- 时间：2021-03-21 09:53 编辑：金俊勉 来源：蚂蚁资源 阅读：256
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- 一、从工程控制论到系统科学体系钱学森创建工程控制论和开创中国航天事业的系统工程实践，为建立系统科学体系提供了理论基础和实践基础，而钱老一直坚持辩证唯物主义又对此奠定了哲学基础。上世纪70年代末80年代初，钱老花费很大精力，一方面研究和总结国内外有关系统研究和系统实践的进展和发展态势，另一方面又从系统角度从整体上去研究现代科学技术发展的体系结构，并从其它科学技术部门如自然科学、社会科学、数学科学等吸取营养来构建系统科学体系。钱老在构建现代科学技术体系时，把科学技术分为工程技术（应用技术）、技术科学、基础科学和哲学四个层次。辩证唯物主义处在这个体系的最高端，它是人类知识的最高概括，也是人类智慧的最高结晶。综合起来可以看出，钱老在建立系统科学及其体系结构时，既有系统领域研究的深度，又有跨领域、跨学科的广度，还有跨层次的高度。这样三维知识结构的优势，是一般科学家所不具备的，钱老具有这个优势，钱学森是一位三维科学家。上世纪80年代初，钱老就明确指出，系统科学是从事物的整体与部分、局部与全局以及层次关系的角度来研究客观世界的（包括自然、社会和人自身）。能反映事物这个特征最基本和最重要的概念就是系统，所谓系统是指由一些相互关联、相互作用、相互影响的组成部分构成并具有某些功能的整体。系统是系统科学研究和应用的基本对象。而系统观点和系统思想与方法论也就成为系统科学研究客观世界的基本着眼点和出发点。这与自然科学、社会科学等不同，但有深刻的内在联系。系统科学能把这些科学领域研究的问题联系起来作为系统进行综合性和整体性研究，这就是为什么系统科学具有交叉性、综合性、整体性与横断性的原因，也是系统科学区别于其它科学技术部门的一个显著特点。在钱老建立的系统科学体系中，处在工程技术或应用技术层次上的是系统工程，这是直接用来改造客观世界的工程技术，但和其它工程技术不同，它是组织管理技术。在系统科学体系中处在技术科学层次上直接为系统工程提供理论方法的有运筹学、控制论、信息论等；而处在基础科学层次上属于系统理论的便是系统学和复杂巨系统学。系统学和复杂巨系统学都是揭示客观世界中系统普遍规律的基础科学，这是需要建立的一门新兴学科。这样三个层次结构的系统科学经过系统论通向辩证唯物主义。系统论属于哲学层次，是连接系统科学与辩证唯物主义的桥梁。关于系统论，钱老曾明确指出：“我们所提倡的系统论，既不是整体论，也非还原论，而是整体论与还原论的辩证统一。”钱老的这个系统论思想后来发展成为他的综合集成思想，这也显示出钱学森的辩证唯物主义哲学智慧。根据这个思想，钱老又提出将还原论方法与整体论方法辩证统一起来，形成了系统论方法，这就为钱老提出的综合集成方法奠定了哲学和方法论基础。系统研究曾经吸引了国内外众多领域的专家学者，他们从各自专业角度使用他们认为适合的名称，一度比较混乱，正如许国志院士所说的：“人各一词，莫衷一是。”钱老建立的系统科学体系层次分明，不仅指明了已有学科的层次归属，还指出了进一步发展的方向，使上述局面变成为“分门别类，共居一体”，这对系统科学的发展具有重大意义。系统科学及其体系不仅具有重要理论价值，还有重要的实践意义。从实践论观点来看，任何社会实践，特别是复杂的社会实践，都有明确的目的性和组织性。社会实践要在理论指导下才有可能取得成功。这个理论就是现代科学技术体系和人类知识体系所提供的知识。处在这个体系最高端的是辩证唯物主义，所以社会实践首先应受辩证唯物主义的指导。但仅有哲学层次上的指导还不够，还需要有各个科学技术部门、不同科学部门的科学理论方法和应用技术，甚至前科学层次上的经验知识和感性知识的指导和帮助。如何把不同科学技术部门、不同层次的知识综合集成起来形成指导社会实践的理论方法和技术，以解决社会实践中的问题，这就有个方法论和方法问题，钱老提出的综合集成方法可以处理这类问题。社会实践通常包括三个重要组成部分，一个是实践对象，指的是实践中干什么，它体现了实践的目的性；第二个是实践主体，指的是由谁来干，如何来干，它体现了实践的组织性；第三个就是决策主体，它最终要决定干不干，由谁来干并干得最好。从系统科学观点来看，实践对象是个系统，实践主体也是系统（人在其中），把两者结合起来还是个系统。因此，社会实践是系统的实践，也是系统的工程。这样，有关实践或工程的决策与组织管理等问题，也就成为系统的决策与组织管理问题。在这种情况下，系统论思想、系统科学的理论方法和技术应用到社会实践或工程的决策与管理之中，不仅是自然的，也是必然的。从这里便可以看出，系统论、系统科学对社会实践或工程具有极其重要的意义和价值。这也就是为什么系统工程和系统科学具有广泛的应用性。二、创建系统学与综合集成方法在系统科学体系中，系统工程已应用于实践中并取得显著成效；运筹学、控制论、信息论等也有了各自的理论方法并处在发展之中。但系统学、复杂巨系统学却是需要建立的新兴学科，这也是钱老最早提出来的。在他提出建立系统学之后不久，就想以讨论班的方式，来开展系统学和系统科学的研究工作，并培养这方面的研究人才和队伍。1986年1月7日，“系统学讨论班”开始了学术活动。在这次讨论会上，钱老亲自作了关于建立系统学的学术报告。从1986年到1992年的7年时间里，每次讨论班钱老都参加。在这些学术讨论中，钱老首先提出了新的系统分类。系统在自然界、人类社会包括人自身是普遍存在的，因而现实中存在着各种各样的系统，这样也就有了各种各样的系统分类。系统很重要的一个特点是复杂性，但复杂性是有层次的。普利高津探索的复杂性是物理化学系统中的复杂性，而美国桑塔菲研究所科学家们的复杂性研究，却是生物系统、经济系统、人脑系统，乃至社会系统中的复杂性，同为复杂性，但全然不在同一层次上。正是基于复杂性层次的不同，钱老提出了新的系统分类，其着眼点是系统结构的复杂性。这里，一个是子系统的数量和种类；另一个是子系统之间相互关系的复杂程度（非线性、不确定性、模糊性等）以及系统的层次结构。从这个角度出发，钱老将系统分为简单系统、简单巨系统、复杂巨系统和特殊复杂巨系统。如生物体系统、人体系统、人脑系统、地理系统、社会系统、星系系统等都是复杂巨系统。其中社会系统是最复杂的系统了，又称作特殊复杂巨系统。这些系统又都是开放的，与外部环境有物质、能量和信息的交换，所以又称为开放的复杂巨系统。钱学森的系统分类具有极为重要的理论和实践意义。近二十多年来，复杂性研究引起了国内外一些专家、学者的重视，但至今不同学科、不同领域的专家、学者，对于复杂性的认识还不一致。在1999年出版的美国《科学》（Science vol.284）杂志上，有一组文章讨论复杂性问题，采用了“复杂系统”一词作为标题，文中说“本专题回避了一个术语上的雷区，部分原因是为了当方法进一步成熟时给定义的稳定留下一些空间，我们渴望避开术语上的争论，采用了一个‘复杂系统’的词，代表那些对组成部分的理解不能解释其全部性质的系统之一”。看来他们也意识到要把复杂性研究和系统结合起来。但在复杂性问题上，钱学森和国外科学家们不同，他不是从复杂性的抽象定义出发，而是从实际出发，从方法论角度来区分复杂性和简单性问题。如果仅从概念出发，不仅难以统一认识，甚至会抓不住事物本质，反而把复杂性简单化，或把简单性复杂化了。例如在国外，把一个层次的问题如混沌，即使是混沌中比较复杂的问题，像无穷维的Navier-Stokes方程所决定的湍流以及自旋玻璃等，他们都叫复杂性问题。但钱老认为，这种复杂性其实并不复杂，还是属于有路可循的简单性问题。正是从方法论出发，钱老在20世纪90年代初就指出：“凡现在不能用还原论方法处理的，或不宜用还原论方法处理的问题，而要用或宜用新的科学方法处理的问题，都是复杂性问题，复杂巨系统就是这类问题”。他还进一步指出，桑塔菲研究所对复杂性的研究，实际上是开放的复杂巨系统的动力学问题。这样，钱老就从系统角度，给出复杂性一个清晰和具体的描述。对于所有系统来说，它的一个重要特点就是系统在整体上可以具有其组成部分（或子系统）所没有的性质，这就是系统的整体性。系统内部结构和系统外部环境以及它们之间的关联关系，决定了系统整体性和功能。从理论上来看，系统结构与系统环境如何决定系统整体性与功能，揭示系统存在、演化、协同、控制与发展的一般规律，就成为系统学和复杂巨系统学要研究的基本问题。国外关于复杂性研究是开放复杂巨系统的动力学问题，实际上属于系统理论范畴，也包含在系统学和复杂巨系统学的研究之中。20世纪80年代末，在讨论班的基础上，钱老明确界定系统学是研究系统结构与功能（系统演化、协同与控制）一般规律的科学。把控制的思想与概念引入到系统学，是钱老的一个重要学术思想。系统学不仅要揭示系统规律去认识系统，而且还要在认识系统的基础上去控制系统，以使系统具有我们期望的功能。钱老对系统学的这个概括，比80年代初对系统学的认识又深化了一大步。如果说80年代初对系统学的认识重点还是在简单系统和简单巨系统上的话，那么80年代末则发展到开放的复杂巨系统（包括社会系统）。后来钱老又把这部分内容称作复杂巨系统学。以这些概念和思想为核心，就形成了简单系统、简单巨系统、复杂巨系统和特殊复杂巨系统（社会系统）为主线的系统学提纲和内容，构成了系统学的基本框架，奠定了系统学的科学基础，指明了系统学的研究方向。许国志院士生前主编的《系统科学》一书（上海科技教育出版社2000年版），关于系统理论部分就是参照这一框架编写的。钱学森不仅提出了开放的复杂巨系统概念，同时还提出了处理这类系统的方法论和方法，从而开创了复杂巨系统的科学与技术这一新领域，这是钱学森综合集成思想与方法的具体体现。国外关于复杂性和复杂系统的研究，在研究方法上确实有许多创新之处，如他们提出的遗传算法、演化算法、开发的Swarm软件平台、以Agent为基础的系统建模、用数字技术描述的人工生命等等。在方法论上，虽然也意识到了还原论方法的局限性，但并没有提出新的方法论。方法论和方法是两个不同层次的问题。方法论是关于研究问题所应遵循的途径和研究路线，在方法论指导下是具体方法问题，如果方法论不对，再好的方法也解决不了根本性问题。如前所述，20世纪80年代初钱学森就明确地提出了系统论和系统论方法，这是方法论上的重大发展。在应用系统论方法时，也要从系统整体出发将系统进行分解，在分解后研究的基础上，再综合集成到系统整体，实现1+1＞2的整体涌现，最终是从整体上研究和解决问题。由此可见，系统论方法吸收了还原论方法和整体论方法各自的长处，同时也弥补了各自的局限性，既超越了还原论方法，又发展了整体论方法。这是钱学森在科学方法论上具有里程碑意义的贡献，它不仅大大促进了系统科学的发展，同时也必将对自然科学、社会科学等其它科学技术部门产生深刻的影响。钱老不仅提出了系统论方法，同时还提出了实现系统论方法的具体方法体系和实践方式，建立了一套方法论体系。特别值得说明的是，钱老当时就指出以计算机、网络和通信技术为核心的信息技术革命，不仅对人类社会的影响将导致一场新的产业革命，而且对人自身，特别对人的思维会产生重要影响，将出现人—机结合的思维方式，人将变得更加聪明。我们知道，人类有史以来是通过人脑获得知识和智慧的，但现在由于以计算机为主的现代信息技术的发展，出现了人—机结合、人—网结合以人为主的思维方式、研究方式和工作方式，它具有更强的创造性，也具有更强的认识世界和改造世界的能力。这在人类发展史上是具有重大意义的进步，对人类社会的发展必将产生深远的影响。正是在思维科学和信息技术进展的基础上，20世纪80年代末到90年代初，钱学森又先后提出“从定性到定量综合集成方法”以及它的实践形式“从定性到定量综合集成研讨厅体系”（将两者合称为综合集成方法），并将运用这套方法的集体称为总体设计部。这就将系统论方法具体化了，形成了一套可以操作的行之有效的方法体系和实践方式。从方法和技术层次上看，它是人—机结合、人—网结合以人为主的信息、知识和智慧的综合集成技术。从应用和运用层次上看，是以总体设计部为实体进行的综合集成工程。这就将前面提到的人—机结合以人为主的思维方式和研究方式具体实现了。综合集成方法的实质是把专家体系、信息与知识体系以及计算机体系有机结合起来，构成一个高度智能化的人—机结合与融合体系，这个体系具有综合优势、整体优势和智能优势。综合集成方法就是人—机结合获得信息、知识和智慧的方法，它是人—机结合的信息处理系统，也是人—机结合的知识创新系统，还是人—机结合的智慧集成系统。综合集成方法的运用是专家体系的合作以及专家体系与机器体系合作的研究方式与工作方式。具体来说，是通过从定性综合集成到定性与定量相结合综合集成，再到从定性到定量综合集成这样三个步骤来实现的。这个过程不是截然分开，而是循环往复、逐次逼近的。这套方法是目前处理复杂系统和复杂巨系统以及社会系统的有效方法，已有成功的案例说明了它的有效性。综合集成方法的理论基础是思维科学，方法基础是系统科学与数学科学，技术基础是以计算机为主的现代信息技术和网络技术，哲学基础是辩证唯物主义的实践论和认识论。
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