系統(tǒng)科學與系統(tǒng)思維結(jié)課論文

1、系統(tǒng)科學對于現(xiàn)代科學嚴究的導向作用戚洪源一旅九隊D032012004摘要：系統(tǒng)科學理論作為一種從整體上解決復雜問題的科學方法，它體現(xiàn)了當代科學的精神 和辯證思維的最新發(fā)展，是一種關(guān)于自然科學與社會科學的研究方法與實踐方法。系統(tǒng)思維 是一種從宏觀總體和長遠建設(shè)上來認識和把握全局的思想方法。深入學習系統(tǒng)科學與系統(tǒng)思 維有利于提高我們個人的能力，在高等教育中意義重大。對于新世紀的科學研究也有著導向 性的作用。關(guān)鍵字：系統(tǒng)科學 現(xiàn)代科學 導向作用引言：人類的思維方式大體經(jīng)歷了一個由“樸素辯證思維V “形而上學思維”到“辯證思維”的過 程。近代自然科學是以形而上學思維方式取代樸素辯證思維方式的結(jié)果。形而

2、上學取得支配 地位的“重大歷史根據(jù)”，也是系統(tǒng)科學不能與近代自然科學同步產(chǎn)生的重大歷史根據(jù)。從 19世紀中葉起，以一系列自然科學的偉大發(fā)現(xiàn)為突破口，開始了科學向辯證思維復歸的歷 史進程，并在20世紀中葉達到高潮。它體現(xiàn)在各個方面：從孤立地研究對象轉(zhuǎn)向在相互聯(lián) 系中研究，從用靜態(tài)的觀點觀察事物（存在的科學）轉(zhuǎn)向用動態(tài)的觀點觀察事物（演化的科 學），從強調(diào)用分析的、還原的方法處理問題轉(zhuǎn)向強調(diào)整體地處理問題，從研究外力作用下 的運動轉(zhuǎn)向研究事物由于內(nèi)在非線性作用導致的自組織運動，等等。這些變化都歸結(jié)為要求 建立系統(tǒng)科學。在系統(tǒng)思維的引導下也取得了一系列重大成果。然而，我們?nèi)孕柽M一步擴大 系統(tǒng)思維的運

3、用。并以此引導科學活動。正文：（一）系統(tǒng)科學研究概況?，F(xiàn)代科學對世界的這種總體的把握和理解，產(chǎn)生了 20世紀人類認識理念上的革命，使人們 從一種分散地、孤立地、簡單地看待世界和事物的機械論理念轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N聯(lián)系地、有機地、 整體地看待世界和事物的系統(tǒng)科學理念。1、世界是一個統(tǒng)一的歷史發(fā)展過程，自150億年前宇宙初創(chuàng)開始，世界便按照無機、有機、 社會、文化四個基本領(lǐng)域逐個演化展開，并逐步進化成為今天的復雜多樣的世界。2、世界是不同層次性的相互聯(lián)系的系統(tǒng)：不同領(lǐng)域存在著各種不同的等級層次，每一層次 事物都表現(xiàn)出統(tǒng)一整體性、結(jié)構(gòu)性和動態(tài)性，也就是系統(tǒng)性?？茖W表明：世界是系統(tǒng)的，處 處是系統(tǒng)。系統(tǒng)是相互作

4、用的多個要素的整體。3、世界是系統(tǒng)不斷組合創(chuàng)生的發(fā)展過程：自然的發(fā)展是新事物不斷創(chuàng)生的過程，即由一些不 同的部分通過不同結(jié)構(gòu)的搭配組合形成新系統(tǒng)的過程。社會的發(fā)展，人類的創(chuàng)造和創(chuàng)新活 動則是一個有實踐目的搭配組合過程。系統(tǒng)觀念正是一種通過科學世界觀的研究而形成的 創(chuàng)造與創(chuàng)新的方法論。（二）系統(tǒng)的整體性及其種種表現(xiàn)整體性是系統(tǒng)科學的核心概念，它來自于古希臘哲學家亞里士多德的思想一一整體不等于部 分之和?，F(xiàn)代系統(tǒng)理論在今天科學的水平上重新發(fā)掘和發(fā)展了這一思想，并使其在科學、技 術(shù)、社會組織與管理創(chuàng)新中發(fā)揮著重要的作用。系統(tǒng)的整體性可以表現(xiàn)為幾個不同的方面：1、多個要素的搭配組合可以創(chuàng)生出新的具有整

5、體性的系統(tǒng)。2、相同要素的不同聯(lián)系組合可以創(chuàng)生出多種整體系統(tǒng)。3、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變可能引起性質(zhì)完全不同的系統(tǒng)行為。（三）科學重心的轉(zhuǎn)移和科學規(guī)范的變革當代科學正在經(jīng)歷一個劃時代的變革，包括科學研究重心的轉(zhuǎn)移和科學思想規(guī)范的轉(zhuǎn)變。因 為我們正處于變革的過程之中而非變革的過程之末，所以目前使用的一些提法可能有爭議。 我們的目的是給科學變革的潮流鉤畫出一個大概的輪廓，使大家能及時把握創(chuàng)新的機遇。當代科學的三個前沿當前，科學研究的前沿，概括起來稱為“極”，即極小、極大和極復雜?！皹O小”，如物理化學中的原子、基本粒子，分子生物學中的基因片段等。統(tǒng)治極小世界規(guī) 律是量子力學和量子場論。“極大”，研究天體和宇

6、宙空間。愛因斯坦的狹義相對論和廣義相對論奠定了研究極大的基 礎(chǔ)。隨著歷史的發(fā)展，科學研究的重心正在向生物學和經(jīng)濟學、管理學轉(zhuǎn)移，這就引向科學的第 三個前沿。第三個領(lǐng)域處在極大和極小之間，和我們?nèi)祟愄囟ǖ目臻g和時間尺度處在同一個 量級上，這個領(lǐng)域可稱為“極復雜”。生命系統(tǒng)和社會系統(tǒng)的研究比物理化學系統(tǒng)困難得多。 經(jīng)濟學家、管理學家面臨的挑戰(zhàn)遠比物理學家嚴峻，因為經(jīng)濟組織系統(tǒng)正是最難處理的一類 復雜系統(tǒng)。在研究極大、極小這兩個領(lǐng)域上發(fā)展起來的古典物理學，在解釋生物和社會現(xiàn)象 時就碰到了非?；镜恼系K。我們可以說，科技史上下一個最大的挑戰(zhàn)，或最大的希望，就 是這個“極復雜”的領(lǐng)域。這些物理學家們遇到

7、的問題，從根本上可以理解為一個或一系列復雜的系統(tǒng)。因為近代科學 中缺少對系統(tǒng)科學的研究，導致了遇到這些問題時的束手無策。科學從分析到綜合的發(fā)展西方科學的主流是從希臘原子論到現(xiàn)代基本粒子論為代表的分析科學。而系統(tǒng)科學，就是與 分析科學相對立又互補的研究路線。主導極小和極大的物理都源于希臘的原子論和幾何學。牛頓力學和愛因斯坦相對論的宇宙觀 都基于本質(zhì)是靜態(tài)的幾何學。但是，假如對鮮活的生物進行分解，就可能改變生物活動的正 常狀態(tài)以致死亡。原因是生物體組元之間的相互作用和相互耦合比機械運動強得多。一加一 大于二，成為復雜系統(tǒng)的典型特征。古希臘原子論的分析方法和中國老莊哲學的整體論思想 是不同的。近代分

8、析科學成長的一個重要原因是，數(shù)學定量描寫首先用于機械運動這樣的簡 單系統(tǒng)。生物學中達爾文的進化論和經(jīng)濟學中馬克思的社會演化理論都沒有適宜的數(shù)學理論 作支持。描寫復雜系統(tǒng)的數(shù)學工具在二十世紀七十年代才獲得突破。“極復雜”的研究，尤其是對生物和社會現(xiàn)象的研究，基本問題究竟是什么？它有兩個令人 深思的問題:一是為什么生物和社會這樣的復雜系統(tǒng)能夠存在？二是這些復雜系統(tǒng)為什么能 夠演化？從科學思想史的角度看，演化問題是最古老的科學問題。中國的老莊哲學很早就有 演化論的思想。老子說，天下萬物生于有，有生于元；又說一生二、二生三、三生萬物。 在系統(tǒng)科學的起點，它就分為“一般系統(tǒng)理論”和“系統(tǒng)思維與方法的應(yīng)用

9、”兩個層面?！耙?般系統(tǒng)論”的首倡者貝塔朗菲堅持認為，一般系統(tǒng)理論是研究“整體”的科學。換言之，一 般系統(tǒng)理論研究的是系統(tǒng)的整體性特征和行為，而與系統(tǒng)的具體內(nèi)容無關(guān)，例如，生命系統(tǒng)， 技術(shù)系統(tǒng)，社會系統(tǒng)等。而后來的學者把系統(tǒng)思維應(yīng)用于工程和組織管理以及其它眾多領(lǐng)域， 就組成系統(tǒng)科學的重要分支領(lǐng)域。這些分支連同一般系統(tǒng)理論，共同構(gòu)筑“系統(tǒng)科學”這個 大花園。（四）系統(tǒng)科學對現(xiàn)代科學研究的指向性作用一群相互連接的實體構(gòu)成了系統(tǒng)。然而如何預(yù)測系統(tǒng)的行為？系統(tǒng)由一系列相互連接的實體 組成。如果你希望從整體上理解，進而能夠預(yù)測、影響，并最終控制系統(tǒng)的行為，僅僅依靠 對系統(tǒng)中各個實體的了解能實現(xiàn)這一點？回

10、答是肯定的。歸納起來，主要出自三方面的原因：第一個原因則是出于務(wù)實的考慮:理解一些小而簡單的事情肯定要比從整體上理解那些復雜 的事情更容易。第二個原因非常人性化：由于生活在簡單的世界中遠比生活在復雜的世界中來得輕松，容易， 有時候我們不希望看清楚這種復雜性。我們傾向于否認復雜性的存在，試圖相信我們的行動 總是會產(chǎn)生我們想要的效果，而且沒有副作用，即便是存在著強烈的、反方向的證據(jù)。最后一個原因歸因于在過去的四個世界中，人們大量采用化整為零、各個擊破的科學研究方 法。人們精心設(shè)計一個實驗，控制特定的條件，細心觀察實驗所產(chǎn)生的結(jié)果。這樣可以排除 其他干擾因素，以便于關(guān)注我們最感興趣的內(nèi)容。這種通過剖

11、析目標對象的某些特殊部分， 從而達到對其進行詳細研究的方法，在科學研究中取得了成功，因此，無論什么時候遇到問 題，我們都會試圖使用同樣的方式來解決它，即使這個問題和我們周圍這個明顯反復無常、 任意而又瘋狂的世界密切相關(guān)。然而，確實存在著很多這種方法不能發(fā)揮作用的場合。如果你的目標是理解大象這個系統(tǒng)是 如何運轉(zhuǎn)的，而你試圖將大象切成塊，并研究每一塊的性質(zhì)，你很可能達不到目的，因為將 大象切成兩半這一舉動本身只會將一個良好運作的系統(tǒng)變成兩個無法運轉(zhuǎn)的系統(tǒng)。造成這種結(jié)局的原因，當然是因為大象的后半部分和前半部分之間具有密不可分的聯(lián)系。在 你將大象切成兩段的同時，這種聯(lián)系也被破壞掉了。由于系統(tǒng)的本質(zhì)就

12、是它的連接，因此毫 無疑問，切斷這些連接就破壞了這個系統(tǒng)。所以，如果你想理解一個系統(tǒng)，并試圖進一步影響它的行為，甚至控制它，你必須從整體上 理解它。這可能需要詳細了解所有組織部分的行為，也可能不需要；然而，可以肯定的是， 關(guān)于組件的知識對于從整體上理解一個系統(tǒng)，作用非常有限一一在某些情況下，這些知識甚 至具有相反的效果。在科學研究領(lǐng)域中，科學家們過多地繼承了上世紀經(jīng)典物理學等領(lǐng)域使用的形而上學的觀 點。他們習慣于將復雜的問題解剖成若干個小問題，然后逐個擊破。但正如上文所論述的， 許多復雜問題在非系統(tǒng)的思維下不能得到正確的解答。這也是為什么許多問題的研究陷入了 一種無止境的狀態(tài)，比如混沌。因而，有必要將系統(tǒng)科學的思維方式引入一些現(xiàn)代科學的重 大、復雜領(lǐng)域，比如地震、天氣預(yù)報等等。通過系統(tǒng)的思維方式，這些問題可能會有意想不 到的收獲。結(jié)束語