钱学森关于复杂系统与大成智慧的探索.docx

1、钱学森关于复杂系统与大成智慧的探索钱学森关于复杂系统与大成智慧的探索 钱学敏 1、复杂系统是相当普遍的客观现实 人类进入21世纪以后，由于世界社会在发展中出现了前所未有的各种复杂性问题，所以系统的问题，特别是复杂巨系统的问题以及与之相应的理论研究复杂性科学，变得越来越突出、越来越重要，复杂性科学是当今科学研究的前沿和焦点，是一个科学新领域，它的突破，将引起一次新的科学革命。多年来，国外已有不少著名科学家从系统科学的角度，开始注意探索复杂性问题。在欧洲，20世纪70年代有比利时的物理化学家普利高津（I. Prigogine 1917- ）提出耗散结构理论（dissipative structur

2、e theory）探讨在远离平衡态的情况下，形成有序结构的问题。德国的物理学家哈肯（H. Haken 1927- ）、艾根（M. Eigen）等人，他们依据现代物理学、化学和生物学的最新成就，注意到系统常常会自己走向有序结构的现实，提出“自组织”（self-organization）和协同学（synergetics） ，走近系统自组织理论，较早地提出了 “探索复杂性”问题。在美国， 1984年新墨西哥州的圣塔菲研究所（Santa Fe Institute），在诺贝尔奖金获得者 盖尔曼（M.Gell-Mann）、 安德森（P. Anderson）、阿罗（K. Arrow）等人的支持下，聚集了一批

3、数学、物理、经济、生物、计算机等学科的研究人员，专门从事复杂性科学的研究，试图从多学科的交叉研究中克服还原论的不足，找到一条破解复杂性问题的道路。目前，他们有些成果很值得我们借鉴，但是，从总的思路上和方法上来看，似乎尚无明显的突破。有人说他们仿佛是从“复杂”走向了“困惑” 1。在中国，钱学森倡导的“系统科学”原本就是对各种复杂性问题的研究与解决的基础上形成的。1978年他在组织管理的技术系统工程一文中，就明确提出“我们把极其复杂的研制对象称为系统”。2此后，他一直亲自参加并指导系统学讨论班，带领大家努力探索复杂系统的理论与方法。钱学森继承和发扬了中国传统文化的精华和国外的先进科学技术成果，认真

4、总结了组织“两弹一星”研制、发射等复杂系统工程的经验，以及社会主义建设过程中，各种巨大的复杂系统工程实践，于1987年6月开始把人体看成一个开放的复杂巨系统，以后又把社会系统、人脑系统、地理系统等称为开放的复杂巨系统。1989年5月，他在普遍意义上，提出了开放的复杂巨系统的概念、理论及其方法论。此后发表了一个科学新领域开放的复杂巨系统及其方法论、再谈开放的复杂巨系统、开创复杂巨系统的科学与技术等一批文章和书信，从而丰富了系统科学的基础理论系统学的内容，使得系统科学有了实质性的重大进展。 什么是开放的复杂巨系统？所谓系统，按照钱老的看法，就是指“由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定

5、功能 的有机整体，”而且这个系统本身又是它所属的一个更大系统的组成部分。开放的复杂巨系统（Open complex giant system）是系统科学的核心概念,指的是，系统本身与系统周围的环境有物质、能量、信息等的交换，因而是“开放的”。系统所包含的子系统很多，成千上万，甚至上亿万，所以是“巨系统”。巨系统内子系统的种类繁多，有几十、上百、甚至几百种，每个子系统既参与整个系统的行为活动，又受整个系统和环境的影响，形成复杂的相互作用，高度非线性。并且有许多层次结构，各层次结构之间的关系也很复杂，以致有些层次及层次间的关系、结构都还不清楚。没有被认识。例如，人脑系统、人体系统、社会系统、地理系

6、统（包括生态系统）、星系系统以及目前与互联网有关的种种复杂系统等，都是开放的复杂巨系统。复杂系统、开放的复杂巨系统的存在是相当普遍的客观现实。从发展的时间上来看，一切事物和人都有其自身发展的历史。世界上万事万物和人自己的组成、结构、特性、动因等等，在悠久的时间“隧道”中，历尽沧桑，往往是沿着由低级到高级、由简单到复杂螺旋式上升的轨迹不断发展变化的，其结构、层次、组成、功能等又兼具确定性与随机性，有序性与无序性等，因此，今天的各种事物和人自身都是相当复杂的系统。 从其相互关系上来看，各种事物和人本身在与周围其它事物和人的不同方面、不同层次，以不同方式相互影响、相互作用，并在进行物质、能量、信息等

7、的交换过程中，还有可能呈现出新的因素、新的特点、新的机制、新的功能以至新的错综复杂的关系、甚至发生新的质变。 所以，复杂系统、开放的复杂巨系统就在我们身边，颇为常见，钱学森早在20世纪80年代初就指出：“在现代这样一个高度组织起来的社会里，复杂的系统几乎是无所不在的。”例如：社会系统、经济系统、军事系统、人体系统、信息系统、环境系统、农业系统等。当时，钱老一下子就列举出14个复杂的系统。这些系统后来钱老将其概括为“开放的复杂巨系统”。钱老最后加上“开放的”三个字，主要是强调这种复杂巨系统的系统本身与系统周围的环境有物质、能量、信息等的交换，它自身又是时刻发展变化的，所以，随时可能出现奇异的现象

8、，我们很难认清，一旦认清了，它还会变，因而必须不断研究新问题、解决新问题，认识是无尽的长河，因为复杂巨系统是“开放的”。 总之，复杂性、复杂系统、开放的复杂巨系统，是极为普遍的客观现实。因此，人类的未来、国家的昌盛，世界的和平与发展比以往任何时候都更加依赖于人们对复杂性、复杂系统、特别是对开放的复杂巨系统的认识、研究和掌握，说到底，就是依赖于有智慧的人；钱老早在18年前就说：“中国正面临一个急剧变化的时代，我们如果不能站得高、看得远，就不仅会落后于时代，还可能犯很大的错误。” （1990年12月11日） 开放复杂巨系统的理论是系统科学理论的深化与升华，是系统科学的重要内容和基础理论。它对我们当

9、前所生活的这个世界的实际情况，作了深入的揭示和具体的展开。因而它作为一种新的科学观和发展观，不仅是对辩证唯物主义这一科学世界观和科学发展观的补充与发展，给我们打开了一个新的天地、新的领域；也便于我们对于周围各种事物和人的复杂情况作更清楚、更准确的了解，自觉地从这种实际出发，对于那些复杂巨系统、开放的复杂巨系统的各个系统、各个层次、各种因素、各种功能及其相互关系和发展变化的动因等等，方方面面周密思考与调查，进而在解决各种复杂性问题的实践过程中，能够准确把握事物的本质及其发展变化的规律。开放复杂巨系统的理论与研究方法，对于推动不同学科的理论发展是一种无形的动力，而且还为各学科的理论与方法，互相融通

10、、互相促进，开辟了新的途径。过去，各门具体科学只是从不同角度去研究整个客观世界中各种开放的复杂巨系统，各自都会有自己的特点、优势和独特的风光，如地理科学研究地理系统、社会科学研究社会系统、人体科学研究人体系统、信息科学研究信息和互联网系统等，由于各门科学之间往往是相互关联、相互渗透的，所以当走进科学的深处时，都自觉或不自觉地遇到复杂性问题，各自从本专业的角度，以本专业的概念揭示过开放的复杂巨系统问题。现在，开放复杂巨系统的理论与方法，虽然还需进一步丰富与完善，但已经可以使各门具体学科有一个共同的科学概念共同的科学观和发展观。便于互相补充、互相促进，找到切实可行的研究方法和工作方法。这一事实，正

11、在推动物理学、生物学、数学、经济学、建筑科学、地理科学、社会科学、工程技术、计算机和互联网信息技术等等各学科系统的沟通与融合；这也便于我们从复杂性、开放复杂巨系统的角度共享科学技术的知识资源和知识成果，并把它作为一种科学的世界观和方法论，有利地促进现代科学技术的发展。总之，可以说，复杂系统、开放复杂巨系统的存在是相当普遍的现实，它是当今科学发展的前沿，是树立科学的世界观和科学的发展观的客观基础和理论依据。 2、“要从整体上考虑并解决问题”研究和认识复杂事物和人等这些开放的复杂巨系统，核心的问题是要具备整体观。因为“系统就是由许多部分所组成的整体，所以系统的概念就是要强调整体，强调整体是由相互关

12、联、相互制约的各个部分所组成的。系统工程就是从系统的认识出发，设计和实施一个整体，以求达到我们所希望得到的效果。”2 然而，对于客观世界中千姿百态、各种纷繁复杂的事物，如果我们从整体上来观察与思考，其实，复杂系统与简单系统之间的区分是相对的，在一定条件下，它们往往可以相互联系、相互转化,很难有严格的界限。但是,从我们具体的认识角度、认识过程与研究方法来看，对于各种开放的复杂巨系统，我们不能不分青红皂白，眉毛胡子一把抓。为了及时地从整体上认清问题，把握住实质和要害并正确地解决问题，实际工作的切入，时常需要注意抽取开放复杂巨系统中主要的、牵动着整体的、在一定范围和程度上对整体影响较大的一些系统，或

13、与我们研究目的直接相关的某些部分、某些层次、某些侧面、某些因素等这些具有整体意义的东西，将其暂时作为相对来说比较简单的系统去观察与处理。 这样做是根据实际情况进行科学的抽象（思维的抽象）而得到的，是深稽博考复杂系统的实情，晓然于是非得失之宜，主次取舍之要以后的思考，这是科学研究的经验总结。是有效而明智的、也是非常现实的认识方法、研究方法和工作方法。钱老说：“客观事物和人自己都是开放的复杂巨系统，只是人在认识它们时，常常可以作为简单系统来处理，暂时避开复杂的一面。科学都是如此的。所以，不要以为我们非用复杂性不可。” 需看到复杂系统的整体性质不等于各部分性质的简单加和，它往往会产生新的量与新的质。

14、因为系统内部各子系统、各层次、各因素之间的相互联系、相互作用、相互激发是相当复杂的、非线性的，甚至还有一些偶然的、奇异的、模糊因素的影响，所以，整合起来的系统性质与部分的性质会有很大区别。例如：上个世纪50年代，中国“一穷二白”，由于党、国家、军队十分重视，相互配合，；周恩来、聂荣臻用大兵团作战的方法，指挥领导得力：钱学森总负责技术和总体设计，技术精湛，组织得好：加之，千千万万科技精英和人民、战士为国为民舍生忘死奋力拼搏。仅仅十来年就造出了“两弹一星”，使我国的军事力量发生了质的变化，令世人瞩目。钱老曾幽默地说；这就是中国这个复杂的社会系统出现的“特异功能”。同时，由于复杂系统与简单系统往往是

15、统一的，在根据客观事物和人自己的实际情况，运用科学的抽象（思维的抽象），把某种开放的复杂巨系统暂时避开其复杂的一面，当作简单系统来分析、研究、处理时，要特别注意超越还原论的局限性。1）不要追求把开放的复杂巨系统简化到极点（从科学的整体来说，那也是不可能的）；2）不要完全孤立、静止、片面地去分析、研究：3）不要以简单系统的性质和运动规律去代替整个开放复杂巨系统的性质和运动规律。在科学研究的历史上和现在的有些研究对象上，还原论的方法还是必要的、有功的；但是无论如何我觉得以上三点是研究和工作中的大忌，是戒律。复杂性科学的特点就是不再固执于对客观事物进行简单的“分割”与“加和”，而是更加注重于对人和事

16、物的发展变化过程，以及如何由存在走向演化、走向自组织、走向涌现等进行动态的研究。至关重要的是从整体上考虑并解决问题，坚持整体论和科学的发展观，我们对还原论的超越不是抛弃与决裂，而是扬弃与综合，实现整体论与还原论的辩证统一，既要注意进行微观的考察，认真分析、研究相对简单系统的具体层次、结构、关系、功能等的细节情况和知识，使对整体的把握不致成为贫乏的抽象、空洞的理论；又要有整体观，时刻不忘其与整个开放复杂巨系统、与环境、与时间、与其它系统等的相互联系与影响，把它们有机地、全面地、发展地、相互协调地结合起来。 从宏观上把握，从全球的发展变化考虑，进而摸准开放复杂巨系统整体的性质与规律，找出有利于经济社会的发展、有利于人民群众的生活、有利于生态环境不断改善等的英明决策。1991年初，钱老说：“协调发展是根本问题，要改革又要安定团结，这是中国面临的最大问题，