学校系统管理的理论与实践
第一章 系统科学简介
1.1 系统科学产生的背景
任何一门学科，只有当它能够满足所处时代的社会生存与发展的客观需要，同时学科内在逻辑必要的前期预备性条件又已基本成熟时，它才会应运而生，并为世所容所重，得以充分发展。系统科学产生与发展的历史充分体现了这一点。
系统科学的产生与信息学、控制学、运筹学等学科的萌芽、产生密切相关。
信息学的渊源应追溯到19世纪发明电报和电话。电信技术的实践提出大量需要从理论上回答和进行定量计算的问题，把信息技术与数学、物理学、工程学联系起来，出现了对信息问题的早期研究。控制学的渊源要追溯到瓦特蒸汽机调速器对自动调节技术的应用。蒸汽机的广泛应用所促成的大机器工业带来对自动化技术的强烈社会需求，由此产生了对控制理论的需求。运筹学和系统工程的渊源应追溯到19世纪末出现的垄断性大企业对经营管理技术的需求。还有一个强大的动力是来自战争的需要。第二次世界大战是定量化系统理论和工程技术发展的里程碑。由于战胜法西斯的需要把一大批有才干的科学家吸引到这些领域。他们在信息学、控制学、运筹学、系统工程等方面积累了丰富的实践经验，去消化、总结和发展前人的工作，建构信息学和控制学的理论框架。一些科学家从事拟定和评价作战计划，改进作战技术以及装备的使用方法等研究，直接形成了军事运筹学；再经过战后向民用部门的推广和理论总结，形成了一般运筹学，第一批系统技术科学就是这样产生的。
在基础理论研究方面，20世纪以来，物理学、心理学、社会学等领域同时提出大量系统问题，要求转变思维方式，建立相应的基础理论。贝塔朗菲( 贝塔朗菲：加拿大籍奥地利理论生物学家，一般系统论的创始人。从1954年起同A. 拉波波特等人一起建立一般系统科学的文章，并著有《一般系统》。) 的一般系统理论就是适应这种需要产生的。
信息学与信息技术，控制学与控制技术，运筹学与系统工程，这些学科一经产生就在社会生活各方面造成了巨大影响，深刻地改变了现代社会的方方面面。这反过来又成为推动系统研究发展的强大动力。系统科学的研究在二战后的每一个十年都有重要发展，都有新的系统理论出现。70年代前后的更是一个迅猛发展的时期。
系统科学在70年代的重大发展体现在三个方面：第一，以理论自然科学和数学的最新成果为依托，出现了一系列基础科学层次的系统理论，使系统研究真正走出工程技术和技术科学的范围，为建立系统学提供了知识准备。
第二，围绕解决环境污染、能源匮乏、人口爆炸等世界性危机，开展了一系列重大交叉课题的研究，使系统研究与人类社会各方面紧密联系起来，成为建立整体上描述世界的新理论框架——系统科学的强大推动力。第三，提出建立系统科学体系问题，实现了系统科学从分立到整合的发展。 在系统科学的重大发展中包含着三次重大的整合工作。第一次整合工作是贝塔朗菲进行的，贝塔朗菲试图按他的框架把五花八门的系统研究综合为一门统一的学科。第二次整合工作是哈肯(哈肯：协同学的创始人，德国物理学家。著有《协同学导论》。) 进行的，虽然他当时尚未接受系统科学这个提法，但哈肯明确提出要把相关研究统一起来，试图以协同学为基础来实现。第三次整合是钱学森做的，他提出了体系结构，这标志着系统科学从分立到整合的发展。
从时间角度看，系统科学的形成，大致可分为两个阶段，第一个阶段是从20世纪40年代起至70年代止，这个时期包含了系统科学的萌芽，并产生了一些‚构件‛，但尚未组织成为一个有机整体。第二个阶段是从20世纪70年代至今，这个时期不但‚构件‛进一步齐全完善，而且已经形成初步的结构框架，作为一种知识系统的系统科学在整体上算是形成了。
1.2 建立系统科学的意义
系统科学的产生和发展，不仅在现代科学总体系中增加了一大门类，而且关联着一场科学革命。这场革命不是局域上的，而是指科学整体性的历史大转折，并且具有重要的方法论意义。
其一，建立系统科学是现代科学辩证统一的历史需要。古代科学是原始综合，是关于自然、社会及人自身的知识皆包容于哲学（母体）之中；近代科学是以分化为主的分科的学问，沿着不断分化、分析和专门化的道路演进，形成分支林立、相互隔离、难以沟通的局面。随着时间的推移，这种发展模式在现代科学的进程中走到自己顶峰的同时，日益显现出了它的弊端。如果本世纪初虽然捉襟见肘、尚能存在下去，那么50年代后期这种隔离、分支局面再也维系不下去了。何况，各分支学科在对自己领域的中心部分充分研究了之后，必然要向与其他学科接壤的边缘地段拓展，纷纷涌现了不少边缘学科和交叉学科。结果，原本分明的学科界限模糊了，不同领域相互过渡的途径打通了。随之使科学逐渐演变为一个在任何一处都没有鸿沟的整体。
现代社会日趋大型化、复杂化，出现了大工业、大农业、大经济、大军事、大政治、大科学、大教育、大文化等等。任何一个大型而又复杂问题（或系统课题）的解决，都不能由某一个学科单独完成，必须把多学科知识结合起来，进行
跨科研究、综合探讨、整体分析才能奏效。跨科研究势必造成不同学科在更深层次上交叉和沟通。系统科学的分支学科就是在这样的背景下产生的。大型化、复杂化的突出后果，是使社会生活各方面、各领域、各层次再也离不开大规模的规划、组织和协调，于是相应的科学理论和科学方法应运产生。
当然，要求科学重新统一、辩证综合并不意味回到古代科学境地，而是在学科继续分化的同时，以学科的相互沟通、渗透、交叉和辩证综合将更成为主要趋势。这种趋势要求有一种能把现有按纵向划分的学科沟通连缀起来，以提供不同学科都适用的概念、原理和方法，使科学在整体上具有纵横交错的网络结构。系统科学则是适应这种趋势的重要理论成果。
其二，系统科学是科学思维方式转变的结果。古代科学是直观加思辨、笼统看世界的最原始的思维方式，虽然有其辩证综合的合理因素，但是不能对研究对象‚精雕细刻‛和定性分析，逃脱不了‚云山雾罩‛和不识庐山真面目；近代科学（又称经典科学的早期形态）则以形而上学思维方式（体现于机械论自然观、科学观和方法论）取代了古代那种原始粗糙的综合方式，可以对研究对象分门别类研究，以至到了精细程度，并显示出了它的历史作用；自19世纪中叶起，在物理、化学、生物学、天文学、地理学等领域导致了一系列重大发现，向形而上学自然观提出了一个又一个严峻挑战，因而出现了科学向辩证思维复归的历史进程，并在20世纪中叶达到高潮。它体现在如下方面：对某一对象从孤立地研究转向在相互联系中研究；从用静止的观点转向用动态的观点观察事物；从强调用分析方法转向用综合方法和整体上看问题；从研究外力作用下的运动向研究事物由于内在非
①线性作用所导致的自组织 (①自组织：就是系统在演化过程中，在没
有外部力量强行驱使的情况下，系统内部各成员协调动作，导致空间上、时间上
或功能上的联合行动，出现有序的活动结构。这种通过本身的发展的进化而形成的具有一定时空结构和功能结构的系统，称为自组织系统，也叫耗散结构。) 运动；从实体中心论转向关系（或联系、 中介）研究以至在交叉、边缘处开辟中心；从非除目的性、秩序性、组织性、能动性等概念上，重又转向接纳这些概念；从偏爱寻求平衡态、可逆性和线性特性转向重点研究非平衡态、不可逆过程和非线性特性；从否定模糊性转向承认模糊性……。这些变化皆体现了辩证性、整体性、最优化和信息化，这刚好是系统科学的研究对象和要求建立系统科学的意义。
其三，系统科学是建设信息社会的智力工具。就是说系统科学的出现不仅是一种思想文化现象，也不但是科学内在逻辑的必然结果，还有着深厚的社会历史根源。克勒认为经典科学是以实验为基础的一维科学，而系统科学由于以理论为基础而代表了科学的第二维度，还有其他一些对比观点，尽管尚待商榷，但是他能站在社会转型的高度考察系统科学的意义，是正确的。正如克勒指出的‚这一新型社会的突现和发展始终同计算机（或信息处理）技术
以及与此相联系的智力发展，如控制学、一般系统论、信息论、决策分析和人工智能等密切相关。‛仅仅从通信工程、控制工程、经济管理的需要来说明信息技术、自动化技术、系统工程以及相关系统理论的产生是不够的。还应当从信息技术、自动化技术、系统工程是建设信息社会必须的基本技术的同时，还必须从信息学、控制学、运筹学、事理学和系统学是建设信息社会所必需的科学理论上加以理解方更深刻。
社会信息化的另一面是世界系统化，全球一体化，而系统科学则是世界系统化的观念形态的表现。要理解世界社会形态如何演化，比如从工业社会向信息社会转变；要分析国际政治和经济秩序如何变革，比如冷战结构解体，多极世界
格局如何形成；还有如何设计信息社会的方方面面的问题，以顺利实现社会的转型，都需要从系统科学中寻求思路、概念、原理和方法。如此说，系统科学还具有方法论意义。因此，其地位便显得格外重要！
1.3 系统科学的方法论特征
系统科学在现代科学方法论研究中占有重要地位，这一点从其所具有的方法论特征上体现出来：
1、整体性。这是系统科学的基本出发点并始终把研究对象视为一个整体。很显然具有方法的本征。其根据就是世界上各种事物、过程都不是杂乱无章的偶然堆积，而是一个合乎规律的由各种要素组成的有机体。该有机体的性质与规律只存在于组成其相互联系、相互作用的各要素之中。而且各组成部分的孤立特征和活动的总和，不能反映整体的特征和活动方式。因此，系统科学所体现的内在方法，突破了以往传统分析方法的局限，不再要求人们硬把活的有机体和各种客体的整体性，分解为‚死‛的若干部分，然后机械相加，而是直接从整体和部分相互依赖、相互结合和相互制约的关系中，揭示系统的整体特征和运动规律。
2、综合性。系统科学方法继承了传统综合方法的核心——联系的观点，结合现代科学发展的实际，赋予了新意。它要求对任一客观对象的研究都必须从其结构、成分、功能、相互联系的方式及其历史发展等多方面，一开始就进行综合性考察。并具始终注意从纵横相结合的一切方面，研究某类或几类事物以至全部对象的共同属性和共同规律。
3、有效性。以往的研究方法只注意解决单因素、静态和简单的系统，而对多因素、动态、复杂系统的问题则无能为力。今天，在电子计算机配合之下，运用系统科学方法顺
利解决多因素、动态或复杂系统问题，提供了可能性和现实性。
4、定量化。系统科学方法在描述客体时，总是尽量采用数学语言，使问题得到较精确的定量统计，因而便得包括社会、经济在内的许多复杂系统的研究，从定性走向量化。正因为系统科学具有这样的数学特征，所以，至今还有人把其相关的部分视为数学的分支。事实上它们的确有力地推动了应用数学的发展。
5、最优化。这一特征体现了系统科学方法解决问题时所要达到的目标，这是传统方法所不能及的。它可以根据需要和可能为系统确定出优化目标，运用新技术手段和处理方法，把整个系统逐级分成不同等级和层次，在动态中协调整体和部分的关系，使部分的功能和目标服从系统总体的最佳目标，以达到总体最优。
6、信息化。系统科学解决问题不是着眼于物质的能量，而是信息。即它撇开具体物质和能量形态，而把任何物质系统都视为信息的获取、传输、加工和处理过程，并认为正是由于内部存在的信息流才使系统维持正常、有序和有目的性的运动。进而把任何实践活动都可简化为三股流：人流、物流和信息流。其中信息流起着支配作用，它调节着人流和物流方向、目标。据此，可以控制信息流向。它对科学研究、调节社会平衡等都有益。
7、改变了处理问题的方式，实现了“人——机系统”。通常人是思维的唯一主体，人脑是信息加工的唯一器官。但是，现实问题越来越复杂，处理的信息越来越多，单靠人脑加工信息已远远不能适应需要。系统科学却提供了人作为思维主体，利用电脑而组成了‚人——机系统‛，以实现最佳处理问题的目标。
8、使唯物辩证法更加具体化和精确化。系统科学沟通了哲学与自然科学的联系，而辩证法就是关于普遍联系、普遍发展及其整体性、系统性的科学，系统科学正揭示了事物之间的信息联系和系统的联系。这便使得揭示事物普遍联系、普遍发展及其整体、系统性质的唯物辩证法具体化了。何况系统科学能用数学的表达式精确地描述了上述联系、相互作用及其相互转化的关系，从而为进一步发展辩证唯物主义提供了丰富的材料。它证明了列宁关于‚自然科学正在产生着辩证唯物主义‛这一科学的论断。
通过上述，不难理解系统科学所具有的方法论属性以及在科学方法论中的重要地位。甚至可以说它是第三次工业技术革命和当前正在深入发展中的新技术（文艺复兴后的第四次）革命在方法论上的标志。
1.4 系统科学与其他学科的关系
系统科学与具有特殊类型的系统意义的相关学科是不同的，不能同等对待。分以下几种类型：
1、与控制学、信息学的关系。控制学只研究具有控制意义的问题，信息学只研究具有信息意义的问题。虽然研究的都是系统现象和系统问题，具有系统意义，但是都脱离不开系统范围内实现控制和信息传递、交流、处理，即控制学所研究的具有控制意义的问题，信息学所研究的具有信息意义的问题，一概都是在具有同一系统意义的范围内进行或展开的，因此，控制学、信息学与系统科学不处于同一层次，而是系统科学内的分支系统，有区别有联系。
2、与运筹学的关系。运筹学只研究具有运筹意义的问题。正如一个函数表达式和一组代数不等式，本来只具有数学意义，如果该函数能刻画某项事理活动并能反映其功能目标对决策变量的依存关系，那组代数不等式能刻画决策变量
所受到的限制，它们就成了描述该项事理活动——即具有系统现象（或系统问题）以数学模型的表示。原来具有系统意义的问题研究离不开运筹学，运筹学是处理具有系统意义问题的数学表达形式，所以它们也是有区别有联系的问题。
3、与某些交叉科学或边缘科学的关系。凡是具有系统意义上的现象和问题，总是普遍存在于一切学科领域，并非只出现于某些学科的边缘或交叉地段。系统科学是研究一切具有系统意义的现象及共性问题的学问，如此说，运用系统思想和方法研究经济问题、天文问题或其他各种问题，则属于系统科学与经济学、天文学等的交叉领域，所建立起来的系统理论，虽然添充了系统科学的内容，但不算系统科学标准的组成部分，而是交叉学科。所以仍是有区别有联系。 比如，耗散结构论、超循环论、突变论、协同论等应属‚系统理论‛，无疑对于系统科学的发展有重大推动、证实和完善作用，但是不能等同。因为耗散结构论有强烈的物理学（特别是热力学）背景，超循环论有强烈的生物学背景。至于突变论和协同论具有浓烈的数学色彩，也不能简单地归入系统科学。从系统角度研究一切具有系统意义的问题才是系统科学。毫无疑问，正如上述那些理论对于建立系统科学有十分重要的参数意义，但它们又不等于系统科学本身，而是有区别有联系的关系。
4、与其他科学的关系。系统科学既不属于自然科学，也不属于社会科学。按照人们观察世界的不同视角和科学发展的深入状况，钱学森把现代科学划分为11大门类：自然科学、社会科学、数学科学、思维科学、系统科学、人体科学、行为科学、地理科学、军事科学、文艺科学和建筑科学。原来系统科学与另外10个门类是并列的和平等的关系，这是从门类上划分；若从学科内容上分析，系统科学与其他学科都相互交叉和贯通，起方法论作用，即要研究其各大门类
科学，都离不开从系统角度进行整体研究以及分析整体与部分的关系；何况，自然科学、社会科学等是按纵向划分的科学门类，分属于客观世界的不同领域，但不论自然系统现象或社会系统现象，只要是系统问题，都可撇开具体领域的特殊内容、状态和性质，而仅仅当作系统来研究，原来那10大科学门类，一旦剔除其内容等，倒皆成了系统科学的研究对象了。这便无误地规定了系统科学的横断性，而那10门科学则侧重于纵向性，这也是它们的不同。
5、与运筹学以外的其他数学的关系。很明显，系统科学不但从系统意义上研究系统现象和系统问题，而且免不了要大量的数学计算，有些分支甚至被视为现代数学的组成部分，如信息论、控制论、突变论等。反之，现代数学又渗透着鲜明的系统思想，有些分支明确宣布以‚系统‛为研究对象。因之，两者关系既十分紧密，又是两种不同的横断科学，代表着观察世界的两种不同视角。数学方法和系统方法都是具有广泛适用性的横断科学方法。但要注意，有系统意义的问题不一定都有数学意义，有数学意义的问题也不一定都有系统意义，为此，贝塔朗菲才认为‚系统思想即使不能用数学表达，或始终只是一种‘指导思想’而不是一种数学构想，也仍保持其价值‛。所以要具体分析，特别是研究和解决复杂的（巨型的）系统问题时，贝塔朗菲的观点尤其重要。
1.5 系统科学的体系结构
关于系统科学的体系结构的探讨，起始于70年代初，贝塔朗菲率先提出这个问题，还提出了一个构想纲领，但不成功。80年代初，钱学森重新提出这个课题并进行了探讨。现代科学技术是一个庞大的知识体系，由不同门类组成。既然都是知识系统，都从实践中、历史长河中总结出来，那么不同的门类知识，应当具有某种共同的体系结构。但这要从以下情况分析起：
首先是自然科学——最早产生，历史悠久，发育成熟。钱学森认为自然科学有三个层次，即工程技术层次，如机械工程、电子工程；技术科学层次，如机械力学、电工学；基础科学层次，如物理学、化学。自然科学又通过自然辩证法这座桥梁与哲学联系起来（参见图1.5—1）。
其次是社会科学和人文科学——产生的较晚，与自然科学比起来谈不上历史悠久。按照钱学森的观点，在马克思主义产生之前，还没有真正的社会科学产生。社会科学的各个学科，特别是人文科学，主观色彩太多，受阶级的政治的干预太大，这是不言而喻的。因此，它仍在发展和形成之中。但是，看得出这个大领域同样应分为三个层次：专业知识层次，如文稿写作、文艺编辑知识等；专业基础知识，如新闻学、哲学等。社会科学（包括人文科学）又通过历史唯物主义这座桥梁与哲学联系起来（参见图1.5—2）。
再次是考察其他学科发现，上述两个图表所反映的体系结构模式是共同的，适合于各科学层次体系模式。学术界由此提出‚三个层次一座桥梁‛学科体系的一般框架（参见图
1.5—3）。因此，属于工程技术和具体专业操作知识层次的学科，提供直接用于改造客观世界的知识，技术科学和其他专业基础知识层次的学科，提供指导工程技术和专业操作知识理论及依据，基础科学层次（包括社会科学）则提供指导技术科学和指导怎样观察社会和适应社会的理论，然后再通过相应的哲学分论（分支）上升到哲学层次并受哲学的指导。
把上述的一般结构框架运用于系统科学，发现它已具备诸如工程技术（包括系统工程、信息技术等）与技术科学（包括运筹学、控制学、信息学）两个层次，但相当于基础科学的层次是什么内容，似乎属于空白。最早提出这样观点的是钱学森同志，并发出了尽快建立系统科学体系结构的号召，而且明确指出关键是填补基础科学层次的空白，钱学森认为它应命名为‚系统学‛，其体系结构应该像（图1.5—4）所示那样。目前学术界主张把系统科学界
定为‚一门新的基础科学‛，如果这样，系统学的名称就没必要提出来。钱学森关于系统科学体系的设想符合历史和现实的逻辑，即系统科学是一大类学科体系，它包括三个层次。各门系统工程属于系统科学，但不是基础科学，而信息学、
控制学和运筹学也不应视为基础科学。至于交叉、边缘学科（耗散结构论、突变论、循环论）等，还有相关的数学（非线性科学等）亦不应成为基础科学。然而‚系统学‛仍未建立起来，或者说正在形成之中。因为，自组织理论、非线性动力学等已提供了大量构筑材料，从图（1.5—4）中也看出信息学、控制学、运筹学、系统工程等分支学科已基本成熟。近年来，钱学森围绕系统科学体系建立仍在深入思考，并提出新的看法，主要有：其一，‚系统学‛是关于巨系统的理论，包括简单巨系统学和开放的复杂巨系统学；其二，技术科学层次的系统科学分支一律称‚学‛而不称‚论‛，包括信息学、控制学、运筹学和事理学等。
系统科学通向哲学的桥梁需要有一个建立过程。它是一个广阔的研究领域，作为桥梁，有连接科学的一端，也有连接哲学的一端，桥上还可以有不同的通道。用系统论或系统观来称谓，难以看到这个领域的全貌。采用系统科学哲学的名称较为妥贴。系统科学哲学也有层次，连接科学的一端须直接对系统科学的内容进行哲学概括，主要包括系统科学辩证法、系统科学认识论、系统科学方法论等，还包括系统科学史、系统科学与科技革命、系统科学与社会等方面的研究。这些内容很难用‚系统论‛来统称；连接哲学的一端是对这些分支的进一步抽象概括，有更多的哲学思辨性。把这个子层次称为系统论或系统观更贴切些。
基于以上分析，应当把系统科学的体系结构用（图1.5—5）表示出来。
总的说，在系统科学（包括系统科学哲学）的建立和发展中，钱学森同志做出了突出贡献。许多同仁也为这一科学的体系结构的形成和发展中添砖加瓦。特别是钱学森在三个方面的贡献不可抹煞，即：他是我国系统科学研究的发动者和带头人；又是系统科学研究中主要观点的提出者；还提出了系统科学论的研究方法。
现在位置：主页->校长推荐
学校系统管理的理论与实践
第一章 系统科学简介
1.1 系统科学产生的背景
任何一门学科，只有当它能够满足所处时代的社会生存与发展的客观需要，同时学科内在逻辑必要的前期预备性条件又已基本成熟时，它才会应运而生，并为世所容所重，得以充分发展。系统科学产生与发展的历史充分体现了这一点。
系统科学的产生与信息学、控制学、运筹学等学科的萌芽、产生密切相关。
信息学的渊源应追溯到19世纪发明电报和电话。电信技术的实践提出大量需要从理论上回答和进行定量计算的问题，把信息技术与数学、物理学、工程学联系起来，出现了对信息问题的早期研究。控制学的渊源要追溯到瓦特蒸汽机调速器对自动调节技术的应用。蒸汽机的广泛应用所促成的大机器工业带来对自动化技术的强烈社会需求，由此产生了对控制理论的需求。运筹学和系统工程的渊源应追溯到19世纪末出现的垄断性大企业对经营管理技术的需求。还有一个强大的动力是来自战争的需要。第二次世界大战是定量化系统理论和工程技术发展的里程碑。由于战胜法西斯的需要把一大批有才干的科学家吸引到这些领域。他们在信息学、控制学、运筹学、系统工程等方面积累了丰富的实践经验，去消化、总结和发展前人的工作，建构信息学和控制学的理论框架。一些科学家从事拟定和评价作战计划，改进作战技术以及装备的使用方法等研究，直接形成了军事运筹学；再经过战后向民用部门的推广和理论总结，形成了一般运筹学，第一批系统技术科学就是这样产生的。
在基础理论研究方面，20世纪以来，物理学、心理学、社会学等领域同时提出大量系统问题，要求转变思维方式，建立相应的基础理论。贝塔朗菲( 贝塔朗菲：加拿大籍奥地利理论生物学家，一般系统论的创始人。从1954年起同A. 拉波波特等人一起建立一般系统科学的文章，并著有《一般系统》。) 的一般系统理论就是适应这种需要产生的。
信息学与信息技术，控制学与控制技术，运筹学与系统工程，这些学科一经产生就在社会生活各方面造成了巨大影响，深刻地改变了现代社会的方方面面。这反过来又成为推动系统研究发展的强大动力。系统科学的研究在二战后的每一个十年都有重要发展，都有新的系统理论出现。70年代前后的更是一个迅猛发展的时期。
系统科学在70年代的重大发展体现在三个方面：第一，以理论自然科学和数学的最新成果为依托，出现了一系列基础科学层次的系统理论，使系统研究真正走出工程技术和技术科学的范围，为建立系统学提供了知识准备。
第二，围绕解决环境污染、能源匮乏、人口爆炸等世界性危机，开展了一系列重大交叉课题的研究，使系统研究与人类社会各方面紧密联系起来，成为建立整体上描述世界的新理论框架——系统科学的强大推动力。第三，提出建立系统科学体系问题，实现了系统科学从分立到整合的发展。 在系统科学的重大发展中包含着三次重大的整合工作。第一次整合工作是贝塔朗菲进行的，贝塔朗菲试图按他的框架把五花八门的系统研究综合为一门统一的学科。第二次整合工作是哈肯(哈肯：协同学的创始人，德国物理学家。著有《协同学导论》。) 进行的，虽然他当时尚未接受系统科学这个提法，但哈肯明确提出要把相关研究统一起来，试图以协同学为基础来实现。第三次整合是钱学森做的，他提出了体系结构，这标志着系统科学从分立到整合的发展。
从时间角度看，系统科学的形成，大致可分为两个阶段，第一个阶段是从20世纪40年代起至70年代止，这个时期包含了系统科学的萌芽，并产生了一些‚构件‛，但尚未组织成为一个有机整体。第二个阶段是从20世纪70年代至今，这个时期不但‚构件‛进一步齐全完善，而且已经形成初步的结构框架，作为一种知识系统的系统科学在整体上算是形成了。
1.2 建立系统科学的意义
系统科学的产生和发展，不仅在现代科学总体系中增加了一大门类，而且关联着一场科学革命。这场革命不是局域上的，而是指科学整体性的历史大转折，并且具有重要的方法论意义。
其一，建立系统科学是现代科学辩证统一的历史需要。古代科学是原始综合，是关于自然、社会及人自身的知识皆包容于哲学（母体）之中；近代科学是以分化为主的分科的学问，沿着不断分化、分析和专门化的道路演进，形成分支林立、相互隔离、难以沟通的局面。随着时间的推移，这种发展模式在现代科学的进程中走到自己顶峰的同时，日益显现出了它的弊端。如果本世纪初虽然捉襟见肘、尚能存在下去，那么50年代后期这种隔离、分支局面再也维系不下去了。何况，各分支学科在对自己领域的中心部分充分研究了之后，必然要向与其他学科接壤的边缘地段拓展，纷纷涌现了不少边缘学科和交叉学科。结果，原本分明的学科界限模糊了，不同领域相互过渡的途径打通了。随之使科学逐渐演变为一个在任何一处都没有鸿沟的整体。
现代社会日趋大型化、复杂化，出现了大工业、大农业、大经济、大军事、大政治、大科学、大教育、大文化等等。任何一个大型而又复杂问题（或系统课题）的解决，都不能由某一个学科单独完成，必须把多学科知识结合起来，进行
跨科研究、综合探讨、整体分析才能奏效。跨科研究势必造成不同学科在更深层次上交叉和沟通。系统科学的分支学科就是在这样的背景下产生的。大型化、复杂化的突出后果，是使社会生活各方面、各领域、各层次再也离不开大规模的规划、组织和协调，于是相应的科学理论和科学方法应运产生。
当然，要求科学重新统一、辩证综合并不意味回到古代科学境地，而是在学科继续分化的同时，以学科的相互沟通、渗透、交叉和辩证综合将更成为主要趋势。这种趋势要求有一种能把现有按纵向划分的学科沟通连缀起来，以提供不同学科都适用的概念、原理和方法，使科学在整体上具有纵横交错的网络结构。系统科学则是适应这种趋势的重要理论成果。
其二，系统科学是科学思维方式转变的结果。古代科学是直观加思辨、笼统看世界的最原始的思维方式，虽然有其辩证综合的合理因素，但是不能对研究对象‚精雕细刻‛和定性分析，逃脱不了‚云山雾罩‛和不识庐山真面目；近代科学（又称经典科学的早期形态）则以形而上学思维方式（体现于机械论自然观、科学观和方法论）取代了古代那种原始粗糙的综合方式，可以对研究对象分门别类研究，以至到了精细程度，并显示出了它的历史作用；自19世纪中叶起，在物理、化学、生物学、天文学、地理学等领域导致了一系列重大发现，向形而上学自然观提出了一个又一个严峻挑战，因而出现了科学向辩证思维复归的历史进程，并在20世纪中叶达到高潮。它体现在如下方面：对某一对象从孤立地研究转向在相互联系中研究；从用静止的观点转向用动态的观点观察事物；从强调用分析方法转向用综合方法和整体上看问题；从研究外力作用下的运动向研究事物由于内在非
①线性作用所导致的自组织 (①自组织：就是系统在演化过程中，在没
有外部力量强行驱使的情况下，系统内部各成员协调动作，导致空间上、时间上
或功能上的联合行动，出现有序的活动结构。这种通过本身的发展的进化而形成的具有一定时空结构和功能结构的系统，称为自组织系统，也叫耗散结构。) 运动；从实体中心论转向关系（或联系、 中介）研究以至在交叉、边缘处开辟中心；从非除目的性、秩序性、组织性、能动性等概念上，重又转向接纳这些概念；从偏爱寻求平衡态、可逆性和线性特性转向重点研究非平衡态、不可逆过程和非线性特性；从否定模糊性转向承认模糊性……。这些变化皆体现了辩证性、整体性、最优化和信息化，这刚好是系统科学的研究对象和要求建立系统科学的意义。
其三，系统科学是建设信息社会的智力工具。就是说系统科学的出现不仅是一种思想文化现象，也不但是科学内在逻辑的必然结果，还有着深厚的社会历史根源。克勒认为经典科学是以实验为基础的一维科学，而系统科学由于以理论为基础而代表了科学的第二维度，还有其他一些对比观点，尽管尚待商榷，但是他能站在社会转型的高度考察系统科学的意义，是正确的。正如克勒指出的‚这一新型社会的突现和发展始终同计算机（或信息处理）技术
以及与此相联系的智力发展，如控制学、一般系统论、信息论、决策分析和人工智能等密切相关。‛仅仅从通信工程、控制工程、经济管理的需要来说明信息技术、自动化技术、系统工程以及相关系统理论的产生是不够的。还应当从信息技术、自动化技术、系统工程是建设信息社会必须的基本技术的同时，还必须从信息学、控制学、运筹学、事理学和系统学是建设信息社会所必需的科学理论上加以理解方更深刻。
社会信息化的另一面是世界系统化，全球一体化，而系统科学则是世界系统化的观念形态的表现。要理解世界社会形态如何演化，比如从工业社会向信息社会转变；要分析国际政治和经济秩序如何变革，比如冷战结构解体，多极世界
格局如何形成；还有如何设计信息社会的方方面面的问题，以顺利实现社会的转型，都需要从系统科学中寻求思路、概念、原理和方法。如此说，系统科学还具有方法论意义。因此，其地位便显得格外重要！
1.3 系统科学的方法论特征
系统科学在现代科学方法论研究中占有重要地位，这一点从其所具有的方法论特征上体现出来：
1、整体性。这是系统科学的基本出发点并始终把研究对象视为一个整体。很显然具有方法的本征。其根据就是世界上各种事物、过程都不是杂乱无章的偶然堆积，而是一个合乎规律的由各种要素组成的有机体。该有机体的性质与规律只存在于组成其相互联系、相互作用的各要素之中。而且各组成部分的孤立特征和活动的总和，不能反映整体的特征和活动方式。因此，系统科学所体现的内在方法，突破了以往传统分析方法的局限，不再要求人们硬把活的有机体和各种客体的整体性，分解为‚死‛的若干部分，然后机械相加，而是直接从整体和部分相互依赖、相互结合和相互制约的关系中，揭示系统的整体特征和运动规律。
2、综合性。系统科学方法继承了传统综合方法的核心——联系的观点，结合现代科学发展的实际，赋予了新意。它要求对任一客观对象的研究都必须从其结构、成分、功能、相互联系的方式及其历史发展等多方面，一开始就进行综合性考察。并具始终注意从纵横相结合的一切方面，研究某类或几类事物以至全部对象的共同属性和共同规律。
3、有效性。以往的研究方法只注意解决单因素、静态和简单的系统，而对多因素、动态、复杂系统的问题则无能为力。今天，在电子计算机配合之下，运用系统科学方法顺
利解决多因素、动态或复杂系统问题，提供了可能性和现实性。
4、定量化。系统科学方法在描述客体时，总是尽量采用数学语言，使问题得到较精确的定量统计，因而便得包括社会、经济在内的许多复杂系统的研究，从定性走向量化。正因为系统科学具有这样的数学特征，所以，至今还有人把其相关的部分视为数学的分支。事实上它们的确有力地推动了应用数学的发展。
5、最优化。这一特征体现了系统科学方法解决问题时所要达到的目标，这是传统方法所不能及的。它可以根据需要和可能为系统确定出优化目标，运用新技术手段和处理方法，把整个系统逐级分成不同等级和层次，在动态中协调整体和部分的关系，使部分的功能和目标服从系统总体的最佳目标，以达到总体最优。
6、信息化。系统科学解决问题不是着眼于物质的能量，而是信息。即它撇开具体物质和能量形态，而把任何物质系统都视为信息的获取、传输、加工和处理过程，并认为正是由于内部存在的信息流才使系统维持正常、有序和有目的性的运动。进而把任何实践活动都可简化为三股流：人流、物流和信息流。其中信息流起着支配作用，它调节着人流和物流方向、目标。据此，可以控制信息流向。它对科学研究、调节社会平衡等都有益。
7、改变了处理问题的方式，实现了“人——机系统”。通常人是思维的唯一主体，人脑是信息加工的唯一器官。但是，现实问题越来越复杂，处理的信息越来越多，单靠人脑加工信息已远远不能适应需要。系统科学却提供了人作为思维主体，利用电脑而组成了‚人——机系统‛，以实现最佳处理问题的目标。
8、使唯物辩证法更加具体化和精确化。系统科学沟通了哲学与自然科学的联系，而辩证法就是关于普遍联系、普遍发展及其整体性、系统性的科学，系统科学正揭示了事物之间的信息联系和系统的联系。这便使得揭示事物普遍联系、普遍发展及其整体、系统性质的唯物辩证法具体化了。何况系统科学能用数学的表达式精确地描述了上述联系、相互作用及其相互转化的关系，从而为进一步发展辩证唯物主义提供了丰富的材料。它证明了列宁关于‚自然科学正在产生着辩证唯物主义‛这一科学的论断。
通过上述，不难理解系统科学所具有的方法论属性以及在科学方法论中的重要地位。甚至可以说它是第三次工业技术革命和当前正在深入发展中的新技术（文艺复兴后的第四次）革命在方法论上的标志。
1.4 系统科学与其他学科的关系
系统科学与具有特殊类型的系统意义的相关学科是不同的，不能同等对待。分以下几种类型：
1、与控制学、信息学的关系。控制学只研究具有控制意义的问题，信息学只研究具有信息意义的问题。虽然研究的都是系统现象和系统问题，具有系统意义，但是都脱离不开系统范围内实现控制和信息传递、交流、处理，即控制学所研究的具有控制意义的问题，信息学所研究的具有信息意义的问题，一概都是在具有同一系统意义的范围内进行或展开的，因此，控制学、信息学与系统科学不处于同一层次，而是系统科学内的分支系统，有区别有联系。
2、与运筹学的关系。运筹学只研究具有运筹意义的问题。正如一个函数表达式和一组代数不等式，本来只具有数学意义，如果该函数能刻画某项事理活动并能反映其功能目标对决策变量的依存关系，那组代数不等式能刻画决策变量
所受到的限制，它们就成了描述该项事理活动——即具有系统现象（或系统问题）以数学模型的表示。原来具有系统意义的问题研究离不开运筹学，运筹学是处理具有系统意义问题的数学表达形式，所以它们也是有区别有联系的问题。
3、与某些交叉科学或边缘科学的关系。凡是具有系统意义上的现象和问题，总是普遍存在于一切学科领域，并非只出现于某些学科的边缘或交叉地段。系统科学是研究一切具有系统意义的现象及共性问题的学问，如此说，运用系统思想和方法研究经济问题、天文问题或其他各种问题，则属于系统科学与经济学、天文学等的交叉领域，所建立起来的系统理论，虽然添充了系统科学的内容，但不算系统科学标准的组成部分，而是交叉学科。所以仍是有区别有联系。 比如，耗散结构论、超循环论、突变论、协同论等应属‚系统理论‛，无疑对于系统科学的发展有重大推动、证实和完善作用，但是不能等同。因为耗散结构论有强烈的物理学（特别是热力学）背景，超循环论有强烈的生物学背景。至于突变论和协同论具有浓烈的数学色彩，也不能简单地归入系统科学。从系统角度研究一切具有系统意义的问题才是系统科学。毫无疑问，正如上述那些理论对于建立系统科学有十分重要的参数意义，但它们又不等于系统科学本身，而是有区别有联系的关系。
4、与其他科学的关系。系统科学既不属于自然科学，也不属于社会科学。按照人们观察世界的不同视角和科学发展的深入状况，钱学森把现代科学划分为11大门类：自然科学、社会科学、数学科学、思维科学、系统科学、人体科学、行为科学、地理科学、军事科学、文艺科学和建筑科学。原来系统科学与另外10个门类是并列的和平等的关系，这是从门类上划分；若从学科内容上分析，系统科学与其他学科都相互交叉和贯通，起方法论作用，即要研究其各大门类
科学，都离不开从系统角度进行整体研究以及分析整体与部分的关系；何况，自然科学、社会科学等是按纵向划分的科学门类，分属于客观世界的不同领域，但不论自然系统现象或社会系统现象，只要是系统问题，都可撇开具体领域的特殊内容、状态和性质，而仅仅当作系统来研究，原来那10大科学门类，一旦剔除其内容等，倒皆成了系统科学的研究对象了。这便无误地规定了系统科学的横断性，而那10门科学则侧重于纵向性，这也是它们的不同。
5、与运筹学以外的其他数学的关系。很明显，系统科学不但从系统意义上研究系统现象和系统问题，而且免不了要大量的数学计算，有些分支甚至被视为现代数学的组成部分，如信息论、控制论、突变论等。反之，现代数学又渗透着鲜明的系统思想，有些分支明确宣布以‚系统‛为研究对象。因之，两者关系既十分紧密，又是两种不同的横断科学，代表着观察世界的两种不同视角。数学方法和系统方法都是具有广泛适用性的横断科学方法。但要注意，有系统意义的问题不一定都有数学意义，有数学意义的问题也不一定都有系统意义，为此，贝塔朗菲才认为‚系统思想即使不能用数学表达，或始终只是一种‘指导思想’而不是一种数学构想，也仍保持其价值‛。所以要具体分析，特别是研究和解决复杂的（巨型的）系统问题时，贝塔朗菲的观点尤其重要。
1.5 系统科学的体系结构
关于系统科学的体系结构的探讨，起始于70年代初，贝塔朗菲率先提出这个问题，还提出了一个构想纲领，但不成功。80年代初，钱学森重新提出这个课题并进行了探讨。现代科学技术是一个庞大的知识体系，由不同门类组成。既然都是知识系统，都从实践中、历史长河中总结出来，那么不同的门类知识，应当具有某种共同的体系结构。但这要从以下情况分析起：
首先是自然科学——最早产生，历史悠久，发育成熟。钱学森认为自然科学有三个层次，即工程技术层次，如机械工程、电子工程；技术科学层次，如机械力学、电工学；基础科学层次，如物理学、化学。自然科学又通过自然辩证法这座桥梁与哲学联系起来（参见图1.5—1）。
其次是社会科学和人文科学——产生的较晚，与自然科学比起来谈不上历史悠久。按照钱学森的观点，在马克思主义产生之前，还没有真正的社会科学产生。社会科学的各个学科，特别是人文科学，主观色彩太多，受阶级的政治的干预太大，这是不言而喻的。因此，它仍在发展和形成之中。但是，看得出这个大领域同样应分为三个层次：专业知识层次，如文稿写作、文艺编辑知识等；专业基础知识，如新闻学、哲学等。社会科学（包括人文科学）又通过历史唯物主义这座桥梁与哲学联系起来（参见图1.5—2）。
再次是考察其他学科发现，上述两个图表所反映的体系结构模式是共同的，适合于各科学层次体系模式。学术界由此提出‚三个层次一座桥梁‛学科体系的一般框架（参见图
1.5—3）。因此，属于工程技术和具体专业操作知识层次的学科，提供直接用于改造客观世界的知识，技术科学和其他专业基础知识层次的学科，提供指导工程技术和专业操作知识理论及依据，基础科学层次（包括社会科学）则提供指导技术科学和指导怎样观察社会和适应社会的理论，然后再通过相应的哲学分论（分支）上升到哲学层次并受哲学的指导。
把上述的一般结构框架运用于系统科学，发现它已具备诸如工程技术（包括系统工程、信息技术等）与技术科学（包括运筹学、控制学、信息学）两个层次，但相当于基础科学的层次是什么内容，似乎属于空白。最早提出这样观点的是钱学森同志，并发出了尽快建立系统科学体系结构的号召，而且明确指出关键是填补基础科学层次的空白，钱学森认为它应命名为‚系统学‛，其体系结构应该像（图1.5—4）所示那样。目前学术界主张把系统科学界
定为‚一门新的基础科学‛，如果这样，系统学的名称就没必要提出来。钱学森关于系统科学体系的设想符合历史和现实的逻辑，即系统科学是一大类学科体系，它包括三个层次。各门系统工程属于系统科学，但不是基础科学，而信息学、
控制学和运筹学也不应视为基础科学。至于交叉、边缘学科（耗散结构论、突变论、循环论）等，还有相关的数学（非线性科学等）亦不应成为基础科学。然而‚系统学‛仍未建立起来，或者说正在形成之中。因为，自组织理论、非线性动力学等已提供了大量构筑材料，从图（1.5—4）中也看出信息学、控制学、运筹学、系统工程等分支学科已基本成熟。近年来，钱学森围绕系统科学体系建立仍在深入思考，并提出新的看法，主要有：其一，‚系统学‛是关于巨系统的理论，包括简单巨系统学和开放的复杂巨系统学；其二，技术科学层次的系统科学分支一律称‚学‛而不称‚论‛，包括信息学、控制学、运筹学和事理学等。
系统科学通向哲学的桥梁需要有一个建立过程。它是一个广阔的研究领域，作为桥梁，有连接科学的一端，也有连接哲学的一端，桥上还可以有不同的通道。用系统论或系统观来称谓，难以看到这个领域的全貌。采用系统科学哲学的名称较为妥贴。系统科学哲学也有层次，连接科学的一端须直接对系统科学的内容进行哲学概括，主要包括系统科学辩证法、系统科学认识论、系统科学方法论等，还包括系统科学史、系统科学与科技革命、系统科学与社会等方面的研究。这些内容很难用‚系统论‛来统称；连接哲学的一端是对这些分支的进一步抽象概括，有更多的哲学思辨性。把这个子层次称为系统论或系统观更贴切些。
基于以上分析，应当把系统科学的体系结构用（图1.5—5）表示出来。
总的说，在系统科学（包括系统科学哲学）的建立和发展中，钱学森同志做出了突出贡献。许多同仁也为这一科学的体系结构的形成和发展中添砖加瓦。特别是钱学森在三个方面的贡献不可抹煞，即：他是我国系统科学研究的发动者和带头人；又是系统科学研究中主要观点的提出者；还提出了系统科学论的研究方法。
现在位置：主页->校长推荐