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【摘要】系統(tǒng)科學(xué)是以系統(tǒng)為研究對(duì)象的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用開(kāi)發(fā)的學(xué)科組成的學(xué)科群。它著重考察各類(lèi)系統(tǒng)的關(guān)系和屬性，揭示其活動(dòng)規(guī)律，探討有關(guān)系統(tǒng)的各種理論和方法。系統(tǒng)科學(xué)的理論和方法正在從自然科學(xué)和工程技術(shù)向社會(huì)科學(xué)廣泛轉(zhuǎn)移。本文從系統(tǒng)科學(xué)的主要特征來(lái)對(duì)它進(jìn)行研究

【關(guān)鍵詞】系統(tǒng)系統(tǒng)科學(xué)

1系統(tǒng)科學(xué)的含義

1.1系統(tǒng)的定義

人們對(duì)系統(tǒng)所下的定義五花八門(mén)，具有代表性的如下：

有名的Webster辭典認(rèn)為：所謂系統(tǒng)，①是有機(jī)體或組織起來(lái)的整體；②是形成某種結(jié)合整體的各種理性觀念和各種原理等的復(fù)合體；③是有規(guī)律性相互反應(yīng)或相互依存的某種形態(tài)而構(gòu)成的組合?；蛘撸孩偈亲裾展餐哪繕?biāo)或寄予共同目的的；②是由許多不同部分構(gòu)成的復(fù)雜單體。其強(qiáng)調(diào)的是系統(tǒng)的整體性和目的性。

拉波波特認(rèn)為系統(tǒng)概念有兩種基本的定義方式：數(shù)學(xué)的、分析的定義、直覺(jué)的、整體論的定義。

貝塔朗菲將系統(tǒng)定義為相互作用的諸元素的復(fù)合體。強(qiáng)調(diào)了多元性和相關(guān)性是系統(tǒng)概念最基本的規(guī)定性。

我國(guó)大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為系統(tǒng)是由相互聯(lián)系、相互依賴(lài)、相互制約、相互作用的事物和過(guò)程組織成的具有整體功能和綜合行為的統(tǒng)一體。

從系統(tǒng)的種種定義中；我們可以歸納出幾個(gè)要點(diǎn)：①系統(tǒng)總是由兩個(gè)以上相互聯(lián)系和彼此影響的部分構(gòu)成的集合體；②系統(tǒng)總是具有一定的界限，既把系統(tǒng)與環(huán)境區(qū)分開(kāi)來(lái)，又促使系統(tǒng)與環(huán)境不斷在進(jìn)行能量、信息與物質(zhì)的交換；⑧系統(tǒng)雖然是由相對(duì)獨(dú)立的各個(gè)部分組成的，但卻是具有一定功能和特性的有機(jī)整體。

1.2系統(tǒng)科學(xué)的基本概念與范疇

在系統(tǒng)科學(xué)中，系統(tǒng)與要素，結(jié)構(gòu)與功能，系統(tǒng)與環(huán)境，輸入與輸出等幾對(duì)

概念是十分重要的，有學(xué)者稱(chēng)之為系統(tǒng)科學(xué)基本范疇。

1．系統(tǒng)與要素。元素是系統(tǒng)的組成部分，在系統(tǒng)的元素中，有的不宜再作分

解的、且必不可少的部分，被稱(chēng)為要素。系統(tǒng)與要素的關(guān)系是對(duì)立統(tǒng)一的，是相互聯(lián)系、彼此制約的，是可以相互轉(zhuǎn)化的。由于各個(gè)系統(tǒng)的大小和復(fù)雜程度不同，系統(tǒng)的元素也不一樣。明確了系統(tǒng)與要素的概念，可以確定系統(tǒng)的邊界和邊界內(nèi)的成員。

2．結(jié)構(gòu)與功能。系統(tǒng)的整體屬性還取決于要素間的各種各樣的關(guān)系即系統(tǒng)的

結(jié)構(gòu)。而熵是描述復(fù)雜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一個(gè)物理量。社會(huì)系統(tǒng)作為一種特殊的內(nèi)部由許多子系統(tǒng)組成的有組織的多層次的復(fù)雜系統(tǒng)，系統(tǒng)有多少個(gè)層次就至少需要多少組變量來(lái)描述．物理學(xué)對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究的銳利的武器之一就是熵的原理的提出，用熵來(lái)討論系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時(shí)，可以在原來(lái)概念的基礎(chǔ)上提出系統(tǒng)的層次及其狀態(tài)變量．揭示系統(tǒng)的演化。

3．系統(tǒng)與環(huán)境。系統(tǒng)作為一定的有組織的整體，總是相對(duì)獨(dú)立于一定的環(huán)境之中，每一系統(tǒng)都是時(shí)空上有限的存在。我們把系統(tǒng)之外并且影響系統(tǒng)存在與演化的各種集合體稱(chēng)為系統(tǒng)的環(huán)境。環(huán)境是系統(tǒng)能夠存在的客觀依據(jù)，系統(tǒng)只有不斷地與環(huán)境進(jìn)行能量、物質(zhì)和信息的交換，才能維持自己的生存。人們認(rèn)為，系統(tǒng)與環(huán)境具有交互響應(yīng)。系統(tǒng)對(duì)外部環(huán)境做出的這種交互響應(yīng)有兩種表現(xiàn)：一是特定響應(yīng)，即系統(tǒng)對(duì)首先未能預(yù)料的事件的響應(yīng)；另一是計(jì)劃響應(yīng)，即對(duì)能預(yù)料的事件發(fā)生后的響應(yīng)。

4．輸入與輸出。輸入與輸出是系統(tǒng)與外界存在的基本關(guān)系。通過(guò)輸入與輸出的分析可以很明確地劃分系統(tǒng)的邊界．外界環(huán)境給系統(tǒng)的輸入通過(guò)系統(tǒng)的處理和變換，必然會(huì)產(chǎn)生出一個(gè)輸出，再返回外界環(huán)境中。系統(tǒng)與環(huán)境之間的輸入和輸出的交互影響關(guān)系也是區(qū)分開(kāi)放系統(tǒng)與封閉系統(tǒng)的一個(gè)基本標(biāo)準(zhǔn)。

2系統(tǒng)科學(xué)體系

學(xué)術(shù)界對(duì)系統(tǒng)論、系統(tǒng)科學(xué)、系統(tǒng)哲學(xué)和系統(tǒng)工程等存在著不同的認(rèn)識(shí)，一般人的看法是：以一定的系統(tǒng)為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)特定系統(tǒng)的研究而形成的理論就是系統(tǒng)論，其中通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的科學(xué)研究而形成的理論就是系統(tǒng)科學(xué)；通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的哲學(xué)思考而形成的理論就是系統(tǒng)哲學(xué)；系統(tǒng)論的理論和技術(shù)在實(shí)際中的運(yùn)用就是系統(tǒng)工程等。

我國(guó)最初接觸的系統(tǒng)理論是一般系統(tǒng)論即系統(tǒng)論、信息論和控制論，曾有人稱(chēng)之為舊三論，因?yàn)殡S后文出：現(xiàn)了耗散結(jié)構(gòu)理論、突變理論、協(xié)同學(xué)和超循環(huán)理論等，現(xiàn)在人們講系統(tǒng)論或：系統(tǒng)科學(xué)一般是指這些理論的總和。

1．一般系統(tǒng)論。一般系統(tǒng)論的代表人物是奧地利生物學(xué)家貝塔朗菲，主要研究系統(tǒng)的普遍原理，以系統(tǒng)為中心概念，以整體性、有序性、層次性、動(dòng)態(tài)性、開(kāi)放性、目的性等為基本原則。貝塔朗菲認(rèn)為一般系統(tǒng)論在未來(lái)科學(xué)中的作用，將類(lèi)似于亞里士多德的邏輯學(xué)在古代科學(xué)中的作用。

2．耗散結(jié)構(gòu)理論。比利時(shí)物理學(xué)家、化學(xué)家普利高津在1967年提出了耗散結(jié)構(gòu)理論，即一個(gè)遠(yuǎn)離平衡態(tài)的開(kāi)放系統(tǒng)，在外在條件變化達(dá)到某一特定的閾值時(shí)，量變可以引起質(zhì)變。系統(tǒng)在與外在環(huán)境發(fā)生交換過(guò)程中，能自動(dòng)產(chǎn)生一種自組織現(xiàn)象，系統(tǒng)的各個(gè)部分能夠形成相互協(xié)同作用，通過(guò)能量的耗散和內(nèi)部的非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)機(jī)制形成和維持宏觀時(shí)空有序結(jié)構(gòu)。普氏在熱力學(xué)基礎(chǔ)上提出總熵變公式，給開(kāi)放系統(tǒng)理論初步提供了一種精確的數(shù)量描述。錢(qián)學(xué)森先生高度評(píng)價(jià)耗散結(jié)構(gòu)理論“使一般系統(tǒng)論的有序結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有了嚴(yán)密的理論基礎(chǔ)”。

3．突變理論。法國(guó)數(shù)學(xué)家R．托姆為描述現(xiàn)實(shí)世界特別是形態(tài)發(fā)生問(wèn)題中的突變現(xiàn)象而于20世紀(jì)60年代提出該理論。突變理論是一門(mén)有著系統(tǒng)研究背景的數(shù)學(xué)學(xué)科，在穩(wěn)定性與不穩(wěn)定性、連續(xù)性與間斷性、漸變與突變等辯證關(guān)系的論述上對(duì)豐富系統(tǒng)科學(xué)做出了較大貢獻(xiàn)。突變理論撇開(kāi)不連續(xù)現(xiàn)象的具體特性，給突變形式以完備的分類(lèi)；將結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性區(qū)別開(kāi)來(lái)，運(yùn)用了黑箱方法，在尚不知系統(tǒng)輸入如何影響其輸出的運(yùn)行機(jī)制時(shí)，即系統(tǒng)運(yùn)行是一個(gè)黑箱，可以根據(jù)輸入和輸出的具體情況來(lái)模擬黑箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)。突變理論對(duì)我們研究社會(huì)現(xiàn)象能夠提供極富啟發(fā)意義的模型。

4．協(xié)同學(xué)。德國(guó)物理學(xué)家哈肯于1970年提出建立協(xié)同學(xué)問(wèn)題，并在1975年建立起協(xié)同學(xué)的基本理論框架，現(xiàn)發(fā)展為自組織理論中一個(gè)富有特色的學(xué)派。協(xié)同學(xué)以開(kāi)放系統(tǒng)為研究對(duì)象，既關(guān)注無(wú)序向有序的演化過(guò)程，也關(guān)注有序到混亂的演化規(guī)律，將有序與無(wú)序結(jié)合起來(lái)。協(xié)同學(xué)是一門(mén)綜合與協(xié)作的科學(xué)，與耗散結(jié)構(gòu)理論相比，協(xié)同學(xué)擺脫了熱力學(xué)概念的束縛，采用了比較普適的概念和方法；與突變理論相比，它不限于有勢(shì)系統(tǒng)，能夠處理更廣泛的有序演化問(wèn)題o

3系統(tǒng)科學(xué)的獨(dú)特性

3.1在原理層面上的獨(dú)特性

系統(tǒng)科學(xué)有自己獨(dú)特、有效的概念體系，這些概念為我們探索世界圖景提供了思考的路徑?，F(xiàn)在普遍意義上起指導(dǎo)作用的系統(tǒng)科學(xué)原理有整體性原理、有序性原理、反饋原理、自組織原理等。還有前面提到的穩(wěn)定和靜止、熵等概念體系，這些概念具有廣泛的適應(yīng)性，世界的大部分可以被概念化地描繪成等級(jí)體系。系統(tǒng)科學(xué)對(duì)傳統(tǒng)科學(xué)的革命性變革的意義之一在于，它打破了以往各門(mén)學(xué)科之間的界艱，溝通了各門(mén)學(xué)科間的聯(lián)系，使之成為具有綜合性、整體性和最優(yōu)化的廣闊視野的大科學(xué)。

1.整體性原理。整體性是系統(tǒng)思想的靈魂，系統(tǒng)的整體功能不僅有各部分的功能，而且有由各部分相互聯(lián)系形成結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的新功能。對(duì)客觀世界整體性的認(rèn)識(shí)可追溯到古代的思想家們?nèi)鐏喞锸慷嗟?、老子等的樸素的整體性思想。近代實(shí)驗(yàn)科學(xué)的興起產(chǎn)生了近代科學(xué)整體觀。無(wú)論是自然界的演化還是人類(lèi)的精神活動(dòng)均構(gòu)成一幅幅相互聯(lián)系彼此作用無(wú)窮無(wú)盡交織的圖景。系統(tǒng)科學(xué)的整體性原理與其他哲學(xué)整體論相比，有更為明確的內(nèi)涵，如著名的“整體大于部分之和”。提出有組織的整體性是系統(tǒng)存在和演化的最基本的特性；突破了單質(zhì)點(diǎn)科學(xué)哲學(xué)以“孤立性、絕對(duì)對(duì)稱(chēng)性、單調(diào)性與線(xiàn)性疊加可還原性”作為整體的基本特征的藩籬，揭示了系統(tǒng)作為有組織整體的“非線(xiàn)性非平衡特征；開(kāi)放性征；組織性征和層次性征”。運(yùn)用漲落這一概念來(lái)揭示系統(tǒng)整體性演化的過(guò)程，賦予系統(tǒng)整體性新的內(nèi)涵。

2．有序性原理。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由低向高逐漸高移化，稱(chēng)為有序。對(duì)于社會(huì)系統(tǒng)而言，只有開(kāi)放、有漲落、遠(yuǎn)離平衡態(tài)才可能形成有序結(jié)構(gòu)。貝塔朗菲認(rèn)為開(kāi)放性是系統(tǒng)發(fā)生有序演化的必要條件。系統(tǒng)內(nèi)部非線(xiàn)性的相關(guān)作用是系統(tǒng)有序之源，系統(tǒng)不斷地與外界發(fā)生各種聯(lián)系,敞開(kāi)輸入和輸出的通道,擴(kuò)大信息和能量交換的流量,降低熵值。只有保持開(kāi)放性，系統(tǒng)才能成為活的組織，這是有序原理的真諦。

3．反饋性原理。在系統(tǒng)的邊界內(nèi)存在著反饋回路，它是系統(tǒng)其本結(jié)構(gòu)單元，決定了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為。任何系統(tǒng)只有通過(guò)反饋回路，才能進(jìn)行有效的控制。按輸出對(duì)輸入的影響。反饋可以分為兩類(lèi)：輸出返回到輸入端后。能加強(qiáng)輸入的為正反饋---它使系統(tǒng)與目標(biāo)狀態(tài)間的距離增加；使輸入減弱的為負(fù)反饋---它使系統(tǒng)與目標(biāo)整體趨于吻合，能夠維持系統(tǒng)的穩(wěn)定。在不同的時(shí)期．正反饋和負(fù)反饋都有存在的必要。

4．自組織原理。組織與自組織是協(xié)同學(xué)的中心課題，組織被認(rèn)為：是在特定的外部干預(yù)下獲得其空間的、時(shí)間的或功能的結(jié)構(gòu)；自組織則是系統(tǒng)內(nèi)部在沒(méi)有外部的干預(yù)下獲得的結(jié)構(gòu)。我國(guó)學(xué)者湛墾華認(rèn)為，系統(tǒng)科學(xué)中基本的東西是非平衡自組織理論，離開(kāi)了對(duì)自組織理論的把握就不能算是掌握了基本的系統(tǒng)哲學(xué)。系統(tǒng)的自組織性是系統(tǒng)科學(xué)中具有較強(qiáng)解釋能力的原理。通過(guò)系統(tǒng)自組織的五種基本形態(tài)---自組織、自同構(gòu)、自復(fù)制、自催化和自反饋可揭示系統(tǒng)的演化過(guò)程。

3.2在技術(shù)層面上的獨(dú)特性

毫無(wú)疑問(wèn)，系統(tǒng)科學(xué)能夠給實(shí)踐帶來(lái)很多有用的技術(shù)，其中系統(tǒng)工程可以說(shuō)是系統(tǒng)科學(xué)在實(shí)踐中應(yīng)用的總稱(chēng)，盡管人們對(duì)系統(tǒng)工程有種種解釋?zhuān)⒉环恋K系統(tǒng)工程的技術(shù)性質(zhì)與應(yīng)用價(jià)值。因?yàn)橄到y(tǒng)工程給人們最直觀的印象和解釋是傳統(tǒng)工程與系統(tǒng)觀點(diǎn)以及數(shù)學(xué)方法和計(jì)算技術(shù)的綜合體。系統(tǒng)工程作為系統(tǒng)科學(xué)中的應(yīng)用領(lǐng)域是一個(gè)多階段的過(guò)程。一般認(rèn)為系統(tǒng)工程包含以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：

問(wèn)題的提出---系統(tǒng)分析---系統(tǒng)綜合---系統(tǒng)優(yōu)化---系統(tǒng)決策---系統(tǒng)設(shè)計(jì)---計(jì)劃實(shí)施---運(yùn)行階段---更新階段。其中系統(tǒng)分析階段的原則基本上形成共識(shí)：①定量分析和定性分析相結(jié)合；②部分與整體相結(jié)合；③眼前利益與長(zhǎng)遠(yuǎn)利益相結(jié)合；④系統(tǒng)要素與外部環(huán)境相結(jié)合。

從20世紀(jì)30年代提出系統(tǒng)分析一詞以來(lái)，每一個(gè)年代對(duì)系統(tǒng)分析的概念解釋都有發(fā)展。系統(tǒng)分析是指系統(tǒng)觀念在解決復(fù)雜問(wèn)題中的應(yīng)用，從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，對(duì)所研究的事物進(jìn)行有目的的、有步驟的探索分析過(guò)程。系統(tǒng)分析能夠使人們對(duì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)更加清晰，特別有助于提高決策的科學(xué)化程度。系統(tǒng)分析的優(yōu)越性在以下幾個(gè)方面已形成共識(shí)：①?zèng)Q策者能更充分地考慮面臨助各種不同選擇；②稀缺而昂貴的人力物力資源能夠得到更有效的利用；③能夠更好更省地達(dá)到目的；④能夠在有關(guān)資源合理分配、政策貫徹、目標(biāo)設(shè)定、解決涉及牡會(huì)政治文化因素的問(wèn)題等方面，加強(qiáng)決策能力。用系統(tǒng)的觀點(diǎn)考察事物，包含著兩個(gè)層面：一是內(nèi)向描述，確定對(duì)象系統(tǒng)的組成要素及結(jié)構(gòu)方式，并劃分出不同的層次；二是外向描述，把研究對(duì)象作為更大系統(tǒng)的組成部分，考察對(duì)象與環(huán)境中其他系統(tǒng)的關(guān)系，準(zhǔn)確地確定它在環(huán)境大系統(tǒng)中的位置。

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