系统设计科学方法新论

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1、-第四节系统论与系统方法20世纪一个重要的事件是出现了系统论和系统科学，从根本上改变了近代科学的世界观和方法论。系统论和系统科学的出现绝不是偶然的，有其深刻的历史背景。一方面是科学研究的需要造成的。在20世纪以前，人们主要是奉行机械论的世界观，使用着分析的科学方法，到了20世纪这种方法的局限性日益暴露出来。第二个原因是科学发展的状况造成的。20世纪以来，科学技术突飞猛进，新兴学科层出不穷，出现了两种相互联系的发展的趋势：一是树状的发展趋势。每门科学都向纵深发展，出现了大量的分支学科。例如，生物学是研究生命现象、过程及其规律的科学，现在已经发展成包括植物学、微生物学、动

2、物学、生态学、分子生物学、生物化学、生物物理学、细胞生物学、遗传学、发育生物学、神经生物学、免疫学、心理学和生物医学工程等分支学科。呈现出“树状的结构”。二是不同的科学门类之间又相互渗透，形成了大量的交叉、边缘和综合学科，出现了“网状结构”。在种情况下，20世纪40年代末兴起的控制论、信息论、系统论。20世纪70年代前后相继出现的耗散结构理论、协同学、突变论、超循环论等自组织理论以及分形理论和混沌理论。这些科学理论的共同特点是把对象作为组织性、复杂性系统，从整体上进行研究，以揭示其运动规律。我们将其看作统一的科学——系统科学。系统科学既不是自然科学，也不是社会科学，而

3、是横断科学。由于系统科学的性质，它给人们提供了一种跨越学科界线的，从整体上思考问题和处理问题的新思想、新方法、新范式。可以说，系统思维方式是现代科学技术发展的思想基础。一、系统论的创立系统论的创立者是加拿大籍奥地利理论生物学家贝塔朗菲(Bertalanffy，190l一1972)。长期以来，在生物学的研究中存在着机械论和活力论的倾向。机械论认为-页脚---生命没有任何神秘性，就是物理和化学现象，因此，可以简单地将生命现象还原于物理、化学的运动规律，用机械论的方法将生命有机体分解为各个部分加以研究。而活力论则主张生物体中存在着一种神秘的超物质的活力。贝塔朗菲认为活力论是

4、非科学的观点，但是，新活力论强调生命有机体中存在着某种非机械的“整体形成”的因素是有可取之处的。同样，贝塔朗菲认为机械论坚持用科学的理论去研究生命有机体是合理的。但是，机械论也存在错误的观点：一是简单加法的观点，即把有机体分解为各要素，并采用简单地相加来说明有机体的属性；其实，生命有机体是不能简单地用由部分相加的方式来解释的。例如人是由原子和分子组成的，然而，同样的物质并不能成为生命。这一点甚至连宗教人士都考虑到了。84年我到厦门大学开会住在南普陀寺，老和尚在解释“无我”就有这个意思。二是机械的观点，即把生命现象简单地比作机器；生命有机体和没有生命物质是有根本区别的。

5、例如，山羊和石头对外界的反映是不一样的。三是被动反映的观点，即把有机体看作只有受到刺激时才能反映，否则就静止不动。这是不符合生命特征的。生命有机体有其内在的驱动力，人的心跳、呼吸都不是对外界刺激的反映。人作为文化的动物，更是这样。像西方有一种进取扩张的力量就来源于古希腊的航海中萌发的征服精神因子。贝塔朗菲在批判机械论的基础上又吸收了新活力论的合理因素，在20年代提出了新的机体论思想，其主要观点：一是系统观点，认为有机体都是一个系统；二是动态观点。认为一切生命现象本身都处于积极的活动状态，活的东西的基本特征是组织：主张从生物体和环境的相互作用中说明生命的本质，并把生命机

6、体看成是一个能保持动态稳定的系统；三是等级观念，认为各种有机体都是按严格的等级组织起来的，生物系统是分等级的，从活的分子到多细胞个体，再到超个体的聚合体，可谓层次分明，等级森严。1937年，他将生物机体论发展成一般系统论思想，但是，当时科学界并没有普遍接受他的思想。1945年，贝塔朗菲发表了《关于一般系统沦》一书，在美国讲课和专题讲座中多次阐述了他的思想-页脚---。几乎同时，沿着同一思路发展起来的新理论，如控制论、信息论、博弈论、对策论、运筹学等相继兴起，给予他极大的鼓舞。1954年，贝塔朗菲与其他科学家一起，成立了“一般系统论学会”，80年代改名为“国际系统科学学

7、会”(ISSS：InternationalsocietyforsystemsScience)，并出版了刊物《一般系统年鉴》和《行为科学》。此后，以系统思想为核心的新兴科学群蓬蓬勃勃发展起来了。系统论的出现，彻底宣告了机械论时代的结束。我认为：系统论的出现，使科学思想实现了两个转变：以实物为中心——以关系为中心无生命世界——有生命世界二、系统的基本性质系统是由相互作用、相互依存的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体。上述定义说明，系统应满足如下3个条件：系统是由一些要素结合而成的整体，这些要素可能是单个的事物，也可能是一群事物组成的子系统；组成