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遨游系统的海洋:系统方法谈

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第7章 系统与系统理论(2)

书籍名:《遨游系统的海洋:系统方法谈》    作者:欧阳光明,郭卫,王青


  系统论的基本原理主要表现在以下几个方面:

  7.1“盲人摸象”的教训——整体性

  “盲人摸象”的故事几乎人人皆知。说的是几个盲人摸一只大象,摸到腿的说大象像一根柱子,摸到身躯的说大象像一堵墙,摸到尾巴的说大象像一条蛇,摸到耳朵的说大象像一把扇子,各执己见,争论不休。

  他们都没有看见过象的全身,但是还自以为得到了象的全貌。此故事用来比喻对事物了解不全面,各执一点,乱加揣测。也就是忽视了事物整体性所导致的结果。

  整体性原理是系统论的最基本的原理,是一般系统论的核心。这一观点主要在于科学地揭示了要素与系统的关系。所谓整体性,包含有两层涵义:

  1)要素和系统不可分割

  要素如果离开了系统,要素本身就会失去功能,甚至不能再单独存在。例如人的眼、手、鼻等器官,只有和整个人体组成一个系统,它们才能起作用,如果离开了整个人体,这些器官就会立即死亡,不再有任何功能。与此相应,系统也离不开要素,如果失去了某些重要要素,整个系统就会丧失功能,或是功能严重下降,例如人体系统如果损坏了心脏或大脑,人就可能死亡。再如,在自动化系统中,若有某一个部件发生故障,整个系统就会停止运转。所有这些事例都充分显示了要素与系统不可分割的特性。传说在战国时期,燕太子丹宴请有名的刺客荆轲吃饭,当荆轲看到给他送茶倒酒的婢女的手时,无意中大加赞赏。太子听了,立刻命人斩下那个婢女的手以赠荆轲,不知道荆轲在接到这个脱离了躯体的手时会作何感想。如果把人的身体作为一个系统,那么手只是其中的一个要素,其性能和特点要受到该系统整体的影响和制约。

  系统的整体性特征要求人们要树立全面的观念,要正确协调和处理好全局与局部的关系。黑格尔说得好:“割下来的手就失去了它的独立的存在,就不像原来长在身体上时那样,它的灵活性、运动、形状、颜色等都改变了,而且它会腐烂,丧失了它的整个存在。只有作为有机体的一部分,手才获得它的地位。”

  2)整体功能大于各部分的功能之和

  在系统论中有两种观点,一是机械论的系统观;二是一般系统论观点。两种系统观都不否认系统是由要素(部分或子系统)构成的,但机械论的系统观认为系统的性质或特点是组成部分的性质或特点的简单总和(具有可加和性),而一般系统论则认为,系统的功能大于组成部分的功能的总和。很明显,后一种观点是符合实际的。我们之所以要研究系统,正是为了揭示和利用这个大于部分功能之和的整体功能。人们所说的“三个臭皮匠赛过诸葛亮”就是这个意思。

  为了证明这一基本观点,一般系统论的创始人贝塔朗菲曾为此进行了长期的研究。他的这种研究首先是从生物学入手的。他认为一切有机体都是一个整体,即都是一个系统。生物体是在时空上有限的具有复杂结构的一种自然整体。从作为一个有机体的生物体中分析出来的部分,同整体中发挥机能的部分是截然不同的,生物体的各部分离开整体是不能存在的。他指出:“复杂现象大于因果链的孤立属性的简单总和。解释这些现象不仅要通过它们的组成部分,而且要估计到它们之间的联系的总和。有联系的事物的总和,可以看成具有特殊的整体水平的功能和属性的系统。”(转引自《科学方法论文集》,湖北人民出版社1981年版,第24页)以后,在他的许多专著中,都列举了大量的事实和例证来论证系统的这种“整体”性。不仅生物界如此,自然界、人类社会及人类思维的种种系统都是如此。贝塔朗菲将这一观点用亚里士多德的著名命题“整体大于它的各部分的总和”表示出来,因此人们将这一原理称之为贝塔朗菲系统定律。

  从上面贝塔朗菲的论述中,我们还必须注意到这一点,即系统的整体功能是建立在各组成部分有联系的基础之上的。如果各组成部分,要素之间是杂乱无章的,没有有机的联系,互相之间不协调,是不能发挥出整体功能和整体优势的。在有些情况下,单独提高某些要素的功能并不能使整体功能提高,甚至反而会使它下降。例如在交通运输系统中,为了提高运输力,只是增加运输车辆,而不注意改善道路状况和其他设施,反而会因车辆过于拥挤而降低运输效率。在企业管理系统中,盲目进口某些先进的设备,却没有人会操作,不注意人员的技术培训,不仅不能提高经济效益,反而会造成大量浪费。因此,必须要从整体功能的角度去提高要素的功能,即是说,要有整体性观点。

  7.2牵一发而动全身——相关性原理

  系统的相关性观点主要揭示的是系统内各要素之间的关系以及系统同外部环境的关系。

  上面说过,系统的整体性是一般系统论的核心,但应当强调的是,这种核心作用是由系统内部诸要素之间以及系统与环境之间的有机联系来保证的。

  1)系统内部诸要素之间的相关性

  研究一般系统论相关性原理和观点,重点是研究系统内部诸要素之间的相互关联、相互作用。这种作用常常用“有机关联性”这个概念来表述。这个概念表明任何系统内部诸要素之间的联系都是有机的,它们相互关联、相互作用,共同构成系统的整体。各要素在系统中不仅是各自独立的子系统,而且是组成母系统的有机成员。

  贝塔朗菲在创立一般系统论过程中曾特别强调了这一点。他指出,事物的总和是有联系的总和。他的关于系统的定义,即“处于一定的相互关系中并与环境发生关系的各组成部分(要素)的总体”,更充分说明了要素之间的联系对于整体的重要性。所以,有机相关观点使一般系统论的整体性观点进一步具体化、深刻化,它把事物的整体性概念同事物的总和概念科学地区别开来。

  2)系统同外部环境的相关性

  除了系统内部诸要素的相关性以外,还必须强调整个系统同外部环境的相关性。前已论及,与外部环境有着紧密联系的系统称为开放系统,实际上,一般系统论所研究涉及的系统都是开放系统,那种与外部环境不发生联系的所谓封闭系统是不存在的。凡是一个系统,它总是会同外界有物质的、能量的、信息的交换,有相应的输出和输入以及量的增加或减少。贝塔朗菲所说的系统都是指这种开放系统,这对于我们理解一般系统论的概念和性质是很重要的。只有阐明了系统内部诸要素之间的相关性,又同时阐明了系统外部的相关性,才能保证系统的完整性。

  对系统内部要素的关联及系统与外部环境的关联的考察,可以从不同的角度划分。例如从相互联系的内容上分,有三种关联:

  (1)物质的。如国民经济系统内的商品流通,国际间的贸易往来等。

  (2)能量的。如输电线路中的电流,太阳能转化为电流,植物吸收太阳能转化为生物能等。

  (3)信息的。如广播电台播发的新闻、消息,商业活动中的各种情报等。

  从相互关系的确定性上,也有三种关联:

  (1)肯定因果关联。具有这一类关联的事物中,原因和结果是确定的,就是说,当某种必要的条件具备时,一定会产生某种必然的结果,结果的要素是随着原因的要素变化而有规律变化的。如交通能源上不去,必然会拖整个国民经济的后腿,教育事业的迅速发展,就能为四化建设输送大量的人才,等等。

  (2)统计因果关联。这种关联是指某事物会引起另一事物的变化,有时又不会引起变化。例如,某种药物对治疗某种疾病有很好的效果,但对某些病人却无效,这是因为影响疾病痊愈的因素很多。尽管如此,人们通过长期的临床实验,还是能够大致确定这种药物对治疗某种疾病的有效率是多少,从而把握这种药品的有效性。这种关系只有在大量调查和统计的基础上才能发现,一般可用概率统计的原理来处理。

  (3)模糊因果关联。现实中的有些事物,其边界条件是不明确的,是模糊的,如某人漂亮不漂亮,是大个子还是矮个子等。因这类事物差异的界限不明确,其事物变化所产生的结果也往往不清楚,所以称这类事物之间的因果关系为模糊因果关联。为了准确掌握这类事物之间的关系,近年来兴起的一门“模糊数学”是专门研究这类问题的。如美国学者查德于1965年创造了模糊现象的模型,对数学基础模糊集合论作了推广,确立了模糊集合的概念。他利用模糊集合就可以描述模糊现象及一般概念,从而提出了一个处理模糊现象的数学方法。由于模糊数学是探索一种近似人类大脑实际功能的处理事物的模糊方法,即是说能使机器像人一样,只依靠少量的模糊信息,依据一定的推理准则进行“思维”,就可以得出相当准确或是很接近的结论,这就为系统论的广泛应用开辟了道路,目前在许多领域都取得了显著成果。

  从相互关联的方向上考察,有两种关联: