第8章 系统与系统理论(3)
（2）双向因果关联，也叫反馈因果关联。这种关联是指某事物是产生另一事物的原因，同时又是另一个事物所产生的结果，即事物之间互为因果关系。例如，科学教育事业的发展，能为工农业生产提供大量的科技人才，从而能促进工农业的发展，同时工农业生产的发展又能为发展科学教育事业创造条件，从而促进科学教育自身的发展。它们两者之间互为原因，又互为结果。
在对系统的相关性观点的研究中，现在人们已经不仅仅是定性地去阐述它，而是更多地用数学方法定量地去分析它，找到它具体的联系的方式，用定量的或图的方式去表示它。例如用线性微分方程组和输出方程式，可以很好地描述某些线性系统的输入和输出之间的关系，用投入——产出分析法可以很好地描述国民经济各个部门的生产和分配的关系，还可使用数理统计中回归分析的方法来讨论系统中某些功能与系统中某些部分的变量之间的关系等等。
7.3等级森严的结构整体——层次性原理
结构是联系的全体和集合，是联系的网络和系统的框架，也就是系统内部各要素之间的排列组合方式。要素的排列组合方式不同，就形成了系统的不同结构。
在多要素的复杂系统中，单一的联系还不是系统的结构，结构必须是全部联系的集合，这些联系构成纵横交错的网络，构成系统的框架。
结构包含着层次。复杂的系统通常是多层次的结构，层次性是结构的基本特点。
贝塔朗菲在创立一般系统论时就提出了结构层次性观点，他认为各种有机体都是按严格的等级组织起来的。生物系统是分层次的，从活的分子到多细胞个体，再到超个体的聚合体，层次分明，等级森严。
整个自然界犹如一座巨大的建筑物，其中各层次系统逐级地组织起来，成为越来越高级、越来越庞大的系统。现代科学表明，无机界是由……亚夸克→夸克→基本粒子→原子核→原子→分子→地球的物体→行星→恒星→星系→星系团→超星系团……组成的，其空间范围从基本粒子内部的10—15厘米，到现代天文观测手段所及的200亿光年。在自然界物质系统的每一层次内，尽管事物各不相同，但都具有类似的结构与功能，而在不同层次的物质系统之间却存在着明显的甚至巨大的差异。
7.4系统功能发挥的源泉——有序性原理
有序性观点主要揭示了系统结构与功能的关系。系统的结构、层次及系统的动态性所表现出来的方向性、目的性，都使系统具有有序性的特点。系统的有序性是指诸要素在系统中的位置或次序以及它们之间的联系能够产生一定的功能。它包括空间排列的有序性和时间排列的有序性两个方面。就是说，系统的有序性既与系统内部要素的有机相关性有关，又与其动态过程有关。
空间排列的有序性，是指系统内部各要素之间的排列组合方式的规律性。例如原子排列的晶体结构、行星有规则地围绕恒星旋转、蛋白质的双螺旋结构、人体各系统的分布等等。
时间排列的有序性，是指系统内部各要素随着时间的变化重新排列组合的规律性。例如春、夏、秋、冬的依次更替，昆虫要经过卵、幼虫、蛹、成虫四个有规律的阶段等等。
系统的有序性主要应从功能方面来理解，就是说，要素的组合排列形式总是尽量地适应功能的需要。例如，人体能稳定站立和行走，是与人的两腿、两足的有序排列分不开的，若发生畸形，有序排列受到破坏，人的站立、行走功能就会丧失。人们还发现，人的两腿、两足排列的有序性是非常严格的：人体站立时，重心在左脚的足底上，人的左脚底接地面积都要比右脚底大。左脚主要起支撑作用，右脚做各种动作，平常步行的方式是左脚沿一条直线运动，右脚是自由移动，一般以左脚为主轴决定走路方向。大多数体育运动员、舞蹈演员、戏剧演员在表演时也都是用左脚作为支撑的主轴，用右脚来表演各种动作，因此说，“左脚是工作者，右脚是艺术家”。只有如此，动作才会更协调、更美观，创造出更优异的成绩。这充分说明了机体的功能决定了要素的位置与排列次序，有序性产生了相应的功能。
还应当指出，自然系统的有序性是系统进化和适应环境的结果，人工系统的有序性是社会实践和人工选择的结果。
7.5发展变化的理论——动态性原理
动态性原理主要是揭示系统状态同时间的关系。系统内部诸要素的相关性及系统与外部环境的相关性都不是静态的，而是动态的，都与时间密切相关，都会随时间不断地变化。
贝塔朗菲在强调系统的整体性与相关性的同时，还着重强调了系统的动态性。他认为一切生命现象本身都处于积极的活动状态，动态是系统保持静态的前提。动态性原理同相关性原理有着紧密的联系。
相关性强调的是各要素之间的空间分布，而动态性则强调的是系统随时间而发生的变化。这种变化主要表现在两个方面：一是系统内部诸要素的结构，其分布位置不是固定不变的，而是随时间不断变化；二是系统都具有开放性质，系统总是在不断地同外界发生着物质、能量和信息的交换活动。系统中的物质、能量、信息可以表现为相对的稳态，但稳态不是静态，稳态是含有动态的一种运动状态。例如渐进分化、生长发育、新陈代谢、自我调节、刺激反应、天然能动性等等概念都有运动的含义，这些过程其实都是物质流、能量流、信息流的过程，并且具有连续不断性。否则，也就不存在任何生物有机体。
现在，人们对系统的动态性有了更深刻的认识，不仅认识到动态性的一般原理，而且认识到系统和诸要素之间怎样运动，朝什么方向运动，从而为研究系统演化奠定了基础。系统动态性的主要表现形式有：
（1）诸要素的协调适应决定着系统的整体平衡。也就是说，整体的稳定和平衡是以要素的协调、适应为基础的，要素的协调和适应作为一种标志，为整体的稳定性和平衡性提供了依据。衡量一个人体系统是否健康，主要是看组成人体的各系统、各要素之间是否协调，是否相适应。整个国民经济系统是否稳定平衡，主要就是看各经济部门的比例关系是否协调，是否相适应。当然，这些系统的协调适应不会停留在一个水平上，它必定会通过不协调再达到新的协调，从而决定了系统从一个平衡状态过渡到另一个平衡状态。因此系统中要素间的相互作用、相互渗透，将不断导致系统整体状态和性质的变化。
（2）要素之间的协同作用是系统整体由无序状态转变为有序结构的动力。就是说，要素之间的协同作用，将不断促进系统在整体上从无序向有序的转化，使系统呈现出无序→有序→新无序→新有序……这样一个无限发展过程。前联邦德国学者哈肯建立的协同学，从部分与整体的关系，即对系统中各要素协同作用进行研究，揭示了系统整体演化的微观机制，为我们提供了一幅部分决定整体的动力学图景。
（3）系统整体具有方向性和合目的性，它限制着各要素的功能，协调着各要素之间的比例关系，控制着各要素协同作用的进行。这就是说，任何一个系统，都在整体上有一种方向性和合目的性，这种合目的性表现在系统总是趋于同一目标——稳定或平衡状态，系统的这种整体的合目的性，是由系统各组成部分以及系统与环境的协同作用造成的，它又反过来规定组成部分自身发展的时空结构，控制着部分之间协同作用的进行。当这种协同作用使系统偏离目标的时候，系统总要调整各部分要素间协同作用的方向，使之向目标逼近，而这又影响了各部分要素之间相互作用的涨落的大小。整体目标的实现是系统各要素在比例关系和功能上不断协调和发展的过程。
7.6系统的自组织——调控性原理
系统的稳定性是系统存在的根本条件，而系统的这种稳定性又是通过负反馈控制实现的。负反馈控制是系统稳定的机制。系统又总是适应外界环境的变化而变化，而系统这种适应性又是通过正反馈控制实现的。系统的正反馈控制是适应性的机制。组成系统的各个子系统之间的协作是系统从无序走向有序的根本原因。而子系统要协作，又要子系统之间进行协调控制。所以，任何稳定有序的系统都具有调控性，都具有自我调节、自我控制的能力。控制的基础是信息。任何一个物质系统（无机的、有机的）既是一个形态系统，又是一个信控系统。任何稳定有序的系统，其内部不仅存在着信息流通，而且存在着控制作用。
7.7如何追求完美——最优化原理
最优化原理的意思是：自然界（或社会）的各种物质系统，由于其内部根据和条件的相互作用，总可以在一定条件下使得该系统的某个方面最大限度地（或最少限度地）接近或适合某种一定的客观标准，实现最优。
最优的内容及其形式，包括系统结构形态最优、运动过程最优、性质最优、功能最优等等。
最优化原理能促进科学实践和科学认识的最优化，能使系统实践更加自觉有效，摆脱盲目被动状态。比如，建设一个大型水利工程，合成某种高能燃料，开发一个地区的资源等，都应在这种最优原理的思想指导下去制订方案，施工行动，争取获得最理想的结果。