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新兴领域

【袁宏建】系统交换引论

唯物者认为世界是物质的,物质是运动的,并以此观点为基础,构筑了唯物主义哲学大厦。二战后,随着控制论信息论系统论等三大交叉学科的建立,更随着耗散结构理论协同学突变论等各种自组织理论的巨大发展,人们对自身的主观世界及之外的客观世界以及主客观交织的复杂世界,即所谓的动态性复杂性问题”[1]有了一个更深入,更全面,更系统的了解。乌杰教授新版《系统哲学》认为:世界是物质的,物质世界是系统的,系统物质世界是不断运动的。”[2]又指出:系统之所以作为系统,从某种意义上来说,就在于构成系统的诸要素之间相互联系和相互作用所形成的运动性,即要素之间相互进行着物质、能量和信息不断变换和传递运动,以及相互作用的要素构成整体与其它系统之间的物质、能量和信息不断变换。”[3]这里的变换和传递我理解成交换。也就是说世界不仅仅是物质的,它还是系统的;物质不仅仅是运动的,它还在作变换和传递,是交换的;而系统不仅仅是物质的,它含有思想、精神,其实质也是变换和传递,亦即交换的。简言之表述:世界是系统的,系统是交换的

世界是系统的,系统是交换的的思想表述较之世界是物质的,物质是运动的思想表述从认识论角度看,显然进了一大步。如果我们认可世界是系统的,系统是交换的思想表述,那么我们将能更好的解释众多的自然现象和社会现象,更好的把握其中的演化、演进规律。人类从必然王国迈向自由王国的征途将提速一大步。

系统的实质

关于系统的研究,及人们对系统的认识。无数先哲们在不同的认识领域,从不同的认识角度,作了大量开拓性的描述和研究,探索给出了种种关于系统的定义。[4]从贝塔朗菲的《一般系统论》到邦格的《科学唯物主义》,从钱学森的《社会主义现代化建设的科学和系统工程》到乌杰的《系统哲学》,中外学者对系统的认识相当一部分已趋近同一,如关于系统的整体性、层次性、协同性、稳定性、时间性,关于系统的自组织演化、演进规律,关于系统的普遍性和一般性的系统哲学思想等等。但今天的人们站在全球一体化的大背景下,面对日益纷繁复杂的外部世界,面对诸如全球性的环境保护、核扩散、种族冲突和金融危机等空前复杂的动态性、复杂性问题。人们对系统概念所拥有的内涵仍感模糊不清,渴望着对系统的理解能更深一个层面。

那么,系统还有什么内涵呢?究竟什么是系统的实质呢?

很多学者有意或无意间用考虑物质的思维方式来考虑系统及系统问题。认为物质世界是系统的,系统世界也是物质的。其实不然,物质世界是系统的。我们可以承认有一个外部的世界,但是这个世界就是行动者实践和认识的世界,而不是抽象的大系统。”[5]这就是说,系统世界不全然是物质的,它含有精神,亦即认识,亦即思想,也正因为有了精神的作用,系统才具有了或然性,思想性和交换性。

所谓或然性,是指人们在观察、分析、处理世间问题时,根据需要,可能从不同的角度,有取有舍,有强有弱的或增加一些要素,或减少一些要素来构筑某个系统。虽然这些要素都是构筑某个系统的基元,但由于精神的作用,系统的构成有了较大的随意性,渗入了更多的人文因素。这些随意性在很多时间段,往往还不以人们意志为转移地发生作用——虽然由此构成的系统其要达到的目的可能是同一个,由此就形成了系统的或然性。

所谓思想性,是指在系统构成要素中,不仅仅包含有物质、能量和信息,还包含有精神,亦即思想,且很多时候思想要素的权重作用远远大于其它要素的作用。这里的思想性,不是说系统有思想,而是说系统含有思想要素。

有了或然性、思想性的讨论,系统的交换性就提上了议事日程。

我们说系统是由物质、能量、信息和思想等要素构成,是不是说凡是有这几个要素存在的地方就构成系统呢?答案显然是否定的?这几个要素的存在对系统的构成是必要的、基本的,但不充分。我们认为,当且仅当这几个要素相互间有了交换我们才认为某个系统是存在的。系统的要素相互间不交换,我们可认为系统不存在,或认为我们感兴趣的系统不存在,存在的仅仅是集合。反过来,如果在某个空间,某个时间段,其某个领域的物质、能量、信息和思想在发生交换,我们就可认为这其中必有某一个系统存在。也就是说系统必然是通过交换来显现,没有交换,我们看不见感受不到系统。反过来,我们看到了感受到了系统,就意味着必有交换存在。

有了上述系统与交换的基本概念,我们即可认为系统的实质就是交换,而交换则是系统的固有属性。

系统的定义

进一步,我们拟可抽象定义。

系统概念定义:系统一般与外界有多条交换链,其中至少有一条是系统某一时空的主交换链,这条主交换链制约、影响到其它交换链。没有交换链,或没有主交换链,系统就不成为系统,或不能成为独立的稳定的系统。

定义中,交换可能是物质的交换,可能是能量的交换,还可能是信息的交换,抑或是三者相互间的交换,更还可能是思想(精神)参与其间的交换。

虽然有交换存在就有系统存在,但在某一系统内,由于同一交换本身也有一次交换和多次交换乃至N次交换之分,故系统也应有恒定系统与瞬间系统之分。所谓恒定系统与瞬间系统之分,只是指时间上的划断,具有强烈的时间相对性。另一方面,交换还有一次交换后交换消失和一次交换后交换延续形成交换链二种情形,这使系统又具有了空间相对性。

现实世界中,恒定系统与瞬时系统同时且广泛存在。研究问题时,我们一般还是习惯将系统固定在某一时空范围内讨论。所以在定义系统时就必须有时空概念和交换链(持续交换)概念。

由此定义出发,我们将看到现实世界中,不但有恒定系统与瞬间系统之分,还有大系统与小系统之分,上层系统与下层系统之分,虚拟系统与实物系统之分,在不同系统之间还经常发生相互转换或多层转换。比如大系统解体让位于某些小系统;下层系统上升反制于上层系统;恒定系统崩溃消失;瞬间系统逐渐转为恒定系统;实物系统分解转化为虚拟系统,而虚拟系统聚合转化为实物系统等层出不穷的系统演化、演进现象。

系统定义推论 1——原始交换

那么,系统演化、演进的原动力是什么?有没有一个优于上帝之手的系统演化、演进原动力?我们的答案是:没有,系统的原动力就在系统本身,就像光天然有一个每秒30万公里运行速度一样,系统天然有一种做大做强的原动力。

系统概念推论1(原始交换):系统在与外界交换的过程中,始终存在一种原始的做大、做强趋势,一有做大、做强机会,系统或系统间就将发生分解、兼并、合并等行为。

这个推论揭示了某一要素集的交换链,一旦确定,这一要素集的系统地位也就确定,在没有新的要素介入之前,其交换链的强度和频度将不会发生变化,但其广度将不断扩大,随着时间的流逝,它对其它系统的影响越来越大,直到某一时刻,其交换链与另一个系统的交换链发生摩擦,甚至相撞,且矛盾又不可调和时,系统的状态将发生变化。此时系统间无非有三种结果:一是吞并对方;二是被对方吞并;三是合并为一个新的更大系统。三个结果中。无论哪一个结果都说明系统有一种原始的做大、做强趋势,有一种做大做强的原动力。

系统原动力的表述,让我们解释大至星系间的演化,小至原子、夸克等基本粒子的演进;大至人类社会有机生命体系的演进,小至生命细胞的演化等各门各类极其复杂的系统演化、演进过程有了一个基本然而极其重要的理论依据。我们由此将在自然界本身寻找事物发生发展的运动规律,而不必借助类似上帝之手的表述来摆平我们自身的思维体系。

有人会问,系统原动力表述对系统(事物)处于积极向上阶段,处于发生、发展与进步阶段较好理解,也较好分析与把握。但对系统处于(事物)下降阶段,发生衰败、解体乃至死亡等现象,系统原动力理论又作何种解释呢?

大家已经知道,一条稳定的交换链对系统至关重要。交换链平稳安全的延伸也就意味着系统的稳定发展,意味着某一系统与周边系统在进行着互补、共生、共赢的交换,这是系统的常态。但当系统交换链在某一时刻遭遇某一新的平行的(系统)交换元素集,其交换链被其打断时,如果这条交换链是这个系统的主交换链,那这个系统将发生灭顶之灾,可能瓦解,可能吞并。在这里,瓦解,吞并是两个系统原动力相互作用的结果,并不是说被瓦解一方系统原动力没有起作用,更不能说明系统原动力的表述在这里失效。

平行系统即如此,那么主、子系统呢?主、子系统的交换链是否也是这样演化的呢?

一般来说,常态下主系统与子系统的关系是包容和从属关系,主系统一般对子系统有一条控制、制约的交换链,而子系统作为主系统的一个组成部分,对主系统有着服从、执行的义务。当主系统由于某种原因发生扰动,主交换链逐渐失效甚至中断,系统因此发生解体或被吞并时,子系统将如何反应呢?如果是吞并,系统的主交换链将重建或者新生,子系统一般会自动纳入新的主系统。如果是瓦解,某子系统的交换链经过与周边子系统的充分交换,这个子系统的交换链有可能成为新的主交换链,而这个子系统则有可能上升为主系统,从而完成一次主、子系统的交替转回。当然,也可能发生众多子系统的交换链相互制约,谁也不能把其它子系统交换链完全控制于麾下情形,这就预示着这群子系统进入平行发展阶段。

系统定义推论 2——比较交换

系统的实质既然是物质、能量、信息和思想的交换,那么其交换也应有大小、强弱之分,也应能比较。

系统概念推论2(比较交换):系统不论大小,不分类别,欲要描述系统的发达程度,均可用系统与外界的交换程度(信息、物质、能量、思想等方面的强度、频度、广度和深度)来比较和描述。

系统的交换,一般可分为系统的子系统间交换(内交换)和系统间交换(外交换)二类。比较系统与系统间的发展、发达程度,一般用系统主交换链的强度、频度、广度和深度来描述。并且不但在同类别系统间可以比较和描述,在作了一定的抽象的数值处理后,不同类别的系统相互间也应能比较和描述。

所谓系统交换的强度、频度、广度和深度概念,是指交换链在运行过程中几个虚拟物理量的描述,强度和频度较好理解,广度则是指系统交换链类别的分布程度,而深度则是指系统交换链的延伸程度。

同类型系统比较我们好理解,不同类型、不同层次的系统如何比较呢?事实上,我们在谈到比较时,更多的是直观的可观察的物理量的比较,但更有意义的是我们必须找到一种方法,将不同类系统交换的物理量和非物理量作统一的数值处理后进行比较才有意义。虽然如此,在找到这种方法之前,在同一类别同一发展阶段的系统间的进行不论是宏观把握还是微观求证的比较,现实意义仍然是很强烈的。

事实上,由于我们在系统交换概念中引入了思想交换概念,使系统及系统间的相互比较更具人性化特点,也更逼近真实的自然规律和人文规范。有人说,引入思想交换概念有唯心的成分,是的,我们承认有唯心的成分,但问题只在于,系统交换链的各个环节,大量存有我们主观意识(唯心)的痕迹,不存有主观意识(唯心)的交换链(特别是主交换链)少之又少。相当一批类别系统的交换本身就是唯物与唯心的交换,其交换链的生长过程实质就是唯心与唯物交换的过程。根本而言,人类的全部理论大厦都建立在立足于我们这个星球的地球人之上,离开人的意识讨论交换问题是相当可笑的一件事。因此,在系统交换概念中引入思想交换概念既是系统交换理论的一种深化,也是系统交换理论的一种自然回归。

系统既可比较,就意味着可以控制。

系统定义推论 3——封闭交换

仔细考察系统的演进演化轨迹,我们还将发现,系统的主交换链是封闭的。

系统概念推论3(封闭交换):系统的主交换链是封闭的。

这里的封闭有两个含义,一个是指发散封闭,一个是指逻辑封闭。所谓发散封闭实质是广义封闭,它是指发生跨越几个系统层次的交换现象,如太阳光,热辐射等现象。而逻辑封闭是指系统的每次交换都发生闭合,即为逻辑封闭。某个系统在某个方向的逻辑交换如持续发生,则说明在这个方向形成了交换链,如这条交换链在经过N个系统的N次逻辑封闭交换后,最终交换回本系统,则说明这是条完全逻辑交换链,如果这条完全逻辑交换链涉足全系统,则说明这是条本系统的主交换链。反过来,如果交换没有封闭,或半封闭,则我们说没有发生交换或发生部分交换。如果交换链上某次交换未封闭或封闭不完全,则我们说这条交换链中断或有可能中断。如果发生持续交换不封闭,则我们说这条交换链完全中断。推广之,如果系统的主交换链全部发生中断,则我们说这个系统发生瓦解或崩溃,这个系统便将消失。

广义的发散封闭实质也是逻辑封闭,只是它是在更广阔、更巨大的系统间发生的逻辑交换,其交换的物质、能量、信息及思想亦在经过几个跨系统、跨层次的交换后,最终还是会通过不同的途经交换回来,完成其完全逻辑封闭,形成广义系统的主交换链。

广义的发散封闭与狭义的逻辑封闭实质上是一回事,然而我们为什么要以广义和狭义来描述呢?这是因为我们所观察的系统经常处于系统世界的某一个环节,在它之上可能还有无数个更为巨大的巨系统、超系统,在之下可能还有无数个小系统、微系统,如果我们不以广义和狭义的概念来区分,我们很容易陷于眉毛胡子一把抓境地,无法讨论问题。

通常情况下,在我们要讨论某一时空系统时,一般也明确了这个系统的属性空间[6]。所谓属性空间即是系统的三维时空或多维时空边界,意指由于多数系统在主交换链之外可能还有多条一般交换链,并可能还有很多一般意义上的交换,这些一般交换链和一般意义上的交换即构成了这个系统的多维时空边界,即属性空间。对系统而言,并不要求一般交换链在属性空间内发生逻辑封闭交换,这些一般交换链的逻辑封闭交换是它们各自系统的事,它们是各自系统的主交换链。至于系统与外界一般意义上的交换,更不要求是逻辑封闭交换,它们很可能是某些巨系统广义封闭交换链的一段,在某段时间路过本系统而已。

【参考文献】

[1]彼得·圣吉:第五项修炼[M].郭进隆译.上海:上海三联出版社,1998:6667.

[2][3]乌杰:系统哲学[M].北京:人民出版社,2008:54.
[4]
朴昌根:系统学基础[M].上海:上海辞书出版社,2005:101110.
[5]
吴彤:破碎的系统观[A].载于第十二届全国系统科学学术年会论文集[C].北京:中国系统科学研究会,2009:19.
[6]
高隆昌:系统学原理[M].北京:科学出版社,2005:1617,32.

(原载《系统科学学报》201002期。录入编辑:里德)