系统论的基本原理(2)

1、系统论的基本原理系统论的基木原理（一）系统整体性原理A系统整体性原理抬的就是,系统就是由若干婆素组成的具有一定新功能的有机整体，幹个作为系统子单元的 要素一旦组成系统整体，就具有独立要素所不具有的性质与功能，形成了新的系统的质的规定性，从而表现出 整体的性质与功能不等于各个要素的性质与功能的简讯加与。从相互作用就是最根木原因來瞧，系统中要素之间就是由于相互作用联系起來的。系统之中的相互作用，就是 大量线性相互作用，这就使得系统具有了整体。对于线性相互作用，线性相互作用的备方实际上就是可以逐步 分开來讨论的，部分可以在不影响整体性质的情况下从整体之中分离出來，整体的相互作用可以唯作各个部 分的相

2、互作用的简单迭加，也就就是线性迭加。而对干非线性相互作用，整体的相互作用不再等于部分相互作 用的简单迭加，部分不可能在不对整体造成彩响的情况下从整体之中分离出來,各个部分处于有机的复朵的 联系之中，每一个部分都就是相互彩响,相互制约的。这样就有了每一个部分都影响着整体，反过來整体又制 约普部分。近代科学信奉原子论的分析观点，恰恰与近代科学信奉线性律,以追求运动方程的线性解为自己的 崇岛目标相一致C而片数学家最先证明实际上线性系统的测度几乎为零，即系统几乎都就是非线性系统，这就 已经告诉人们，我们的世界在木质上就是一个非线性的世界,现实的系统几乎都就是非线性系统。而从整体与 部分的关系瞧來，这恰

3、恰就是说,系统具有整体性就是必然的，普遍的与一般的。A系统的整体性，常常又被说成系统整体大于部分。占人已经天才地猜测到整体不同于部分，整体大于部分。所 谓的整休大干部分,作为一个关于整体与部分关系的最一般哲学命題，其实质就是说系统的整体具有系统中 部分所不具有的性质，系统整体不同于系统的部分的简収加与即机械与。系统整体的性质不可能完全归结为 系统婆素的性质來解释。一般系统论的创立者贝塔朗菲就曾指出整体大于部分之与：这句话多少有点神秘, 其实它的含义不过就是组合特征不能用孤立部分的特征來解释。系统就是由要素组成的，整体就是由部分组 成的,要素一旦组合成系统，部分一旦组合成整体,就会反过來制约雯素

4、，制约部分。所谓的“整体大于部分：也 就是这种情况的概括系统具有整体性，但就是不能归结为整体论。按照原子论传统，岛层次现象归结为低层 次实体來解禅，爭物整体行为归结以部分來加以解祥，相应地,爭物的质就归结为址來进行解祥。片面地强调 分析,体现的正就是这样的原子论传统。从原子论出发，进行研尤时要把对象整体分解为部分,整体就仅仅在 对于部分的研究之中來加以理解，从而整体也就等同于部分了。换言之，部分也就取代r整休。爭实上，这种 理解也就把世界仅仅分解为了肢零破碎的部分，如果说还有整体的话，那么整体就等同于部分的简的加与。这 正就是原子论的分析观。传统的整体论，虽然正确地瞧到了原子论观点的局限性，而

5、试图从整体上來把握爭物, 这无疑有其合理性。但就是，由于时代科学水平的限制，这样的整体往往成为一种没有具体内容的整体。从而 也就只就是没有内容的整体性，或者也可以就是昵味不淸的整休性。一方啲,这样的整体论，往往成为伪科学 或非科学的避难所，在一定的总义上近代科学中的种种生命力论，活力论正就是这样的整体论。另一方面，这 种整体论,实际上又在很大程度上不再鼓励对干对铁进行科学研究，整体就就是整体，除此之外再也无话可说， 从而实际上往往在科学的名义下就取消了科学。二）系统层次性原理系统的层次性原理抬的就是，由于组成系统的诸要素的种种差异包括结合方式上的差片，从而使系统组织在 地位与作用，结构与功能上

6、表现出等级秩序性，形成了具有质的差异的系统等级,层次概念就反映这种有质的 差异的不同的系统等级或系统中的高级差异性。-系统的层次性犹如套箱。系统就是由要素组成的。但就是，一方面，这一系统又只就是上一级系统的子系统 耍素，而这一级系统又只就是更大系统的要素。另一方而，这一系统的要素却又就是由低一层的要素组成 的，这一系统的要素就就是这些低一层次要素组成的系统。一系统被称之为系统,实际上只就是相对于子系统 即要素而言的，而它自身则就是上级系统的子系统，即要素。客观世界就是无限的，因此系统层次也就是不可 穷尽的岛层次系统就是由低层次系统构成的，商层次包含着低层次,低层次属干高层次。岛层次与低层次之

7、间的关系，首先就是一种整体与部分，系统与嬰素之间的关系。商层次作为整体制约着低层次,又具有低层次 所不具有的性质。低层次构成商层次，就会受制于商层次，但却也会有自己的一定的独立性。有机体由器官组 成,各个器官统一受有机整体的制约。但与此同时，各个器官又有自己的独立性,在发挥自己的功能时，有着一 定的独立性。一个系统，如果没有整体性,这个系统也就两溃人不复存在了。相反的情形，一个系统，如果系统 中的要素完全丧失r独立性，那也就变成了铁板一块了。这时，系统也就不存在c系统的层次区分就是相对 的，相对区分的不同层次之间又就是相互联系的。往往可以唯到这样的悄况，不仅相邻上下层次之间受到相互 影响，相互

8、制约，而且就是多个层次之间发生若相互联系，相互作用,有时甚至就是女个层次之间的协同作用。 系统发生自组织时，系统中出现了众笫耍素，多个不同的部分,女个层次的相干行为，它们一下子全都被动员起 來，使得涨落得以响应，得以放大，适成整个系统发生相变，进入新的状态。-系统的不同层次,往往发挥着不同层次的系统功能。如在大脑的三个主要层次中，战内层的昶虫复合体部分, 信息加1：主要涉及到机体的生理活动，包括调节躯体、内脏活动、对环境作木能性适应等。次内层就是边缘 系统，这里的信息加匸不仅涉及到躯体内脏的活动,还体验着感情与情绪，与记忆密切相联系，即涉及到机体的 心理活动。嚴外层的新皮层，这里的信息加工不仅

9、与机体的调节.悄感与情绪的调节相联系，更重要的就是与 理智与智范相联系，这里调节若认识.学习.意忐.抽象、预见等岛级的反映意识活动。这里所说的三个主 要层次，大致相为干占皮层.旧皮层与新皮层三个层次。一般而言，低层系统的要素之间具有较大的结合强度, 而商层次系统的婆素之间的结合强度则要小一些，随着层次的升商,结合强度也越來越小，这正如从客观世界 最一般物质层次所表现的那样。要素之间结合强度较大的系统，具有更大的确定性，反之，要素之间结合强度 较小的系统，则具有较大的灵活性。三）系统开放性原埋“系统的开放性原理指的就是:系统具有不断地与外界环境进行物质、能虽.信息交换 的性质与功能，系统向环境开

10、放就是系统得以向上发展的前提，也就是系统得以稳定存在的条件。A事物的发展变化，内因就是变化的根妣外伙I就是变化的条件，外因通过内因而起作用。为使外因通过内因而 起作用，这就需要系统与环境之间，内因与外因之间发生相互联系与相互作用。否则，内因就只能滞留于内因 之中，而外因则总就是处于内因之外,而内因对于外因來说，只就是潜在可能性。同样地，外因对于内因來说, 也只就是潜在的可能性。一个封闭的系统，系统与坏境之间就是没有任何联系的,内因与外閃也就就是不可能 发生任何联系的。也就就是没有相互作用的。现实的世界中，现实的系统都就是开放系统。系统总就是处于 与环境的相互联系与相互作用之中，通过系统与环境的

11、交换，潜在的可能性就有可能转化为现实性，转化为现 实的东西。于就是，通过开方，内因与外因发生相互作用，相互转化，引起系统发生质址互变。最初就是系统从 环境引入某种虽:的变化，发生某种址的变化，进一步的发展,终于发生了质的变化，虽变转变成质变，进而又开 始了新的虽变。系统的开放，通常说的就是向环境的开放。实际上，由于系统层次的相对性，那么从系统的层 次性角度來瞧，这种向环境的开放即总:味肴系统的低层次向岗一层次的开放。这同时也就总味着，正如系统的 层次具有相对性，系统的环境也就具有相对性。反过來瞧，我们甚至可以说，系统的开放，同时也指系统向自己 的内部的开放。系统向商层开放,便得系统可以与环境发

12、生相互作用，可以发生与环境之间的既竞争又合作。 而系统向低层开放，使得系统内部可能发生多层次的，多水平的,在差界之中协同作用，更好地发挥系统的整体 性功能C这样來理解的开放就更为全血，就不再把开放仅仅理解为外在的东西，而成为内在的东西fo对外开 放，对内搞活,实际上正就是反映了这样的开放。（四）系统的目的性原理“系统目的性原理指的就是，组织系统在与环境的相互作用中，在一定的范困内，其 发展变化不受或少受条件变化或途径经历的影响，坚持表现出某种趋向预先确定的状态的特性。鼻 近代科学以來，目的论就是以作为机械论的对立而出现的，人们觉得机械论有不令人满总之处,尤其就是机械 论对于生命现象的描述难以令

13、人满帝。但就是近代科学的目的论更难令人满总。总体上显得似就是而非，似 乎只有在生命界才表现得最为充分，运用于其她领域或只不过就是一种拟人化，拟生命化的东西。在实践上, 它往往摆不脱神秘的超自然力址的阴影,与全能的主宰，第一推动力有若干丝万缕的联系，难登科学大雅之 堂。系统科学的兴起，赋予目的性以全新的科学解释，使之重新成为一个重要的科学概念。控制论的创立者们, 从系统的行为角度分析J系统的复杂行为。把行为这样的概念变成了一个科学概念。维纳等人的一个重要 结论就就是:“一切有目的的行为都可以瞧作需要员反馈的行为因此，按照控制论的观点，目的行为也就成了 受到负反馈控制的行为的同义语。这样。目的”概

14、念就变成了一个科学概念，从原來似乎只适用于生物界得 以延拓，用來描述一般非生物系统类似人所具有的目的性行为。系统的目的性，在系统的发展变化之中表现出 來大1此就必定就是与系统的开放性相联系的。也就就是说，一个合目的运动的系统，必定就是一个开放系统。 由于系统就是开放的，通过系统与坏境的物质，能址与信息的交换，使得系统受到环境的彩响，从而该系统得以 影响环境，并在一定总义上识别环境即针对环境的实际悄况作出反应.作出调整、作出选择，使自己潜在的发 展能力得以表现出來C这样一來,系统对于环境的输入必须作出反应，而且又要把自己的对于环境的反应输出 给环境，从而影响环境。进而系统又要对于受到影响后发生J

15、改变的环境的输入作出新的反应,于就是，在这 种周而复始的开放.交换之中，系统的潜在的发展能力得以表现，所谓目的性也就表现于其中了。而且，所谓 的系统的潜在的发展能力并非某种超自然的神秘的力虽它就是由系统内部的复杂的反馈机制发挥作用的结 果。从系统与环境之间的相互作用类型即线性作用与非线性作用方饥我们可以把系统分为单因果系统与目 的的系统。近代科学的遗产之一，就是独立质点的爪向因果联系。在分析就就是一切的旗帜下，整体被分解为 部分，直至被分解为质点，生命有机体被分解为细胞，行为被分解为反射，知觉被分解为点状的感觉，相应地，因 果关系也就是单向的线性的关系。所谓的系统，也只就是孤立烈元的单因果系统

16、,它与环境之间的作用也就是 线性的和互作用，而且正就是系统内部的线性的相互作用成为了系统与外部的线性相互作用的根据D这时， 系统中不同部分之间，不同要素之间的相互联系被忽略不il，相互作用似乎实际上不存在。相应地，环境向系 统的一定输入必定引起系统向环境的一定输岀，即一定的原I大I必定引起一定的结果。简单的线性系统就就是 这样的因果系统。与此相反，目的系统则就是系统与环境之间存在若复杂的非线性相互作用的系统。这种复 杂的非线性相互作用表现为系统的复杂的反馈机制的建立。结果，在相X大的范鬧内造成环境向系统进行不 同的输入时，系统能够通过自己的反馈调节基本相同的输出，使系统仍保持不变的发展方向c在

17、这样的总义匕 系统之所以具有目的性，其根木原因在于系统内部以及系统与坏境的复杂的非线性相互作用。系统的目的性 表现出系统发展方向的确定性方面c由于自组织系统自保持、自调节自稳定，因而系统的发展就表现出某种 确定不够的方向。这种确定方面在系统发展完成之后,人们回过头來考察系统的发展就是，往往觉得系统的发 展就是多么确定不移，就是卷么地合乎预定的目标,以至配得上称作为“果决性：即结果决定原因。其实，这不 过就是一种表面现彖这种确定性与机械决定论的决定性或确定性就是有着原则性的区别的,机械论的决定 论，一旦安装始条件给定匚一切也就完全地决定了。原因一定，结果也就一定,由一定的原伏I就可以推出一定 的

18、结果c而由系统的内在非线性相互作用所帶來的发展变化的确定性则与此不同。在一定的发展阶段，在一 定的范用之内，无论坏境条件怎样改变，系统总就是要朝着某种确定的方向发展，界I大I同果，具有等终结性。（五）系统突变性原理系统突变性原理指的就是,系统通过失稳，从一种状态进入另一种状态就是一种突变过程，它就是系统质变的 一种基木形式，突变方式多种女样，同时系统发展还存在着分：从而有了质变的女样性，带來系统发展的丰富 多彩。突变现象的普遍存在，使之很早就受到人们重视，在2 0世纪后半叶终干产生了专门研究突变现彖的突变论。 托姆的突变论研究的就是连续作用的原因所导致的不连续结果。它认为“原因连续的作用有可能

19、导致结果的 突然变化突变理论研尤的就是几乎处处稳定的系统。系统状态发生改变，在系统科学中也称为“相变：这就 是系统的质变。相变有平衡相变与非平衡相变之分。平衡相变形成的新结构就是一种死结构。（如结晶），而 非平衡相变形成的结构只能在开放系统条件下依崟物质与能址的耗散來维持其稳定性，即在演化发展中维 持其稳定性，就是一种活结构。系统自组织演化的相变、I然也只能就是非平衡相变。从无序到有序，从一种耗 散结构到另一种耗散结构，从低及循环到高级循环，从一种有序态到另一种有序态，从一种混沌态到另一种混 沌态，都就是非平衡相变。通常人们在两层总义上谈论突变。一层就是在系统的要素的层次，另一层就是在系 统的

20、层次上。生物学中所谓的基因突变就就是在系统的要素的层次上來谈论突变的。对于系统婆素的突变， 如果从系统整体上瞧，就可以被瞧作系统之中的涨落，这里不论就是个别要素的结构功能发生了变界，还就是 仅仅就是个别要素的运动状态显著不同于其她要素，都可以一律瞧作系统中要素对于系统稳定的总体平均 状态的佩离。系统中要素的平衡就是相对的，不平衡才就是绝对的。系统中要素的突变总就是时常发生的, 突变成为系统中的发展过程中的非平衡性伙I素，就是稳定之中的不稳定，同一之中出现的差异。X这种差界得 到系统中其她子系统即要素的响应时，使子系统之间的差界进一步扩大，便加大r系统内的非平衡性。而特别 就是它得到整个系统的响

21、应时，涨落放大，整体系统一起地动起來,系统发生质变，进入新的状态。这就就是 自组织理论的一个重要结论:通过涨落达到有序。（八）系统稳定性原理人系统稳定性原理抬的就是,在外界作用下开放系统具有一定的自我稳定能力，能够有一定范囤内自我调节, 从而保持与恢复原來的有序状态，保持与恢复原有的结构与功能。人静止即穗定,平衡即稳定，这就是一种机械论的观点，有其片面性。它就是以牺牲系统自我运动与自我发展能 力为代价的稳定性。而系统的稳定性就是系统在发展与演化之中的稳定性。系统的稳定性，首先就是一种开 放中的稳定性。开放就是系统发展变化的前提，也就是打舌”系统得以保持系统稳定的前提。这同时也总:味着 系统的稳

22、定性都就是动态中的稳定性。耗散结构理论之所以把自己叫做耗散结构，就就是强调系统的稳定性 就是在与环境的动态的交换之中才得以保持的。在系统理论中，系统稳定性，目的性问題得到了进一步研究。 维纳与坎农的助于罗森勃吕特发现厂负反馈”调节机制的重耍作用。一个组织系统之所以具有受到t扰后 能够迅速排除偏差，恢复到正常的稳定状态，其关键在于其中的负反馈机制。系统的稳定性原理，并不仅仅就 稳定性來谈稳定性,而就是在稳定与失稳的矛盾之中來把握稳定性。一般而言，在匸程技术上,人们特别钟爱 系统的稳定性，总就是把系统中的稳定性一无论就是动态的稳定性还就是静态的稳定性作为积极的 东西來对待，而对系统中的不稳定因素作

23、为消极的东西來对待。这对于工程技术，无疑就是极为重要的。但就 是，我们却不能将工程上追求相对静止的态度无条件地推广为最一般的观点。一般而言,工程系统就是一种被 组织起來的系统,而不就是一种自组织系统。自组织系统，总就是处于演化之中的，无论它就是物理化学系统, 还就是生物系统以至社会系统所谓的系统的稳定性，决非绝对意义上的稳定性。任何时候，任何条件下，系 统之中总就是存在涨落的，这就已经表明系统的稳定性总就是不完全的，总就是在稳定之中存在着不稳定的。 事实上，很多时候，即使系统在整体上就是稳定的，系统之中也可能存在局部的不稳定性。而且，正就是I大I为系 统中存在不稳定的因素,这种最初就是个别的，

24、局部的不稳定的因素，在一定条件下得以放大，超出了系统在原 先条件下保持自身稳定的条件，系统保持自身稳定的能力18到破坏，才使得系统整体上失稳，从而进入新的稳 定态。由此瞧來,系统中的不稳定因素，反而成为系统演化发展的积极因素。（七）系统自组织原理-系统的自组织原理抬的就是，开放系统在系统内外两方血因素的复朵非线性相互作用下，内部嬰素的某些偏 离系统稳定状态的涨落可能得以放大，从而在系统中产生更大范困的更强烈的长程相关,自发组织起來，使系 统从无序到有序，从低级有序到高级有序。一系列系统理论，对于认识系统的自组织有着持别重要的总义。按照历史顺序，首先出现的主要就是以既成系 统为研究对象的一般系统

25、论,控制论与信息论。对于控制论研尢作出重要贡献的艾什比最先于2 0世纪50 年代提岀厂自组织系统”这个名称。20世纪60-7 0年代兴起的耗散结构理论，协同学.超循环理论、突变 论、混沌学与分形学则就是以系统的发生.发展为重点，探讨了系统的自组织演化问题。耗散结构对于埋解 系统演化的前提条件有基木的重要性。协同学阐述了子系统之间的竞争与协同推动系统从无序到有序的演 化，超循环论抬出相互作用构成循环，提出J循环等级学说，从低级循环到高级循环，不同的循环层次与一定的 发展水平相联系，揭示J系统的自组织演化发展采取了循环发展形式。突变论与系统自组织演化的相变埋论 密切联系在一起，揭示原因连续的作用有

26、可能导致结果的突然变化,揭示出相变的方式与途径.相变的女样 性。对混沌与分形的研尤，使得我们对于系统自组织的复杂性、系统自组织发展的整个过程有了更深刻的理 解。干就是这些系统自组织理论使我们认识到,充分开放就是系统自组织演化的前提条件，非线性相互作用就 是自组织系统演化的内在动力，涨落成为系统自组织演化的原初诱因，循环就是系统自组织演化的组织形式, 相变与分体现J系统自组织演化方式的女样性，混沌与分形揭示了从简单到复朵的系统自组织演化的图 景。A组织这一概念，通常可以作为名词來使用，也可以作为动词來使用。在作为名词來使用时，抬的就是系统内部 的相互联系及其表现。也就总味着,如果说，系统内的相互

27、作用就是系统组织的内容方面，那么，系统组织的形 式方面就休现为系统的结构形式与系统内要素之间与联系方式C由此瞧來，系统的组织，就就是一个与系统的 结构非常近似的一个概念，其区别主雯在于人们使用组织概念时，除了包括系统的结构以外，往往还包括系 统作为一个客观实休的含义。自组织表示系统的运动就是自发地，不受持定外來干预地进行的,其自发运动就 是以系统内部的矛盾为根据，以系统的环境为条件的系统内部以及系统与坏境的交作用的结果。系统的自 组织包含系统的自发运动的总思，同时还强调了这种系统的自发运动过程也就是一个自发形式一定组织结 构的过程。她组织，也称为系统的被组织。与系统的自组织恰恰相反表示的就是系

28、统的运动与形成组织结构 就是在外來特定的干预下进行的，主要就是受外界抬令的结果，在极端的情况下,就完全就是按外界抬令进行 运动,进行组织。、y然系统的自组织与她组织也就是相对的，对于一个系统内部的子系统而言，子系统的运动 与组织总就是受到特定的制约，不可能有完全自由的自发运动与自组织，勿宁说就是她组织的O传统思维把系统中的涨落仅仅瞧作某种不利于系统稳定存在的因素，系统的自组织理论中，涨落则被赋予了 新的总义，而并非全然消极的东西。通过涨落达到有序，这就是系统自组织理论中的一个重要的基木结论。首 先，涨落就是使系统认识：进化阶段中更有序状态的诱因。没有涨落促使系统偏离原來的状态,系统仅仅停留 在

29、原來的状态，就不可能发现可能的“山外青山楼外楼角通过涨落，首先就是个别子系统超越常规，认识到其她 新的状态,认识山外青山楼外楼，而后,十新的发现得到其她子系统的响应,并在整个系统内得以放大时，系统 就被诱导进入新的或更有序的状态。其次，随机涨落驱动了系统中的子系统在取得物质,能量与信息方面的非 平衡过程，使得系统中出现了差异，而且加大这样差距，特别就是在临界区域附近的涨落由于非线性相互作用 得以放大时,又进一步加剧J这种过程，使得慢变址与快变址区分开來，使快变址消失，使慢变虽成为系统自组 织的支配力虽。由此可见，涨落木來就是不稳定因素，但在一定条件下也可以变为建设性因素，诱发系统的自 组织过程

30、。系统的自组织真正得以实现,其内在根据则在于系统内部的复朵的相互作用，这就是非线性相互作 用。在线性相互作用下各种相互作用之间缺乏相互联系，不能产生合作作用，同时也谈不上竞争作用。系统实 际上就不就是一个有机的整体C但在非线性相互作用下,各种相互作用之间密不可分，相互之间有竞争，同 时也就有了合作，相互牵制，牵一发而动全身，表现出强烈的整体行为。作为个别的涨落才有可能得以被放大 为整体的行为，从而引起系统的自组织,使系统的合乎规律的运动通过随机性表现出來。 从下面引用吴丹 自组织方法论研处关于自组织发生条件的论述：血、系统与环境之间有无输出或输入。体系将來要建立一个活的有序结构，因此必须与外界

31、有不断的物质、 能址与信息的交换。判断一个体系的开放性则比较容易，因为只要知道体系有无输入与输出即可。这可以通 过实验进行测试 2小体系开放的外界输入达到一定阈值。体系出现耗散结构的条件、然不就是有外界 输入与输入即可。、这种输入达到一定阈值，体系才可能向耗散结构转化。这个阈值就是可以通过试探性尝 试找到的，因此，具有可操作性。另外,不同体系这个阈值的址与性都就是不同的，此处应该具体问题具体分析, 这也表现了各种耗散结构的所谓个性”。3、外界对系统的输入平权与否，就是体系自组织与她组织的重 要分水岭。体系外界输入的平权化，体系的外部输入不能针对体系的持定部分。这就是个判断体系就是否自 组织地达到耗散结构的条件。判断这个条件就是否满足的办法，就是针对输入做必要的分析，例如体系的各个 部分就是否平均地得到输入的能址与物质等等。（八）系统相似性原理系统的相似性原理指的就是,系统具有同构与同态的性质，体现在系统的结构与功能，存