系统工程引论
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3.4 系统方法论的进一步发展

3.4.1 还原论、整体论和系统论方法

上面谈到的硬、软两种方法论,各有特色和适用范围。由于实际生活中的问题总是不同性质的事物以复杂的关联交织在一起,所以常常是在不同的阶段或不同的方面使用不同的方法,重要的是怎样吸取它们的精神,在处理系统问题时灵活运用它们的原则。

随着人类活动的广度和深度日益增大,各种事物间的关联也日趋复杂,在生活实践中出现了大量的复杂系统苗东升.系统科学大学讲稿.北京:中国人民大学出版社,2007.。人们在处理这类复杂系统时,开始使用分解的方法把它分成一些较小的系统来加以研究,以为对各个分系统了解和掌握了也就可以对整个复杂系统加以掌握了。过去,自然科学常用还原论方法,它把所研究的对象分解成各个部分,以为部分都研究清楚了,整体也就清楚了。如果部分还研究不清楚,再继续分解下去进行研究,直到弄清楚为止。应用这种方法,自然科学确实取得了很大的成就。还原论方法由整体往下分解,研究得越来越细,这是它的优势方面,但由下往上却回不来,回答不了高层次和整体问题,这又是它的不足的一面。所以仅靠还原论方法还不够,还要解决由下往上的问题。

从系统角度来看,把系统分解为部分,单独研究一个部分,就把这个部分和其他部分的关联切断了。这样,就是把每个部分都研究清楚了,也回答不了系统整体性问题。当系统各部分之间的关联较少,或者联系得不太紧密时,这个矛盾还不突出。等到一些巨型复杂系统出现以后,这一矛盾就使得人们无法真正认识系统的全貌。后来,生物学家贝塔朗菲提出了整体论方法,强调还是从生物体系统的整体上来研究问题。可是当时还是就整体论整体,缺乏对整体部分的联系的有效研究。但整体论方法的提出毕竟对现代科学技术发展做出了重要贡献。

20世纪的后期,系统学科的发展把这一问题的解决提到了日程上来许国志主编.系统科学与工程研究.上海:上海科技教育出版社,2000.。我国著名的系统工程专家钱学森提出把还原论方法和整体论方法结合起来,形成所谓系统论方法。应用这个方法研究系统时,也需要将系统分解,在分解后研究的基础上再综合集成到系统整体,达到从整体上研究和解决问题的目的。系统论方法吸收了还原论方法和整体论方法各自的长处,同时也弥补了各自的局限性,既超越了还原论方法,又发展了整体论方法,这就是系统论方法的优势所在。其实,我国古代的哲学和中医学就强调整体论,可以说整体论是东方思维方式的特点,只不过当时只是一种自发的经验性思维方式,还没有和现代科学相结合。

3.4.2 综合集成方法论

20世纪80年代末至90年代初,钱学森又先后提出“从定性到定量综合集成方法”以及它的实践形式“从定性到定量综合集成研讨厅体系”(两者合称为综合集成方法)许国志主编.系统科学与工程研究.上海:上海科技教育出版社,2000.,并将运用这套方法的集体称为总体部。这就将系统论方法具体化了,形成了一套可以操作的行之有效的方法体系和实践方式。从方法与技术层次上看,它是人-机结合、人-网结合以人为主的信息、知识和智慧的综合集成技术;从运用和应用层次上看,是以总体部为实体进行的综合集成工程。

从思维科学角度来看,人脑和计算机都能有效处理信息,但两者有极大差别。人脑思维:一种是逻辑思维(抽象思维),它是定量、微观处理信息的方法;另一种是形象思维,它是定性、宏观处理信息的方法,而人的创造性主要来自创造思维,创造思维是逻辑思维和形象思维的结合,也就是定性与定量相结合、宏观与微观相结合,这是人脑创造性的源泉。

从认识论角度来看,所有科学研究通常都是在已有的科学理论、经验知识基础上并和专家判断力(专家的知识、智慧和创造力)相结合,对所研究的问题提出和形成经验性假设,如猜想、判断、思路、对策、方案等,这种经验性假设一般是定性的。它之所以是经验性假设,是因为其正确与否、能否成立还没有用严谨的科学方式加以证明。在自然科学和数学中,这类经验性假设是用严密的逻辑推理和各种实验手段来证明的,这一过程体现了从定性到定量的特点。

对复杂系统来说,由于其跨学科、跨领域的特点,对所研究的问题能提出经验性假设的,通常不是一个专家,也不是一个领域的专家们所能提出来的,而是由不同领域、不同学科专家构成的专家体系,依靠群体的知识和智慧,对所研究的系统问题提出经验性假设与判断。但要证明其正确与否,仅靠自然科学和数学中所用的各种方法就显得力不从心了。例如社会系统、环境系统中的问题,既不是简单的逻辑推理,也不能进行实验。那么,出路在哪里?这就是人-机结合以人为主的思维方式和研究方式苗东升.系统科学大学讲稿.北京:中国人民大学出版社,2007.。机器能做的尽量由机器去完成,极大扩展人脑逻辑思维处理信息的能力(自然也包括了各种能用的数学方法和工具)。通过人-机结合以人为主,实现信息、知识和智慧的综合集成。这里包括了不同领域的科学理论和经验知识、定性知识和定量知识、理性知识和感性知识,通过人机交互、反复比较、逐次逼近,实现从定性到定量认识,从而对经验性假设的正确与否做出明确结论,无论是肯定还是否定了经验性假设,都是认识上的进步,然后再提出新的经验性假设,继续进行定量研究,这是一个永远也不会完结的认识过程。

综合集成方法运用的是专家体系的合作以及专家体系与机器体系合作的研究方式与工作方式。具体地说,是通过定性综合集成到定性、定量相结合综合集成,再从定性到定量综合集成这样三个步骤来实现的。这个过程不是截然分开的,而是循环往复、逐次逼近的。

对任何一项具体实践或工程,都是一个具体的实际系统,是有人参与的实际系统。因此,社会实践是系统的实践。这样一来,有关实践的决策与组织管理等问题,也就成为系统的决策与组织管理问题。要想集思广益,必须有一个能够让大家发表意见的场所,这就是集成研讨厅。

综合集成方法还在不断发展之中,作为一种新的方法论,它的理念已经开始显示出很大的威力。