系統科學自誕生以來,伴隨著系統科學理論的發展和成熟,對人類的思維觀念和思想方法都產生了根本性的影響,并且使之發生了深刻的變革。系統科學的發展現狀是,系統科學的理論和方法業已經廣泛地滲透到自然科學和社會科學的各個領域。系統思想形成的這股思潮,日益發揮重大而深遠的影響。籠統地說,系統論將世界視為系統與系統的集合,認為世界的復雜性就在于系統的復雜性,所以可以說研究世界的任何部分都離不開對于相應的系統與環境關系的探討和研究。系統科學將研究和處理對象作為一個系統亦即一個整體來對待,在研究過程中注重掌握研究對象的整體性、關聯性、等級結構性、動態、平衡性及時序性等基本特征,所以說系統論不僅是反映客觀規律的科學理論,也是科學研究思想方法的理論。系統科學理論不僅認識系統的特點和規律,反映系統的層次、結構、演化,更主要的是對于系統結構的整理、對于各要素關系的協調,從而使系統達到優化的目的。系統科學理論的基本思想、基本理論及特點,反映的是現代科學整體化和綜合化這一不可避免的發展趨勢,同時也為解決現代社會中政治、經濟、科學、文化和軍事等各種復雜的問題提供了方法論的堅實基礎。
一、系統科學的理論特征及其優勢
系統科學是以系統為研究對象的一種基礎理論以及應用開發的學科所組成 的學科群。它著重考察各種系統的相互關系和屬性,以揭示活動規律,探討有關系統的理論和方法,系統科學作為一種方法論的科學,它的理論和方法正在從自然科學和工程技術向社會科學廣泛轉移,而將系統科學與哲學相互作用,探討系統科學的哲學問題,就形成了系統哲學。系統科學以系統思想為中心、綜合多門學科的內容而逐漸形成為一個新的綜合性科學門類。
系統科學按其發展和現狀,它的定義可分為狹義和廣義兩種。狹義的系統科學一般是指貝塔朗菲的著作《一般系統論:基礎、發展和應用》中所提出的將“系統”的科學、數學系統論、系統技術、系統哲學多方面歸納而成的學科體系。廣義的系統科學則包括系統理論、信息理論、控制理論、耗散結構理論、協同學、突變論、運籌學、模糊數學、物元分析、泛系方法論、系統動力學、灰色系統論、系統工程學、計算機科學、人工智能學、知識工程學、傳播學等一大批學科在內,是20世紀中葉以來發展最快的一大門綜合性科學。[①]
系統科學理論按功能可劃分為三個方面,即信息論、控制論、系統論,作為一種新興的科學方法論,系統科學理論把所要研究和所要處理的對象,都看作是一個作為整體的系統,然后分析這個系統的結構和功能,進而研究系統、要素、環境三者的相互關系和變動中存在的規律性,并優化系統觀點來對待問題。以系統科學理論的觀點看來,世界上的任何事物都可以看成是一個系統,系統也是普遍存在的,大至渺茫的宇宙,小至微觀的原子,一粒種子、一群蜜蜂、一臺機器、一個工廠、一個學會團體、……都是系統,整個世界就是系統的集合。系統科學理論不僅在于認識系統的特點和規律,更重要地還在于利用這些特點和規律去控制、管理、改造或創造一系統,使它的存在與發展合乎人的目的需要。也就是說,研究系統的目的在于調整系統結構與各要素關系,使系統達到優化這個最終目標。
二、系統科學在中國的理論進展及其價值
近年興起的相似論、現代概率論、超熵論、奇異吸引學及混沌理論、紊亂學、模糊邏輯學等,也將進入廣義系統科學并成為其中的重要內容。系統科學的優勢就在于它將眾多獨立形成、自成理論的新興學科綜合統一起來,具有嚴密的理論體系,這一點已為內外許多學者所關注和研究。[②]
自貝塔朗菲提出系統科學以來一直到現在,系統科學觀念經過很長一段時間的發展演變過程。起初,人們認識到系統整體大于其中的部分之和,即當一些部分組合成一個系統之后,它就會出現一些原先的個體所沒有的性質。之后,人們又發現系統是具有層次結構和功能結構的,研究系統的結構時要考慮層次結構和功能結構的重疊和它們之間的相互關系。再然后,還進一步認識到系統是處在不斷發展變化之中的,系統是動態的。第四,系統還經常與它的外界環境進行物質、能量和信息的交換。第五,系統即使是在遠離平衡的狀態下也可以維持穩定的狀態。第六,即使是確定性系統仍有其內在的隨機性。第七,隨機的系統也有其內在的確定性,看似完全隨機的系統有自組織的功能,能突現出若干種特殊的結構來。這些新觀念不斷地沖擊經典科學的傳統觀念,伴隨其發展的系統論、信息論、控制論、相變論、耗散結構論、突變論、協同論、混沌論、超循環論等新科學理論也相繼誕生。
關于系統科學結構的見解眾說紛紜,但是關于系統科學的內容和結構最詳盡的理論框架,則是我國著名科學家錢學森提出來的。錢學森寫出了享譽國際學術界的《工程控制論》,此書系統詳盡的闡述了他的系統科學思想和方法,并在主導中國“兩彈一星”的成功實踐中,成功地運用、發展了他的思想和方法,繼而錢學森還把他的系統科學理論和系統工程實踐推廣到社會、經濟、管理等各個領域,都產生了深遠的影響。
錢學森認為系統科學與自然科學和社會科學這三者之間的地位是相同的,詳盡的闡明他的理論思想,他把系統科學的體系結構分為四個層次:第一層次是系統工程、自動化技術、通信技術等,這是直接改造自然界的工程技術層次;第二層有運籌學、系統理論、控制論、信息論等,是系統工程的直接理論,屬技術科學層次;第三層次是系統學,它是系統科學的基本理論;最高一層將是系統觀,這是系統的哲學和方法論的觀點,是系統科學通向馬克思主義哲學的橋梁和中介。
更讓人欽佩的是,錢學森沒有把自己的思維僅僅囿于某一個單獨的領域,而是用系統的眼光去研究社會、軍事、信息、農業、人才、經濟、環境、法治和哲學,把自然科學和社會科學,物質世界和精神世界,客觀和主觀,全部有機地囊括于他的研究視野。錢學森把自然科學、社會科學等現代科學技術諸多領域綜合集成進行系統科學理論研究,并在實踐上推廣系統工程和總體設計部建設以加強國家層面的科學決策。
系統科學發端于20世紀20年代,奧地利著名生物學家貝塔朗菲倡導的機體論是一般系統論的萌芽,與此同時,英國軍事部門的科學家研究和解決雷達系統的應用問題,提出了運籌學,這是系統工程的萌芽。20世紀40年代,美國貝爾電話公司在發展通信技術時,也使用了系統工程的方法。同樣,美國研制原子彈的曼哈頓工程,是系統工程的成功實踐。美國國防部設立的系統分析部,在軍事決策方面運用了系統方法。20世紀50年代,系統科學的理論研究和教學工作全面展開。20世紀60年代,系統科學不論在西方還是在蘇聯都得到了廣泛的傳播和應用。系統的理論研究取得了重要的成果,貝塔朗菲發表了《一般系統論——基礎、發展、應用》的著作,使系統工程的應用取得了明顯的效果。美國阿波羅登月計劃的實現,就是一個突出的范例。20世紀70至80年代,系統科學更是廣泛應用于經濟、政治、軍事、外交、文化教育、生態環境、醫療保健、行政管理等部門,并取得了令人滿意的結果。
近年興起的相似論、現代概率論、超熵論、奇異吸引學及混沌理論、紊亂學、模糊邏輯學等,也將進入廣義系統科學并成為其中的重要內容。系統科學的優勢就在于它將眾多獨立形成、自成理論的新興學科綜合統一起來,具有嚴密的理論體系,這一點已為內外許多學者所關注和研究。[③]
自貝塔朗菲提出系統科學以來一直到現在,系統科學觀念經過很長一段時間的發展演變過程。起初,人們認識到系統整體大于其中的部分之和,即當一些部分組合成一個系統之后,它就會出現一些原先的個體所沒有的性質。之后,人們又發現系統是具有層次結構和功能結構的,研究系統的結構時要考慮層次結構和功能結構的重疊和它們之間的相互關系。再然后,還進一步認識到系統是處在不斷發展變化之中的,系統是動態的。第四,系統還經常與它的外界環境進行物質、能量和信息的交換。第五,系統即使是在遠離平衡的狀態下也可以維持穩定的狀態。第六,即使是確定性系統仍有其內在的隨機性。第七,隨機的系統也有其內在的確定性,看似完全隨機的系統有自組織的功能,能突現出若干種特殊的結構來。這些新觀念不斷地沖擊經典科學的傳統觀念,伴隨其發展的系統論、信息論、控制論、相變論、耗散結構論、突變論、協同論、混沌論、超循環論等新科學理論也相繼誕生。
關于系統科學結構的見解眾說紛紜,但是關于系統科學的內容和結構最詳盡的理論框架,則是我國著名科學家錢學森提出來的。錢學森寫出了享譽國際學術界的《工程控制論》,此書系統詳盡的闡述了他的系統科學思想和方法,并在主導中國“兩彈一星”的成功實踐中,成功地運用、發展了他的思想和方法,繼而錢學森還把他的系統科學理論和系統工程實踐推廣到社會、經濟、管理等各個領域,都產生了深遠的影響。
錢學森認為系統科學與自然科學和社會科學這三者之間的地位是相同的,詳盡的闡明他的理論思想,他把系統科學的體系結構分為四個層次:第一層次是系統工程、自動化技術、通信技術等,這是直接改造自然界的工程技術層次;第二層有運籌學、系統理論、控制論、信息論等,是系統工程的直接理論,屬技術科學層次;第三層次是系統學,它是系統科學的基本理論;最高一層將是系統觀,這是系統的哲學和方法論的觀點,是系統科學通向馬克思主義哲學的橋梁和中介。
更讓人欽佩的是,錢學森沒有把自己的思維僅僅囿于某一個單獨的領域,而是用系統的眼光去研究社會、軍事、信息、農業、人才、經濟、環境、法治和哲學,把自然科學和社會科學,物質世界和精神世界,客觀和主觀,全部有機地囊括于他的研究視野。錢學森把自然科學、社會科學等現代科學技術諸多領域綜合集成進行系統科學理論研究,并在實踐上推廣系統工程和總體設計部建設以加強國家層面的科學決策。
時至今日,從現代科學技術的發展軌跡看來,其中一方面是已有學科不斷分化,并且呈現越分越細的狀態,新學科、新領域也不斷產生,呈現出高度分化的特點;另一方面是不同學科、不同領域之間相互交叉、結合與融合,向綜合性、整體化的方向發展,呈現出高度綜合的趨勢。而系統科學在這種發展趨勢中所最具有的理論價值和指導意義是不可小覷的。
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