系統(tǒng)理論（錢(qián)學(xué)森院士倡立的系統(tǒng)科學(xué)）

起源發(fā)展

系統(tǒng)思想源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，但作為一門(mén)科學(xué)的系統(tǒng)論，人們公認(rèn)是美籍奧地利人、理論生物學(xué)家L.V.貝塔朗菲（L.Von.Bertalanffy）創(chuàng)立的。他在1932年提出“開(kāi)放系統(tǒng)理論”，提出了系統(tǒng)論的思想。1937年提出了一般系統(tǒng)論原理，奠定了這門(mén)科學(xué)的理論基礎(chǔ)。但是他的論文《關(guān)于一般系統(tǒng)論》，到1945年才公開(kāi)發(fā)表，他的理論到1948年在美國(guó)再次講授“一般系統(tǒng)論”時(shí)，才得到學(xué)術(shù)界的重視。確立這門(mén)科學(xué)學(xué)術(shù)地位的是1968年貝塔朗菲發(fā)表的專(zhuān)著：《一般系統(tǒng)理論：基礎(chǔ)、發(fā)展和應(yīng)用》（《General System Theory;Foundations,Development, Applications》），該書(shū)被公認(rèn)為是這門(mén)學(xué)科的代表作。貝塔朗菲臨終前發(fā)表了《一般系統(tǒng)論的歷史與現(xiàn)狀》一文，探討系統(tǒng)研究的未來(lái)發(fā)展。此外，它還與拉維奧萊特（A.Laviolette）合寫(xiě)了《人的系統(tǒng)觀》一書(shū)。

系統(tǒng)論認(rèn)為，整體性、關(guān)聯(lián)性，等級(jí)結(jié)構(gòu)性、動(dòng)態(tài)平衡性、時(shí)序性等是所有系統(tǒng)的共同的基本特征。這些既是系統(tǒng)所具有的基本思想觀點(diǎn)，而且它也是系統(tǒng)方法的基本原則，表現(xiàn)了系統(tǒng)論不僅是反映客觀規(guī)律的科學(xué)理論，具有科學(xué)方法論的含義，這正是系統(tǒng)論這門(mén)科學(xué)的特點(diǎn)。貝塔朗菲對(duì)此曾作過(guò)說(shuō)明，英語(yǔ)System Approach直譯為系統(tǒng)方法，也可譯成系統(tǒng)論，因?yàn)樗瓤纱砀拍睢⒂^點(diǎn)、模型，又可表示數(shù)學(xué)方法。他說(shuō)，我們故意用Approach這樣一個(gè)不太嚴(yán)格的詞，正好表明這門(mén)學(xué)科的性質(zhì)特點(diǎn)。

系統(tǒng)理論

我們可以把復(fù)雜性方法論原則概括為以下幾個(gè)方面：

??整體性

系統(tǒng)觀點(diǎn)的第一個(gè)方面的內(nèi)容就是整體性原理或者說(shuō)聯(lián)系原理。從哲學(xué)上說(shuō)，所謂系統(tǒng)觀點(diǎn)首先不外表達(dá)了這樣一個(gè)基本思想：世界是關(guān)系的集合體，而非實(shí)物的集合體。整體性方法論原則就根據(jù)于這種思想。

系統(tǒng)科學(xué)的一般理論可簡(jiǎn)單概括如下：所謂系統(tǒng)是指由兩個(gè)或兩個(gè)以上的元素（要素）相互作用而形成的整體。所謂相互作用主要指非線性作用，它是系統(tǒng)存在的內(nèi)在根據(jù)，構(gòu)成系統(tǒng)全部特性的基礎(chǔ)。系統(tǒng)中當(dāng)然存在著線性關(guān)系，但不構(gòu)成系統(tǒng)的質(zhì)的規(guī)定性。系統(tǒng)的首要特性是整體突現(xiàn)性，即系統(tǒng)作為整體具有部分或部分之和所沒(méi)有的性質(zhì)，即整體不等于（大于或小于）部分之和，稱(chēng)之為系統(tǒng)質(zhì)。與此同時(shí)，系統(tǒng)組分受到系統(tǒng)整體的約束和限制，其性質(zhì)被屏蔽，獨(dú)立性喪失。這種特性可稱(chēng)之為整體突現(xiàn)性原理，也稱(chēng)非加和性原理或非還原性原理。整體突現(xiàn)性來(lái)自于系統(tǒng)的非線性作用。系統(tǒng)存在的各種聯(lián)系方式的總和構(gòu)成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的直接內(nèi)容就是系統(tǒng)要素之間的聯(lián)系方式；進(jìn)一步來(lái)看，任何系統(tǒng)要素本身也同樣是一個(gè)系統(tǒng)，要素作為系統(tǒng)構(gòu)成原系統(tǒng)的子系統(tǒng)，子系統(tǒng)又必然為次子系統(tǒng)構(gòu)成……如此，則…→次子系統(tǒng)→子系統(tǒng)→系統(tǒng)之間構(gòu)成一種層次遞進(jìn)關(guān)系。因而，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)另一個(gè)方面的重要內(nèi)容就是系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特性可稱(chēng)之為等級(jí)層次原理。與一個(gè)系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的、系統(tǒng)的構(gòu)成關(guān)系不再起作用的外部存在稱(chēng)為系統(tǒng)的環(huán)境。系統(tǒng)相對(duì)于環(huán)境的變化稱(chēng)為系統(tǒng)的行為，系統(tǒng)相對(duì)于環(huán)境表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)稱(chēng)為系統(tǒng)的性能。系統(tǒng)行為所引起的環(huán)境變化，稱(chēng)謂系統(tǒng)的功能。系統(tǒng)功能由元素、結(jié)構(gòu)和環(huán)境三者共同決定。相對(duì)于環(huán)境而言，系統(tǒng)是封閉性和開(kāi)放性的統(tǒng)一。這使系統(tǒng)在與環(huán)境不停地進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息交換中保持自身存在的連續(xù)性。系統(tǒng)與環(huán)境的相互作用使二者組成一個(gè)更大的、更高等級(jí)的系統(tǒng)。

整體性原則是系統(tǒng)科學(xué)方法論的首要原則。它認(rèn)為，世界是關(guān)系的集合體，根本不存在所謂不可分析的終極單元；關(guān)系對(duì)于關(guān)系物是內(nèi)在的，而非外在的。因而，近代科學(xué)以分析為手段而進(jìn)行的把關(guān)系向始基的線性還原是不能允許的。整體性原則要求，我們必須從非線性作用的普遍性出發(fā)，始終立足于整體，通過(guò)部分之間、整體與部分之間、系統(tǒng)與環(huán)境之間的復(fù)雜的相互作用、相互聯(lián)系的考察達(dá)到對(duì)象的整體把握。具體來(lái)說(shuō)，第一，從單因素分析進(jìn)入到多因素分析；第二，模型本身成為認(rèn)識(shí)目的；第三，從功能到結(jié)構(gòu)。

??動(dòng)態(tài)性

系統(tǒng)觀點(diǎn)的第二個(gè)方面的內(nèi)容就是動(dòng)態(tài)演化原理或過(guò)程原理。從哲學(xué)上看，這一原理不外是說(shuō)：世界是過(guò)程的集合體，而非既成事物的集合體。動(dòng)態(tài)性原則就依據(jù)于這一原理。

系統(tǒng)科學(xué)的動(dòng)態(tài)演化原理的基本內(nèi)容可概括如下：一切實(shí)際系統(tǒng)由于其內(nèi)外部聯(lián)系復(fù)雜的相互作用，總是處于無(wú)序與有序、平衡與非平衡的相互轉(zhuǎn)化的運(yùn)動(dòng)變化之中的，任何系統(tǒng)都要經(jīng)歷一個(gè)系統(tǒng)的發(fā)生、系統(tǒng)的維生、系統(tǒng)的消亡的不可逆的演化過(guò)程。也就是說(shuō)，系統(tǒng)存在在本質(zhì)上是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不過(guò)是動(dòng)態(tài)過(guò)程的外部表現(xiàn)。而任一系統(tǒng)作為過(guò)程又構(gòu)成更大過(guò)程的一個(gè)環(huán)節(jié)、一個(gè)階段。

與系統(tǒng)變化發(fā)展相關(guān)的重要概念，除了我們前面已經(jīng)討論過(guò)的可逆與不可逆、確定性與隨機(jī)性之外，有序與無(wú)序也是刻畫(huà)系統(tǒng)演化形態(tài)特征的重要范疇。熱力學(xué)、協(xié)同學(xué)、控制論和信息論分別用熵、序參量和信息量來(lái)刻畫(huà)有序與無(wú)序。在數(shù)學(xué)上，一般以對(duì)稱(chēng)破缺來(lái)定量刻畫(huà)。通俗地說(shuō)，所謂有序是指有規(guī)則的聯(lián)系，無(wú)序是指無(wú)規(guī)則的聯(lián)系。系統(tǒng)秩序的有序性首先是指結(jié)構(gòu)有序。例如，類(lèi)似雪花的晶體點(diǎn)陣、貝納德花樣、電子的殼層分布、激光、自激振蕩等空間有序，行星繞日旋轉(zhuǎn)等各種周期運(yùn)動(dòng)為時(shí)間有序。結(jié)構(gòu)無(wú)序是指組分的無(wú)規(guī)則堆積。例如，一盤(pán)散沙、滿天亂云、垃圾堆等空間無(wú)序。原子分子的熱運(yùn)動(dòng)、分子的布朗運(yùn)動(dòng)、混沌等各種隨機(jī)運(yùn)動(dòng)為時(shí)間無(wú)序。此外系統(tǒng)秩序還包括行為和功能的有序與無(wú)序。平衡態(tài)與非平衡態(tài)則是刻畫(huà)系統(tǒng)狀態(tài)的概念。平衡態(tài)意味著差異的消除、運(yùn)動(dòng)能力的喪失。非平衡意味著分布的不均勻、差異的存在，從而意味著運(yùn)動(dòng)變化能力的保持。與此相聯(lián)系，有序可分為平衡有序與非平衡有序。平衡有序指有序一旦形成，就不再變化，如晶體。它往往是指微觀范圍內(nèi)的有序。非平衡有序是指有序結(jié)構(gòu)必須通過(guò)與外部環(huán)境的物質(zhì)、能量和信息的交換才能得以維持，并不斷隨之轉(zhuǎn)化更新。它往往是呈現(xiàn)于宏觀范圍內(nèi)的有序。

二十世紀(jì)下半葉出現(xiàn)的自組織理論從多方面探討了有序與無(wú)序相互轉(zhuǎn)化的機(jī)制和條件、不可逆過(guò)程所導(dǎo)致的結(jié)果，即進(jìn)化和退化及其關(guān)系問(wèn)題，著重研究了系統(tǒng)從無(wú)序向有序、從低序向高序轉(zhuǎn)化也即進(jìn)化的可能性和途徑問(wèn)題。

1969年，普利高津提出耗散結(jié)構(gòu)論，這一理論從時(shí)間不可逆性出發(fā)，采用薛定諤最早提出的“負(fù)熵流”概念，使得在不違反熱力學(xué)第二定律的條件下，得出這樣的結(jié)論：遠(yuǎn)平衡開(kāi)放系統(tǒng)可以通過(guò)負(fù)熵流來(lái)減少總熵，自發(fā)地達(dá)到一種新的穩(wěn)定的有序狀態(tài)，即耗散結(jié)構(gòu)狀態(tài)。耗散系統(tǒng)形成以遠(yuǎn)離平衡態(tài)的開(kāi)放系統(tǒng)和系統(tǒng)內(nèi)非線性機(jī)制為條件。非穩(wěn)定性即漲落是建立在非平衡態(tài)基礎(chǔ)上的耗散結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的杠桿。在平衡態(tài)沒(méi)有漲落的發(fā)生；在近平衡態(tài)的線性非平衡區(qū)，漲落只會(huì)使系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生暫時(shí)的偏離，而這種偏離將不斷衰減直至消失；而在遠(yuǎn)平衡的非線性區(qū)，任何一個(gè)微小的漲落都會(huì)通過(guò)相干作用而得到放大，成為宏觀的、整體的“巨漲落”，使系統(tǒng)進(jìn)入不穩(wěn)定狀態(tài)，從而又躍遷到新的穩(wěn)定態(tài)。

1976年德國(guó)理論物理學(xué)家赫爾曼·哈肯出版了《協(xié)同學(xué)導(dǎo)論》一書(shū)，1978年第二版增加了“混沌態(tài)”一章，建立了協(xié)同學(xué)理論的基本框架。協(xié)同學(xué)以信息論、控制論、突變論為基礎(chǔ)，并吸取了耗散結(jié)構(gòu)論的成果，繼耗散結(jié)構(gòu)理論之后進(jìn)一步具體考察了非線性作用如何能夠造成系統(tǒng)的自組織。協(xié)同學(xué)認(rèn)為，系統(tǒng)從無(wú)序向有序轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵并不在于系統(tǒng)是否和在多大程度上處于非平衡態(tài)，只要是一個(gè)由大量子系統(tǒng)構(gòu)成的系統(tǒng)，在一定條件下，它的子系統(tǒng)之間通過(guò)非線性的相互作用就能產(chǎn)生協(xié)同和相干效應(yīng)，從也就能夠自發(fā)產(chǎn)生宏觀的時(shí)空結(jié)構(gòu)，形成具有一定功能的自組織結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出新的有序狀態(tài)。哈肯給出了決定論的動(dòng)力學(xué)方程，并同時(shí)引入二分支概念。從而提供了系統(tǒng)由一個(gè)質(zhì)態(tài)躍遷到另一質(zhì)態(tài)的說(shuō)明方法。當(dāng)系統(tǒng)某個(gè)參數(shù)在域值范圍之外，系統(tǒng)處于穩(wěn)定平衡位置；當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)入域值范圍，系統(tǒng)就成為非穩(wěn)定的，同時(shí)又要形成新的平衡位置。自組織系統(tǒng)形成的兩個(gè)基本條件是：開(kāi)放系統(tǒng)和漲落的存在。由穩(wěn)定平衡到非穩(wěn)定平衡起作用的是外部條件，由非穩(wěn)定平衡到新的穩(wěn)定平衡其作用的是系統(tǒng)漲落。哈肯的理論較好地說(shuō)明了物理學(xué)中的自組織現(xiàn)象，如激光、細(xì)胞繁殖等。但用它說(shuō)明生物和社會(huì)系統(tǒng)有一定困難。

1971年德國(guó)生物學(xué)家愛(ài)肯正式提出了超循環(huán)論。其中心思想是在生命起源和發(fā)展中，從化學(xué)階段到生物進(jìn)化之間有一個(gè)分子的自組織過(guò)程。這個(gè)進(jìn)化階段的結(jié)果是形成了人們當(dāng)前所見(jiàn)的具有統(tǒng)一遺傳密碼的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。這種遺傳密碼的形成有賴(lài)于超循環(huán)組織，這種組織具有“一旦建立就永遠(yuǎn)存在下去”的選擇機(jī)制?？傊?，愛(ài)肯認(rèn)為，“進(jìn)化原理可理解為分子水平上的自組織”，以最終“從物質(zhì)的已知性質(zhì)來(lái)導(dǎo)出達(dá)爾文的原理”。（《控制論、信息論、系統(tǒng)科學(xué)與哲學(xué)》，中國(guó)人民大學(xué)出版社，1986年版，471頁(yè)）

觀點(diǎn)演化

系統(tǒng)要素之間的相互作用是系統(tǒng)存在的內(nèi)在依據(jù)，同時(shí)也構(gòu)成系統(tǒng)演化的根本動(dòng)力。系統(tǒng)內(nèi)的相互作用空間來(lái)看就是系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、聯(lián)系方式，從時(shí)間來(lái)看就是系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)變化，使相互作用中的各方力量總是處于此消彼長(zhǎng)的變化之中，從而導(dǎo)致系統(tǒng)整體的變化。作為系統(tǒng)演化的根據(jù)。系統(tǒng)內(nèi)的相互作用規(guī)定了系統(tǒng)演化的方向和趨勢(shì)。系統(tǒng)演化的基本方向和趨勢(shì)有二：首先，從無(wú)序到有序、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜從低級(jí)到高級(jí)的前進(jìn)的、上升的運(yùn)動(dòng)，即進(jìn)化。產(chǎn)生進(jìn)化的基本根據(jù)是非線性作用及其對(duì)系統(tǒng)的正效應(yīng)在系統(tǒng)中居于主導(dǎo)地位。在這一條件下，非線性作用進(jìn)一步規(guī)定了什么樣的有序結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)并成為穩(wěn)定吸引子，同時(shí)規(guī)定了系統(tǒng)演化可能的分支。其次，從有序到無(wú)序、從高級(jí)到低級(jí)、從復(fù)雜到簡(jiǎn)單的倒退的、下降的方向，也即退化。熱力學(xué)第二定律已經(jīng)表明，在孤立或封閉系統(tǒng)內(nèi)，這一演化趨勢(shì)是不可避免的。普利高津指出，對(duì)于一個(gè)處于熱力學(xué)平衡態(tài)或近（線性）平衡態(tài)的開(kāi)放系統(tǒng)，其運(yùn)動(dòng)由玻耳茲曼原理決定，其運(yùn)動(dòng)方向總是趨于無(wú)序。從相互作用上來(lái)理解，退化主要基于非線性相互作用對(duì)系統(tǒng)的負(fù)效應(yīng)占有了支配地位。

從抽象意義上來(lái)理解，任何現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)都是封閉性和開(kāi)放性的統(tǒng)一。環(huán)境構(gòu)成了系統(tǒng)內(nèi)相互作用的場(chǎng)所，同時(shí)又限定了系統(tǒng)內(nèi)相互作用的范圍和方式，系統(tǒng)內(nèi)相互作用以系統(tǒng)與環(huán)境的相互作用為前提，二者又總是相互轉(zhuǎn)化的。在這個(gè)意義上，系統(tǒng)內(nèi)的相互作用是以系統(tǒng)的外部環(huán)境為條件的。

系統(tǒng)的進(jìn)化尤其依賴(lài)于外部環(huán)境。系統(tǒng)的相干作用是在系統(tǒng)內(nèi)存在差異的情況下表現(xiàn)出來(lái)的。沒(méi)有溫度梯度就不會(huì)有熱傳導(dǎo)，沒(méi)有化學(xué)勢(shì)梯度也不會(huì)有質(zhì)量擴(kuò)散。但熱力學(xué)第二定律指出，系統(tǒng)內(nèi)在差異總是在自發(fā)的不可逆過(guò)程中傾向于被削平，導(dǎo)致系統(tǒng)向無(wú)序的平衡態(tài)演化。因此，必須不斷從外部環(huán)境獲得足夠的物質(zhì)和能量才能使系統(tǒng)差異得以建立和恢復(fù)，維持遠(yuǎn)平衡狀態(tài)，使非線性作用實(shí)現(xiàn)出來(lái)。因此系統(tǒng)必須對(duì)環(huán)境保持開(kāi)放，才能進(jìn)化。但開(kāi)放性只是進(jìn)化的必要條件，而非充分條件。普利高津的耗散結(jié)構(gòu)論指出，孤立系統(tǒng)沒(méi)有熵流（即系統(tǒng)與外界交換物質(zhì)和能量而引起的熵），而任一系統(tǒng)內(nèi)部自發(fā)產(chǎn)生的熵總是大于或等于零的（當(dāng)平衡時(shí)等于0）因此孤立系統(tǒng)的總熵大于零。它總是趨向于熵增，無(wú)序度增大。當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)的熵流不等于零時(shí)，即保持開(kāi)放性時(shí)，有三種情況；第一種情況是熱力學(xué)平衡態(tài)，此種系統(tǒng)中，熵流是大于零的，因此物質(zhì)和能量的涌入大大增加了系統(tǒng)的總熵，加速了系統(tǒng)向平衡態(tài)的運(yùn)動(dòng)。第二種情況是線性平衡態(tài)。它是近平衡態(tài)。其熵流約等于零。這種系統(tǒng)一般開(kāi)始時(shí)有一些有序結(jié)構(gòu)，但最終無(wú)法抵抗系統(tǒng)內(nèi)自發(fā)產(chǎn)生的熵的破壞而趨平衡態(tài)。第三種情況大為不同，這種系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡態(tài)，即熵流小于零，因此物質(zhì)和能量給系統(tǒng)帶來(lái)的是負(fù)熵，結(jié)果使系統(tǒng)有序性的增加大于無(wú)序性的增加，新的組織結(jié)構(gòu)就能從中形成，這就是耗散結(jié)構(gòu)。例如生命系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)等。

穩(wěn)定與漲落是刻畫(huà)系統(tǒng)演化的重要概念。由于系統(tǒng)的內(nèi)外相互作用，使系統(tǒng)要素性能會(huì)有偶然改變，耦合關(guān)系會(huì)有偶然起伏、環(huán)境會(huì)帶來(lái)隨機(jī)干擾。系統(tǒng)整體的宏觀量很難保持在某一平均值上。漲落就是系統(tǒng)宏觀量對(duì)平均值的偏離。按照對(duì)漲落的不同反應(yīng)，可把穩(wěn)定態(tài)分為三種：恒穩(wěn)態(tài)，對(duì)任何漲落保持不變；亞穩(wěn)態(tài)，對(duì)一定范圍內(nèi)的漲落保持不變；不穩(wěn)態(tài)，在任何微小漲落下會(huì)消失。對(duì)于穩(wěn)定態(tài)而言，漲落將被系統(tǒng)收斂平息，表現(xiàn)為向某種狀態(tài)的回歸。在熱力學(xué)平衡態(tài)中，不論何種原因造成的溫度、密度、電磁屬性等的差異，最終都將被消除以至于平衡態(tài)。

但對(duì)于遠(yuǎn)平衡態(tài)，如果系統(tǒng)中存在著正反饋機(jī)制，那么，漲落就會(huì)被放大，導(dǎo)致系統(tǒng)失穩(wěn)，從而把系統(tǒng)推到臨界點(diǎn)上。系統(tǒng)在臨界點(diǎn)上的行為有多種可能性，究竟走向哪一個(gè)分支，是不確定的。是走向進(jìn)化，還是走向退化，是走向這一分支，還是走向那一分支。漲落在其中起著重要的選擇作用。達(dá)爾文的生物進(jìn)化論證明，生物物種的偶然變異的積累可以改變物種原有的遺傳特性，導(dǎo)致新物種的出現(xiàn)。耗散結(jié)構(gòu)論和協(xié)同學(xué)則定量地證明，隨著外界控制參量的變化，原有的穩(wěn)態(tài)會(huì)失穩(wěn)，并在失穩(wěn)的臨界點(diǎn)上出現(xiàn)新的演化分支。一個(gè)激光器，僅僅因?yàn)橥饨绫闷止β实母淖?，就可以穩(wěn)定地發(fā)出自然光、激光或脈沖光，乃至混沌的紊光。

由此可見(jiàn)，穩(wěn)定態(tài)對(duì)漲落的獨(dú)立性是相對(duì)的，超出一定范圍，例如在上述條件下，漲落將支配系統(tǒng)行為。如果漲落被加以鞏固，那就意味著新穩(wěn)態(tài)的形成。漲落在系統(tǒng)演化中的重要作用說(shuō)明，系統(tǒng)演化是必然性與偶然性的辨證統(tǒng)一。普利高津指出，“遠(yuǎn)離平衡條件下的自組織過(guò)程相當(dāng)于偶然性與必然性之間、漲落和決定論法則之間的一個(gè)微妙的相互作用”。（普利高津《從混沌到有序》，上海譯文出版社，1987年版，223頁(yè)）從存在到演化，這是科學(xué)發(fā)展的必然。普利高津可以說(shuō)是這一發(fā)展趨勢(shì)的理論代言人。普利高津首先指出，近代經(jīng)典科學(xué)乃至現(xiàn)代的相對(duì)論和量子力學(xué)都是關(guān)于存在的科學(xué)，機(jī)械論自然觀統(tǒng)治著近代西方世界的科學(xué)觀。他說(shuō)：“對(duì)于經(jīng)典科學(xué)的大多數(shù)奠基者甚至愛(ài)因斯坦來(lái)說(shuō)，科學(xué)乃是一種嘗試，它要越過(guò)表面的世界，達(dá)到一個(gè)極其合理的沒(méi)有時(shí)間的世界”?！敖?jīng)典科學(xué)不承認(rèn)演化和自然界的多樣性”因而，長(zhǎng)期以來(lái)，時(shí)間成為一個(gè)“被遺忘的維數(shù)”。而機(jī)械論自然觀則認(rèn)為“宇宙是單一的、無(wú)限的、不動(dòng)的它不產(chǎn)生自身它是不可毀滅的它是不可改變的”

普利高津進(jìn)而指出，現(xiàn)代科學(xué)正發(fā)生著根本性的改變。他說(shuō)，“經(jīng)典科學(xué)，簡(jiǎn)單被動(dòng)世界的神話科學(xué)，已屬于過(guò)去，它沒(méi)有被哲學(xué)批判或經(jīng)驗(yàn)主義的拋棄所扼殺，但卻被科學(xué)自身的內(nèi)部發(fā)展所滅亡”?！耙环N新的統(tǒng)一性正現(xiàn)露出來(lái)：在所有層次上不可逆性都是有序性的源泉”。正是依據(jù)這一思想，普利高津以耗散結(jié)構(gòu)論在熱力學(xué)第二定律的框架中解決了生物進(jìn)化和熱力學(xué)退化的矛盾。而在1980年出版的《從存在到演化：自然科學(xué)中的時(shí)間和復(fù)雜性》一書(shū)中，普利高津總結(jié)和闡發(fā)了他建立演化科學(xué)的綱領(lǐng)。“也許有一種更為精妙的現(xiàn)實(shí)形式，它既包括定律，也包括博弈，即包括時(shí)間，又包括永恒性” （以上引言轉(zhuǎn)引自《自然辯證法參考讀物》清華大學(xué)出版社，2003年版，119—120頁(yè)）。這里，普利高津試圖通過(guò)對(duì)時(shí)間的再理解，為存在和演化之間架起一座橋梁。

耗散結(jié)構(gòu)理論建立為自然科學(xué)發(fā)展開(kāi)辟了新的方向，協(xié)同學(xué)、超循環(huán)論、混沌理論乃至突變論可以說(shuō)都是這一理論的繼續(xù)。自組織理論的發(fā)展使我們對(duì)自然演化的前提條件、動(dòng)力根據(jù)、誘因途徑、組織形式和發(fā)展前途等已能夠加以較為具體的刻畫(huà)，對(duì)多樣性和統(tǒng)一性、質(zhì)變和量變、肯定和否定、原因與結(jié)果、必然性與偶然性、可能性和現(xiàn)實(shí)性、進(jìn)化和退化等的辨證統(tǒng)一關(guān)系進(jìn)一步從科學(xué)上得到了說(shuō)明，從而建立起真正的關(guān)于演化的科學(xué)。自組織理論的出現(xiàn)和發(fā)展影響是重大的，它前承早期的生物進(jìn)化論、熱力學(xué)，后連大爆炸宇宙論、暴漲宇宙論以及C—P聯(lián)合變換不守恒規(guī)則，并與它們一起，展示了20世紀(jì)演化科學(xué)的時(shí)代。

系統(tǒng)演化原理的提出，最終確立了現(xiàn)代科學(xué)在方法論上的動(dòng)態(tài)性原則。這一原則也可稱(chēng)為歷時(shí)性原則。這一原則要求：不能把系統(tǒng)看作“死系統(tǒng)”，即已經(jīng)完成的、靜止的、永恒的東西，不能僅滿足于靜態(tài)還原，雖然在研究中我們常常被迫采用理想的“孤立系統(tǒng)”、“封閉系統(tǒng)”的概念，但應(yīng)始終牢記任何實(shí)際系統(tǒng)都是動(dòng)態(tài)的“活系統(tǒng)”。熱力學(xué)第三定律指出，絕對(duì)零度永遠(yuǎn)不可達(dá)到。而量子力學(xué)也已證明，即使在絕對(duì)零度，還有“零點(diǎn)能”的存在。因此我們必須克服靜止的形而上學(xué)的思維方式，從系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程中來(lái)把握對(duì)象。要從對(duì)要素的靜態(tài)分析上升為要素之間的相互作用、要素在系統(tǒng)整體中的變化的動(dòng)態(tài)把握；從對(duì)結(jié)構(gòu)的靜態(tài)分析上升為對(duì)內(nèi)外相互作用、結(jié)構(gòu)態(tài)的形成、保持和轉(zhuǎn)化的動(dòng)態(tài)把握；要從對(duì)系統(tǒng)整體的靜態(tài)分析上升為對(duì)系統(tǒng)的發(fā)生、發(fā)展和消亡的總體過(guò)程的動(dòng)態(tài)把握。

動(dòng)態(tài)系統(tǒng)理論是系統(tǒng)科學(xué)的核心，突出地表現(xiàn)了系統(tǒng)科學(xué)的動(dòng)態(tài)性原則。動(dòng)態(tài)系統(tǒng)理論是關(guān)于系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移的動(dòng)力學(xué)過(guò)程的理論，其中心課題是把握系統(tǒng)的演變規(guī)律。其數(shù)學(xué)模型通常為動(dòng)力學(xué)方程，或稱(chēng)為演化方程。它以狀態(tài)變量表示系統(tǒng)狀態(tài)、把系統(tǒng)所有可能狀態(tài)的集合稱(chēng)為狀態(tài)空間，以控制向量表示環(huán)境對(duì)系統(tǒng)的制約；以穩(wěn)定性理論、吸引子理論、分叉理論刻畫(huà)系統(tǒng)的演化。在動(dòng)力學(xué)方程中，一般以微分、差分、積分等表示動(dòng)態(tài)特性的量，來(lái)描述動(dòng)態(tài)過(guò)程中諸變量之間的關(guān)系。在動(dòng)態(tài)系統(tǒng)理論看來(lái)，所謂靜態(tài)系統(tǒng)只能是一種靜態(tài)假設(shè)，它基于這樣一種假設(shè)：即系統(tǒng)狀態(tài)遷移可以瞬間完成。這意味著系統(tǒng)必須有無(wú)限儲(chǔ)能可資利用。但任一實(shí)際系統(tǒng)總是有限的，因而狀態(tài)轉(zhuǎn)移不可能瞬間完成。動(dòng)態(tài)性原則可以說(shuō)貫穿于系統(tǒng)科學(xué)及其方法的每一個(gè)具體內(nèi)容中。各種具體的系統(tǒng)科學(xué)方法無(wú)不體現(xiàn)出動(dòng)態(tài)性特征。

基本內(nèi)容

一般系統(tǒng)論創(chuàng)始人貝塔朗菲，就把他的系統(tǒng)論分為兩部分：狹義系統(tǒng)論與廣義系統(tǒng)論。他的狹義系統(tǒng)論著重對(duì)系統(tǒng)本身進(jìn)行分析研究；而他的廣義系統(tǒng)論則是對(duì)一類(lèi)相關(guān)的系統(tǒng)科學(xué)來(lái)理行分析研究。其中包括四個(gè)方面的內(nèi)容：

1.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與應(yīng)用，主要研究計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域系統(tǒng)及應(yīng)用發(fā)展。

2.應(yīng)用數(shù)學(xué)，主要研究系統(tǒng)的科學(xué)、數(shù)學(xué)系統(tǒng)論。

3.管理工程，主要研究系統(tǒng)的本體論、認(rèn)識(shí)論、價(jià)值論等方面的內(nèi)容。

4.控制理論，主要研究控制論、信息論、運(yùn)籌學(xué)和系統(tǒng)工程等領(lǐng)域。

思想方法

系統(tǒng)論的核心思想是系統(tǒng)的整體觀念。貝塔朗菲強(qiáng)調(diào)，任何系統(tǒng)都是一個(gè)有機(jī)的整體，它不是各個(gè)部分的機(jī)械組合或簡(jiǎn)單相加，系統(tǒng)的整體工功能是各要素在孤立狀態(tài)下所沒(méi)有的新質(zhì)。他用亞里斯多德的“整體大于部分之和”的名言來(lái)說(shuō)明系統(tǒng)的整體性，反對(duì)那種認(rèn)為要素性能好，整體性能一定好，以局部說(shuō)明整體的機(jī)械論的觀點(diǎn)。同時(shí)認(rèn)為，系統(tǒng)中各要素不是孤立地存在著，每個(gè)要素在系統(tǒng)中都處于一定的位置上，起著特定的作用。要素之間相互關(guān)聯(lián)，構(gòu)成了一個(gè)不可分割的整體。要素是整體中的要素，如果將要素從系統(tǒng)整體中割離出來(lái)，它將失去要素的作用。正象人手在人體中它是勞動(dòng)的器官，一旦將手從人體中砍下來(lái)，那時(shí)它將不再是勞動(dòng)的器官了一樣。

系統(tǒng)論的基本思想就是把所研究和處理的對(duì)象，當(dāng)作一個(gè)系統(tǒng)，分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，研究系統(tǒng)、要素、環(huán)境三者的相互關(guān)系和變動(dòng)的規(guī)律性，并優(yōu)化系統(tǒng)觀點(diǎn)看問(wèn)題，世界上任何事物都可以看成是一個(gè)系統(tǒng)，系統(tǒng)是普遍存在的。大至渺茫的宇宙，小至微觀的原子都是系統(tǒng)，整個(gè)世界就是系統(tǒng)的集合。

趨勢(shì)特點(diǎn)

1、系統(tǒng)論與控制論、信息論，運(yùn)籌學(xué)、系統(tǒng)工程、電子計(jì)算機(jī)和現(xiàn)代通訊技術(shù)等新興學(xué)科相互滲透、緊密結(jié)合的趨勢(shì)。

2、系統(tǒng)論、控制論、信息論，正朝著“三歸一”的方向發(fā)展，現(xiàn)已明確系統(tǒng)論是其它兩論的基礎(chǔ)。

3、耗散結(jié)構(gòu)論、協(xié)同學(xué)、突變論、模糊系統(tǒng)理論等等新的科學(xué)理論，從各方面豐富發(fā)展了系統(tǒng)論的內(nèi)容，有必要概括出一門(mén)系統(tǒng)學(xué)作為系統(tǒng)科學(xué)的基礎(chǔ)科學(xué)理論。

4、系統(tǒng)科學(xué)的哲學(xué)和方法論問(wèn)題日益引起人們的重視。在系統(tǒng)科學(xué)的這些發(fā)展形勢(shì)下，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者致力于綜合各種系統(tǒng)理論的研究，探索建立統(tǒng)一的系統(tǒng)科學(xué)體系的途徑。

系統(tǒng)分類(lèi)

系統(tǒng)是多種多樣的，可以根據(jù)不同的原則和情況來(lái)劃分系統(tǒng)的類(lèi)型。

1、按人類(lèi)干預(yù)的情況可劃分自然系統(tǒng)、人工系統(tǒng)。

2、按學(xué)科領(lǐng)域就可分成自然系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)和思維系統(tǒng)。

3、按范圍劃妥則有宏觀系統(tǒng)、微觀系統(tǒng)。

4、按與環(huán)境的關(guān)系劃分就有開(kāi)放系統(tǒng)、封閉系統(tǒng)、孤立系統(tǒng)。

5、按狀態(tài)劃分就有平衡系統(tǒng)、非平衡系統(tǒng)、近平衡系統(tǒng)、遠(yuǎn)平衡系統(tǒng)等等。

任務(wù)目的

系統(tǒng)論的任務(wù)，不僅在于認(rèn)識(shí)系統(tǒng)的特點(diǎn)和規(guī)律，更重要地還在于利用這些特點(diǎn)和規(guī)律去控制、管理、改造或創(chuàng)造一系統(tǒng)，使它的存在與發(fā)展合乎人的目的需要。也就是說(shuō)，研究系統(tǒng)的目的在于調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，各要素關(guān)系，使系統(tǒng)達(dá)到優(yōu)化目標(biāo)。

系統(tǒng)論的出現(xiàn)，使人類(lèi)的思維方式發(fā)生了深刻地變化。以往研究問(wèn)題，一般是把事物分解成若干部分，抽象出最簡(jiǎn)單的因素來(lái)，然后再以部分的性質(zhì)去說(shuō)明復(fù)雜事物。這是勒內(nèi)·笛卡爾（Rene Descartes）奠定理論基礎(chǔ)的分析方法。這種方法的著眼點(diǎn)在局部或要素，遵循的是單項(xiàng)因果決定論，雖然這是幾百年來(lái)在特定范圍內(nèi)行之有效、人們最熟悉的思維方法。但是它不能如實(shí)地說(shuō)明事的的整體性，不能反映事物之間的聯(lián)系和相互作用，它只適應(yīng)認(rèn)識(shí)較為簡(jiǎn)單的事物，而不勝任于對(duì)復(fù)雜問(wèn)題的研究。在現(xiàn)代科學(xué)的整體化和商度綜合化發(fā)展的趨勢(shì)下，在人類(lèi)面臨許多規(guī)模巨大、關(guān)系復(fù)雜、參數(shù)眾多的復(fù)雜問(wèn)題面前，就顯得無(wú)能為力子。正當(dāng)傳統(tǒng)分析方法束手無(wú)策的時(shí)候，系統(tǒng)分析方法卻能站在時(shí)代前列，高屋建瓴，綜觀全局，別開(kāi)生面地為現(xiàn)代復(fù)雜問(wèn)題提供了有效的思維方式。所以系統(tǒng)論，連同控制論、信息論等其他橫斷科學(xué)一起所提供的新思路和新方法，為人類(lèi)的思維開(kāi)拓新路，它們作為現(xiàn)代科學(xué)的新潮流，促進(jìn)著各門(mén)科學(xué)的發(fā)展。

系統(tǒng)論反映了現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)，反映了現(xiàn)代社會(huì)化大生產(chǎn)的特點(diǎn)，反映了現(xiàn)代社會(huì)生活的復(fù)雜性，所以它的理論和方法能夠得到廣泛地應(yīng)用。系統(tǒng)論不僅為現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展提供了理論和方法，而且也為解決現(xiàn)代社會(huì)中的政治、經(jīng)濟(jì)、軍事、科學(xué)、文化等等方面的各種復(fù)雜問(wèn)題提供了方法論的基礎(chǔ)，系統(tǒng)觀念正滲透到每個(gè)領(lǐng)域。

當(dāng)前系統(tǒng)論發(fā)展的趨勢(shì)和方向是朝著統(tǒng)一各種各樣的系統(tǒng)理論，建立統(tǒng)一的系統(tǒng)科學(xué)體系的目標(biāo)前進(jìn)著。有的學(xué)者認(rèn)為，“隨著系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的各種各樣的系統(tǒng)(理)論，而這些系統(tǒng)（理）論的統(tǒng)一業(yè)已成為重大的科學(xué)問(wèn)題和哲學(xué)問(wèn)題。”