1.5 系统思想的演变

任何一个学科，如果要探讨它的朴素的基本思想的起源，都可以追溯到很远。人类远在说出什么是系统概念、什么是系统工程之前，就已经在一定程度上辩证地、系统地思考和处理问题了。因为人类从来都是处于一定的自然系统与一定的社会系统之中，系统的存在决定了人类的系统意识。在人类历史上，凡是人们成功地从事比较复杂的工程建设和其他社会活动时，就已经不自觉地运用了系统思想和系统工程的某些方法，正像人们不自觉地运用辩证法与唯物论一样。

朴素的系统思想，不仅表现在古代人类的实践中，而且体现在古代中国和希腊的哲学思想中。古代杰出的思想家都从承认统一的物质本原出发，把自然界当作一个统一体。

古希腊辩证法奠基人之一赫拉克利特（Herakleitos，约公元前540—公元前470年）在《论自然界》一书中说过：“世界是包括一切的整体。”古希腊唯物主义哲学家德谟克利特（Demokritos，约公元前460—公元前370年）有一本没有留传下来的著作名为《宇宙大系统》。我国春秋末期的思想家老子（公元前6世纪至公元前5世纪之间）强调自然界的统一性，“道生一，一生二，二生三，三生万物。”儒家经典《大学》说：“古之欲明明德于天下者，先治其国；欲治其国者，先齐其家；欲齐其家者，先修其身；欲修其身者，先正其心；欲正其心者，先诚其意；欲诚其意者，先致其知。致知在格物，物格而后知至，知至而后意诚，意诚而后心正，心正而后身修；身修而后家齐，家齐而后国治，国治而后天下平。”这段话，首先是很看重个人的学习和修养（格物-致知-诚意-正心-修身），然后从主观到客观，说到小系统（家）➡大系统（国）➡巨系统（天下）的组织管理工作，系统性和层次性很明显。南宋陈亮（1143－1194）提出“理一分殊”思想，试图从总体角度说明部分与总体的关系，其“理一”是说天地万物具有协调一致的总体规律，“分殊”是说在这个总体规律之下各种事物的功能、形态和规律是多种多样的。

中国是一个文明古国。“合久必分，分久必合”，在几千年的文明史中，统一的年代多于分裂的年代。中国古人关于天下大一统的思想是很强烈很明晰的。最早的诗歌集《诗经》，收集了西周初年至春秋中叶（公元前11世纪—公元前6世纪）的诗歌311首，其中《小雅·北山》云：“溥天之下，莫非王土；率土之滨，莫非王臣”。公元前221年，秦始皇用武力统一中国之后，采取了多项重大举措：全国实行郡县制，修驰道，车同轨，书同文，统一货币，统一度量衡等，全国一体化。秦始皇的这些文治武功延续两千多年而不衰，中华民族今天仍然受益不尽。

今天的中华民族是由56个兄弟民族经过长期融合而形成的伟大民族，具有丰富的系统思想与系统实践，在全世界民族之林中是出类拔萃的。

古代朴素唯物主义哲学思想虽然强调对自然界的总体性、统一性的认识，却缺乏对这一总体各个细节的认识能力，因而对总体和统一性的认识也是不完全的。对自然界这个统一体各个细节的认识，这是近代科学的任务。

15世纪下半叶，近代科学开始兴起，力学、天文学、物理学、化学、生物学等科目逐渐从浑然一体的古代哲学中分离出来，获得日益迅速的发展。近代自然科学发展了研究自然界的方法论（称为还原论，Reductionism）及其一整套分析方法，包括实验、解剖、观察，数据的收集、分析与处理，把自然界的细节从总的自然联系中抽出来，分门别类地加以研究。这种自然科学的方法上升到哲学，就成为形而上学。形而上学的出现是有历史根据的，是时代的需要，在深入的、细节的考查方面它比古代哲学是一个进步。但是，形而上学撇开总体的联系去考查事物和过程，因而它就堵塞了自己从了解部分到了解总体、观察普遍联系的道路。著名的德国物理学家普朗克（Max Karl Ernst Ludwig Planck，1858－1947年，量子论的奠基人）较早地认识到这一问题，他指出：“科学是内在的整体，它被分解为单独的部分不是取决于事物本身，而是取决于人类认识能力的局限性。实际上存在着从物理学到化学，通过生物学和人类学到社会学的连续的链条，这是任何一处都不能被打断的链条。”系统思想、系统工程和系统科学就是研究这根链条的。

在近代科学技术发展的基础上，到了19世纪，系统思想进一步从经验上升为哲学，从思辨进展到定性论述。19世纪上半期，自然科学取得了伟大的成就，特别是能量转化、细胞和进化论的发现，使人类对自然过程相互联系的认识有了很大提高。

恩格斯说：“由于这三大发现和自然科学的其他巨大进步，我们现在不仅能够指出自然界中各个领域内的过程之间的联系，而且总的来说也指出了各个领域之间的关系。这样，我们就能够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绘出一幅自然界联系的清晰图画。”（《路德维希·费尔巴哈和德国古典哲学的终结》，《马克思恩格斯选集》，第四卷第241页。）19世纪的自然科学“本质上是整理材料的科学，关于过程、关于这些事物的发生和发展以及关于把这些自然过程结合为一个伟大整体的联系的科学”（引文同上），这样的自然科学，为唯物主义哲学提供了丰富的材料。马克思主义的辩证唯物主义认为，物质世界是由无数相互联系、相互依赖、相互制约、相互作用的事物和过程所形成的统一体。辩证唯物主义体现的物质世界普遍联系及其统一性的思想，就是系统思想。

马克思预言：“自然科学往后将会把关于人类的科学总括在自己下面，正如同关于人类的科学把自然科学总括在自己下面一样：它将变成一个科学。我们称这种自然科学与社会科学成为一个科学的过程为自然科学与社会科学的一体化。”（马克思：《经济学－哲学手稿》，第91页，人民出版社，1957年）

20世纪30年代，冯·贝塔朗菲看到了还原论的局限性。他说：当生物学的研究深入细胞层次以后，对生物体的整体认识和对生命的认识反而模糊、渺茫了，于是领悟到在分解还原的同时，还应回过头来从系统的整体上研究问题，这样就转到了系统方法，提出了一般系统论（General System Theory，GST）。贝塔朗菲把生物的整体、生物整体及其环境作为系统来研究，并且研究更广泛的问题，例如人的生理、人的心理以及社会现象等。1937年贝塔朗菲在美国芝加哥大学C. Morris主持的哲学讨论会上第一次提出了一般系统论的概念。他是从有关生物和人体系统的问题出发的，其理论可以归纳为四点：整体性原则，动态结构原则，能动性原则和有序性原则。第一，在他看来，生物体是一个开放系统，生命的本质不仅要从生物体各个组成部分的相互作用去认识，而且要从生物体和环境的相互作用中去说明。生物体是在有限的时空中具有复杂结构的一种自然整体，从中分割出来的某一部分截然不同于在生物体中发挥作用的那一部分，生物体的各个部分是不能离开整体独立存在的；就人而言，精神同肉体有着不可分割的联系。一般地，分立部分的行为不同于整体的行为。第二，生物体是一种动态结构，以其组成物质的不断变化为自身存在的条件。代谢作用是每一机体的基本特征，而由于代谢，机体的组成要素每时每刻都在变化，所以生物体与其说是存在的，不如说是发生与发展的。第三，生物体是一个能动系统，具有自身目的性与自动调节性，例如心跳、呼吸等生理机能主要的不是对外界刺激的反应，而是维持自身生存的内在要求的实现。相反，被动系统，例如机器，只有被动的更换性。第四，生命问题本质上是个组织问题，而生物体组织是有序的，所以，对生命现象必须在生物体组织的所有层次上加以研究：物理化学层次，基因层次，细胞层次，器官组织层次，个体层次以及群体层次。每一层次的存在，总是以其次级层次的生长、衰老和死亡为前提的。这正是生命的表现形式，正是生物的繁衍途径。

冯·贝塔朗菲高度肯定马克思和恩格斯对于系统理论形成与发展的作用，他说：“虽然起源有所不同，一般系统论的原理和辩证唯物主义的类同，是显而易见的。”

社会实践活动大型化和复杂化，要求系统方法不仅能定性，而且能定量。解决当代社会种种复杂的系统问题，定量要求越来越强烈，这尤其表现在军事活动中，因为战争中决策的成败关系到国家的生死存亡。第二次世界大战是定量化系统方法发展的一个里程碑。这次战争在方法和手段上的复杂程度较以往的战争有很大增长，交战双方都需要在强调全局观念、从全局出发合理使用局部、最终求得全局效果最佳的目标下，对所拟采取的措施和反措施进行精确的定量研究，才有希望在对策中取胜。这样一种强烈的需要，以极大的力量把一大批有才干的科学家和工程师吸引到拟订与评价战争计划、改进作战技术与军事装备使用方法的研究中，其结果就是定量化系统方法及强有力的计算工具电子计算机的出现及其成功的运用。

1946年，美国学者莫尔斯（P. M. Morse）和基姆伯尔（G. E. Kimball）出版了The Methods of Operations Research（即《运筹学的方法》，原意为“作战研究的方法”）一书。1948年，美国科学家维纳（Norbert Wiener，1894－1964）出版了Cybernetics or Control and Communication in the Animal and the Machine（即《控制论，或关于在动物和机器中控制和通信的科学》）一书。同年，美国科学家香农（C. E. Shannon，1916—2001）发表了长达数十页的论文The Mathematical Theory of Communication（即《通信的数学理论》）。它们分别标志了运筹学（Operations Research，OR）、控制论（Cybernetics）和信息论（Information Theory）等三门新兴学科的诞生。

第二次世界大战以后，定量化系统方法凭借电子计算机广泛地用来分析工程、经济、社会领域的大型复杂系统的问题。一旦取得了数学表达形式和计算工具，系统思想和方法就从一种哲学思维发展成为专门的学科——系统工程。

系统工程从辩证唯物主义中吸取了丰富的哲学思想，从运筹学、控制论、信息论和其他工程学科、社会科学中获得了定性与定量相结合的科学方法，并充实了丰富的实践内容。当代科学技术对于系统思想方法来说，一方面使系统思想定量化，发展成为运用数学理论、能够定量处理系统各个组成部分的关联的科学方法；另一方面为定量化系统思想的应用提供了强有力的计算工具和智能化工具——电子计算机（电脑）。运筹学、控制论、信息论的成就把科学的定量的系统思想的适用范围，从自然系统扩展到社会系统，从物理学范畴扩展到事理学范畴。

20世纪70－80年代，产生了系统自组织理论。比利时物理化学家普利高津（I. Prigogine，1917－2003年）于1969年提出了耗散结构理论（Dissipative Structure Theory）。与此同时，德国物理学家哈肯（H. Haken，1927— ）提出了协同学（Synergetics）。耗散结构理论和协同学从宏观、微观以及两者的联系上回答了系统自动走向有序结构的基本问题，其成果被称为自组织理论。20世纪70年代还有一些理论对系统科学的发展有着重要的意义。艾根（M. Eigen，1927— ）吸收了进化论思想和自组织理论，于1979年发表了“超循环理论”（Hypercycle Theory），把生命起源解释为自组织现象，提出了自然界演化的自组织原理——超循环理论。托姆（Rene. Thom，1923—2002）于1972年发表了《结构稳定性与形态发生学》（Structural stability and morphogenesis），对突变现象及其理论（Catastrophe Theory，突变论，又称“灾变论”）作出了系统的深刻的阐述。

20世纪80年代以来，非线性科学（Nonlinear Science）和复杂性研究（Complexity Study）的兴起对系统科学的发展起了很大的积极推动作用。国际学术界兴起了对复杂性的研究，一个突出的标志是1984年在美国新墨西哥州首府圣菲成立了以研究复杂性为宗旨的圣菲研究所（Santa Fe Institute，SFI）。这是由3位诺贝尔奖获得者——物理学家盖尔曼（Murray Gell-Mann，1929— ）、经济学家阿罗（Kenneth Joseph Arrow，1921—2017）、物理学家安德森（Philip Warren Anderson，1923— ）为首的一批不同学科领域的著名科学家组织和建立的，其宗旨是开展跨学科、跨领域的研究，他们称作复杂性研究。SFI提出：适应性造就复杂性。他们注重于研究“复杂适应系统”（Complex Adaptive System，CAS），并且研制出相应的系统软件平台SWARM。

系统工程的另一个基本概念“优化”——它与系统概念密切相关——也是人类自古就有的。寻求最优（多、快、好、省，准确、精确、精密、可靠、有效等），既是人类的本能，又是人类有意识的活动。寻求最优，也是生物界普遍的能动行为。蜂巢的结构，使得建筑学家叹为观止：小小的蜜蜂，用很少的材料建造最大的空间，构筑了自己的“住宅群”，蜂巢的角度是十分精确的。向日葵花盘的转动，使它能够吸收尽可能多的太阳光和热。这些，不都是寻求最优吗？对于“万物之灵”的人类来说，一方面，随着生产力的发展和科学技术的进步，人类关于优化的概念、实现最优的手段不断加强。另一方面，可以说，正是人类有意识地研究系统，寻求最优（“两个最优”），推动了生产力的发展和科学技术的进步，形成了各种工程技术。

“优化”，不仅是技术和经济学问题，而且是哲学与伦理学问题。自然科学与社会科学（含人文科学）互相交叉与融合，才能有效地实现大范围、大规模的优化。恩格斯早就告诫过：“……我们不要过分陶醉于我们对自然界的胜利。对于每一次这样的胜利，自然界都报复了我们。每一次胜利，在第一步都确实取得了我们预期的结果，但是在第二步和第三步却有了完全不同的、出乎预料的影响，常常把第一个结果又取消了。美索不达米亚、希腊、小亚细亚以及其他各地的居民，为了得到耕地，把森林都砍完了，但是他们做梦也想不到，这些地方今天竟因此成为荒芜不毛之地，因为他们使这些地方失去了森林，也失去了积聚和储存的中心。……因此我们必须时时记住：我们统治自然界，决不能像征服者统治异族一样，决不能像站在自然界以外的人一样，——相反地，我们连同我们的肉、血和头脑都是属于自然界，存在于自然界的；我们对自然界的整个统治，是在于我们比其他一切动物强，能够认识和正确运用自然规律。”（《马克思恩格斯选集》第三卷第561页，北京：人民出版社，1966）

恩格斯提醒我们：在追求正面效应的同时，要考虑和防范负面效应。功利主义者急功近利，片面追求正面效应、忽视负面效应。正面效应往往显示在前，而负面效应可能“姗姗来迟”，经过一段时间以后才被发现。此时，要尽快采取补救措施，而且，要总结经验和教训，以利再战。

工业革命以来，人类改变大自然面貌的能力越来越强，大规模工程越来越多。出发点是为人类造福，实施的直接结果是对大自然的巨大破坏。人类曾经提出“征服大自然”的口号，流行了许多年，事实证明：这个口号是错误的、有害的。工业化进程在20世纪末已经走到了穷途末路，不得不改弦更张。因为在工业化加速推进中，两大问题越来越凸显：一是环境污染，二是资源枯竭。环境污染尚可治理，但是代价很高。资源枯竭却是无可奈何的，因为人类只有一个地球，任何资源都是有限的，包括空气和水，都不是“取之不尽，用之不竭”的。偌大的地球，不过是一个小小的“地球村”。向其他星球移民，还处于科幻阶段，遥遥无期。人类与地球——小小的地球村，其实是一个命运共同体。人类必须珍惜地球，顺应大自然，与大自然和谐共处。

中国号称“地大物博”，实际上有些资源比较丰富，有些资源则比较贫乏。例如拿淡水资源来说，中国是个严重缺水的国家，虽然水资源总量居世界第四位，但是人均水资源只及世界平均水平的1/4。中国的水资源分布很不均匀，南方的水比较多，北方和西北大片地区严重干旱。各种调水工程，只是“挖东墙补西墙”而已，并没有增加全国水的总量。根本之计，在于另辟蹊径，增加水的总量。改革开放的前三十多年，各地区大搞“GDP挂帅”，急功近利，造成经济失衡，环境严重污染。中央领导审时度势，提出了科学发展观，提出构建社会主义和谐社会，但是落到实处需要一个过程。和谐，不但包括人与人的和谐、个人与社会的和谐，还包括人与大自然的和谐。中国古人提出的“天人合一”理念得到了新生。中华民族勤劳俭朴的优秀品质应该发扬光大。要提倡修旧利废、资源再造，发展循环经济。和谐社会是循环经济的社会形态，循环经济是和谐社会的经济形态，两者相辅相成，共同实现人类的可持续发展。“绿水青山就是金山银山”的理念正在付诸现实。这是系统思想的胜利。实现系统思想，构建和谐社会，是系统工程的历史使命。

西方人提出了“绿色经济”“低碳经济”等理念，当然是很好的。但是，他们的生活消费太浪费了。2011年10月31日，世界人口突破70亿大关，在此前后，西方人士计算过：如果大家都按照英国的消费水平消费，整个地球只能养活25亿人口；如果大家都按照美国人的消费水平消费，整个地球只能养活15亿人口。这怎么行呢？在人类命运共同体中，美国人、英国人等必须降低消费，减少乃至杜绝浪费，而发展中国家的人民消费水平很低，需要提高，双方缩小差距，才能趋近于公平与和谐。

钱学森院士指出：系统思想和系统方法是进行分析和综合的辩证思维工具，它在辩证唯物主义那里取得了哲学的表达形式，在运筹学和其他系统科学那里取得了定量的表达形式，在系统工程那里获得了丰富的实践内容。系统思想经历了从经验到哲学又到科学，从思辨到定性又到定量的发展过程。