
献给读者的这本书——《系统论》,是我们十多年来进行现代科学技术与哲学相结合探索的结果。
纵览即将逝去的20世纪科学技术发展的历史,人们不难发现,除相对论、量子力学以外,再也没有像系统理论、系统科学及与其相应发展的高新技术对人类的科学、哲学与社会产生如此巨大的冲击,引起人类思维方式的巨大变革。它犹如一股巨浪席卷哲学界、思想界、科学界,无情地检验着以往的科学与哲学的学说,革新着人们的世界观和思维方式。正如前东德哲学家格·克劳斯所说的:“就其革命影响而言,控制论可以同哥白尼、达尔文与马克思的发现相媲美。”前苏联控制论哲学家伊·茹可夫指出:控制论和系统论是继相对论和量子力学之后,又一次“彻底改变了世界的科学图景和当代科学家的思维方式。”
我国杰出科学家钱学森对系统理论与系统科学的创立有独特的贡献。50年代,他创立的工程控制论在国际学术界享有盛誉。70年代末,当他大力提倡系统理论和创立系统科学的同时,对科学技术与哲学的关系进行开拓性的研究。他认为:“每次科学技术的重大进展都对哲学引起了强烈的冲击。”他在《工程控制论》修订版序言中写道:“我们可以毫不含糊地从科学理论角度来看,20世纪上半叶的三大伟绩是相对论、量子力学和控制论,也许可以称它们为三项科学革命,是人类认识客观世界的三大飞跃。”1985年他认为:建立和发展系统学“在科学史上的意义不亚于相对论和量子力学”。他创立的科学技术体系不仅是对于科学学,而且亦对辩证唯物主义哲学有突出的贡献。他最早提出:“从马克思主义哲学到系统学的桥梁,可以称作‘系统观’或‘系统论’。”他用现代科学技术的成果, 特别是系统科学的成果,丰富、发展了辩证唯物主义。
随着系统理论和系统科学的进展,人们越来越理解恩格斯在上世纪末为我们所展现的自然图景: “依靠经验自然科学本身所提供的事实,以近乎系统的形式描述出一幅自然界联系的清晰图画。”本人经过第一阶段5年的研究,于1982年得出以下的认识:“如果说19世纪中叶自然科学中的三大发现(细胞学说、能量守恒和达尔文进化论)是创立辩证唯物主义的自然科学基础;那么,一百年后系统理论与系统科学的产生和应用,与相对论、量子力学一样为丰富、发展辩证唯物主义提供了现代科学的根据。”本书就是在这些战略思想的指导下逐渐形成的。
早在70年代末,我刚刚从事系统理论、系统科学的方法论和哲学问题研究时,就有幸得到钱学森、宋健、关肇直、许国志等系统科学家的关心和指导。1978年教育部组织编写我国第一本《自然辩证法讲义》时,我执笔写了“控制论方法与系统方法”初稿,当年冬天在太原举行的自动化学会第三届年会上,宋健、杨家墀主持邀请了出席大会的30多位控制论学者对此进行了专题讨论。这是科学工作者与哲学工作者共同对系统理论和系统科学进行哲学和方法论研讨的新开端,会后根据专家们的意见进行了认真修改。1979年春,稿子送给钱学森,他作了认真的审阅,使我有机会第一次当面聆听他的教诲,从中得到了鼓励。再次修订成稿,并将其作为自然辩证法教材的重要内容,使之在全国研究生教育中得到普及。
1980年在北京召开的全国第一次科学方法论讨论会上,我提出从系统理论、系统科学中提炼出来四种科学方法概括为一个“系统科学方法论”形态,并在1982年写成了《系统科学方法论导论》一书,对这种方法论进行了详细论述,同时专门探讨了系统理论与辩证唯物主义的关系,提出了系统理论、系统科学的产生将会推动“唯物主义改变自己的形式”,并从哲学范畴、世界观、认识论和辩证法四个方面论证了它们“为丰富发展辩证唯物主义提供了基础,为把辩证唯物主义提高到更高阶段创造了条件。”
为了在全国推动系统理论、系统科学的方法论和哲学问题研究,1982年由大连工学院、华中工学院、西安交通大学、清华大学四校发起,由我负责筹备主持在北京科协的支持下召开了全国第一次系统论、信息论、控制论的科学方法与哲学问题研讨会,钱学森对这次会议给予了特别的关注与指导,并到会作了“系统思想、系统科学与系统论”的长篇重要报告。他论证了“系统论是系统科学到马克思主义的桥梁”的科学论断,倡导“三论归一”;认为“我们的这个系统论不是贝塔朗菲的‘一般系统论’,比一般系统论深刻多了”。我在大会上发表的“系统理论中的若干科学与哲学问题初探”一文中提出:要“运用辩证唯物主义这个锐利武器,结合现代科学技术发展的成果,在更高的层次上进行新的综合,建立一门把系统、信息、控制等基本原理有机地结合在一起的新理论——广义系统论。”1983年我又写了“辩证唯物主义系统观初探”,论证了系统观应该作为辩证唯物主义自然观、世界观的一个重要组成部分。为尽早建立广义系统论,我曾写了详细提纲,并当面向他请教多次。根据这个提纲,我为本专业研究生正式开设了此课程,在教学中不断增添新的内容,我组织了青年学者常绍舜、庞元正、栗刚等人参加研究小组,分工写出了《广义系统论研究》。1988年在大连召开的系统科学哲学研讨会上,我发表了“广义系统论初探”,文中指出:“广义系统论是把对象作为组织和自组织复杂系统进行专门的科学技术哲学研究的一般系统理论,是综合现有的一般系统论、信息论、控制论、耗散结构、协同学和超循环论等现代复杂性系统理论中的科学技术哲学问题的横断科学,是系统科学与辩证唯物主义联系的桥梁,它研究系统科学中的哲学问题,是属于科学技术哲学的范畴。”本书即广义系统论。
为了普及和扩大系统理论、系统科学的影响,应四川教育出版社要求,1990年我校博士后宋永华找我商定,组织国内在这方面有造诣的学者,编写了《开创复杂性研究的新学科》,此书共50多万字,分别介绍了系统论、信息论、控制论、耗散结构、协同学、超循环理论、突变论、混沌和分形理论9门系统科学的前沿学科。 在我写的系统论一章中又一次阐述了广义系统论的八大原理,即整体性原理、开放性原理、层次性原理,目的性原理、分解协调原理,自组织原理,稳定性原理和突变性原理。并且对系统论提出的新的思维方式——系统思维进行了深入讨论,认为系统思维方式是根据概念、系统的性质、关系和结构,把对象有机地组织起来构成模型、研究系统的功能和行为,着重从整体上去揭示系统内部各要素之间以及系统与外部环境的多种多样的联系、关系、结构与功能。
在1991年12月11日,中国系统工程学会召开了钱学森系统思想与系统科学学术研讨会。他再次号召系统工程学者与哲学社会工作者携起手来,并肩战斗,为创立辩证唯物主义的系统论而奋斗。强烈的使命感躯使着我,日新月异的系统理论和系统科学的成就激励着我,10多年来在运用系统理论和方法亲自实践亦须总结提高,作为一个科学技术哲学工作者,完成系统论的创建责无旁贷,更为紧迫。
把它真正变成现实有两点值得特别指出,一是曾国屏副教授的参与及为此付出的辛勤劳动。近年来他在系统自组织哲学问题的研究方面取得许多成果,1990年曾参与了《开创复杂性研究的新学科》一书的写作,表现出较好的系统理论和科学技术哲学功底,1994年春经共同讨论,在我以往工作的基础上,融入他的研究成果,重新构想出“四源”、“五观”、“八原理”、“五规律”总体框架,初步确定了各篇、各章节的内容,由他整理、加工、再创作形成初稿,再经我修改补充,共同推敲,多次反复,最后由我统稿、定稿而成。此书是我们合作研究的产物。
二是感谢中国自然辩证法研究会及其系统科学哲学委员会和所有参加过全国系统理论的科学方法与哲学问题学术讨论会的全国同仁们,这一活动长盛不衰,已经连续召开了10次研讨会,即将召开第11次研讨会,集中了一批在这一领域辛勤耕耘的优秀学者,每次会议都对系统论的形成起着催化剂的作用,为我输送来养料,同时,更要感谢系统学研讨班的郑应平、于景元为我创造了经常能向钱学森、马宾、许国志、廖山涛、王寿云、戴汝为、方福康等系统科学家学习的机会,使我不断吸取系统学研究成果,丰富了系统论的内容,加速了这一理论的创建。
1994年9月中旬,当全部书稿初步完成,我给钱学森去信汇报了十多年来系统论酝酿和写作过程及主要思想,并将该书目录各篇、章、节寄给他审阅。他建议我在系统学研讨班报告该书的内容以便广泛征求与会者的意见,以促进系统科学通向马克思主义哲学的桥梁早日建成。
10月18日下午在航天部710所系统学研讨班上,我们对全书的写作思想、过程和全书内容、章、节作了系统介绍,会上认真听取了于景元、孙凯飞、苗东升、钱学敏、潘岩铭等人建设性的、十分宝贵的意见。
应该承认构建“系统科学通向辩证唯物主义的桥梁”是一项跨学科、跨世纪的工程,由于我们才疏学浅,水平有限,力不从心,无论从体系与内容,还是研究的深度与广度,都还有许多不足之处,请读者指正。
导论1
第一篇系统思想溯源5
1中国传统系统思想5
1.1阴阳八卦与《周易》的系统思想5
1.2阴阳五行说和《黄帝内经》的系统思想9
1.3道家的系统思想14
1.4宋明理学的系统思想18
1.5《孙子兵法》的系统思想25
1.6都江堰和群炉汇铸31
2西方传统系统思想35
2.1古希腊的系统思想35
2.2近代科学与系统思想40
2.3莱布尼茨和狄德罗的系统思想44
2.4德国古典哲学中的系统思想49
2.5近代工业技术中的控制装置和逻辑机54
3马克思主义奠基人的系统思想58
3.1马克思主义诞生的时代科学背景58
3.2马克思的系统思想64
3.3恩格斯的系统思想69
4现代系统思想的兴起76
4.1新的呼唤:统计性、演化性和系统性76
4.2社会演进:运筹和管理83
4.3技术革命:信息和控制88
4.4科学前沿:自组织和复杂性93
4.5新的综合:从系统科学到系统论99
第二篇辩证系统观——从系统观点看世界107
5宇宙系统观107
5.1观测宇宙:过程的集合体108
5.2层次结构:整体演化的分化111
5.3太阳和地球:子系统的自组织演化116
5.4精神之花:宇宙演化的最高产物119
6生命系统观124
6.1分子进化:从无序到有序,从非生命到生命124
6.2生物进化:从简单到复杂,从低级向高级130
6.3人的起源:系统进化和组织活动134
7精神系统观141
7.1精神系统的发生:从反应到反省141
7.2人的大脑:多层次、多分区的复杂巨系统145
7.3大脑系统的信息加工:混沌中的突现149
7.4精神系统的模拟:人工智能研究154
8生态系统观162
8.1生态系统:天地生相交的有机体162
8.2人类生态系统:文明和演化165
8.3生态意识:只有一个地球169
8.4生态研究:走向社会—自然—经济复合体175
9社会系统观180
9.1社会:开放的复杂巨系统180
9.2社会系统的自组织186
9.3社会系统工程190
9.4科技、经济、社会和环境的持续协调发展194
第三篇系统论的基本原理201
10系统整体性原理201
10.1系统的整体性201
10.2整体和部分,分析和综合205
10.3系统论、原子论和整体论208
11系统层次性原理213
11.1系统的层次性213
11.2结构和功能,发展的连续性和阶段性216
11.3层次,类型和方法220
12系统开放性原理224
12.1系统的开放性224
12.2内因和外因,系统与环境227
12.3开放度,选择性和发展230
13系统目的性原理234
13.1系统的目的性234
13.2线性和非线性,阶段性和规律性237
13.3目的,确定性与不确定性240
14系统突变性原理244
14.1系统的突变性244
14.2突变和稳定性,突变和渐变248
14.3突变,分叉和选择251
15系统稳定性原理255
15.1系统的稳定性255
15.2稳定性、整体性与目的性258
15.3稳定、失稳和发展261
16系统自组织原理265
16.1系统的自组织265
16.2组织,自组织和他组织268
16.3自组织,进化和优化271
17系统相似性原理276
17.1系统的相似性276
17.2存在和演化,相似和差异278
17.3相似程度,功能模拟283
第四篇系统论的基本规律287
18结构功能相关律287
18.1结构288
18.2功能290
18.3结构和功能相互联系、相互制约291
18.4结构和功能相对区别、相互分离293
18.5结构和功能相互作用、相互转化294
18.6结构、功能及其关系的复杂性296
19信息反馈律298
19.1信息299
19.2反馈301
19.3信息反馈是系统稳定性因素304
19.4信息反馈推动系统发展演化307
19.5信息反馈保证系统稳定性和发展性的
统一309
20竞争协同律312
20.1竞争313
20.2协同315
20.3非线性相互作用与竞争和协同318
20.4竞争和协同的创造性与目的性320
20.5既竞争又协同推动系统发展演化322
21涨落有序律325
21.1涨落326
21.2有序328
21.3通过涨落达到有序331
21.4涨落有序与突变分叉,偶然性和必然性333
21.5无序和有序、进化和退化336
22优化演化律339
22.1演化339
22.2优化342
22.3自组织优化和(被)组织优化345
22.4系统优化最重要的是整体优化347
22.5系统优化是系统发展演化的目的349
参考文献354