漫谈系统科学上

 

 

 

如果用系统科学的观点去看这件事，就是系统由于有人参加，所以系统演化的规律就没有办法又用计算机的程序给它描述起来，必须要用人机对话的方式来研究它的演化特点，而且人机对话还得以人为主，这样的系统才是我们所说的开放的复杂巨系统

 

 

我跟大家伙谈谈系统科学,具体内容我想从宏观到微观、从一般到具体分成三个问题来说。第一个问题讲比系统科学再大一点的,钱学森的科学技术思想体系，而系统科学是这个体系里边的一个学科门类。第二个问题讲系统科学里边的学科结构。第三个问题比较具体，在这个学科结构里边来讲一下系统学,钱老认为是学科结构里基础理论部分，我讲系统学的一些内容。所以等于从宏观到微观，从一般到具体的这么三个主要的问题。

 

第一个问题，钱学森创建科学技术思想体系，着重讲五个问题。实际就是我对钱老在这个问题上的五点体会。

 

第一点，钱老认为所有的学科,它研究的对象都是一个，就是客观世界。而不同学科之间的差别，不是它们研究对象之间的差别，而应该是看成，它们研究问题的侧面，研究问题所采取的方法，这上边的差别。所以按照钱老的学科定位：认为不同学科的差别是研究方法的区别，更符合科学进一步发展所呈现出来的一个特点。

 

第二点，钱老把这些学科整个地分成了十一个大门类。而且钱老还认为，这些学科门类的数量随着研究的深入，可能还会有所增加。因此学科门类本身的这个系统就是一个开放的，而不是一个封闭的系统。按照这两个观点来看，系统科学实际上它研究的对象也是整个客观世界，而它的研究侧面是“研究整体与局部之间的关系”，通过这个角度来研究客观世界的学科，就应该是系统科学。它是研究系统与子系统之间的相互作用，如何影响到系统整体的性质的改变，这是它研究的核心问题。

 

第三点，钱老把这个知识学科分类，又分成三个层次，分别是基础理论、技术科学、实际应用（或者叫做应用技术）。他认为，基础理论层次学科的建立，标志着这个学科门类正式地建立起来；而在应用技术层次上的知识发展最快，最能够促进这个学科的发展。因此这这个时候，在系统科学里，钱老特别重视基础理论上的建设，重视系统学的建设。

 

第四点，钱老这个思想体系的特点就是哲学，钱老认为哲学是统帅所有学科的这么一门学问。而且哲学本身也是有一个体系结构的，钱老把辩证唯物主义和从辩证唯物主义到上述所说的十一个学科之间的联系的那些学科，都看成是哲学的内容。比如，钱老认为，辩证唯物主义和社会科学之间联系的那部分哲学内容就被称之为唯物史观，辩证唯物主义和系统科学之间联系的那部分哲学内容他称之为系统论。辩证唯物主义和自然科学之间联系的那部分哲学内容称之为自然辩证法。他就把自然辩证法、唯物史观、系统论等等的这些东西，都看成是哲学的内容。在这里边，我们就可以看到钱老把哲学也看成是一个体系，这也是他对整个科学技术思想体系的一个认识。

 

第五点，钱老认为在三个学科层次、知识层次之外，还有一个前科学，就是在这些知识前面的一个层次。他认为这一块虽然没形成一个完整的、系统的知识，但是也应该作为科学技术里边的一部分内容。这部分会促进科学的发展，促进人们新的思想，新的学科理念的提出。

 

第二个大问题，在这个学科体系之下，系统科学的学科体系是个什么内容？系统科学的基础理论层次的内容，钱老称之为系统论。同时，钱老还把这个系统分成了四类，分别是简单系统、简单巨系统、复杂适应性系统、开放的复杂巨系统。对于四类系统，每一类系统的系统科学知识又都可以分成三个层次，这就构成了一个系统科学的学科体系的内容。

 

整个系统科学知识体系的构建，应该是形成一个网状的知识结构。既有在纵向的基础理论、技术科学、实际应用的三个层次，又有横向的，不同的系统它们所满足的理论。因为我的背景是物理学，对于这一点，我自己感觉，因为我的背景是物理学，我感觉从物理学里边可以找到对应的思想来作为启发，物理学实际上我认为应该看成是一个模型科学。我们提出了质点、刚体、弹性体、流体等几类模型，物理不是只对我们提出来的这几类模型概念是适用的。一个真实的物体，究竟能不能够适用物理学来进行讨论，就看它在多大程度上符合这个模型。如果完全符合模型，得到的结论就是完全适用的；如果部分符合模型，得到的结论就是部分适用的；如果完全不符合模型，那么物理学得出的结论就应该是不正确的。系统科学同样也是这样，钱老列出了这四类系统，同样是四类模型，按照这四类系统所建立起来的系统学仍然是一个模型科学，也就是它对我们所定义的这四类系统模型是成立的，如果一个客观的实际系统我们可以看成这样的模型，那么用这个模型所得到的结论就符合我们的客观实际。

 

上面我们说明了在系统科学里边不同层次上的学科知识。我刚才说了，钱老还把这个系统科学的研究对象系统分成四类，那么这四类系统分别都是怎么定义的，我想我在这儿做一个简单介绍。

 

简单系统，按照钱老的书里边讲，指的是子系统数目比较少，相互作用比较简单的系统。实际上我觉得应该更强调，简单系统是指它们子系统之间是线性相互作用，子系统与系统之间满足叠加原理，它们所用到的数学工具都是线性方程，用它来描写系统演化。所以它所面对的系统是整个传统科学―牛顿体系所研究的对象，它们都属于简单系统。它里边我觉得简单系统有两个特点，一是要满足叠加原理，二是它们是线性关系。

 

第二类系统是简单巨系统。简单巨系统按照字面上来理解,就是子系统的数量非常多，但是子系统之间的相互作用比较简单，每一个子系统以相同的概率和其它子系统进行作用。实际上它的背景就是物理学里所研究的热力学系统，每一个分子以相同的概率和其它所有分子发生相互作用。如果用系统科学来说，这类系统有什么特点呢？应该是子系统之间存在着非线性的相互作用，系统的演化要用非线性的微分方程来描述，也就是数学工具是非线性的微分方程来描述，这就是这类系统的特点。它将来使用数学工具就是非线性的微分方程。

 

第三类系统是复杂适应性系统。如果在字面上来解释，它实际上也是指的子系统数目非常多，相互作用是一个非线性的相互作用，而且从子系统在组成系统的过程当中，先由子系统形成一个一个的亚系统，然后亚系统再组成系统，也就是系统在组成的时候形成一定的层次结构。如果按照系统科学的说法来讲是什么呢？就是子系统之间的相互作用可以用或者说应该用计算机程序来描述它们的机制，然后系统整体的状态就由组成这个系统的各个子系统的状态在屏幕上所呈现出来的整体状态来表示。实际上它的背景就指的是生物系统或者说更具体一点是蛋白质系统，蛋白质的演化可以由这个具体的基因复制、变异等等功能实现，而最后整体的蛋白质所呈现出来的性质，就是由一个一个小的基因的变化而呈现出来的整体状况。所以这类系统的一个特点就是要由计算机程序来描述它们的演化，它的核心概念实际上应该是涌现，它的背景当然就是我们所说的生物系统。

 

第四类是钱老所说的开放的复杂巨系统，它的背景是社会系统，用来分析社会上的一些现象。如果从字面上来解释，它的特点是什么呢？一个是子系统数量非常多，相互作用非常复杂，而且外界对系统有作用，并且由于系统有人参加，所以人在这里边既是系统内的一个成员。同时人又有一个目标追求、价值判断，希望系统按照人们的需求向某一个方向进行演化。按照我自己的理解，如果用系统科学的观点去看这件事，就是系统由于有人参加，所以系统演化的规律就没有办法又用计算机的程序给它描述起来，必须要用人机对话的方式来研究它的演化特点，而且人机对话还得以人为主，这样的系统才是我们所说的开放的复杂巨系统。