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【摘要】系統(tǒng)科學(xué)是以系統(tǒng)為研究對象的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用開發(fā)的學(xué)科組成的學(xué)科群。它著重考察各類系統(tǒng)的關(guān)系和屬性，揭示其活動規(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)向社會科學(xué)廣泛轉(zhuǎn)移。本文從系統(tǒng)科學(xué)的主要特征來對它進(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

人們對系統(tǒng)所下的定義五花八門，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。或者：①是遵照共同的目標(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。

我國大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為系統(tǒng)是由相互聯(lián)系、相互依賴、相互制約、相互作用的事物和過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要點：①系統(tǒng)總是由兩個以上相互聯(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)分開來，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)雖然是由相對獨立的各個部分組成的，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

概念是十分重要的，有學(xué)者稱之為系統(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，被稱為要素。系統(tǒng)與要素的關(guān)系是對立統(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)的一個物理量。社會系統(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)有多少個層次就至少需要多少組變量來描述．物理學(xué)對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究的銳利的武器之一就是熵的原理的提出，用熵來討論系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時，可以在原來概念的基礎(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，總是相對獨立于一定的環(huán)境之中，每一系統(tǒng)都是時空上有限的存在。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)對首先未能預(yù)料的事件的響應(yīng)；另一是計劃響應(yīng)，即對能預(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)的輸入通過系統(tǒng)的處理和變換，必然會產(chǎn)生出一個輸出，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)分開放系統(tǒng)與封閉系統(tǒng)的一個基本標(biāo)準(zhǔn)。

2系統(tǒng)科學(xué)體系

學(xué)術(shù)界對系統(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，一般人的看法是：以一定的系統(tǒng)為研究對象，通過對特定系統(tǒng)的研究而形成的理論就是系統(tǒng)論，其中通過對系統(tǒng)的科學(xué)研究而形成的理論就是系統(tǒng)科學(xué)；通過對系統(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)在實際中的運用就是系統(tǒng)工程等。

我國最初接觸的系統(tǒng)理論是一般系統(tǒng)論即系統(tǒng)論、信息論和控制論，曾有人稱之為舊三論，因為隨后文出：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、動態(tài)性、開放性、目的性等為基本原則。貝塔朗菲認(rèn)為一般系統(tǒng)論在未來科學(xué)中的作用，將類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，即一個遠(yuǎn)離平衡態(tài)的開放系統(tǒng)，在外在條件變化達(dá)到某一特定的閾值時，量變可以引起質(zhì)變。系統(tǒng)在與外在環(huán)境發(fā)生交換過程中，能自動產(chǎn)生一種自組織現(xiàn)象，系統(tǒng)的各個部分能夠形成相互協(xié)同作用，通過能量的耗散和內(nèi)部的非線性動力學(xué)機(jī)制形成和維持宏觀時空有序結(jié)構(gòu)。普氏在熱力學(xué)基礎(chǔ)上提出總熵變公式，給開放系統(tǒng)理論初步提供了一種精確的數(shù)量描述。錢學(xué)森先生高度評價耗散結(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。法國數(shù)學(xué)家R．托姆為描述現(xiàn)實世界特別是形態(tài)發(fā)生問題中的突變現(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)系的論述上對豐富系統(tǒng)科學(xué)做出了較大貢獻(xiàn)。突變理論撇開不連續(xù)現(xiàn)象的具體特性，給突變形式以完備的分類；將結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與運動穩(wěn)定性區(qū)別開來，運用了黑箱方法，在尚不知系統(tǒng)輸入如何影響其輸出的運行機(jī)制時，即系統(tǒng)運行是一個黑箱，可以根據(jù)輸入和輸出的具體情況來模擬黑箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)。突變理論對我們研究社會現(xiàn)象能夠提供極富啟發(fā)意義的模型。

4．協(xié)同學(xué)。德國物理學(xué)家哈肯于1970年提出建立協(xié)同學(xué)問題，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富有特色的學(xué)派。協(xié)同學(xué)以開放系統(tǒng)為研究對象，既關(guān)注無序向有序的演化過程，也關(guān)注有序到混亂的演化規(guī)律，將有序與無序結(jié)合起來。協(xié)同學(xué)是一門綜合與協(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，它不限于有勢系統(tǒng)，能夠處理更廣泛的有序演化問題o

3系統(tǒng)科學(xué)的獨特性

3.1在原理層面上的獨特性

系統(tǒng)科學(xué)有自己獨特、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。現(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體系。系統(tǒng)科學(xué)對傳統(tǒng)科學(xué)的革命性變革的意義之一在于，它打破了以往各門學(xué)科之間的界艱，溝通了各門學(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。對客觀世界整體性的認(rèn)識可追溯到古代的思想家們?nèi)鐏喞锸慷嗟隆⒗献拥鹊臉闼氐恼w性思想。近代實驗科學(xué)的興起產(chǎn)生了近代科學(xué)整體觀。無論是自然界的演化還是人類的精神活動均構(gòu)成一幅幅相互聯(lián)系彼此作用無窮無盡交織的圖景。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)點科學(xué)哲學(xué)以“孤立性、絕對對稱性、單調(diào)性與線性疊加可還原性”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“非線性非平衡特征；開放性征；組織性征和層次性征”。運用漲落這一概念來揭示系統(tǒng)整體性演化的過程，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，稱為有序。對于社會系統(tǒng)而言，只有開放、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)的動態(tài)行為。任何系統(tǒng)只有通過反饋回路，才能進(jìn)行有效的控制。按輸出對輸入的影響。反饋可以分為兩類：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、時間的或功能的結(jié)構(gòu)；自組織則是系統(tǒng)內(nèi)部在沒有外部的干預(yù)下獲得的結(jié)構(gòu)。我國學(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，離開了對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)的演化過程。

3.2在技術(shù)層面上的獨特性

毫無疑問，系統(tǒng)科學(xué)能夠給實踐帶來很多有用的技術(shù)，其中系統(tǒng)工程可以說是系統(tǒng)科學(xué)在實踐中應(yīng)用的總稱，盡管人們對系統(tǒng)工程有種種解釋，但并不妨礙系統(tǒng)工程的技術(shù)性質(zhì)與應(yīng)用價值。因為系統(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)觀點以及數(shù)學(xué)方法和計算技術(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)域是一個多階段的過程。一般認(rèn)為系統(tǒng)工程包含以下幾個環(huán)節(jié)：

問題的提出---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---計劃實施---運行階段---更新階段。其中系統(tǒng)分析階段的原則基本上形成共識：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，每一個年代對系統(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)雜問題中的應(yīng)用，從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，對所研究的事物進(jìn)行有目的的、有步驟的探索分析過程。系統(tǒng)分析能夠使人們對問題的認(rèn)識更加清晰，特別有助于提高決策的科學(xué)化程度。系統(tǒng)分析的優(yōu)越性在以下幾個方面已形成共識：①決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、解決涉及牡會政治文化因素的問題等方面，加強(qiáng)決策能力。用系統(tǒng)的觀點考察事物，包含著兩個層面：一是內(nèi)向描述，確定對象系統(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，把研究對象作為更大系統(tǒng)的組成部分，考察對象與環(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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