只是進化的必要條件，不是充分條件。普裏戈金的耗散結構理論指出，孤立系統中不存在熵流(即系統與外界進行物質和能量交換產生的熵)，任何系統自發產生的熵總是大於或等於零(平衡時等於零)，所以孤立系統的總熵大於零。它總是傾向於增加熵和無序。當壹個系統的熵流不等於零時，即保持開放，有三種情況；第壹種情況是熱力學平衡態，此時熵流大於零，因此物質和能量的湧入大大增加了系統的總熵，加速了系統向平衡態的運動。第二種情況是線性平衡狀態。它接近平衡。它的熵流大約等於零。這類系統在開始時壹般都有壹些有序的結構，但最終無法抵抗系統中自發熵的破壞而趨於平衡。第三種情況很不壹樣。這類系統遠離平衡態，即熵流小於零，所以物質和能量給系統帶來負熵。結果是系統的有序性增加多於無序，並能從中形成新的組織結構，這就是耗散結構。如生命系統、社會系統等。
第三，隨機波動是系統演化的直接誘因。
穩定性和漲落是描述系統演化的重要概念。由於系統內外的相互作用，系統要素的性能會偶爾發生變化，耦合關系會偶爾發生波動，環境會帶來隨機幹擾。整個系統的宏觀量很難保持在某個平均值。波動是系統宏觀量與平均值的偏差。根據對漲落的不同反應，穩定狀態可分為三種:穩態，對任何漲落保持不變；亞穩態，對於壹定範圍內的波動保持不變；不穩定狀態在任何輕微的波動下都會消失。對於穩態，波動會被系統收斂所平息，表現為向某壹狀態的回歸。在熱力學平衡狀態下，無論什麽原因造成的溫度、密度、電磁性質的差異，最終都會消除到平衡狀態。
但對於遠平衡態，如果系統中存在正反饋機制，那麽漲落就會被放大，導致系統不穩定，從而將系統推向臨界點。系統在臨界點的行為有多種可能，取哪個分支是不確定的。是進化還是退化，是去這個分支還是那個分支。波動在選擇中起著重要的作用。達爾文的生物進化論證明，生物物種偶然變異的積累可以改變物種原有的遺傳特征，導致新物種的出現。耗散結構理論和協同學定量證明，隨著外部控制參數的變化，原來的穩態會不穩定，在不穩定的臨界點會出現新的進化分支。壹個激光器僅僅因為外部泵浦功率的變化，就可以穩定地發射自然光、激光或脈沖光，甚至混沌光。可以看出，穩態對漲落的獨立性是相對的，超出壹定範圍。例如，在上述條件下，漲落將主導系統行為。如果波動得到鞏固，就意味著新的穩定狀態的形成。漲落在系統演化中的重要作用表明，系統演化是必然性和偶然性的辯證統壹。普利高津指出“遠離均衡的自組織過程相當於偶然性與必然性、漲落與決定論之間的壹種微妙的相互作用”。(從混亂到秩序作者普裏戈金，上海譯文出版社，1987版，223頁)
從存在到進化，這是科學發展的必然。Prigogine可以說是這種發展趨勢的理論代言人。
普利高津首先指出，現代經典科學乃至現代相對論和量子力學都是關於存在的科學，機械論的自然觀主導了現代西方世界的科學觀。他說:“對於大多數經典科學的創始人，甚至是愛因斯坦來說，科學是壹種嘗試。它必須超越膚淺的世界，到達壹個沒有時間的極其合理的世界。”經典科學不承認進化和自然界的多樣性。所以時間在很長壹段時間裏成為了壹個“被遺忘的維度”。然而，機械論自然觀認為“宇宙是單壹的、無限的和靜止的，它不產生自己，它是不可摧毀的，它是不可改變的”