佟鑄鋮

摘 要：組織管理學和系統(tǒng)思維的關鍵推動者之一Peter Senge認為，有三個核心能力是至關重要的：跨界合作能力，洞察普遍共性的能力，“創(chuàng)造一個理想的未來”的能力。本文以以上三個關鍵能力為線索，引申出“交叉學科研究”、“系統(tǒng)理論”、“系統(tǒng)方法”三個部分，對與系統(tǒng)科學相關的論文進行了簡單的綜述。

關鍵詞：系統(tǒng)科學;交叉學科研究;系統(tǒng)理論;系統(tǒng)方法

一、引言

（一）探討系統(tǒng)學的必要性

我們通常認為，現(xiàn)代科學是獲取知識的典范。截至目前，知網已經收錄國內學術期刊8千種，內容覆蓋自然科學、工程技術、農業(yè)、哲學、醫(yī)學、人文社會科學等各個領域，全文文獻總量5000萬篇，我們人類已經產生并且仍將繼續(xù)產生數量龐大的信息，然而，有多少可以被認為是真正的知識呢？換句話說，我們所記錄下來的這些信息，有哪些能夠讓我們準確的認識到我們的世界的運作方式呢？又或者說，如果我們人類已經對這個世界掌握了如此之多，那么我們如今為何面臨如此之多看似棘手的問題？饑餓、貧窮、戰(zhàn)爭、犯罪、疾病，比歷史上任何時候都要嚴重。如果說我們的社會是一個在試錯中不斷完善、不斷收獲智慧的社會，那么今天的社會也許會不太一樣。這個世界正變得更加復雜和一體化。全球化已經加速了復雜性的增長，如果我們無法正確的處理眼下的問題，面對日益加速的全球化，我們的未來又將如何呢？在20世紀，對就業(yè)市場越來越重視使得學校更加的專業(yè)化;我們已經過分迷戀專業(yè)化和職業(yè)化這兩種理念。如今，我們已經成為了局部深入研究的專家，然而，企業(yè)、政府和非政府組織并不是相互割裂毫無關聯(lián)的部分組成的整體，這些組織一般而且必須是一個系統(tǒng)，組織內的每位成員的工作都將影響其他成員的工作。

我們面臨的問題和挑戰(zhàn)具有高度的復雜性、相互關聯(lián)性、多學科性。Wiek等人于2011年一項比較研究得出結論，未來的五項關鍵能力之一是 “系統(tǒng)思維能力”。Peter Senge，組織管理學和系統(tǒng)思維的關鍵推動者之一于1990年發(fā)表的一篇論文提出，有三個核心能力是至關重要的：我們需要增加“跨界合作”，“將系統(tǒng)視為更大系統(tǒng)的一部分，并學會“創(chuàng)造一個理想的未來”。

（二）總覽

本文以彼得·森格提出的三個核心能力：“跨界合作”、“結構思維”、“未來創(chuàng)造”為線索，進行展開;在系統(tǒng)科學領域中找到了相對應的“交叉學科研究”、“系統(tǒng)理論”、“系統(tǒng)方法”，并對過往的系統(tǒng)科學相關論文進行了綜述。

（三）系統(tǒng)科學的歷史背景

在二十世紀早期，科學中的主要范式是機械還原主義，通過不斷的縱向研究，最終將所有問題簡化到化學和物理層面的成分相互作用的問題。而系統(tǒng)科學的根源也是在還原主義的研究范式下產生的。1905年，弗雷德里克·克萊門茨在美國第一本生態(tài)學著作《動物生態(tài)學》中描述了植物群落之間的緊密聯(lián)系，它們構成了一種超級有機體。1927年，查爾斯·埃爾頓引入了由食物鏈或“食物循環(huán)”組成的生態(tài)系統(tǒng)的概念，這一概念很快就演變成“食物網”，一種更為復雜的相互依存關系?！边@些關系整體的新探索特別集中在生物體的研究上，因此，第一個更全面的系統(tǒng)理論應該來自具有有機生物學背景的思想家。

奧地利生物學家Ludwig von Bertalanffy通常被認為是首次將系統(tǒng)這一概念引入科學界的人。從20世紀20年代末開始，他發(fā)表了論文，強調生物不能被簡單理解為各個部分之間相互的機械運動。 更重要的是，需要關系整體及其動態(tài)組織來解釋生命的基本特征，如新陳代謝、生長、發(fā)育，自我調節(jié)，對刺激的反應，自發(fā)活動等。他將這類生命體稱為“開放系統(tǒng)”，相對應于“封閉系統(tǒng)”，通過不斷的能量流動而產生和維持的組織。在二戰(zhàn)后的二十年里，系統(tǒng)理論進入了生態(tài)學、社會科學和商業(yè)管理的主流。系統(tǒng)概念的擴展體現(xiàn)在新領域的出現(xiàn)，如系統(tǒng)設計、系統(tǒng)工程和系統(tǒng)分析。在戰(zhàn)爭系統(tǒng)之后，思想立即與控制論和信息論的出現(xiàn)產生了強烈的協(xié)同作用。

二、系統(tǒng)科學的定義

有關系統(tǒng)科學的定義有以下幾點。

M‘Pherson認為，系統(tǒng)科學是研究這個世界上可見的系統(tǒng)并從中獲得知識，有序的進行整合，并將這些知識應用于人造系統(tǒng)的設計。

Heylighen提出，系統(tǒng)科學的目標不是為某一特定類型的系統(tǒng)（例如，物理、化學或生物系統(tǒng)）找到一個代表，而是要制定關于如何構造不同系統(tǒng)的一般原則，以便有效地解決問題。

Klir強調，系統(tǒng)科學是一門科學，它的研究領域包括系統(tǒng)的這些性質和相關的問題，產生于系統(tǒng)的一般概念。系統(tǒng)科學與任何其他科學一樣，需要區(qū)分三個組成部分：“研究領域”、“關于該領域的知識體系”和“方法”。

Strijbos認為，系統(tǒng)科學可以定義為生物學、社會學、經濟學等各種科學中系統(tǒng)的科學探索和理論，而一般系統(tǒng)理論則涉及適用于所有的科學原則。

三、交叉學科研究

許多理論和實際問題單靠一門學科是無法理解和解決的?？鐚W科涉及領域之間的工作和相互學習，而跨學科涉及需要新的共享概念的工作，以及將理論和實踐問題聯(lián)系起來的工作。Ackoff認為，系統(tǒng)科學產生于跨學科邊界交流的需要;我們必須停止像大學里那樣進行學科劃分。Max-Neef認為，交叉學科不僅僅是一門新學科，實際上是一種不同的看待世界的方式，更具系統(tǒng)性和整體性。

交叉學科，被廣泛定義為不同知識主體之間的相互作用，被認為是解決我們社會面臨的復雜問題的關鍵。Rapoport認為，將知識分成高度專業(yè)化的分支，導致了各個學科之間的通信中斷。今天，系統(tǒng)科學與跨學科和跨專業(yè)領域仍然有許多相似的，部分重疊的目標。

那么系統(tǒng)學在整個學科架構中的定位是什么呢？它的作用和目的又是什么呢？Boulding指出，“一般系統(tǒng)理論存在介于純數學的高度概括的結構和專業(yè)學科的具體理論之間。系統(tǒng)設計是指與所有應用領域相關的通用方法和實踐的異構領域。 Banathy指出，“在設計中，我們專注于尋找解決方案，創(chuàng)造尚未存在的東西和價值體系”

以這種方式來看，系統(tǒng)科學和系統(tǒng)設計提供了自然科學和人文科學之間的橋梁，以及描述性研究和規(guī)范實踐之間的橋梁，從而在跨學科和跨學科方面作出了貢獻。系統(tǒng)科學學的研究承載了對系統(tǒng)的理解，它指的不是某一特定系統(tǒng)，如物理、化學、生物與社會系統(tǒng)等，而是對于系統(tǒng)的共性、特性、動態(tài)性、有用的屬性以及系統(tǒng)行為進行的研究，包括系統(tǒng)中子系統(tǒng)間的差異如線性、非線性、封閉性、開放性、復雜性等。當人們如此理解系統(tǒng)與“非系統(tǒng)”時，他們將能夠輕易地認識到貫穿于任何研究領域中系統(tǒng)的特性;這些特性在不同的系統(tǒng)環(huán)境下有著不同的表現(xiàn);因此，系統(tǒng)學展現(xiàn)給我們的是跨越邊界的連續(xù)性，而透過如今的學科劃分，我們只能看到學科之間不可逾越的鴻溝。

四、系統(tǒng)理論

目前學術界對于“系統(tǒng)理論”上沒有普遍的一致見解。Rapoport認為，系統(tǒng)的一般理論的任務將包括定義一個系統(tǒng)，制定一個系統(tǒng)分類，挑出各種系統(tǒng)的共同屬性，以及解釋這種方法如何幫助我們更好地了解我們的世界。Ackoff則認為一個科學領域只能建立在一個概念體系的基礎上。系統(tǒng)科學并不例外”。一些快速發(fā)展的領域的研究人員認識到自己領域的理論基礎與系統(tǒng)科學密切相關，甚至直接基于系統(tǒng)科學。例如可持續(xù)發(fā)展（Weinstein和Turner，2012年）、公共衛(wèi)生（Luke和Stamatakis，2012年）、服務系統(tǒng)（Maglio、Kieliszewski和Spohrer，2010年）和系統(tǒng)工程（Pyster和Olwell，2013年）。這種情況要求系統(tǒng)科學中的各分學科加強合作，以提供一套連貫的知識，包括定義、概念、分類和處理復雜情況的相關一般方法。需要更多的教育戰(zhàn)略和工具，以促進教學和學習系統(tǒng)科學，并創(chuàng)造性地在各種環(huán)境中應用其原則。

（一）系統(tǒng)的定義

系統(tǒng)的概念是科學中使用最廣泛的概念之一，特別是在近幾年。Klir認為系統(tǒng)幾乎在科學的所有基本領域都遇到，如物理、化學、數學、邏輯、控制論、經濟學、語言學、生物學、心理學。

在學術界，每一門學科都致力于一個專門的系統(tǒng)認識，而系統(tǒng)調查的對象本身就是一個系統(tǒng)。系統(tǒng)科學承擔著對系統(tǒng)本身的理解，即不是這種系統(tǒng)或那種系統(tǒng)（物理、化學、生物學、社會學等。但對系統(tǒng)作為系統(tǒng)的一般和有用屬性、動力學、特性和行為的研究-包括系統(tǒng)子類之間的關鍵差異，如線性、非線性、封閉、開放、復雜等。

以這種方式理解系統(tǒng)或“系統(tǒng)性”時，將會意識到其特性貫穿整個研究領域，這些特性在不同的系統(tǒng)環(huán)境中也產生不同的現(xiàn)象，因此系統(tǒng)科學幫助我們看到跨越邊界的連續(xù)性，而學科往往只看到差異。

（二）系統(tǒng)的原則

系統(tǒng)運動的創(chuàng)始人Von Bertalanffy強調了一般系統(tǒng)原則和概念的重要性：“今天，我們的主要問題是有組織的復雜性。組織、整體性、指向性、目的論、控制、自我調節(jié)、分化等概念與傳統(tǒng)物理學格格不入。然而，它們在生物、行為和社會科學中隨處可見，這些概念對于處理生物或社會群體是必不可少的?！?/p>

Rapoport認為，“一般系統(tǒng)理論旨在尋求足夠普遍的集成原則，以適用于物理、生物、心理和社會等不同的研究環(huán)境”?？梢远x哪些一般原則/特征/特征，以邏輯和連貫的方式區(qū)分或統(tǒng)一某些系統(tǒng)實例？這是系統(tǒng)科學中最核心的問題之一，并沒有達成共識。系統(tǒng)類型最早的層次結構之一是由Bouling于1956年提出的。米勒于1978年在他的“生命系統(tǒng)理論”中提出了一個20個一般系統(tǒng)組件的集合，可以在許多層次的系統(tǒng)中找到。

系統(tǒng)的某些相似原理/特征可以在理論生物學中找到（例如。Koshland，2002年;Elitzur，2005年），發(fā)展心理學（例如：Piaget，1971年;Fisher，1980年;Commons等人，1998年）以及人工智能和機器人（Britenberg，1984年;Pfeifer和Scheier，2001年;Russell和Norvig，2003年）。

一個系統(tǒng)需要什么樣的特征才能使各個部分構建一個完整的整體，能夠適應不斷變化的環(huán)境，最終可以成為一個更大的系統(tǒng)擁有完整的功能？

就目前研究看來，系統(tǒng)科學擁有以下11條原則，并從某種程度上來說適用于所有復雜的自適應系統(tǒng)。這些原則之間相互關聯(lián)，相互交叉且相互引用。

1.系統(tǒng)是由各部分之間有界的關系網絡構成的一個擁有整體性的單位。系統(tǒng)與其他系統(tǒng)相互作用，形成更大的系統(tǒng)。

2.系統(tǒng)是在結構和功能層次中組織的過程。

3.系統(tǒng)可以抽象地表示為，組件之間的關系網絡。

4.系統(tǒng)在多個時間與空間尺度上是動態(tài)的。

5.系統(tǒng)表現(xiàn)出各種類型和層次的復雜性。

6.系統(tǒng)在進化。

7.系統(tǒng)通過他自己的語言來接收和傳遞信息。

8.系統(tǒng)有調節(jié)子系統(tǒng)來實現(xiàn)穩(wěn)定。

9.系統(tǒng)包含其他系統(tǒng)的模型

10.足夠復雜的自適應系統(tǒng)可以包含自己的模型。

11.系統(tǒng)可以被理解

任何關于系統(tǒng)科學的事物通常都與其他領域的事物相互依存，相互關聯(lián)，必須充分的理解他們才能更準確的掌握研究目標。系統(tǒng)科學并不主張那些教科書式的、按部就班的線性組織。因此，每當談論系統(tǒng)科學時，頻繁的交叉引用并點題是不可避免的，

（三）系統(tǒng)學的分支學科

系統(tǒng)學作為一門已經被確立的學科，擁有哪些子學科呢？這些子學科又如何遵循系統(tǒng)的原則與核心理論呢，關于系統(tǒng)科學的發(fā)展有許多歷史綜述（例如：Francois，1999年;Hammond，2003年;Schwaninger，2009年;Merali和Allen，2011年）其中包括熱力學、開放系統(tǒng)理論、信息理論、控制論、自我生成理論、混沌理論、復雜性理論和網絡科學。這些理論所形成的學科可以歸納如下：

·經典熱力學，處理處于能量平衡的封閉系統(tǒng)。

·von Bertalanffy于1950提出的開放系統(tǒng)理論，描述了生物系統(tǒng)向環(huán)境開放的必要性。

·Shannon和Weaver于1949年提出的信息理論，包括處理數據的存儲、壓縮和傳輸等內容。

·Wiener和Ashby分別在1948與1956提出的控制論，描述了調節(jié)系統(tǒng)的反饋過程。

·Maturana和Varela于1980年提出的自我生成理論，闡明了維生系統(tǒng)如何不斷地繁殖和維持自己。

·Mandelbrot與Gleick分別于1983年和1987年提出的混沌理論，指出了喪失穩(wěn)態(tài)和非線性變化過程的原因。

·Kauffman、Holland、Kauffman都分別提出了復雜性理論，描述了自組織、適應和創(chuàng)新的過程。

·Watts和Strogatz、Barabasi、分別提出了網絡科學，人與人之間的相互作用、相互作用的過程模式和動態(tài)社會結構。

系統(tǒng)科學的子學科可以被看作是與一般系統(tǒng)理論類似的觀點，不同的視角所產生的學科，或者說是系統(tǒng)理論在不同領域當中的應用，這些學科涉及領域廣泛，多樣，同時又相互關聯(lián)，某種程度上來說又相互同一。而系統(tǒng)科學似乎是一個適當的名稱和框架，將這些子學科聯(lián)系在一起，這使得系統(tǒng)科學能夠克服歷史的學科邊界，以便在科學、教育和實踐中取得進展和履行其職能。

五、系統(tǒng)方法

所謂系統(tǒng)方法即是應用系統(tǒng)思維去解決復雜問題。系統(tǒng)思維是一種思維方式，是對世界是如何組織和如何運作的觀點。系統(tǒng)思維，就像數學推理一樣，對于解決現(xiàn)實生活中的許多難題是非常有用的。為了更有效的使用系統(tǒng)方法，需要遵循一定的方法論邏輯，這便是系統(tǒng)科學的由來。

Reynolds和Howell看到了系統(tǒng)運動概念的優(yōu)缺點：“在系統(tǒng)領域，有許多概念、方法、方法和技術。然而，我們很可能無意中造成了系統(tǒng)方法的復雜與混亂。Midgley和 Jackson也提出了相似的觀點并提供了關于具體系統(tǒng)方法的詳細討論。Reynolds和Howell和Williams和Hummelbrunner則提供了系統(tǒng)方法的詳細介紹。Ulrich 和 Probst以及Gomez和Probst提供了關于整合與系統(tǒng)解決問題方法的進一步見解，總的來說可以歸納為以下七個系統(tǒng)方法：

（一）下定義

于1983年由Ulrich提出，這一方法涉及如何劃定目標系統(tǒng)邊界的問題。

（二）批判性啟發(fā)法

同樣由Ulrich于1983提出，這是系統(tǒng)思維和實踐哲學的一種方法。它公開并反思系統(tǒng)設計、問題定義以及社會項目評估標準的含義。

（三）系統(tǒng)動力學

由Forrester于1971年提出，是一種詳細的定性和定量方法，用于理解、建模和模擬動態(tài)系統(tǒng)。

（四）軟系統(tǒng)方法

由Checkland于1981提出，有助于探索多種觀點，在這些觀點之間達成妥協(xié)，并確定系統(tǒng)上可取和文化上可行的行動計劃。Wilson提出了軟系統(tǒng)方法的七個階段，具體如下：

·解構目標問題

·問題情況表述

·建立相關系統(tǒng)的定義

·建立概念模型

·回到現(xiàn)實世界，并確定要實施的方案

·測試方案

（五）互動規(guī)劃

由Ackoff于1981提出，通過理想化的設計來確定一個前瞻性的但仍然可行的計劃，并不斷縮小現(xiàn)狀與計劃的差距。

（六）運籌學傳統(tǒng)中的優(yōu)化技術

由OR;Churchman等人于1957年提出，它是一套尋求最優(yōu)化決策和效率的方法，包括線性規(guī)劃，整數規(guī)劃，動態(tài)規(guī)劃，對策論模型，網絡模型，儲存模型，決策分析模型，隨機服務系統(tǒng)模型，多目標決策模型等。

（七）反思性實踐

由Schon于1983提出，強調不斷深入學習的過程。好的實踐需要反思，好的學習過程需要經驗。在復雜系統(tǒng)中，幾乎不可能實現(xiàn)完美的預測和無錯誤計劃，因此，學會通過與各自系統(tǒng)的直接互動變得至關重要。

每種方法都有其長處和弱點。在過去的30年里，幾位作者提出了綜合的、多方法的框架來比較和結合幾種系統(tǒng)方法，如Hall（1989）、Flood和Jackson（1991）和Schwaninger（2004）。Mingers（1997年）提供了在若干步驟內繪制系統(tǒng)方法的另一種方法。Bosch等人將幾種強大的方法結合在一個完整的學習周期內，其原理是基于系統(tǒng)的“進化學習實驗室”（ELLab）產生的。在ELLab中“參與者參與了一個循環(huán)的過程，思考、規(guī)劃、行動和反思，以集體學習為共同目標”。

六、總結

系統(tǒng)科學的許多組成部分，如控制理論、信息理論，自20世紀中葉以來一直是許多研究領域的主要的標準。目前，隨著系統(tǒng)理論的不斷完善，系統(tǒng)科學的各個分支幾乎在整個學科架構的每一個分支都有出現(xiàn)。并且在某種程度上來說，系統(tǒng)方法已經被深深地嵌入在所有的科學中。

在20世紀50年代至60年代，有幾位學者提出了“一般系統(tǒng)理論”的概念。1969年，Von Bertalanffy“一般系統(tǒng)理論”的名字出版了他的作品，并一直在努力將系統(tǒng)理論的許多組成部分整合在同一個學科之下。然而，系統(tǒng)科學比起其他實體的科學，其中還有太多的領域是缺乏嚴格的依據的，或者說是不成熟的，例如，非線性動力學的問題才剛剛開始被解釋，而混沌理論的領域也僅僅只有雛形。突現(xiàn)理論（Emergence）以及一般演化理論也是類似的情況。這些領域上的不完善被視為系統(tǒng)理論全面性上的巨大漏洞，缺乏一個理論應該有的完整感，使理論難以進一步發(fā)展成為一門成熟的科學。

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