第一节 宇宙系统同构律

飞舞的电子、旋转的太阳系、神秘的元素周期表，与一片叶子、你我的手掌五指，具有共同的分布规律吗？宇宙看似不同的演化单元和演化系统，具有相同的系统同构规律吗？请让我们轻轻走进系统同构性，探讨看似风马牛不相及的宇宙演化内涵，却遵循着几乎雷同的宇宙“系统同构律”。

一、贝塔朗菲与亚里士多德跨时代握手

是谁被马克思誉为古希腊哲学家中最博学的人物、被恩格斯誉为“古代的黑格尔”？

答案是：亚里士多德（公元前384～前322）。

亚里士多德对人类的贡献是巨大的，尤其是他提出了“整体大于它的各部分的总和”的论断，为现代系统论的创立埋下了伏笔。

而接过亚氏“系统论”之研究大旗的，却是二十世纪奥地利生物学家贝塔朗菲（Bertalanffy，1901～1972）。贝塔朗菲与亚里士多德跨时代握手，促成了现代系统论的诞生。

站在巨人的肩上，贝塔朗菲高度评价亚里士多德关于系统论的英明思想:“亚里士多德的世界观及其固有的整体论和目的论的观点就是这种宇宙秩序的一种表达方式。亚里士多德的论点‘整体大于它的各部分的总和’是基本的系统问题的一种表述，至今仍然正确。”［2］ “整体大于部分之和”便成了现代系统科学中的一个著名观点，而这一观点却是亚里士多德和贝塔朗菲两位巨人跨时代的观点碰撞和融合，促使贝塔朗菲提出了现代意义上的系统论。这是人类贮备了几千年的“系统同构思维”的升华与结晶。

所谓系统同构思维，就是人类认为世界上一切事物都具有相同或相似的系统结构［3］ 。系统论揭示的“系统同构性”［4］认为宇宙任何复杂的自组织系统均包含着一般系统，它们在结构或形式上具有一致性或相似性，并具有适用于各种不同系统的一般概念、一般原理和一般定律，而不论这些系统的组元及其相互关系的具体特性如何。研究系统同构性规律时，不妨简称为“系统同构律”。

对系统的定义。系统的英文system有多种含义，如体系、体制、制度、方法、秩序、机构、组织等；在语源学上，系统的拉丁语system由接头词“共同地”和动词“使位于”结合而成，是表示“群”、“集合”等意的抽象名词，可理解为“放在一起的一个复合整体”。系统是指将零散的东西进行有序的整理、编排而形成的具有整体性的整体。一般系统的创始人贝塔朗菲对系统最经典的定义有如下两种：“系统可以定义为相互作用着的若干要素的复合体”［5］；“系统的定义可以确定为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（集），这在数学上的表述是各式各样的”［6］。

当然，现代系统科学从不同的视角对系统的定义有很多，但大致相同，基本表述相同，如“各种不同因素的复杂统一体”；“相互作用着的诸元素的综合体”；“相互作用着的各种不同功能单元的总和”；“相互联系而作用着的诸元素的集合”，等等［7］。

二、系统的含义

系统的基本含义如下。

（一）系统是包含着若干部分的整体

这个整体就是系统，包含于系统内的各个部分称为要素。如囊括所有消化器官的整体称为消化系统，而其中的食管、胃、肠等称为要素。太阳系称为系统，而其中的太阳、地球、金星等星体称为要素。

（二）系统包含两个或以上的要素

系统必须包含两个或两个以上的要素，不含要素的整体不是系统。在现实世界中，内部不包含两个要素的整体极为罕见。

（三）系统内的各个要素之间存在着相互作用

这种相互作用形成系统的结构，由此产生只存在于系统整体水平的整体性能，这种整体性能不同于各要素的性能或其相加。如消化系统的整体性能或功能，远远大于其中的要素如胃、食管、肠等的功能的相加。这正是为何亚里士多德作出“整体大于它的各部分的总和”的论断。

（四）系统整体性能与内外环境相互作用

系统整体的形成、维持、变化，既有赖于内环境，并对内环境发挥作用，也有赖于外环境，并对外环境发挥作用。如血液循环系统的血液循环功能有赖于系统内各项机制的活动，并对心脏、动脉、静脉等的功能起调节作用，同时，血液循环的功能对整个机体的生命活动发挥重要的作用，并受着机体大环境的调节与制约。

（五）系统是更大系统的一个子系统

任何系统都不是孤立存在的，一般都从属于一个母系统，作为母系统的一个要素或子系统而存在。如人体是一个系统，对于它包含的子系统如消化系统、循环系统、泌尿系统、生殖系统等而言，人体是个母系统，但同时，对于人类、生命等更高层次的母系统而言，人体又是一个子系统。

三、系统论的基本原理

系统论是研究系统的结构、特点、行为、动态、原则、规律以及系统间的联系，并对其功能进行数学描述的新兴学科。系统论认为，开放性、自组织性、复杂性、整体性、关联性、等级结构性、动态平衡性、时序性等，是所有系统共有的基本特征。系统论的基本原理简述如下［8］。

（一）整体性原理

系统论的整体性原理可表述为：整体大于部分之和。这个观点是亚里士多德的论点“整体大于它的各部分的总和”对系统思想的一般表述。以系统存在的宇宙任何事物,在系统整体水平的性质、功能等，都不是构成系统的各个要素的性质和功能等的简单相加，系统整体水平一定是优化并超越了系统各要素的性质与功能等之和。所以，贝弗里奇认为“整体所具有的特征并不存在于平均分离的部分中；统一体要比它的各个部分的简单集合包含的东西更多”［9］。

（二）系统性原理

系统性原理可表述为：相互联系和相互作用是系统的整体性根源。贝塔朗菲说过：“一个系统或‘有组织的复合体’可以被定义为存在着‘强相互作用’或‘非常重要’的相互作用，即非线性的。”［10］“复合性特征就是依赖于复合体内部特定关系的那些特征，因此，我们不仅必须知道部分，而且还必须知道关系，才能理解这样的特征。”［11］宇宙万物只有两个或以上的要素发生相互作用才能组成一个统一体，这个统一体才可以叫系统。宇宙任何相对独立的演化结构单元，均具有系统的特性。

（三）动态性原理

动态性原理可表述为：系统在内外条件的作用下“有目的”地趋向于并保持在一个目标值上。这个原理可以理解为，要保持一个系统的稳定，就必须利用内外各类条件使系统达到一个目标值之上，否则系统就会瓦解。正如行星绕太阳运动，必然满足行星绕太阳的离心力恰好等于太阳对行星的引力值，这个值大了不行，小了也不行。“动态理论的中心问题是对稳定性的理解，即系统对扰乱的反应。”［12］

（四）有序性原理

有序性原理可表述为：有序化是系统自组织和进化的内在本质。它是动态性原理的进一步深化，揭示出系统进化的实质就是有序性的提高与完善。系统组织的过程就是有序化的过程和有序度的提高。“在生命有机体中，无数的物理和化学过程是‘有序的’，因而使生命系统能够存留、生长、发育、繁殖等等。”“一个开放系统可以‘主动地’趋向于更高级的组织状态，也就是说由于系统内部的条件，它可以从较低的有序状态过渡到较高的有序状态。”［13］

宇宙万物的演化都须经历发生、发展、灭亡的过程，其中万物产生的过程就是万物的系统有序性增高的过程，而趋向于灭亡的过程就是系统有序性减低乃至彻底毁灭的过程。

四、国外系统同构律研究进行时

国外学者亦认识到系统同构律并用“同构思维”来指导他们的研究工作，认为宇宙万物全息同构，小的部分与整体部分全息同构，即每一个部分都是全部［14］。人是一个小宇宙与大宇宙同构，是大宇宙的同构“缩影”［15］,人类个体发生同构重演了其种系发生的全过程［16］。

同构思维已成为现代科学研究不可缺少的思维模式。如国外有学者以人类大脑网络与金融市场网络具有相似的同构规律，研究人类的大脑和金融市场网络的拓扑同构规律［17］。亦有学者研究整体光谱系统的同构与每一单色光谱元自身的同构之间的同构关系［18］。国外同构律研究广泛涉及人类认知与行为同构［19］、管理学中的机制同构［20］、组织机构同构［21］、制度同构［22］等同构律的广泛领域。难怪发现电磁同构并建立电磁统一理论的麦克斯韦说过：“一门科学规律与另一门科学规律之间部分类似将使我们能以这二门学科中的一门学科来说明另一门学科。”［23］卢瑟福创造性提出了原子有核模型，与其说受了他的天体物理学导师的教诲［24］，不如说受到了原子结构与太阳系结构相似的同构思维的影响［25］。在国外学者看来，结构远比构成结构的元素更重要，一切形式的质变、革命都是结构的转换［26］。

国外学者多以实用主义对同构思维进行应用，但缺少同时从系统同构、哲理同构、数理同构三个方面对同构思维进行研究。

五、中华民族的系统同构律

中华民族在世界上早已认识到系统同构律并用同构思维看待不同的宇宙系统演化。同构思维在中国古典哲学中就是“取象比类”，将不同现象的系统演化单元类比于阴阳、三才、五行等，来构建它们的同构系统理论解释。如将五方的“东、西、南、北、中”、五色“黑、白、青、红、黄”、五脏的“心、肝、脾、肺、肾”、五味的“酸、甜、苦、辣、咸”等宇宙不同系统内的事物演化现象，用同一个“五行”“金、木、水、火、土”同气相求、取象类比构成五行演化系统。中医是成功应用同构思维进行中医理论“系统同构律”构建的模范，其中的类比思维和天人合一丰富了同构思维的内容与维度［27］。尤其天人一体类比构成了中国人思维的认知定势，中国传统文化在一定程度上可以概括为天人之学［28］。人置身于大自然中并成为其中的一部分，他必定以某种方式与自然界构成相似的关系［29］。同构思维表现在许多方面。首先表现在原型模拟同构。如《内经》记载人模仿天地原型进行同构律演化：“天圆地方, 人头圆足方以应之。天有日月,人有两目；地有九州,人有九窍……此人与天地相应者也。”［30］ 其次表现在哲理模拟同构。中国古人对“形而下者谓之器”的客观世界物质“存在” ［31］，进行“形而上者谓之道”的哲学抽象解释时，运用了相同的同构思维的哲学概念如阴阳、三才、五行等。再次表现在数理模拟同构，认为人体同构以天地之律而演化。盛行于春秋时期的“天六地五”说认为自然万物均模拟“六气五行”之数理而同构演化。《国语·周语下》说：“天六地五，数之常也，经之以天，纬之以地。”人体许多器官多模拟五行之“五”而分支演化，如五脏、五体、五官等［32］。宇宙万物反演同构认为宇宙中任何相对独立的演化集合均为反演集合，发生于统一的反演基，向两个端性方向演化出正集合与反集合。集合论域中任一元素都有两面性，一面属于正集合，另一面属于反集合。正反集合中的元素一一对应，正集合与反集合互为反演集合，具有反演同构特点 ［33］ 。下面仅以道生论、太极说来说明中华民族对系统及系统同构律的主流认识。

（一）道生论里的系统观

道生论以老子的《道德经》为渊薮。《道德经》第42章所说“道生一，一生二，二生三，三生万物。万物负阴而抱阳，冲气以为和”揭示了老子思想中万物演化的“系统论”同构律思想。

1.“道”是系统演化之“本源”

一般而言，系统是物质演化的有序阶段，是从无序的物质演化而来的。这种无序存在的物质状态老子称之为“道”。如在《道德经》第25章记载有：“有物混成，先天地生。寂兮寥兮，独立而不改，周行而不殆，可以为天下母。吾不知其名，强字之曰道，强为之名曰大。大曰逝，逝曰远，远曰反。故道大，天大，地大，人亦大。域中有四大，而人居其一焉。人法地，地法天，天法道，道法自然。”这段话说明了有一种物质叫“道”，它“有物混成”，处于混沌的无序状态，还没有形成有序的万物系统，所以它“可以为天下母”。就是说，虽然“道”态物质混元而处，没有形成万物，但却是形成万物的材料，是万物的母亲和本源。如中国哲学倡导的所谓“通天下一气耳”，这个混元之“元气”，就相当于混沌存在的无极之“道”态物质。元气无形无序，故可以靠“气聚而成形”，形成宇宙有序的万物。而万物，本质上是元气从无序走向有序的演化结果。万物皆系统，万物皆有序。有序的万物演化于无序的元气。

2.“一”是系统之统一范畴

道，即万物系统演化之本源；道生一，此处的“一”是一个物质演化单元，即系统。它具有统一的范畴，在太极图中用一个大圆表示，说明每一个系统均具有一定的边界或疆域，使它具有显然的相对独立性。如每一个细胞就是生命体的一个显然的结构最小单元或最小系统，虽然内在结构仍然非常复杂；太阳系统就是一个星系演化单元，虽然它同时又是更大星系中的一个子系统。

3.“二”是最小的系统要素最小阈值

“一生二”，此处的“二”是指统“一”系统范畴内演化出的具有显然的对待的阴阳二元属性。因为每一个系统最少存在两个要素，所以当一个系统只演化出了“一阴一阳”，我们就说这个系统具有了最少的要素：阴、阳。如氢元素的同位素氕只含有一个带负电荷的电子和一个带正电荷的质子，即氕原子系统只含有电子、质子两个要素。

4.“三”是宇宙系统广普存在的系统结构配件

“二生三”，即系统内的物质或事物属性，在阴阳二元属性的对立统一相互作用下，推动了事物向着“一分为三”的三类属性而演化，系统内存在着三类要素，如老子所说的“万物负阴而抱阳，冲气以为和”。什么意思呢？就是说这个系统内，不但有了阴和阳，而且有了调节阴阳的“冲气”。冲气、阴、阳，构成了系统的三元结构。正如原子中的系统三要素“电子、中子、质子”。正是由于万物系统范畴内三元结构的广泛存在性，所以老子聪明地提出了“三生万物”的宇宙演化命题，似乎“三”成了宇宙演化的标准配件。万物作为统一系统，总是一个个“三”串联或叠加在一起。正如宇宙元素，无非是三要素“电子、中子、质子”靠量变、质变形成了众多元素。

5.“冲气”是系统要素分布的核心或轴心

“万物负阴而抱阳，冲气以为和”，此处的冲气是系统演化的核心或轴心。因为它“负阴而抱阳”，就是说它后边背着“阴”前边抱着“阳”，就像一个大哥背着妹妹抱着弟弟。正是由于冲气处于中流砥柱，所以它的功能是“以为和”，调和周围的阴阳，正如太阳系的中心太阳，调和围绕它的行星。

（二）太极说中的系统观

周敦颐的《太极图说》，说出了中国古典哲学太极说的系统论及同构律思想。“无极而太极。太极动而生阳，动极而静，静而生阴，静极复动。一动一静，互为其根。分阴分阳，两仪立焉。阳变阴合，而生水火木金土。五气顺布，四时行焉。五行一阴阳也，阴阳一太极也，太极本无极也”。太极说的系统论思想，与道生论尤其相似，可谓异曲同工。

1.“无极”是系统演化之“本源”

它用无极代替了老子的“道”，说明“道”或无极，均是一种事物存在的原始状态，是万物系统演化之源。无极生太极，就是本源的无序的无极之物生出了有序的万物，万物即系统，其大无外，其内无细。

2.“太极”是系统之范畴

无极而太极，就是无极这种混然无序的元态物质生出了有序的宇宙万物系统。所谓太极，是万物演化之范畴界定，每一个系统都具有相对独立的系统范畴，可以容纳更小的系统的演化。如人体作为相对独立的系统，容纳着不同器官系统在进化；太阳系作为一个相对独立的宇宙星系演化系统，容纳的每一个行星均构成更小的演化子系统。

3.“阴阳”是系统容纳的最少的要素

“太极生两仪”，这里的两仪可以理解为“阴阳”。太极作为统一的系统演化范畴，它只演化出最初的“一阴一阳”，靠这一阴一阳促使了太极事物从量变到质变，次第演化出不同层次的子系统。而系统最少保持两个要素，所以，阴阳是系统演化最少的要素数量。

4.“五行”是五要素系统

阴阳促使太极系统物质的演化形成的要素分类是无穷的，但现实的宇宙演化肯定有个限制，所以，就以五行的“水火木金土”为一个系统常见的要素数量。中国哲学特别突出五行的作用，说明五行之“五”在生命进化或宇宙演化中扮演了重要角色。一个系统含有五个要素，就会组成五要素系统。

本节总结

中国古典哲学的发生学历史，就是对宇宙万物“一般系统”的同构规律进行追寻与探讨的历史，且卓有成效。

1.系统演化之“源”。宇宙任何有序的“有系统”均演化于混然无序的“无系统”。系统总是从混然无序的“道”或“无极”状态演化而来。正如无极生太极，道生一。从无序到有序，从“无系统”到“有系统”。“道”或“无极”的无序意义上的“无系统”，给“太极”之统“一”的有序意义上的“有系统”创造了系统产生的条件。“通天下一气”是任何宇宙有序系统演化的最终本源物质。它“有物混成”，无始无终，混元无序，自然而然。正是这个无序的“无系统”，却可以靠“气聚而有形”形成有序的“有系统”；而任何有序的“有系统”，又可以因为系统熵增加而系统衰败破裂，回归到无序意义上的“无系统”。

2.系统演化之“始”。无极生太极，道生一。在此，太极之“一”，是万物演化系统之“始端”。它有两个含义：系统之始端；系统之范畴。一个系统是从清纯的太极“元一”属性开启了系统的演化之“始”，又以太极“元一”范畴概念框定了系统演化之内涵。

3.系统要素最小“阀值”。因为系统中至少保持两个要素存在，所以，系统要素最小阈值是“2”。如太极说中的阴与阳；道生论中的“二”。正是“一分为二”的元阴与元阳，导演了系统演化的所有内容。

4.系统演化之“中心或中轴”。中国的系统论最讲究平衡，所以，任何系统均围绕一个“阴平阳秘”的“中和”之“中心或中轴”而演化。守“中”演化，是系统论的重要内容。

5.两类系统演化观。太极说重点从哲理同构律打造“太极宇宙说”：无极→太极→阴阳→万物；道生论重点从数理同构律打造“道生宇宙论”：道→一→二 →三→万物。太极宇宙说与道生宇宙论，是中国古代最成功的中国版本的宇宙学，二者异曲同工，分别从哲理与数理解释相同的宇宙万物系统同构律。