錢老系統(tǒng)科學(xué)形成與發(fā)展

1、錢學(xué)森系統(tǒng)科學(xué)思想的形成發(fā)展與創(chuàng)新 人類社會進(jìn)入20世紀(jì)之后，特別是邁進(jìn)21世紀(jì)以來，由于微電子信息技術(shù)及一大批高新技術(shù)的飛速發(fā)展，社會進(jìn)入了高速發(fā)展的軌道。各門科學(xué)既高度分化，越分越細(xì)，越深入，又高度綜合，相互滲透，相互耦合，顯示出科學(xué)技術(shù)深刻而復(fù)雜的發(fā)展規(guī)律和底蘊。同時，在現(xiàn)代信息技術(shù)和高新技術(shù)的推動下，各個國家的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、以至金融、服務(wù)、交通運輸、城市建設(shè)、文化藝術(shù)等等，也都發(fā)展很快，世界經(jīng)濟(jì)幾乎聯(lián)在一起，哪個國家也不可能再閉關(guān)自守，必須相互促進(jìn)、相互借鑒，與國際國內(nèi)各種人和事物相互聯(lián)系頻繁交往，才能在解決各種復(fù)雜性問題中不斷發(fā)展、艱難行進(jìn)?？陀^世界出現(xiàn)的這些前所未有的變化、新的特質(zhì)，

2、宣告解決各種復(fù)雜性問題，僅僅運用過去的還原論方法、孤立分析的已不夠用了，必需掌握新的世界觀、方法論。錢學(xué)森所倡導(dǎo)的系統(tǒng)科學(xué)特別是開放復(fù)雜巨系統(tǒng)的探索與研究，是當(dāng)今人類社會和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要，也是當(dāng)今重大的科學(xué)問題和哲學(xué)問題。 他的系統(tǒng)科學(xué)思想形成發(fā)展與創(chuàng)新，有一個歷史過程。1、 中國傳統(tǒng)文化的熏陶開啟系統(tǒng)思想之路錢學(xué)森認(rèn)為人們的系統(tǒng)思想自古就有，因為無論在自然界還是人類社會中，系統(tǒng)的存在、發(fā)展與變化是很普遍的。在中國，古人為了進(jìn)行生產(chǎn)、改善生活，在長期的生產(chǎn)實踐中積累起對各種農(nóng)作物的生長與種子、水分、肥料、土壤、地形、季節(jié)、氣候等相互關(guān)系的思想，在管子。地員篇、詩經(jīng)農(nóng)事詩七月等著作中都有

3、簡單的表述。其實這種合理地利用各種有關(guān)事物之間相互作用、相互關(guān)系的思想和活動，就是一種樸素的系統(tǒng)思想和簡單的系統(tǒng)工程。又如，戰(zhàn)國時期秦國李兵父子設(shè)計修造的偉大的都江堰水利工程，包括“魚嘴”岷江分水工程、“飛沙堰”分洪排沙工程、“寶瓶口”引水工程以及120個附屬渠堰工程，各工程之間的關(guān)系處理得非常好，形成一個協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)的系統(tǒng)工程總體。這是古人在改造自然環(huán)境的實踐過程中，在水利工程方面表現(xiàn)出的十分系統(tǒng)的思想。這些輝煌的成果和思想給錢學(xué)森留下了深刻的印象。再如，古人為了增強體質(zhì)、延續(xù)生命，在長期與各種疾病和衰老做斗爭的實踐活動中，逐漸開始認(rèn)識到人體各器官的有機(jī)聯(lián)系、生理現(xiàn)象和心理現(xiàn)象相關(guān)、身體健康與自

4、然環(huán)境的變化分不開等等，積累了一套辨證施治的治病防病方案和醫(yī)術(shù)，在西漢初年的黃帝內(nèi)經(jīng)等醫(yī)學(xué)著作中，有很詳細(xì)的記載。反映出中國傳統(tǒng)文化中樸素的辯證的系統(tǒng)思想和整體觀念。錢學(xué)森一貫對于學(xué)習(xí)研究中國傳統(tǒng)文化興趣盎然，深受古代哲人以及易經(jīng)、黃帝內(nèi)經(jīng)等古代文獻(xiàn)、著作中樸素的辯證思想和模糊的整體觀念的影響。他并且注意汲取現(xiàn)代著名哲學(xué)家熊十力、張岱年、馮契等哲學(xué)思想的精華，逐漸積累起自己在系統(tǒng)科學(xué)思想等方面中國傳統(tǒng)哲學(xué)與文化的深厚底蘊。2、西方文化與科學(xué)技術(shù)對系統(tǒng)思想的重要啟發(fā)在西方，古代希臘也有的哲人提出過整體觀念和系統(tǒng)思想。例如，赫拉克利特（約公元前460-370）在論自然界一書中說：“世界是包括一切的

5、整體”；德謨克利特（約公元前540-480），認(rèn)為宇宙是個大系統(tǒng)等等。但是，由于這種認(rèn)識主要來自一些哲人的直覺、和天才的臆想。當(dāng)時人們還沒有能力對宇宙世界總的聯(lián)系做進(jìn)一步細(xì)微的分析、觀察與研究，所以這種以少數(shù)哲人為代表的整體觀念和系統(tǒng)思想只是一種朦朧的、樸素的自然哲學(xué)。15世紀(jì)下半葉，生產(chǎn)和技術(shù)的發(fā)展推動近代自然科學(xué)興起，當(dāng)時人們要想排除自然哲學(xué)中那些模糊的、臆想的東西，硬要從整個系統(tǒng)切入進(jìn)去考察其內(nèi)在聯(lián)系很困難，只能先掰開揉碎了一口一口地啃下去，逐漸深入，刨根問底，也就是采用還原論的方法，把自然界各個領(lǐng)域、各個細(xì)部從總的自然聯(lián)系中暫時抽取出來，分門別類地進(jìn)行研究、分析、實驗、解剖、觀察。于是

6、，力學(xué)、天文學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等學(xué)科逐漸從包羅萬象、渾然一體的自然哲學(xué)中分離出來，獲得迅猛發(fā)展。這種還原論的方法，實質(zhì)上是一種孤立、靜止、片面的形而上學(xué)的研究方法和思維方法，它對推動近代自然科學(xué)的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)，是一個進(jìn)步，但是也往往使人們在思想方法上，忽略了系統(tǒng)的、整體的觀念，阻礙人們從部分走向整體去洞察事物普遍聯(lián)系的道路。19世紀(jì)前半期，由于自然科學(xué)的偉大成就，特別是能量守恒與轉(zhuǎn)化定律、細(xì)胞學(xué)說和進(jìn)化論等的發(fā)現(xiàn)，使人們不僅能夠覺察到自然界各個領(lǐng)域內(nèi)的過程之間的聯(lián)系，而且也能看出各個領(lǐng)域之間的聯(lián)系了。這樣，人們就能夠依據(jù)自然科學(xué)的的成果，近乎系統(tǒng)地描繪出一幅自然界相互聯(lián)系的圖景。恩

7、格斯也由此提出：“一個偉大的基本思想，即認(rèn)為世界不是一成不變的事物的集合體，而是過程的集合體。其中各個似乎穩(wěn)定的事物以及它們在我們頭腦中的思想映象即概念，都處在生成和滅亡的不斷變化中?！? 恩格斯：路德維希費爾巴哈和德國古典哲學(xué)的終結(jié)，馬克思恩格斯選集第4卷，第239頁。當(dāng)時，這些科學(xué)成就和認(rèn)識成果成為辯證唯物主義形成的科學(xué)依據(jù)?？傊X學(xué)森青少年時代，在國內(nèi)外的學(xué)習(xí)研究活動中，不僅受到中國傳統(tǒng)哲學(xué)與文化的熏陶，而且熟悉了西方文化并掌握了許多門重要的現(xiàn)代自然科學(xué)技術(shù)，當(dāng)他走進(jìn)各門科學(xué)技術(shù)的深處時，曾發(fā)現(xiàn)它們之間有著相互滲透、相輔相成的關(guān)系，看到了系統(tǒng)地、整體地、發(fā)展地去觀察問題和解決問題的曙光

8、，而辯證唯物主義世界觀和方法論給了他重要的啟迪，使他對系統(tǒng)科學(xué)的研究，特別是如何把整體與局部、宏觀與微觀有機(jī)地統(tǒng)一起來，克服還原論的局限性等問題，產(chǎn)生了濃厚的興趣和信心。錢學(xué)森深諳馬克思恩格斯哲學(xué)思想的基本要義，他認(rèn)為科學(xué)的系統(tǒng)思想與辯證唯物主義的產(chǎn)生和發(fā)展并行不悖、相輔相成，科學(xué)的系統(tǒng)思想是辯證唯物主義的重要內(nèi)容，系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展離不開科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，也離不開辯證唯物主義世界觀和方法論的指導(dǎo)。1、 系統(tǒng)科學(xué)思想在血與火的戰(zhàn)斗中形成與發(fā)展然而，真正煉就并打造錢學(xué)森系統(tǒng)科學(xué)思想的重要內(nèi)容和堅實基礎(chǔ)的外因，是第二次世界大戰(zhàn)的洗禮和錘煉。戰(zhàn)爭的需要加速了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，也促進(jìn)了現(xiàn)代系統(tǒng)科學(xué)的形成與

9、發(fā)展。二戰(zhàn)爆發(fā)后，當(dāng)時在美國，錢學(xué)森和他的老師馮卡門（Theodore von Krmn 18811963）等一大批科學(xué)家被羅斯福( Franklin Rosevelt 18821945 )總統(tǒng)和國防部邀請去幫助解決復(fù)雜的戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)的決策問題，以及組織并參與龐大的尖端武器的研制和試驗工程。錢學(xué)森深深體驗到，戰(zhàn)爭中決策的成敗關(guān)系到國家民族的生死存亡，交戰(zhàn)雙方不僅要知己知彼，還必須運用科學(xué)的系統(tǒng)思想，既要從全局出發(fā)，把握住各種復(fù)雜事物瞬息萬變的相互關(guān)系，在以整體觀念進(jìn)行宏觀謀略的同時，又要考慮微觀的戰(zhàn)術(shù)和具體的戰(zhàn)斗行動，把宏觀與微觀緊密結(jié)合起來，抓準(zhǔn)各種戰(zhàn)機(jī)，指揮各兵種、各類軍事裝備等準(zhǔn)確地（定量化

10、地）相互配合、協(xié)同作戰(zhàn)，這樣，才有可能爭取全面勝利。二戰(zhàn)期間美國秘密研制原子彈的“曼哈頓計劃”，實際就是以羅伯特奧本海默（J. Robert.Oppenheimer 19041967）為首, 15000多人參加的高科技隊伍，分門別類地嚴(yán)格組成的一項龐大的系統(tǒng)工程，他們最終研制出了美國的第一顆原子彈。錢學(xué)森對這項精心組織的大型系統(tǒng)工程有所了解。 那時錢學(xué)森在美國不僅從理論和技術(shù)上創(chuàng)造性地解決了超聲速飛機(jī)飛行中所遇到的“聲障”、“熱障”的難題，以及高速飛行中金屬薄殼的穩(wěn)定性問題，在空氣動力學(xué)方面做出了杰出的貢獻(xiàn)，而且親自組織并參與美國的噴氣式超聲速飛機(jī)以及美國最初的火箭、導(dǎo)彈的設(shè)計、研制與試驗工程

11、，他曾擔(dān)任美國航空噴氣公司（Aerojet Company）的技術(shù)顧問。他曾參加 “火箭小組”，為研制出美國最初的火箭和導(dǎo)彈做出重要貢獻(xiàn)，這些尖端的科學(xué)技術(shù)與大型系統(tǒng)工程的成果，在二戰(zhàn)中為美國打擊德、日、意法西斯發(fā)揮了無可估量的作用。1945年4月底，錢學(xué)森作為美國科學(xué)咨詢團(tuán)的專家顧問，與馮卡門一起，隨軍前往英、法尤其是德國的軍工重地探賾索隱。從中掌握了最新軍事科技機(jī)密，搜繳了德國最新裝備與導(dǎo)彈武器等方面的重要軍事物資和資料。錢學(xué)森回到美國后，又有機(jī)會走訪了美國國家及各地的有關(guān)機(jī)構(gòu)、研究中心和實驗室，從而對美國航空事業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與潛力，有了比較全面的了解。隨后，以馮卡門為首錢學(xué)森為核心成員的科

12、學(xué)咨詢團(tuán)為美國陸軍航空兵完成了遠(yuǎn)景規(guī)劃報告，題為邁向新高度（Toward New Horizon）。共有九卷。錢學(xué)森在其中撰寫的第三、四、六、七、八卷和技術(shù)情報附錄，構(gòu)成遠(yuǎn)景規(guī)劃報告的主要內(nèi)容。邁向新高度為美國空軍提出了戰(zhàn)略性發(fā)展的獨創(chuàng)見解和切實可行的技術(shù)路線，也為第二次世界大戰(zhàn)后，美國代替德國在航空科技上的領(lǐng)先地位奠定了重要的理論基礎(chǔ)，使得美國的航空、航天事業(yè)在20世紀(jì)下半葉得到了飛快的發(fā)展，成為世界第一軍事強國。與此同時，錢學(xué)森在這二次大戰(zhàn)血與火的殘酷斗爭中，煉就出了從整個世界風(fēng)云發(fā)展變幻的戰(zhàn)略高度觀察和思考問題的思維定式，以及把一個宏大的總體目標(biāo)組織成為切實可行、成效最佳的大型系統(tǒng)工程的

13、方法。戰(zhàn)爭年代不斷被強化使用的這種系統(tǒng)思想和系統(tǒng)工程的實踐活動，也使得錢學(xué)森觸摸到了現(xiàn)代化戰(zhàn)爭中所需要的系統(tǒng)分析（System Analysis）系統(tǒng)工程（Systems Engineering）運籌學(xué)（Operations Research）、控制論（Cybernetics）、信息論（Informatics）等新學(xué)科，看出了這些學(xué)科與現(xiàn)代系統(tǒng)科學(xué)理論與實踐的密切關(guān)系，從而在更廣泛的意義上對現(xiàn)代系統(tǒng)科學(xué)的實質(zhì)和內(nèi)容，有了進(jìn)一步的理解和體會。1948年夏，錢學(xué)森被任命為古根海姆（Guggenheim）噴氣推進(jìn)中心（JPL）的首任主任 * 這個JPL后來發(fā)展為今天的美國宇航局NASA（Nation

14、al Aeronautics and Space Administration）噴氣推進(jìn)實驗室。錢學(xué)森是其創(chuàng)始人之一。 。1953年，錢學(xué)森發(fā)表了物理力學(xué)一個工程科學(xué)新領(lǐng)域（Physical Mechanicsa new Field in Engineering Science）一文，說明“物理力學(xué)”是物理、化學(xué)和力學(xué)的交叉學(xué)科，其目的在于通過對物質(zhì)的微觀分析，把有關(guān)物質(zhì)宏觀性質(zhì)與實驗數(shù)據(jù)加以總結(jié)和整理，從而找出規(guī)律，得到所需要的數(shù)據(jù)，并且可以由此預(yù)見到新型材料的宏觀性質(zhì)，為發(fā)展新材料、新工藝服務(wù)。此后，錢學(xué)森在加州理工學(xué)院的教學(xué)與研究中，不斷充實與深化其內(nèi)容，形成厚厚一本物理力學(xué)講義正式出版

15、。錢學(xué)森的物理力學(xué)講義倡導(dǎo)研究復(fù)雜性難題需多學(xué)科綜合利用，強調(diào)走宏觀與微觀相結(jié)合的系統(tǒng)科學(xué)思想和工作方法。得到學(xué)術(shù)界廣泛的共識和運用。 “工程控制論”是系統(tǒng)科學(xué)在技術(shù)科學(xué)層次上的重要內(nèi)容。第二次世界大戰(zhàn)的炮聲漸漸遠(yuǎn)去之后，錢學(xué)森進(jìn)一步總結(jié)并闡釋火箭與導(dǎo)彈的控制與制導(dǎo)原理。1948年，麻省理工學(xué)院的數(shù)學(xué)老教授維納（N. Wiener 18941964）的控制論一書問世，原名控制論：關(guān)于在動物或機(jī)器中控制和通訊的科學(xué)（Cybernetics or Control and Communication in the Animal and the Machine）提出建立一門“控制論科學(xué)”。維納在控制論

16、中論述的信息、反饋、通訊、控制、穩(wěn)定、系統(tǒng)等概念，以及強調(diào)重視整體綜合，開發(fā)邊緣科學(xué)等觀點，給錢學(xué)森以啟發(fā)。錢學(xué)森在麻省理工學(xué)院（MIT）和加州理工學(xué)院（CIT）長期進(jìn)行航空航天技術(shù)與工程的教學(xué)與研究中，特別是在二戰(zhàn)期間研制從彈道火箭到可控和制導(dǎo)火箭技術(shù)的過程中，曾運用控制論的原理，解決了一批噴氣技術(shù)中穩(wěn)定和制導(dǎo)系統(tǒng)的一些關(guān)鍵問題，如火箭噴管的傳遞函數(shù)、遠(yuǎn)程火箭的自動導(dǎo)航以及火箭發(fā)動機(jī)燃燒的伺服穩(wěn)定等問題。錢學(xué)森并且意識到，控制論不僅在火箭技術(shù)領(lǐng)域，而且可以推廣應(yīng)用到整個工程技術(shù)范圍及一切被控制的系統(tǒng)。因此，很有必要用一種統(tǒng)觀全局的方法，來充分了解和發(fā)揮上述導(dǎo)航技術(shù)和控制技術(shù)等新技術(shù)的潛在力量

17、，以更開闊的眼界，用系統(tǒng)的、整體的方法來觀察、研究有關(guān)問題，從而為控制論發(fā)展揭示出前所未有的前景。不久，他在加州理工學(xué)院開設(shè)了一門新課“工程控制論”，作為一門新的技術(shù)科學(xué)，雖然內(nèi)容有些高深，但引起了學(xué)生、校方以至出版商的極大興趣。1954年，他的工程控制論（Engineering Cybernetics）以英文版，由麥克勞 希爾（McGraw Hill）圖書公司在美國出版。工程控制論探討了在更為復(fù)雜的工程中（不包括生物），實現(xiàn)自動控制與自動調(diào)節(jié)的理論，以及自動控制與自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理。錢學(xué)森的工程控制論先后被譯為德、俄、中等多種文本，引起了世界各國的廣泛關(guān)注， 工程控制論成為工程控制理論的

18、重要奠基石，也為系統(tǒng)科學(xué)和自動化科學(xué)技術(shù)的形成與發(fā)展提供了豐富內(nèi)容。2、 系統(tǒng)科學(xué)在“兩彈一星”研制中運用與發(fā)展1955年8月，錢學(xué)森沖破重重阻力回到祖國，憑借他在美國20年，特別是他們?yōu)槊绹哲姲l(fā)展提供遠(yuǎn)景規(guī)劃Toward New Horizon的經(jīng)驗，以及他在二戰(zhàn)中形成的系統(tǒng)思維方式和已掌握的空氣動力、火箭發(fā)動機(jī)、制導(dǎo)控制、總體結(jié)構(gòu)、材料工藝、計算機(jī)、質(zhì)量控制、系統(tǒng)工程等現(xiàn)代最新科學(xué)技術(shù)，1956年2月他向國務(wù)院遞交了建立我國國防航空工業(yè)的意見書。不久，他還參加制訂了我國1956 1967年科學(xué)技術(shù)發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃綱要（草案），并擔(dān)任綜合組組長，為我國整個長遠(yuǎn)的科學(xué)規(guī)劃的合理安排，特別是對推動

19、火箭、導(dǎo)彈事業(yè)以至我國尖端科學(xué)技術(shù)的發(fā)展發(fā)揮了無可替代的作用。此后40多年，錢學(xué)森作為中國航天技術(shù)的總領(lǐng)軍，在領(lǐng)導(dǎo)和管理火箭、導(dǎo)彈研制任務(wù)這種大型系統(tǒng)工程的過程中，更深切地感受到，一定要不斷用最尖端的科學(xué)技術(shù)武裝每一位工程技術(shù)人員，發(fā)揮其原始創(chuàng)新的潛能，一定要考慮大型系統(tǒng)工程這個開放復(fù)雜巨系統(tǒng)的各個方面、各個分系統(tǒng)、各個層次、各種因素的特點和相互關(guān)系。不但要把總目標(biāo)、總?cè)蝿?wù)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)胤峙傻角О偃f科技大軍中的各個單位、各個工程技術(shù)人員，把責(zé)任落實到位 * 例如在組織一種戰(zhàn)略核導(dǎo)彈的時，首先要根據(jù)其功能和特點，把這個戰(zhàn)略核導(dǎo)彈作為開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)，分解為彈體、彈頭、發(fā)動機(jī)、燃料、制導(dǎo)、遙測、外彈道測量

20、和發(fā)射等分系統(tǒng)；而每一分系統(tǒng)還要在更細(xì)致的基礎(chǔ)上化分為若干裝置，如彈頭分系統(tǒng)有引信裝置、保險裝置和熱核裝置等；每一個裝置要更細(xì)致地分為若干電子和機(jī)械構(gòu)件等。還要從整體任務(wù)出發(fā)，根據(jù)各系統(tǒng)、各因素的內(nèi)在聯(lián)系和發(fā)展需求，認(rèn)真地組織其在最新的科學(xué)技術(shù)成果上聯(lián)合攻關(guān)、相互配合、共同促進(jìn)，實現(xiàn)分析與綜合、部分與整體的辯證統(tǒng)一。有效地把各個分系統(tǒng)的研制成果綜合集成技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上核算、研制周期短、效益最佳的整體目標(biāo)。幾十年來，錢學(xué)森從親自參與指揮和領(lǐng)導(dǎo)我國“兩彈一星”這種龐大系統(tǒng)工程的成功實踐中，對系統(tǒng)分析、系統(tǒng)工程的基本經(jīng)驗和理論，又有許多新的體會和認(rèn)識，大大豐富發(fā)展了自己的系統(tǒng)科學(xué)思想。他曾明確指出

21、，系統(tǒng)是由相互作用和相互依賴的若干組成部分結(jié)合成的具有特定功能 的有機(jī)整體，因此，在解決開放復(fù)雜巨系統(tǒng)的各種問題時，要堅持運用還原論與整體論辯證統(tǒng)一的思想方法和工作方法，努力把宏觀的整體任務(wù)與微觀的具體工作結(jié)合起來，互相配合、大力協(xié)作，“從整體上考慮并解決問題”2 錢學(xué)森：要從整體上考慮并解決問題，人民日報1990年12月31日。等系統(tǒng)科學(xué)最重要的基本思想和原理。提煉出“從定性到定量綜合集成法”，即“大成智慧工程”（Metasynthetic Engineering）作為從整體上認(rèn)識、研究和處理各種開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)的方法，并把運用這個方法的集體稱為“總體設(shè)計部”。從定性到定量綜合集成研討廳體系

22、，即把下列成功的經(jīng)驗和科學(xué)技術(shù)成果匯總起來的升華：幾十年來世界學(xué)術(shù)討論的（Seminar）； C3I及作戰(zhàn)模擬；從定性到定量綜合集成法；情報信息技術(shù)；“第五次產(chǎn)業(yè)革命”； 人工智能； “靈境”； 人-機(jī)結(jié)合智能系統(tǒng)；系統(tǒng)學(xué)；。王壽云等開放的復(fù)雜巨系統(tǒng),浙江科技出版社，1996年版,第279頁。運用從定性到定量綜合集成法的集體總體設(shè)計部，是當(dāng)今國家進(jìn)行長遠(yuǎn)規(guī)劃、解決各種復(fù)雜系統(tǒng)、開放復(fù)雜巨系統(tǒng)問題的決策咨詢和參謀機(jī)構(gòu)。通過“總體設(shè)計部”研討廳體系的工作 、將各方面有關(guān)專家的群體智慧、數(shù)據(jù)和各種信息與計算機(jī)、人工智能技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)等有機(jī)地結(jié)合起來。、也把各種學(xué)科的科學(xué)理論、知識與難以言表的經(jīng)驗、直

23、覺、靈感等結(jié)合起來。、是半經(jīng)驗、半理論和專家判斷的結(jié)合。因而這個方法不僅是系統(tǒng)科學(xué)的具體應(yīng)用，也是思維科學(xué)的一項應(yīng)用技術(shù)，它可以充分發(fā)揮人的主觀能動性、充分發(fā)揮現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)體系及其外圍的經(jīng)驗知識庫的整體優(yōu)勢和綜合優(yōu)勢。3、 汲取國內(nèi)外系統(tǒng)研究成果創(chuàng)建系統(tǒng)科學(xué)體系自1978年至1982年，中國改革開放最初的這4年間，也是錢學(xué)森梳理系統(tǒng)思想、創(chuàng)建系統(tǒng)科學(xué)體系的重要時期。他一方面總結(jié)、提煉自己在國內(nèi)外多年從事各項大型系統(tǒng)工程的實際經(jīng)驗和理論研究成果，一方面努力從中外學(xué)者的學(xué)術(shù)著作中汲取其精華。他首先看到的是奧地利生物學(xué)家 路德維希貝塔朗菲（Ludwig von Bertalanffy，1901197

24、2）的一般系統(tǒng)論3 Ludwig Von Bertalanffy. L,“General,System Theory”,G.Bra Ziller (1968). 貝塔朗菲（Ludwig von Bertalanffy，19011972）加拿大籍理論生物學(xué)家。一般系統(tǒng)論創(chuàng)始人。1968年發(fā)表一般系統(tǒng)論，1972年發(fā)表一般系統(tǒng)論的歷史和現(xiàn)狀，把一般系統(tǒng)論擴(kuò)展到系統(tǒng)科學(xué)范疇。 。貝塔朗菲不滿意20世紀(jì)以來生物學(xué)發(fā)展中所走的還原論、機(jī)械論的研究道路。他發(fā)現(xiàn)這樣研究得越來越細(xì)，一直到分子生物學(xué)，學(xué)問很多，但是對生物整體、對各種生命現(xiàn)象反而越弄不清楚了，所以他強調(diào)要考慮整個系統(tǒng)，提出了機(jī)體系統(tǒng)理論、開放系

25、統(tǒng)理論、動態(tài)系統(tǒng)理論等理論生物學(xué)，并力求把一般系統(tǒng)理論的基本原理應(yīng)用于物理學(xué)、生物學(xué)、精神病學(xué)和社會科學(xué)等領(lǐng)域，試圖以一般系統(tǒng)論為基礎(chǔ)實現(xiàn)科學(xué)的統(tǒng)一。錢學(xué)森很高興知道貝塔朗菲這位大生物學(xué)家也看到了還原論的不足，認(rèn)為需要考慮整個系統(tǒng)，并試圖以一般系統(tǒng)論應(yīng)用到其他科學(xué)領(lǐng)域，貢獻(xiàn)很大。但是錢學(xué)森又感覺到貝塔朗菲的一般系統(tǒng)論比較空泛，論述得還不太具體。可喜的是錢學(xué)森從一般系統(tǒng)論一書中引出了對比利時的物理化學(xué)家 普利高津（I.Prigogine 1917）的關(guān)注。錢學(xué)森在20世紀(jì)50年代搞力學(xué)里的各種輸運過程時，曾對普利高津的非平衡態(tài)熱力學(xué)感興趣。此次再讀普利高津的著作后，發(fā)現(xiàn)他對自己曾提出的非平衡態(tài)熱

26、力學(xué)又有所發(fā)展，從稍有一些不平衡的熱力學(xué)轉(zhuǎn)到遠(yuǎn)離平衡態(tài)的熱力學(xué)，而且還提出“耗散結(jié)構(gòu)理論”（dissipative structure theory）4 “耗散結(jié)構(gòu)理論”：“耗散結(jié)構(gòu)”與相對靜態(tài)的、封閉的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)如晶體結(jié)構(gòu)等不同，是指一個遠(yuǎn)離平衡態(tài)的開放系統(tǒng)（力學(xué)的、物理的、化學(xué)的、生物的、社會的等等），通過不斷與外界交換物質(zhì)與能量，在外界條件的變化達(dá)到一定閾值時，能從原來的無序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樵跁r間上、空間上、或功能上的有序狀態(tài)，當(dāng)外參量繼續(xù)改變時，還會出現(xiàn)一系列新的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，這種新的有序結(jié)構(gòu)，稱為“耗散結(jié)構(gòu)”。而研究“耗散結(jié)構(gòu)”的性質(zhì)、它的形成、穩(wěn)定和演變的規(guī)律的科學(xué)，稱為“耗散結(jié)構(gòu)理論”?，F(xiàn)在

27、普利高津把“耗散結(jié)構(gòu)理論” 也稱作“自組織理論”。，探討在遠(yuǎn)離平衡態(tài)的情況下，形成有序結(jié)構(gòu)的問題，提出一些有關(guān)系統(tǒng)的理論。比貝塔朗菲的“一般系統(tǒng)論”進(jìn)了一步。1980年初，當(dāng)錢學(xué)森讀到德國理論物理學(xué)教授哈肯海爾曼（Haken Hermann 1927）的著作協(xié)同學(xué)導(dǎo)論（Synergetics An Introduction）5 協(xié)同學(xué)導(dǎo)論（SynergeticsAn Introduction, Springer-Verlag, Berlin,1977 )建立了協(xié)同學(xué)的理論框架。 協(xié)同學(xué)強調(diào)研究的對象是一類由許多子系統(tǒng)構(gòu)成的系統(tǒng)，而這些子系統(tǒng)的性質(zhì)可能截然不同：如原子、分子、光子、細(xì)胞、動物、人

28、等；協(xié)同學(xué)是要弄清這些子系統(tǒng)如何協(xié)作而形成宏觀尺度上的空間結(jié)構(gòu)、時間結(jié)構(gòu)、或功能結(jié)構(gòu)，特別是要研究這種有序結(jié)構(gòu)是如何通過自組織的方式形成的。時非常興奮，該書用統(tǒng)計物理的理論和統(tǒng)計力學(xué)的方法來解決復(fù)雜系統(tǒng)的有序化問題，并嚴(yán)格證明了在一定條件下，復(fù)雜系統(tǒng)有序化的出現(xiàn)是不可避免的。哈肯曾以激光的形成為例，說明激光的出現(xiàn)也是從無序到有序的轉(zhuǎn)變，他精確地指出激光器在受到外界泵激，當(dāng)泵功率比較小時，激光器發(fā)出的光與普通的燈光一樣，而當(dāng)泵功率達(dá)到一定閾值（臨界值）后，激光器內(nèi)所有原子中的電子卻能夠以一種相當(dāng)規(guī)則的方式從外軌道躍進(jìn)到內(nèi)軌道，激光器內(nèi)形成一種有序狀態(tài)，使光的強度驟然上升，突然輻射出規(guī)則而絢麗的激

29、光。哈肯把這種在復(fù)雜系統(tǒng)中通過自己相互協(xié)同，形成有序的過程又稱作自組織（self- organization）的過程。錢學(xué)森對哈肯十分贊賞，認(rèn)為他對激光從無序到有序的轉(zhuǎn)變掌握得如此精確，把科學(xué)的理論說到這樣一個清楚的地步，真是科學(xué)。錢學(xué)森由此曾激情滿懷地說：“科學(xué)這個東西不能含糊，對就是對，不對就是不對。好的東西（科學(xué)的東西）終究要被大家共同認(rèn)識。我這個姓錢的，遠(yuǎn)在萬里，沒有見過普利高津教授，也沒有見過哈肯，我在這里“放炮”，我這個“炮”居然和他們是一致的。所以科學(xué)畢竟是科學(xué)。這樣一個經(jīng)歷對我教育很深，使我有信心說系統(tǒng)科學(xué)完全可以搞起來?！? 錢學(xué)森:“系統(tǒng)思想、系統(tǒng)科學(xué)和系統(tǒng)論”, 引自錢學(xué)

30、森在1982年7月10日14日北京系統(tǒng)論、信息論、控制論中的科學(xué)方法與哲學(xué)問題討論會上的報告。載系統(tǒng)理論中的科學(xué)方法與哲學(xué)問題，清華大學(xué)出版社 1984年1月。不久，錢學(xué)森又拜讀了德國化學(xué)家及生物物理學(xué)家、諾貝爾化學(xué)獎獲得者曼弗雷德艾根（Manfred Eigen，1927年）7 曼艾根（Manfred Eigen），德國化學(xué)家及生物物理學(xué)家,曾任位于格丁根的馬克斯普朗克生物物理化學(xué)所主任。1967年獲得諾貝爾化學(xué)獎。發(fā)表在自然科學(xué)雜志上的論文8 M.Eigen ; P.Schuster; Naturwissenschaften,Vol.64(1977)P.541;Vol.65(1978),P

31、,7;Vol.65(1978),P.341.。艾根在20世紀(jì)70年代直接從生物領(lǐng)域的研究中提出的“超循環(huán)理論”（supercirculation theory ）9 超循環(huán)理論：所謂超循環(huán)，是指在生命現(xiàn)象中包含許多由酶的催化作用所推動的各種循環(huán)，而基層的循環(huán)又組成了更高層次的循環(huán)，即超循環(huán)，超循環(huán)還可組成再高層次的超循環(huán)。超循環(huán)系統(tǒng)即指經(jīng)循環(huán)聯(lián)系把自催化或自復(fù)制單元連接起來的系統(tǒng)。超循環(huán)理論說明，在超循環(huán)系統(tǒng)中，每一個復(fù)制單元既能指導(dǎo)自己的復(fù)制，又能對下一個中間物的產(chǎn)生提供催化幫助。艾根在分子生物學(xué)水平上，把生物進(jìn)化的達(dá)爾文學(xué)說通過巨系統(tǒng)理論，進(jìn)行數(shù)學(xué)化，建立了一個通過自我復(fù)制 、自然選擇而進(jìn)

32、化到高度有序水平的自組織系統(tǒng)模型，以解釋多分子體系向原始生命的進(jìn)化。（參考M.Eigen，P.Schuster， The Hypercycle，Springer-Verlag, Berlin,1979.），是關(guān)于非平衡態(tài)系統(tǒng)的自組織現(xiàn)象的理論。他把達(dá)爾文的生物進(jìn)化論，完全放在分子生物學(xué)的科學(xué)基礎(chǔ)上，用系統(tǒng)的觀點來解釋。超循環(huán)理論對研究系統(tǒng)演化規(guī)律、系統(tǒng)自組織方式以及對復(fù)雜系統(tǒng)的處理都有較大的影響。他這個理論在科學(xué)界雖然仍有爭議，但無疑它促進(jìn)了人們對系統(tǒng)科學(xué)的研究。164、 系統(tǒng)科學(xué)在社會建設(shè)中開創(chuàng)性地運用與發(fā)展20世紀(jì)60年代，勇敢的航天人確實取得了驚天動地的偉大成就， “兩彈一星”壯了國魂、

33、揚了國威。但是十年“文革”動亂，中國幾乎走到了崩潰的邊緣，使得對祖國苦苦熱戀著的錢學(xué)森猛然覺悟，他深切地感到為了振興中華，只是理與工是不夠的，不懂得社會科學(xué)不行，所以開始下功夫?qū)W社會科學(xué)，也涉及哲學(xué)。1978年改革的春風(fēng)吹綠神州大地，錢學(xué)森在擔(dān)負(fù)著國防科工委科技委和中國人民解放軍總裝備部的高級顧問的同時，讓自己關(guān)于如何建設(shè)祖國的智慧之泉沖開閘門，涌流而出。他到各地講學(xué)、寫文章 、做報告、直言進(jìn)諫，大膽陳述自己的觀點和設(shè)想，特別是關(guān)于如何從各個方面科學(xué)而系統(tǒng)地進(jìn)行社會主義改革和建設(shè)的種種建議，后來，他在中央黨校連續(xù)幾年的講課內(nèi)容編輯成一本專著：社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的科學(xué)和系統(tǒng)工程。把系統(tǒng)科學(xué)的思想

34、和方法開創(chuàng)性地運用到社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的科學(xué)與系統(tǒng)工程的許多領(lǐng)域。大致列舉如下：1、 明確提出開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)這個系統(tǒng)科學(xué)的核心概念,指出開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)（Open complex giant system）指的是，系統(tǒng)本身與系統(tǒng)周圍的環(huán)境有物質(zhì)、能量、信息等的交換，因而是“開放的”。系統(tǒng)所包含的子系統(tǒng)很多，成千上萬，甚至上億萬，所以是“巨系統(tǒng)”。巨系統(tǒng)內(nèi)子系統(tǒng)的種類繁多，有幾十、上百、甚至幾百種，每個子系統(tǒng)既參與整個系統(tǒng)的行為活動，又受整個系統(tǒng)和環(huán)境的影響，形成復(fù)雜的相互作用，高度非線性。并且有許多層次結(jié)構(gòu)，各層次結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系也很復(fù)雜，以致有些層次及層次間的關(guān)系、結(jié)構(gòu)都還不清楚。沒有被認(rèn)識

35、。例如，人腦系統(tǒng)、人體系統(tǒng)、社會系統(tǒng)、地理系統(tǒng)（包括生態(tài)系統(tǒng)）、星系系統(tǒng)以及目前與互聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的種種復(fù)雜系統(tǒng)等，都是開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)。2、特別重視復(fù)雜性的問題。認(rèn)為“復(fù)雜性”實際是開放復(fù)雜巨系統(tǒng)的動力學(xué)，凡是不能單純用還原論方法處理，或者說不宜用還原論方法處理的問題，都是復(fù)雜性問題，是非?，F(xiàn)實、非常重要的問題，錢學(xué)森在1990年就指出：“復(fù)雜性的問題，現(xiàn)在要特別地重視。因為我們講國家的建設(shè)，社會的建設(shè)，都是復(fù)雜的問題。再說人這個問題不搞清楚，醫(yī)療衛(wèi)生怎么解決？所以我覺得，我們現(xiàn)在要重視復(fù)雜性的問題。而且我們要看到解決這些問題，科學(xué)技術(shù)就將會有一個很大很大的發(fā)展。我們要跳出從幾個世紀(jì)以前開始的一些

36、科學(xué)研究方法的局限性。我們既反對唯心主義，也反對機(jī)械唯物論。我們是辯證唯物主義者?！?、系統(tǒng)論科學(xué)作為一種科學(xué)的世界觀與方法論，強調(diào)在現(xiàn)代這樣高度組織起來的社會里，復(fù)雜的系統(tǒng)幾乎無所不在，要用系統(tǒng)科學(xué)特別是開放復(fù)雜巨系統(tǒng)的理論與方法，去科學(xué)而系統(tǒng)地研究和解決自然、社會與人類之間的各種復(fù)雜性問題。突破還原論的局限性，把還原論和整體論辯證地結(jié)合起來，從整體上考慮并解決問題。4、 整體觀包括觀察整個世界。 中國的崛起與整個世界息息相關(guān)，要站得高，望得遠(yuǎn)，時刻注意觀察世界風(fēng)云變化，認(rèn)清當(dāng)今世界發(fā)展的主流以及未來發(fā)展的趨勢和特點，科技戰(zhàn)、智力戰(zhàn)、人才戰(zhàn)以及世界能源的爭奪戰(zhàn)日益尖銳；世界已逐漸形成一個大社會，哪個國家也不能閉關(guān)自守，世界一體又多極分割，正在形成 “世界社會形態(tài)”，它將為實現(xiàn)人類理想的共產(chǎn)主義社會走向世界大同，奠定物質(zhì)和精神文化的基礎(chǔ)。5、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)已發(fā)展成為綜合的開放復(fù)雜的巨系統(tǒng)，是個活的、不斷發(fā)展的人類知識體系，各門科學(xué)之間只是從人們研究問題的著眼點不同或看問題的角度之不同來加以區(qū)分，它們相互滲透、相互促進(jìn)。人們的創(chuàng)造性成果