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《大系統(tǒng)觀》 1系統(tǒng)的誕生 2 系統(tǒng)論概述

 東方文捷 2018-06-28

            1、系統(tǒng)的誕生
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1.1從混沌到有序
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?  從混沌到有序,就是系統(tǒng)創(chuàng)立和完善的過程。
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?1.2有序之美
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?  有序就是“規(guī)矩、整齊、有條理、能分辨,關鍵是有用”
。

我們?yōu)槭裁聪矚g有序?

有序使選擇成為可能:我們能區(qū)分好壞,并選好的。

有序使操作成為可能:功能都是由操作最終實現(xiàn)的。

有序使管理成為可能:管理提升了系統(tǒng)的效率。

有序帶來了希望。


?  有序才有用。最有序不等于最有用
?
?  有序的極限就是二元結構
,非此即彼,絕不會混淆。
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1.3無序就是熵增
? 無序其實就是:“無規(guī)矩、不整齊、無條理、不能分辨”。一個字,  “”。再透徹點,就是“沒用!”。
? 熵增原理 
總體上,這個世界越來越亂,越來越無序,而且沒法恢復。無序的程度就叫“熵”。熵隨時間一直在增長。

這個物理過程是單向的、不可逆的。
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?  熱力學第二定律,也就是熱力學的“熵增原理”,
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在系統(tǒng)論當中,“熵”表示“無序的程度”。

1.4時間之矢
? 熵增,不可逆,宇宙隨時間趨于更無序。

時間在增長,熵也在增長。

熵增的方向就是時間流動的方向!

熵就是“時間之矢”!

愛因斯坦說:“物理定律沒有時間性。對我們這些堅信物理學的人來說,過去、現(xiàn)在和未來之間的區(qū)別,盡管老纏著我們,不過是一個幻覺而已?!?/font>

愛因斯坦認為,我們不可能穿越回到過去。
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1.5不屈服的人類

時間之矢永不停息,它將射落一切,讓世界重回無序,讓萬物重歸虛無。

熵增,是總體的,是不可逆的。

熵減,是局部的,是干不過總體的。

但是,全人類覺醒吧!

是人類,就得去戰(zhàn)斗!
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1.6統(tǒng)一和有序矛盾么?

有序:使系統(tǒng)存在,有功能,有作用?!?br>?
?  
比如新鮮雞蛋更有序(蛋清和蛋黃),臭雞蛋更無序。

  系統(tǒng)觀就是整體觀。

統(tǒng)一是更高一級的有序。

這就是整合和集成的系統(tǒng)論依據(jù)。

其實,有序和無序,是一對矛盾,是互相轉化的。

統(tǒng)一是為了在有序和無序之間取得平衡。

統(tǒng)一的目的就是使內(nèi)部子系統(tǒng)和元素標準化、專業(yè)化,達到有序和有用的最優(yōu)化狀態(tài)。然而過度統(tǒng)一就會勒死子系統(tǒng)。

  看似無序的世界,其實是有序的千萬次疊加。

 

本章要點

(1)   系統(tǒng)誕生于混沌。

(2)   有序才有用,但最有序不等于最有用。

(3)   有序之美,就是上帝的數(shù)字 —— 7。

(4)   熵增是整體的、絕對的,熵減是局部的、相對的。

(5)   保持自身和世界有序,是人類的使命。

(6)   統(tǒng)一是更高一級的有序。

(7)   有序和無序是相互轉化的。

(8)   看似無序的世界,其實是有序的千萬次疊加。


??           2 系統(tǒng)論概述
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2.1上帝的3件法寶

(1) 工具:系統(tǒng)  
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人類本身也是上帝創(chuàng)造的一種系統(tǒng),我們努力些,世界就可能熵減一些,或者熵增的慢些。
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??系統(tǒng),是對抗熵增的機器!

(2) 材料:信息

制造熵減的機器 —— 系統(tǒng),以及讓這臺機器正常運轉所需要的原材料有兩種:一種是質(zhì)能,一種是信息。
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?  質(zhì)能,就是物質(zhì)和能量??茖W已經(jīng)證實:物質(zhì)和能量是一回事,而且在人類周邊普遍存在。
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信息,告訴機器如何運行,告訴人類怎樣工作才能熵減,才能有序。其實,有序和無序的狀態(tài),本身就是信息。

信息本質(zhì)上是一種“確定性”。你炒股票,得到信息越多,確定性越大,贏的可能性也越大。當然,也有偽信息搗亂。

信息就是負熵。

系統(tǒng)使用信息制造或恢復有序,就是熵減。

(3) 方法:組織+自組織

  系統(tǒng)的形成,要么是組織力作用的結果,要么是自組織力作用的結果。

改造世界的方法:組織+自組織。
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2.2老三論與新三論

  第一批來到人間的大師和理論是:

  貝塔朗菲,《一般系統(tǒng)論》,1937

  維納,《控制論》,1948

  香農(nóng),《信息論》,1948

  他們的理論被稱為“老三論”,奠定了系統(tǒng)論的基礎。

  普利高津,《從混沌到有序》(耗散結構理論),1969

  哈肯,《協(xié)同學》,1973

  托姆,《突變論》,1972

這三項理論被我們稱為“新三論”,發(fā)展了已有的系統(tǒng)理論,將系統(tǒng)論推向了新的高度。近半個世紀又過去了,后人沒有新進步,到目前系統(tǒng)論仍無太大新進展,錢學森老先生生前掛念的系統(tǒng)學仍未全面建立。 
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2.3系統(tǒng)科學體系

系統(tǒng)科學,向下,延伸到具體的事物,如系統(tǒng)工程、具體項目;向上,直通哲學殿堂,追問世界的本源和發(fā)展方向,通過探討系統(tǒng)科學的哲學問題,形成了系統(tǒng)哲學。

(1)系統(tǒng)

  貝塔朗菲

一般系統(tǒng)論創(chuàng)始人貝塔朗菲的定義:

“系統(tǒng)是相互聯(lián)系相互作用的諸元素的綜合體”。

這個定義強調(diào)元素間的相互作用,以及系統(tǒng)對元素的整合作用。

定義如果對象集S滿足下列兩個條件:

a)   S中至少包含兩個不同元素;

b)   S中的元素按一定方式相互聯(lián)系。

則稱S為一個系統(tǒng),S的元素為系統(tǒng)的組分。

這個定義指出了系統(tǒng)的三個特性:

多元性 —— 系統(tǒng)是多樣性的統(tǒng)一、差異性的統(tǒng)一;

相關性 —— 系統(tǒng)不存在孤立元素組分,所有元素或組分間相互依存、相互作用、相互制約;

整體性 —— 系統(tǒng)是所有元素構成的復合統(tǒng)一整體。

  錢學森

系統(tǒng)是由相互作用相互依賴的若干組成部分結合而成的,具有特定功能的有機整體,而且這個有機整體又是它從屬的更大系統(tǒng)的組成部分。

1)   系統(tǒng)有邊界。機器有外殼,沒外殼也得有界限,沒邊界就不存在了。

2)   系統(tǒng)有內(nèi)部結構。機器有零件,零件數(shù)目有限。因為機器有結構所以有功能,所以才有用。

3)   系統(tǒng)有輸入輸出。機器需要輸入質(zhì)能和信息,再輸出質(zhì)能和信息。比如鐘表,輸出的主要是時間。還有輸入么?有啊!輸入質(zhì)能是你給它上的發(fā)條上的能量,還有磨損掉物質(zhì)。輸出的也不僅是時間,還有金屬碎屑和摩擦產(chǎn)生的熱量等。

4)        系統(tǒng)有壽命。機器早晚要壞掉的。系統(tǒng)從誕生就開始掙扎在通往墳墓的道路上!

5)   系統(tǒng)要發(fā)展。系統(tǒng)都不想死。要么是自己不想死,要么是它的主人不想讓它死。不但不想死,它還想活得更好。新汽車要磨合到最佳狀態(tài),要通過保養(yǎng)盡量保持最佳狀態(tài)。不是車自己去的,也是你開著它去的。而它的主人,更不想死了。某些人除外。

(2)系統(tǒng)學

系統(tǒng)學是系統(tǒng)科學體系的核心學科,然而,到目前為止,學者們說,完整的系統(tǒng)學還沒有建立!

作為一門完整的學科,系統(tǒng)學正處在形成和更加系統(tǒng)化的過程之中。錢學森用畢生精力倡導建立系統(tǒng)科學的基礎科學 —— 系統(tǒng)學,可是錢老沒看到它的全貌就走了。

  系統(tǒng)學以系統(tǒng)論為前導和基礎,但并不等同于系統(tǒng)論。 
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  ?系統(tǒng)學是更高層次上的理論科學,是對運籌學、信息論、控制論等技術科學的提煉。同時,系統(tǒng)學就有明顯的綜合性,不僅建立在貝塔朗菲的一般系統(tǒng)論的基礎之上,也廣泛地吸收了如耗散結構理論、協(xié)同學、突變論、超循環(huán)理論等新興的系統(tǒng)理論的基本思想。

?  系統(tǒng)學的任務包括是兩個方面:

  認識系統(tǒng)規(guī)律;

  控制系統(tǒng)。

第一個方面研究系統(tǒng)結構、子系統(tǒng)協(xié)同,以及系統(tǒng)功能在系統(tǒng)環(huán)境作用下的演化規(guī)律。

第二個方面則是主要是控制論的內(nèi)容。認知是為了實踐。認識系統(tǒng)也是為了更好地控制系統(tǒng)。完成上帝交給咱的任務。

(3)系統(tǒng)工程

世界很復雜,干一件事情要考慮很多因素,而往往我們又無從下手,沒有頭緒。 

可是人類野心越來越大,要干的事越來越大。好在人類掌握了系統(tǒng)論,會弄系統(tǒng)工程了。

簡單地說,系統(tǒng)工程就是以實現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)化為目標的管理工程技術。

系統(tǒng)工程這個術語于1957年正式定名,后來很快就形成較為完整的體系,因為它是一門集成的技術學科,已經(jīng)存在學科為它奠定了堅實的基礎??梢哉f,在系統(tǒng)科學體系中,系統(tǒng)工程這個部件是最完整、最豐富、最有價值的,是人類改造世界最有利的工具和手段。沒有它,古代不會有長城,不會有都江堰,今天衛(wèi)星不能上天,互聯(lián)網(wǎng)不能發(fā)明。

 

系統(tǒng)工程是一門集成的管理工程技術,涵蓋很多學科:

  應用數(shù)學 —— 如最優(yōu)化方法、概率論、網(wǎng)絡理論等

  基礎理論 —— 如新老三論以及超循環(huán)論、可靠性理論等新理論

  系統(tǒng)技術 —— 如系統(tǒng)模擬、通信系統(tǒng)等

  經(jīng)濟學

  管理學

  社會學

  心理學

  ……

再簡單點說,系統(tǒng)工程就是用系統(tǒng)的理論、方法和技術建設工程。

兩個例子最能形象說明什么是系統(tǒng)工程。

曼哈頓工程:系統(tǒng)工程管理的最佳案例

美國于1942年開始實施研制原子彈計劃,代號曼哈頓工程。

他們集中了當時西方國家最優(yōu)秀的核科學家,橫跨美英加三國30多個城市,動員了13萬人參加這一工程,歷時3年,耗資20億美元,于1945716日成功地進行了世界上第一次核爆炸,并按計劃制造出兩顆實用的原子彈。

整個工程取得圓滿成功。在工程執(zhí)行過程中,負責人L.R.格羅夫斯和R.奧本海默應用了系統(tǒng)工程的思路和方法,大大縮短了工程所耗時間。這一工程的成功促進了第二次世界大戰(zhàn)后系統(tǒng)工程的發(fā)展。

都江堰:系統(tǒng)動力學的最佳系統(tǒng)工程案
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都江堰是戰(zhàn)國時期秦國蜀郡太守李冰主持修建的一座大型水利工程,通過“魚嘴”分水,“飛沙堰”泄洪排沙,“寶瓶口”引水灌溉,三個部分協(xié)調(diào)運行,鑄就人類治水豐碑,經(jīng)歷
2200多年,仍在發(fā)揮巨大作用,是系統(tǒng)工程實踐的經(jīng)典。

(4)技術科學

技術科學就是直接應用于物質(zhì)生產(chǎn)中的技術、工藝性質(zhì)的科學,是研究指導生產(chǎn)的基本理論學科,是直接代表著生產(chǎn)力發(fā)展水平的科學技術。

技術科學以基礎學科為指導,以技術客體為認識目標,研究和考察各個技術門類的特殊規(guī)律,建立技術理論,應用于工程技術客體。它將科學轉化為技術,又將技術知識提高到理論成為科學。

 

技術科學通常與自然科學、社會科學、哲學、數(shù)學并列,被認為科學的五大基本部類之一。其學科內(nèi)容包括工程力學、應用化學、應用數(shù)學、計算數(shù)學、工程地質(zhì)學等。

 

“科學技術就是生產(chǎn)力”,其實基本上等于“技術科學就是生產(chǎn)力”。

(5)系統(tǒng)哲學

從概念上來看,系統(tǒng)哲學,基本上等同于系統(tǒng)論。

系統(tǒng)論是系統(tǒng)科學通向哲學的橋梁,它屬于哲學范疇。

一般系統(tǒng)論創(chuàng)始人貝塔朗菲認為,系統(tǒng)作為新的科學范疇所引起的世界觀方面的變化,就是系統(tǒng)哲學所要探討的問題。一般系統(tǒng)論的思想源泉是唯物辯證法,它的許多基本觀點與唯物辯證法是一致的。

系統(tǒng)哲學主要研究系統(tǒng)本體論和系統(tǒng)認識論等問題。系統(tǒng)哲學在哲學上的地位和作用是現(xiàn)代哲學界爭論的焦點之一。

正式使用“系統(tǒng)哲學”這個術語的是中國學者烏杰,他在其1988年出版的著作《系統(tǒng)辯證論》中,將“系統(tǒng)辯證論”提升為“系統(tǒng)哲學”。

系統(tǒng)科學可以說是與哲學最接近、最有共同作用域、最容易相互聯(lián)系的學科。研究系統(tǒng)科學的人會比較容易、比較自然地上升到哲學層面,這是因為系統(tǒng)科學十分復雜,切實需要哲學指導。

系統(tǒng)觀,大系統(tǒng)觀,都是哲學層面的東西。

 哲學有很多種,但有一種是系統(tǒng)的。

(6)錢學森的系統(tǒng)科學體系 說明: 錢學森系統(tǒng)科學體系.jpg
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錢學森的系統(tǒng)科學體系可分為4個層次:

1)工程技術層

是指直接用于改造客觀世界而處在工程技術層次上的是系統(tǒng)工程。系統(tǒng)工程是組織管理系統(tǒng)的技術,因系統(tǒng)類型不同而有各類系統(tǒng)工程,如工程系統(tǒng)工程、經(jīng)濟系統(tǒng)工程、社會系統(tǒng)工程等,這些工程都是以實踐為重點可落地的具體工作,常常以項目的形式存在。

2)技術科學層

直接為系統(tǒng)工程提供理論基礎而處于技術科學層次上的有控制論(如工程控制論、生物控制論、經(jīng)濟控制論、社會控制論等)、運籌學和信息論,還涉及其他眾多理論。

3)系統(tǒng)科學層

以系統(tǒng)學為核心。揭示系統(tǒng)普遍性質(zhì)和一般規(guī)律而處在基礎科學層次上的是系統(tǒng)學,這是一門正在建立的新學科。新老三論的基本內(nèi)容,以及后來發(fā)展的各種相關理論也是系統(tǒng)科學的重要組成部分。

4)系統(tǒng)觀層

系統(tǒng)觀,或稱為系統(tǒng)論,是科學通向哲學的橋梁。是系統(tǒng)哲學的范疇。

錢老對系統(tǒng)科學體系和現(xiàn)代科學技術發(fā)展所做出的巨大貢獻,是中華民族,也是全人類的寶貴知識財富和思想財富。

2.4系統(tǒng)無處不在

系統(tǒng)論將宇宙中的一切都視為系統(tǒng)與系統(tǒng)的集合,如果還有不是系統(tǒng)的東西,那它也不能在現(xiàn)實中存在。

系統(tǒng)論認為,世界的復雜性就在于系統(tǒng)的復雜性,研究世界的任何部分,就是研究相應的系統(tǒng)與環(huán)境的關系。它將研究和處理對象作為一個系統(tǒng)即整體來對待。在研究過程中注意掌握對象的整體性、關聯(lián)性、等級結構性、動態(tài)、平衡性及時序性等基本特征。

系統(tǒng)論不僅是反映客觀規(guī)律的科學理論,也是科學研究思想方法的理論。系統(tǒng)論的任務,不只是認識系統(tǒng)的特點和規(guī)律,反映系統(tǒng)的層次、結構、演化,更主要的是調(diào)整系統(tǒng)結構、協(xié)調(diào)各要素關系,使系統(tǒng)達到優(yōu)化的目的。

系統(tǒng)論的基本思想、基本理論及特點,反映了現(xiàn)代科學整體化和綜合化的發(fā)展趨勢,為解決現(xiàn)代社會中政治、經(jīng)濟、科學、文化和軍事等各種復雜問題提供了方法論基礎。

系統(tǒng)科學的發(fā)展和成熟,對人類的思維觀念和思想方法產(chǎn)生了根本性的影響,使之發(fā)生了根本性的變革。系統(tǒng)科學的理論和方法已經(jīng)廣泛地滲透到自然科學和社會科學的各個領域。

系統(tǒng)論指導著我們對世界的認識和實踐。

本章要點

(1)   上帝的3件法寶:系統(tǒng)、信息、組織+自組織。

(2)   信息是負熵。系統(tǒng)使用信息制造或恢復有序,就是熵減。

(3)   老三論:系統(tǒng)論、控制論和信息論;新三論:耗散結構論、協(xié)同論、突變論。

(4)   系統(tǒng)是相互聯(lián)系相互作用的諸元素的綜合體。

(5)   系統(tǒng)學是系統(tǒng)科學體系的核心學科,尚未完全建立。

(6)   系統(tǒng)工程就是以實現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)化為目標的管理工程技術。

(7)   哲學有很多種,有一種是系統(tǒng)的。

(8)   錢學森的系統(tǒng)科學體系是對系統(tǒng)科學的重大貢獻。


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