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[交流] 《“系统”基本性质的探讨》

《“系统”基本性质的探讨》
四川省威远县教师培训中心高级讲师刘柏宗
邮箱scwylbz20@126.cm
内容摘要
本文试图对“系统论”的基础理论进行一些探讨。从“系统”概念的内涵外延入手，讨论分析“系统”的某些基本问题：
一 • 系统的构成。
二 • 系统内部结构的层阶性。
三• 关系链、网是诸元素形成系统的扭带。
四• 系统自身的运动——演进性。
五• 系统具自组织性。
六• 元素的自我优化。
七• 系统对环境的依赖性。
附• 系统的分类。
正文
加拿大籍奥地利理论生物学家贝塔郎菲在上世纪四十年代末期提出了“系统”的观点。以后经他本人和众多科学工作者的发展、丰富、并运用于各学科领域，现在已成为各学科公认的认识世界和改造世界的有力的方法论。但从大量的资料中都反映出：仅认识到研究事物应着眼于它所在的整体；整体功能大于组成它的各个部分单独的功能之和；（其实各个部分单独的功能几乎都不相同，与整体功能不可同日而语，难于论大小。)要增大系统的功能将对系统进行优化。可是，为什么？怎么办？理论依据有多少？正如著名学者钱学森先生近年来的观点：作为理论的“系统论”本身却还很不严密和完善，可以说连整体理论框架的构筑都还是空白（1）。
一• 系统的构成
系统是由具有某一共同属性的、相互间具有直接或间接联系的若干元素(物质）构成、具有特定功能和运动规律的一个整体。系统外的一切事物构成系统的环境。
一个具体系统的范畴可因研究的目的的不同而有不同的界定。如我们研究太阳系时，太阳及九大行星、若干彗星都是构成太阳系的各元素。属于天体是它们的共同属性。除太阳系本身而外的整个宇宙是太阳系的环境。
系统在一定的时空中运动。如太阳系就占有一定的空间，它某时刻的状态是系统所经历的时间的函数（“大爆炸”理论对此已可做出说明）。
任何一个系统中都有一个居于主导地位的元素，称为核心元素。它控制或影响系统内其它元素的行为和系统的运动发展。它还代表着系统的主要特征或决定了系统的主要功能。
二•系统的基本性质
〈一〉•系统内部结构的层阶性
早在上世纪五十年代，日本学者板田昌一就著文阐述了物质（微粒）的无限可分性。因此系统中的每一个元素都各自有其内部组成或结构。其本身亦可视为一个系统。换句话说就是：任何一个系统都由若干子系统构成。同理，子系统下还都有更次一层的子系统。所以，任何一个系统都由无穷多级不同层次的子系统构成。宇宙是一个大系统，它由银河系和若干河外星系作为元素构成。银河系又由太阳系等若干恒星系作为元素构成……等等。又如一个生态系统中的元素生产者、消费者、分解者都各自形成子系统。……一个生物个体也是一个生命系统。但我们研究任何一个系统时，所涉及的子系统层次总是很有限的。
〈二〉• 关系链、网是诸元素形成系统的扭带
系统中的各元素是通过什么样的联系构成一个整体的呢？生态学研究的成果明确告诉我们：在一个生态系统中，各子系统的元素——各种生物间存在着食物链关系，和环境形成复杂的食物网（2）。在其它系统中是否也存在类似的情况呢？任何一个系统它要运动、要发展，就需要能量、需要物质，系统所需的物质、能量就要从环境获取，并且在系统中各元素间传递和流动，最终还要向环境释放。“要致富，先修路。”“要搞活经济必须先搞活流通。”也揭示了这一事实。对于一般系统而言，现归纳为如下的表述：
⒈任何系统内的元素和环境都形成关系网；任何系统内的元素和子系统元素都处在一定的关系链上，若干条关系链相交错构成系统的子系统元素关系网。
⒉沿着系统内元素间的关系链有物质和能量的传递（常是相伴进行）。双向的信息传递是物质传递和能量传递的前提。
〈三〉•系统自身的运动——演进性
由于任何系统的元素都是由物质构成的，物质都在不停地运动，所以任何一个系统每一时刻都处于不断运动变化状态。和生态系统一样是从无到有，由小到大、由弱到强、由简单到复杂。必然经过产生、发展、最终导致消亡或被新的系统所取代。这样就可以把系统整体的演进过程表示为：
产生（形成）发展（壮大）衰老消亡（替代）
现代天文学证实（3）：星系（星体）运动符合上述规律。几千年的文明史告诉我们，无论哪一个王朝、帝国莫不如是（被更替）。我们身边活生生的率瞪乇砻鳎荷锔鎏? 一个生命系统）也总是从生到死。另外，还应注意到：系统内各元素的数量、它在系统中的地位和作用也是会随系统的运动（时间的推移）而发生变化，核心元素也不例外。这些变化主要是渐变也有突变。
〈四〉•系统具自组织性
若我们从环境角度看系统的演进性，就会发现系统形成初期对环境总是自发地或本能地适应。在发展壮大阶段对环境适者存在并发展，如山川和生态系统等自然系统在不断向环境索取和抗争中壮大。由于自然选择，优胜劣汰，能够存在、发展、壮大的系统就必然是自身的组成、结构合理的系统。这就是系统自组织的事实。若是有人参与的非自然系统，人们就会有意识，有目的地对构成系统的元素的组成、结构、性能进行改组或调整。这里的自组织性就显现得非常充分了。像蚁群、蜂群、猴群这些自然系统中的生物种群系统的自组织性能早已为人们所公认。生态学的研究成果表明：达到生态平衡的生态系统中，存在着三种自动调节。一是同种生物种群密度自动调节；二是异种生物种群数量之间的自动调节；三是各种生物对环境适应性自动调节。由此不难看出自组织性是系统普遍存在的性质之一。
〈五〉• 元素的自我优化
系统自组织的结果就是使系统自我优化。根据系统的层阶性可知，上一级系统的一个元素就是次一级的一个系统。所以元素的自我优化和系统的自我优化是完全同一的。为便于叙述和理解，对系统提“自组织”，对元素提“自我优化”。
〈六〉• 系统对环境的依赖性
系统对环境的依赖性的另一种表述，就是系统具开放性。没有前因绝无后果。没有适宜的温度、适量的水分和空气（适宜的环境条件），植物的种子就不会萌发，新的植株（一个新的生命系统）就不能产生。所以，某一系统的产生必以相应的环境的存在为前提。系统运动发展壮大的过程中所需的物质和能量也必然要环境来提供。系统消亡留下的残余也还要环境来接纳。所以任何一个系统从产生到消亡的整个过程，都要和环境进行物质、能量、信息的交换，都受环境条件所左右。和环境完全、绝对无关的系统实际上是不可能存在的。信息交换、物质交换、能量交换是系统与环境联系的三大纽带。
三• 结语
系统论从1945年提出至现在虽经几十年发展，然而它自身的基础理论并未形成系统。但系统论的一些基本观点，及所揭示的一些事物的发展规律却引起了学术界的广泛观注。系统论的夺目光芒已从茫茫科海中时隐时现地透射出来。
由于系统论是广泛研究事物运动的一般规律的一种方法论。研究范围广，涉及的运动形式复杂多样，未知领域还很宽。本人的知识广度和深度都极其浅陋，可用资料也非常有限。以上对系统的基本性质斗胆议论了一翻。错误和不妥之处，敬请批评指正。

附：系统的分类
按系统受人类活动影响的有无和大小分
自然系统
系统人控系统
非自然系统人造物系统
人系统
“自然系统”是指：系统的元素不含人类及人类活动的产物。系统的环境因素中不含人类活动，或对人类活动的影响可以忽略不计。如太阳系、原始地球生态系统、构成原子的微观粒子系统……等。
“非自然系统”是指：系统的元素可能含人类及人类活动的产物，或系统的环境因素中明显地存在人类活动的影响。如农田生态系统、牧场生态系统、水利工程系统、人类社会……等。
“人控系统”是指：系统的元素不含人类或人类活动的非自然产物，但系统的环境因素中明显地存在人类活动的影响。如农田生态系统、牧场生态系统……等。
“人造物系统”是指：构成系统的若干元素，乃至核心元素是人类活动产生的非自然产物。环境因素中，人类活动的影响是起决定作用的。如水利工程系统、交通运输系统等工程系统。
“人系统”是指：存在于人类社会中，核心元素是人类或组成元素包括人类的系统•人类社会是它的主要环境。如教育系统、金融系统、国防系统……等等。
必然系统
按系统的产生和环境的关系分
非必然系统
“必然系统”是指：环境发展到某一定阶段，就必然导致该系统的形成的系统。如教育系统、金融系统、农田生态系统、……等。
“非必然系统”是指：环境在运动发展的过程中，由于某种偶然因素而产生的系统。如地球自然生态系统就属非必然系统。它不是作为天体的地球运动发展的必然产物，而是地球发展到一定阶段的偶然产物。
宏观系统
按构成系统的元素的几何尺度大小分
微观系统
简单系统
按构成系统的元素的数量和复杂程度分
巨系统
按不同的分类原则还会有不同的分类结果，这里不再详述。

[ Last edited by 幻影无痕 on 2006-10-18 at 08:02 ]

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