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1、系统论SystemTheory系统论（SystemTheory）系统论是研究系统的一般模式，结构和规律的学问，它研究各种系统的共同特征，用数学方法定量地描述其功能，寻求并确立适用于一切系统的原理、原则和数学模型，是具有逻辑和数学性质的一门新兴的科学。系统思想源远流长，但作为一门科学的系统论，人们公认是美籍奥地利人、理论生物学家L.V.贝塔朗菲（L.Von.Bertalanffy）创立的。他在1952年发表“抗体系统论”，提出了系统论的思想。1973年提出了一般系统论原理，奠定了这门科学的理论基础。但是他的论文关于一般系统论，到1945年才分开发表，他的理论到1948年在美国再次讲授“一般系统论

2、”时，才得到学术界的重视。确立这门科学学术地位的是1968年贝塔朗菲发表的专著：一般系统理论基础、发展和应用(GeneralSystemTheory;Foundations,Development,Applications）,该书被公认为是这门学科的代表作。系统一词，来源于古希腊语，是由部分构成整体的意思。今天人们从各种角度上研究系统，对系统下的定义不下几十种。如说“系统是诸元素及其顺常行为的给定集合”，“系统是有组织的和被组织化的全体”，“系统是有联系的物质和过程的集合”，“系统是许多要素保持有机的秩序，向同一目的行动的东西”，等等。一般系统论则试图给一个能描示各种系统共同特征的一般的系统定

3、义，通常把系统定义为：由若干要素以一定结构形式联结构成的具有某种功能的有机整体。在这个定义中包括了系统、要素、结构、功能四个概念，表明了要素与要素、要素与系统、系统与环境三方面的关系。系统论认为，整体性、关联性，等级结构性、动态平衡性、时序性等是所有系统的共同的基本特征。这些，既是系统所具有的基本思想观点，而且它也是系统方法的基本原则，表现了系统论不仅是反映客观规律的科学理论，具有科学方法论的含义，这正是系统论这门科学的特点。，贝塔朗菲对此曾作过说明，英语SystemApproach直译为系统方法，也可译成系统论，因为它既可代表概念、观点、模型，又可表示数学方法。他说，我们故意用Approac

4、h这样一个不太严格的词，正好表明这门学科的性质特点。系统论的核心思想是系统的整体观念。贝塔朗菲强调，任何系统都是一个有机的整体，它不是各个部分的机械组合或简单相加，系统的整体工功能是各要素在孤立状态下所没有的新质。他用亚里斯多德的“整体大于部分之和”的名言来说明系统的整体性，反对那种认为要素性能好，整体性能一定好，以局部说明整体的机械论的观点。同时认为，系统中各要素不是孤立地存在着，每个要素在系统中都处于一定的位置上，起着特定的作用。要素之间相互关联，构成了一个不可分割的整体。要素是整体中的要素，如果将要素从系统整体中割离出来，它将失去要素的作用。正象人手在人体中它是劳动的器官，一旦将手从人体

5、中砍下来，那时它将不再是劳动的器官了一样。系统论的基本思想方法，就是把所研究和处理的对象，当作一个系统，分析系统的结构和功能，研究系统、要素、环境三者的相互关系和变动的规律性，并优化系统观点看问题，世界上任何事物都可以看成是一个系统，系统是普遍存在的。大至渺茫的宇宙，小至微观的原子，一粒种子、一群蜜蜂、一台机器、一个工厂、一个学会团体、都是系统，整个世界就是系统的集合。系统是多种多样的，可以根据不同的原则和情况来划分系统的类型。按人类干预的情况可划分自然系统、人工系统；按学科领域就可分成自然系统、社会系统和思维系统；按范围划妥则有宏观系统、微观系统；按与环境的关系划分就有开放系统、封闭系统、孤

6、立系统；按状态划分就有平衡系统、非平衡系统、近平衡系统、远平衡系统等等。此个还有大系统、小系统的相对区别。系统论的任务，不仅在于认识系统的特点和规律，更重要地还在于利用这些特点和规律去控制、管理、改造或创造一系统，使它的存在与发展合乎人的目的需要。也就是说，研究系统的目的在于调整系统结构，直辖市各要素关系，使系统达到优化目标。系统论的出现，使人类的思维方式发生了深刻地变化。以往研究问题，一般是把事物分解成若干部分，抽象出最简单的因素来，然后再以部分的性质去说明复杂事物。这是笛卡尔奠定理论基础的分析方法。这种方法的着眼点在局部或要素，遵循的是单项因果决定论，虽然这是几百年来在特定范围内行之有效、

7、人们最熟悉的思维方法。但是它不能如实地说明事的的整体性，不能反映事物之间的联系和相互作用，它只适应认识较为简单的事物，而不胜任于对复杂问题的研究。在现代科学的整体化和商度综合化发展的趋势下，在人类面临许多规模巨大、关系复杂、参数众多的复杂问题面前，就显得无能为力子。正当传统分析方法束手无策的时候，系统分析方法却能站在时代前列，高屋建瓴，综观全局，别开生面地为现代复杂问题提供了有效的思维方式。所以系统论，连同控制论、信息论等其他横断科学一起所提供的新思路和新方法，为人类的思维开拓新路，它们作为现代科学的新潮流，促进着各门科学的发展。系统论反映了现代科学了展的趋势，反映了现代社会化大生产的特点，反

8、映了现代社会生活的复杂性，所以它的理论和方法能够得到广泛地应用。系统论不仅为现代科学的发展提供了理论和方法，而且也为解决现代社会中的政治、经济、军事、科学、文化等等方面的各种复杂问题提供了方法论的基础，系统观念正渗透到每个领域。当前系统论发展的趋势和方向是朝着统一各种各样的系统理论，建立统一的系统科学体系的目标前进着。有的学者认为，“随着系统运动而产生的各种各样的系统(理)论，而这些系统（理）论的统一业已成为重大的科学问题和哲学问题。”系统理论目前已经显现出几个值得注意的趋势和特点。第一，系统论与控制论、信息论，运筹学、系统工程、电子计算机和现代通讯技术等新兴学科相互渗透、紧密结合的趋势；第二

9、，系统论、控制论、信息论，正朝着“三归一”的方向发展，现已明确系统论是其它两论的基础；第三，耗散结构论、协同学、突变论、模糊系统理论等等新的科学理论，从各方面丰富发展了系统论的内容，有必要概括出一门系统学作为系统科学的基础科学理论；第四，系统科学的哲学和方法论问题日益引起人们的重视。在系统科学的这些发展形势下，国内外许多学者致力于综合各种系统理论的研究，探索建立统一的系统科学体系的途径。一般系统论创始人贝塔朗菲，就把他的系统论两部分。他的狭义系统论与广义系统论两部分。他的狭义系统论着重对系统本身进行分析研究；而他的广义系统论则是对一类相关的系统科学来理行分析研究。其中包括三个方面的内容：1.系

10、统的科学、数学系统论；2.系统技术，涉及到控制论、信息论、运筹学和系统工程等领域；3.系统哲学，包括系统的本体论、认识论、价值论等方面的内容。有人提出试用信息、能量、物质和时间作为基本概念建立新的统一理论。瑞典勘探德哥尔摩大学萨缪尔教授1976年一般系统论年会上发表了将系统论。控制论、信息论综合成一门新学科的设想。在这种情况下，美国的系统工程杂志也改称为系统科学杂志。我国有的学者认为系统科学应包括“系统概念、一般系统理论、系统理论分论、系统方法论（系统工程和系统分析包括在内）和系统方法的应用”等五个部分。我国著名科学家钱学森教授。多年致力于系统工程的研究，十分重视建立统一的系统科学体系的问题自

11、1979年以来，多次发表文章表达他把系统科学看成是与自然科学、社会科学等相并列的一大门类科学，系统科学象自然科学一样也区分为系统的工程技术（包括系统工程、自动化技术和通讯技术）；系统的技术科学（包括支筹学、控制论、巨系统理论、信息论）；系统的基础科学，（即系统学）；系统观（即系统的哲学和方法论部分，是系统科学与马克思主义的哲学连接的桥梁四个层次）。这些研究表明，不久的将来系统论将以崭新的面貌矗立于科学之林。第一章 导论第一节 系统的世界本节简单回顾贝塔朗菲的一般系统论思想。 信息系统论首先是系统的理论。 在系统科学诞生 50 年后的今天，相信极少有人怀疑以下说法了：系统的整体不等于组成它的各要

12、素的简单相加，系统是由要素有机地组织起来的。 系统无处不在，万物皆成系统。系统是什么？贝塔朗菲说是“处在一定相互联系中与环境发生关系的各组成部分的整体。”这个定义有什么特别呢？阴阳五行说，太极八卦说不已经含有运动着的世界整体的概念了吗？亚里士多德就说过：整体大于部分之和。为什么会从 40 年代起产生系统科学呢？应当先了解一般系统论赞成什么，反对什么。 贝塔朗菲认为，一般系统论的宗旨是： 1) 各种不同的学科，包括自然科学和社会科学，有着走向综合的普遍趋势。 2) 这样的综合看来要以系统的一般理论为中心。 3) 这样的理论可能成为非物理领域的科学面向精确理论的一种重要方法。 4) 这一理论通过寻

13、找出能统一“纵向地”贯穿于各个单个科学的共性的原理，可使我们更接近于科学大统一的目标。 5) 这一理论能够导致迫切需要的综合科学教育。 我们相信，即使到今天，这些宗旨还是有效的，一方面因为科学的 50 年发展进一步说明了这几点，另一方面，也由于与这些宗旨相反的、传统的思想还在许多领域处于统治地位，我们比 50 年前更迫切地要求改革现状，将系统科学的成果更广泛地应用到科学和社会的方方面面去。 让我们考察与系统论相对立的观点： 机械论 对于要素的复合体，可以按要素的数目或种类来区分（ 1 ），也可以按要素的关系来区分（ 2 ）。前一类称为累加性（ Summative ）特性，后者称为组合性特性（

14、Constitive ）特性。 自从牛顿以来，经典物理学的目标是把自然现象最终分解为基本单元之间受某种自然规律所支配的某种作用。用拉普拉斯的观念可以表达为：若已知各质点的坐标和动量，就能够预测宇宙在任何时间的状态。机械论力学也在生物学中占据支配的地位，生物学的目标同样是把生命现象还原为原子实体和局部过程。生命有机体被分解为细胞，它的活动被分解为生理过程，最终被分解为物理化学过程；把行为分解为无条件反射和有条件反射；把遗传物质分解为基因颗粒。例如，罗素认为：如把眼睛孤立起来，只要把它内在的物理化学反应以及输入的刺激和输出的神经脉冲考虑在内，就能够很完善地理解眼睛作为光接收器的功能。 这种机械论反

15、映到科学研究中，就使得学科分化得越来越细，每一个分支又不断繁衍着亚分支，形成一个“完美”的诸侯割据的局面。人文科学、思维科学、自然科学的各方面，乃至各学科的内部，都囿于自己的小天地，作茧自缚，很难相互对话。 机械论随着经济和科学的机械化，反映到社会组织方式上。本世纪前半各世纪，人被作为国家机器的一个零件，大规模地从事着反人道的活动。工业化使社会变成一种压迫机器和战争机器。二战之后，这种机械思想又以污染机器的形式表现出来，人类社会被作为人、公司、国家的累加，而忽视了人与人、人与环境的复杂关系。在计划经济国家，更由于信息反馈机制的不健全，以技术的分割为基础将经济机械地分为许多条块；相应的，建立一种

16、僵化的、专业的国家体制（苏联就曾有 130 多个部）。计划中采取的一些系统方法，也无法弥补这一体制本身的机械性。 显然，机械论的特点是假定元素无论处在复合体内部或者处在复合体外部都有一样的特性，因而，只要把要素在孤立状态中已知的特征和行为累加就可以得出复合体的特征。牛顿的力学小球在系统内、系统外都是质点，服从各力学定律；基因被作为一组编码，如同铅字一样组合成遗传物质；科学被作为各种学科的累加，相互之间很难通话（从没有一个世纪象二十世纪这样“人文科学”和“自然科学”距离如此遥远）；而国家成为部、委、省的集合，很少考虑社会更多的联系。 一般地，用一组连立微分方程组为例表示系统 贝塔朗菲， 1968

17、 公式 0-1 其中其 Q i 表示要素 p i=1 ， 2 ， n 的某个量 假定方程（ 1 ）可以展开为泰勒级数： 公式 0-2 即表示 Q i 量的任何变化，是所有要素 Q 1 到 Q n 量的函数。任一要素的变化都依赖于所有其他要素，系统因而表现为一个整体。 令 Q i 1 的系数为 0 则有： 公式 0-3 这个方程意味着，每一要素是变化仅取决于这个要素本身，所以每一要素都可以看作是独立于其他要素的。这就是累加性：一个复合体能够通过把原先分离的要素集合拢来的办法一步步建立起来；反之，复合体的特征能够完全分解为各个分离要素的特征。这样就产生了机械论的世界观。 在系统的世界观中，个变量的

18、互系数是不可忽略的，这些互系数导致了反馈，包括负反馈和正反馈。反馈使得一个要素在系统内部的行为不同于它在孤立状态中的行为，不能从各个孤立部分概括出整体的行为，必须从各种系统的关系和层次性上理解各部分的行为。这就是与机械论相对的“ 系统的整体性 ”。 整体性是系统论的核心，贝塔朗菲说：“一般系统论是关于整体的一般科学。”从这一观点出发，得出系统的其他规律性。贝塔朗菲提出了系统的有机关联性，系统的动态性（方程中的 dt 项），系统的有序性，系统的目的性（果决性）等概念。 为什么要从机械世界观进步为系统世界观？贝塔朗菲指出了系统论的存在动机： 在生物科学，行为科学和社会科学以及现代技术学科中，基本的

19、学科概念需要一般化，这就引出了相对于经典的物理学而言的新的科学思维范畴；为此目的而引入的模型具有跨学科的性质。 为什么要发展信息系统论？即信息系统论自身的存在动机是什么？除了上述外，还有： 1) 贝塔朗菲作为理论生物学家，他的系统论在相当篇幅上描述各类信息系统。在他的语言中，“系统”的隐含意义往往是生命、社会这些信息系统。但在另一方面，“系统”这一名词又在许多领域以贝塔朗菲原来的定义被应用着。这隐含着一些危险。不精确的指出两类系统的划分，就可能不恰当的引用一些论据，或给系统论的反对者留下进攻的漏洞。例如结晶或激光中的自组织现象，未必能用来说明生物或社会中的自组织性。笼统的“系统的自组织性”并没

20、有深入系统的结构特性。 2) 信息系统是人类研究最广泛、最深入的系统。全部生命科学，社会科学和大部分是思维科学、自动机理论，是在研究信息系统。优先揭示这方面的本质，是可行且必要的。实际上，“三论”都是以信息为基础的。控制论建立在信息论的基础上，信息和控制离不开系统。系统的调节和控制又离不开信息的传递、转换、处理、加工和利用。 50 年，已积累了相当多的知识和工具去揭示信息系统的本质。 3) 到目前为止，生命科学、行为科学、社会科学、自动机科学中的借鉴问题还处于“科学同型性”的阶段。系统科学已将这些学科的距离大大缩短了，但还处于“把某些一般原理应用于各种系统而不问其实质”的阶段，也就是“类比”而

21、非“解释”的阶段。这就极大限制了基本系统理论的推广应用，尤其是在社会中的应用。传统的，许多学者不能接受“社会机体论”，因为它是从现象或模型上“类比”，而不是从本质上解释。信息系统论就是企图说明诸信息系统间本质的联系，以生命人社会自动机间的有机联系来说明这些系统中的“科学同型性”决非偶然的，而是在层次化有序发展中的必然。 4) 社会的生产已在信息化的门槛上，强烈要求对信息化进行本质性的描述，尤其是要求 经济学和政治学给出相应的 指导。信息系统论是与哲学、经济学、政治学密不可分的，是为了解决这些领域中的新问题而产生，又将反过来推动这些学科在信息化条件下的发展。是社会，而不是大学科研的需要使我们综合

22、已有知识，解释新现象，指导新任务。 总之，信息系统论是“系统”的，又是“信息”的，是生命科学，行为科学，社会科学，自动机理论最基本规律的描述，它的目的是打通各学科间的经脉，并推动各学科知识在社会中的应用。也就是说，它是为了提高科学研究和社会生产中的有序度而存在，这本身就是社会发展的结果。第二节 唯存在主义信息系统论的产生背景是：我们的社会存在着许多新老问题，理解这些现象（比如中国的经济改革，亚洲金融危机，互连网的高速发展， 2000 年问题，美日经济走向，乃至比较遥远的苏联解体，东欧剧变），需要政治学和经济学的深层次说明。我们相信，这些现象都不是孤立的，有必然的内在联系。此外，在 90 年代，

23、信息技术有了巨大的进步，轰动一时的信息高速公路、克隆羊、人机大战（ IBM 公司的一台计算机战胜了棋王卡斯帕罗夫）、斯塔尔报告（美国国会在互连网上发布“莱温斯基案”的报告），都促使人们去思考技术将带给我们什么？这涉及哲学、社会学、电子学、通讯理论、自动机理论、生物学诸方面的知识；而真正理解这些事物，必然要引入系统论、信息论、控制论、耗散结构论、协同学等系统科学。为了理解“信息”，“认识”这些概念，离不开物理学，而全部的研究都离不开数学。在这些学科中，分散着许多结论，这些结论或十分相似，或者有逻辑的联系，最后要求把它们系统地组织起来。 一旦产生了“系统”、“信息”这些概念，必然要导致哲学的变化。

24、与信息系统论相联系的是唯存在主义的哲学。在存在观上，它将物质、能量、信息统一于存在，认为客观存在不仅是物质实体，更是关系实在；在方法论上，它认为辩证法是系统论的简化和近似，对大系统的研究必须使用系统论；在认识论上，它从信息系统的映射机制出发，说明思维和意识都是信息运动；在历史观上，以信息系统的有序度原理为纽带，说明社会的本质和发展基本因素。以唯存在哲学观为基础，指导在不同信息系统中的具体问题，就是“系统技术”的各方面。 首先是在信息经济学上。我们认为，为了解释信息化生产，必须重构经济学原理。社会经济发展，不是稀缺资源的配置，也不是研究生产关系及其发展，而是社会信息系统的减熵有序发展问题。社会财

25、富的本质是社会契约程度，即有序程度。必须从全社会的角度考察生产，不能单纯地考察生产和消费。指出信息资本的重要性及社会生产软硬部类的分化趋势。说明信息化生产的比如思念性和一些特点。信息经济学认为，生产资料的社会化不可避免，资产阶级和无产阶级都将走向没落，新的生产方式、生产关系、阶级正在形成，并将从根本上改变世界的政治、社会格局。在微观上，信息经济学关心在现有市场制度下，信息的分布、流通、应用和厂商行为。总之，信息经济学以信息系统论为基础，以数学为手段，以指导“知识经济”为目的。 其次，在社会学上，讨论了社会与组成社会的人的关系及人际关系问题。从“人系统”和“社会系统”的角度出发，讨论政治、伦理、

26、法律等诸多问题。它指出，社会管理和阶级斗争都是层次化中的社会的特殊运动，效率问题是生活费子的主要问题。纵向的社会学即形成历史学和未来学，对人类的前途问题，从生态、政治、人机关系角度进行考察，指出层次化的规律不可抗拒，只要克服现存的一些危险倾向，社会必将出现层次化后期的一些特征（简而言之即“大同”）。为了社会的平稳发展，提出对现有社会组织方式的看法，以顺应 80 年代开始的全球性改革。 此外，在生命科学和自动机科学等领域中，信息系统论必将有广阔的应用。我们需要一批跨专业的，新一代的高素质人才密切合作，才能从事系统科学在人类科学各领域的应用，为一个更美好的（更有序的）社会而努力。 图 1-2 信息系统论的应用