第三节 以互耦互动为主要特性系统思考方式的作用
由线段思考到非线性的系统思考是根本的观念转变。要树立互耦互动的系统新理念。运用系统思考方式认识事物,解决问题时,要通过交互式的碰撞,吸纳和博弈,在互耦互动中,通过选择最佳方案,寻求最简单的解决办法。从整体上把握事物,从关系上研究问题。
一、根本的观念性转变
人类的一般思考,是线段思考,或线性思考,是与近代科学技术发展相适应的。近代科学技术发展是建立在牛顿力学基础上的。普里高津在《时间不可逆和结构》一文中指出,“在牛顿力学关于宇宙的概念中,时间本质上是一个与运动无关的参量”(3)。“本世纪在物理学中,我们目睹的两次伟大革命——相对论和量子力学,都未修改牛顿宇宙模型的这个特征”(4)。在经典物理学中,它们的基本物理定律,无论是牛顿的运动方程和薛定谔方程,对于时间来说,都是对称的、可逆的。我们将t换为-t,代入方程中,无论是牛顿方程的轨道,还是薛定谔方程的波函数,形式都不会发生变化,方程中的时间是完全可逆的,过去和未来没有什么区别。在动力学中,牛顿力学的宇宙概念、宇宙模型无所谓进化,更谈不上历史,时间仅仅是描述运动的一个几何变量,它与物质运动的性质没有什么内在的联系。对称性和可逆性是经典物理学的一个基本观点,几何学和物理学的许多理论都是建立在这个基本观点之上的。普里高津认为,“经典物理或量子物理把世界描绘成可逆的静止的既没有有序的进化,也没有无序的退化。”(5)
然而,传统物理学强调的不可逆和对称性,往往与实践经验和科学所描写的客观事实产生矛盾。日常生活中我们发现,在无外力的作用下,热总是从高温到低温,电总是从高压到低压,气体的扩散都有类似情形。多种液体倒入容器中,一般都会经过扩散变成某种均匀的混合物而不会自行分开。1755年至1796年康德—拉普拉斯关于太阳系起源的星云假说,第一次阐明了关于太阳系是在时间过程中逐渐生成的。1830年至1833年赖尔出版了《地质学原理》,提出了地质缓慢变化的理论。特别是达尔文的生物进化论,揭示了生物物种在自然选择中会经历由简单到复杂的进化过程。在社会领域,马克思、恩格斯建立的历史唯物论等,这些都从不同角度,说明了非生物界、生物界和社会都是进化的历史。
热力学第二定律第一次描述了时间的不可逆性,这个定律以熵增加原理第一次把进化的理念引入物理学。它指出对于一个孤立系统中的不可逆过程,它的一个状态函数熵会随着时间的推移单调的增加,直到达到热力学平衡状态时趋于极大。说明了不可逆过程中时间的方向性,它指向熵增大的方向。熵概念的提出是对19世纪科学思想的一个巨大贡献,它的意义完全可以与生物学中提出的进化的概念相媲美。
普里高津的耗散结构理论,就建立在时间不可逆的基础上,它研究的是远离平衡态的不可逆过程,非平衡是有序之源。耗散结构理论指出,非平衡系统的演化过程,可以用数学中的支点理论来描绘。一个系统能否形成耗散结构,必须考察它的演化历史,一个非平衡系统由线性近平衡区,经过分支点进入非线性区,然后通过涨落发生突变,形成一个新的稳定的有序结构,这种结构才有可能是耗散结构。因此,普里高津十分强调“历史”的因素在耗散结构理论中的重要性,物理学应当研究“进化”在耗散结构理论中的重要性。物理学研究“进化”耗散结构应当考察历史。在这里,系统时间不再是系统运动的外界参数,而成了非平衡世界内部进化的度量,自然界是一个进化的过程,是一个演化的历史,任何“实体”与“实体”,都是相互联系,整个自然界是相互联系的“整体”。恩格斯把进化过程的思想概括成自然界历史观的基本观点。他说,“一个伟大的基本思想,即认为世界不是一成不变的事物的集合体,而是过程的集合体”(6)。这个过程就是相互联系、相互转化的过程,自然界正是在这种相互联系、相互转化中运动着。
综上所述,我们不难看出,线段思考或线性思考,是建立在牛顿力学基础上的,这种思考与科学技术发展形成统一体时期以分析为主的思考方式是一致的,更加明显体现了近代科学前期思考方式的特征。而建立在热力学“熵”的概念基础上,研究远离平衡态的不可逆过程的耗散结构理论,它的思考方式已不是线性的思考方式,而是非线性的系统思考方式。
线段思考或线性思考,即原因产生结果,一种原因产生一种结果。例如,我们注满一杯水,一直注视着水位的上升,一直监测移动的水位和目标(想要的水位)之间的差距。这就是一种线段思考。在系统思考中,每一种影响既是原因,又是结果,没有什么事情只管一个方向的影响。例如,要加满一杯水,我们要涉及五项变数——水量调节系统,想要的水位,杯子现有水位,水龙头的旋转控制和水的流量。这五个变量被排配成圆形或因果关系回路,称为反馈过程,过程不断运作使水达到想要的位置。(7)在非系统中,要加满杯中水,暗示了人处于人类活动舞台的中心。在系统思考中,人所扮演的任何角色都是反馈回路上的一部分,而非独立存在于反馈回路之外。这代表了一种根本观念的转变,它让我们看清了自己如何不断影响周围的环境,同时受到周围环境的影响,人应当把自己看成自然的一部分,而不与自然分割。在非系统思考中的线段式观点,总是简单地归纳出责任所在,所以,当事情出了问题时,便开始责怪某人或某事。(8)在系统思考过程中,我们放弃了必定要由某人或某单位负责任的假设,系统的反馈观念建议大家应共同分担系统所产生的问题。
《毛泽东选集》中第一篇文章《中国社会各阶级的分析》写于1925年冬,1926年3月经作者修改,在《中国青年》上发表。这时距离中国共产党成立近5年。毛泽东从整体上全面地分析了中国社会各阶级地位和他们的政治态度,提出了谁是革命的力量,谁是革命的朋友,谁是革命的对象。指出了中国无产阶级的最广大和最忠实同盟军是农民,并且预见到了民族资产阶级是一个动摇的阶级,他们在革命高涨时将要分化,其右翼将要跑到帝国主义方面去,1927年所发生的事变证明了这一点。中国共产党坚持了正确的阶级分析的路线,领导中国革命从弱到强,取得最后的胜利。
1938年5月26日至6月3日,毛泽东在中国抗日战争一周年之即,发表了《论持久战》的讲演。毛泽东从整体上分析了中国抗日战争,中日双方政治、经济、军事力量的对比,以及各个方面对抗日战争的影响,驳斥了亡国论,批驳了速胜论,提出了符合中国抗日战争实际的持久战,领导并取得了中国抗日战争的胜利。
新中国成立以来,在人口问题上,我们没有从整体上全面地予以分析研究。我们只看到了人的创造性的一面,没有看到人有占据空间、消耗资源的一面;人有能动性的一面,人还有“受动性”的一面。错误地批判了马寅初的“人口论”,致使中国人口盲目增长,制约影响了中国经济的发展,后来,不得不采取极端的计划生育政策。这个教训很深刻。
在经济建设上,我们违反了经济规律,实行了单一模式的计划经济。到1992年邓小平提出了市场经济,并指出计划和市场都是手段。市场中有计划,计划中有市场,市场与计划的相互联系、相互制约,才能够促进经济的发展。实践证明,由于我们按经济规律办事,才促使了中国经济的高速发展。又如“发展”是硬道理,但是发展要科学,要符合规律,不能以损害环境谋求发展,要树立科学的发展观。
通过以上的分析不难看出,面对复杂的社会问题,要克服单一线段式思考,树立正确的非线性系统思考观念,学会从整体上把握事物,在处理问题时,既要看到事物的一面,也要看到事物的另一面,才能避免少犯错误或不犯错误。
二、树立交互式互耦互动的系统新理念
自然界是运动、变化发展的联系整体,表现为非此即彼的客观存在和亦此亦彼的相互关系。人类生存的地球是太阳系的组成部分,太阳系是银河系的组成部分,银河系与河外星系组成星系团,星系团与星系团构成总星系——整个宇宙。地球以独立的实体存在于太阳系,太阳系以独立的实体存在于银河系,银河系以独立的实体存在于星系团,星系团以独立的实体存在于总星系。它们都表现为非此即彼的独立存在,它们又是相互联系的有机整体。地球与太阳系联系在一起,太阳系与银河系联系在一起,星系团又和星系团联系在一起,表现为亦此亦彼的,你中有我,我中有你的相互关系。
生命世界里的非人类生物界中,植物、动物、微生物的物质性具有各样性,种类繁多,它们表现为非此即彼的存在。动物、植物与微生物之间都有着紧密的联系,形成有机的生物链。表现为亦此亦彼的你中有我,我中有你的相互联系。
在生命世界的人类生物界,人种、人类形态多种多样,它们同样表现为非此即彼的存在。人类以国家为主体紧密地联系在一起,国与国之间通过政治、经济、社会文化交往紧密联系在一起,表现为亦此亦彼,你中有我,我中有你的相互关系。
综上所述,我们不难看出,非此即彼在自然界中是客观存在,没有非此即彼,我们很难认识具体的实物,它靠线段或线性的思考去把握。亦此亦彼同样是客观存在,是非线性的交互式的互耦互动,它靠非线性的系统思考去把握。
在人类历史的长河中,人类长期处于农业社会,属于自给自足的自然经济,国际经济贸易数量少,加上交通、通信不发达,人们的联系少,个别地方发生的事情对其他地方的影响不大。但现在不同了,科学技术促进了经济的高速发展,国际经济贸易数量在大幅度增长。交通、通信手段的发达,使人们的交往越来越多。任何局部的经济问题都可能影响全球经济。人类任何活动都会影响生态环境,人类只有一个共同的地球,共同利益使人们必须共处合作。世界正在向一体化发展,这种发展需要一种交互式的互耦互动的系统新理念去把握。
经济的全球化,世界的多极化,使世界变得深刻而复杂,各种矛盾交织在一起。国际合作在加强,联合国是全人类最高、最大的合作组织。欧洲经济共同体,东南亚联盟,上海经济合作组织等,都是通过合作协商解决国际深刻而复杂的问题。合作双赢已成为发展的主要形式。中国在处理香港、澳门问题上所采用的“一国两制”,寻求共同点、保留不同点。正在实施市场中有计划、计划中有市场的宏观调控,计划与市场相互联系,相互制约,才能促进经济的发展。这些都是处理复杂问题上采用非线性互耦互动新理念新方法的典范。
面对运动、变化、发展、联系的自然界,面对社会深刻而复杂的问题,我们用你中有我、我中有你,相互联系、交互式的互耦互动新理念取代非此即彼的相互排斥,用合作双赢取代你死我活的冷战。可以说,宽容、妥协的交互式互耦互动已成为人类发展的基本态。
三、选择最佳方案,寻求最简单的解决办法
我们强调系统思考,要从整体上把握事物,要看到事物复杂性的一面。但在解决问题的时候,我们要选择最佳方案,寻求最简单的解决办法。一个复杂的系统,不能被看作许多要素的简单组合,而是存在着要素之间的反馈,自组织的相互联系和协同的作用。系统思考的最大好处,在于帮助我们在复杂的情况下,于各种可行的方案中选择最佳方案,实现这种选择。系统科学方法提供了这种可能。
系统科学方法或简称系统方法,即按照系统科学的观点和理论,把研究对象视为系统来解决认识和实践中各种问题的方法的总称。系统方法要求人们把现象和过程视作一个相互联系、相互作用的整体,并且尽可能将整体作形式化的处理。系统方法所处理的对象,都是由种种关系和相互联系交织起来的网络画面,采用系统方法时,应尽可能将此画面作组织化的科学抽象,从而具体地反映和把握世界。它的作用主要有如下几点。
1.交互式系统方法是认识、调控、改造、创造复杂系统的有效手段。系统方法是扬弃了传统科学的简单性原则而产生的。在20世纪30年代以前,科学在研究复杂事物和复杂过程时,主要从实体上进行还原的分析组合方法,试图在所有复杂的现象中找到共同具体的物质实体,至于实体形成的复杂关系则很少受到重视,基本上用线性因果关系加以处理。这就把复杂的问题不适当地简单化。而事实上,世界上的事物和过程是复杂的,是由多种因素或子系统的复杂相互作用所构成的,所以需要系统的思考,系统科学方法提供了解决复杂问题的钥匙。
2.交互式系统方法为人们提供了制订系统最佳方案,以实行优化组合和优化管理的手段。在人类的活动中,总需要存优汰劣、趋利避害,通过这些追求,推动人类的进步。在认识自然和改造自然中,系统方法可以帮助人们制订最佳方案,实行优化组合与管理,取得尽可能大的效益,用最小的投入取得最多的利益。(www.xing528.com)
3.交互式系统方法为人们提供了新的思维模式。它突破了传统的只侧重分析和机械方法的栏栅,指导人们从总体上进行思维,探索科学技术发展的新思路,建立综合学科、交叉学科和边缘学科,促进自然科学与社会科学的统一,促进科学家与哲学家的联盟,帮助人们打破两种科学、两种文化的界限,建立统一的世界图景和文化图景,建立起系统的自然观、科学观、方法论和系统的人类社会图景。
系统方法的种类很多,如系统分析法、信息方法、反馈控制方法、动态规划方法、综合评判法、分析—协调方法、黑箱方法、功能模拟法等。应用系统方法的主要工具和手段有:概率论、数理统计、算法论、系统逻辑、排队论、对策论、线性规划、控制论、群体动力学、模拟、信息论、伺服机构理论、人—机工程等。系统思考正是通过运用不同类型的系统方法,广泛应用于自然科学、技术学科、社会科学、环境科学、医学、管理科学、军事科学等多种领域。
系统思考绝非忽视复杂性,而是把许多杂乱的片段结合成前后一贯的“故事”,明白指出问题的症结,以及找出较持续有效的对策。今天,世界的复杂性日益增强,造成许多管理者认为自己缺乏有效行动所需的信息。实际上,管理者所面对的信息是过多而非不足,我们需要的是一种方法,去辨认何者重要,何者不重要。知道哪些事情应当专注,哪些不必太重视,这就是把复杂问题简单化的有效方法。系统思考是一种丰富的语言,用以描述各种不同的环状互动关系,及其变化的状态。它的最终目的,在于帮助我们更清楚地看见复杂背后运作的简单结构,而使人类社会不再那么复杂。
普里高津在建立耗散结构理论的过程中,注意把握平衡和非平衡之间矛盾的转化,他在研究远离平衡态热力学时引进了局部平衡的假定。这个假定指出,一个系统从整体上看是非平衡,但可采用一定方式将它分为许多小的单位,每一个单元在宏观上看是充分小的,因而在一个很短的时间内可以看作均匀的平衡。但从微观上看,又是非常之大,内部包含着许多粒子。因此,仍然可以看作一个宏观热力学系统。这样化整为零,就可以把一个非平衡的问题化为许多局部平衡的问题来研究,就是说,可以把平衡态热力学中的许多概念和方法运用到非平衡的研究中去,然后积零为整,再推广引申出一系列的适用于非平衡的概念、原理和模型。总之,由于普里高津巧妙地处理了整体和局部,宏观与微观的关系,注意平衡与非平衡之间的联系和转化,就找到了一条贯通平衡态热力学和非平衡态热力学的桥梁,这是他研究方法的成功之处。把非线性的问题转化为线性的问题,把复杂的问题转化为简单化的最有效方法,具有普遍的适用性。
四、从整体上把握事物,从关系上研究问题
为什么系统思考方式如此重要?因为我们面对复杂问题时,总是习惯于将其分割成可以处理的片段来思考,然后加以整合,这种先分割后整合的思想是当代思潮的主流,对于许多复杂的工作是非常恰当而且是必需的。从系统思考的观点看,局部要服从整体,只有把局部认识清楚,把局部的关系结构认识清楚,才能够把握整体。整体是有机性的,存在于有机整体的部分一旦离开了整体,就会失去整体的部分的意义。例如,人手离开人体,就不成其为手。我们说整体大于部分之和,指的是要素的非加合性关系,局部的优不等于整体的优。生态学家哈定提出“共同悲剧”的概念,它是指对每一部分都是有利,对整体却是有害的情况。
比如,位于非洲撒哈拉沙漠的撒黑尔地区,曾经是一片肥沃的草原,直到20世纪中期还供养着十多万的牧人和至少50万头草食性牲畜。然而,今天它却变成了一块光秃秃的沙漠。只生长着极少的植物,而留在那里的人和牲畜,只能在干旱与饥荒的持续威胁下过着穷困的日子。
撒黑尔的悲剧根源于20世纪20年代至70年代,人口和牲畜的持续增长。1955年至1965年,由于降水量异常充沛,加上国际救援组织提供挖凿深井的资金,加速了人口和牲畜的增长。每一位撒黑尔的牧人在经济利益和社会地位的诱因下,纷纷扩充自己的牲口的数量。然而到60年代初期,牧地开始出现了被过度啃食的现象,牧地上的植物开始变得稀疏,植被越稀疏,过啃食情况就愈严重,直到牲畜啃食植物的速度大于草原植物的生长速度,草所覆盖的面积开始日益减少。另外,风雨侵蚀土壤的情况也更加严重,增加了土地沙漠化的情形。这样的恶性循环持续下去,接着60年代一场严重的干旱袭来,70年代已有五至八成的牲畜死亡,而撒黑尔绝大多数的人均陷入贫困的深渊之中。
人们得到了局部的利益,但却失去整体的利益,创造了沙漠化的“共同的悲剧”。类似的“共同的悲剧”在世界上比比皆是。例如,发展中国家的耕地,热带雨林以及酸雨,全球的渔业和温室效应。
系统强调整体性,并不否定局部性。然而在另一方面,分割却使我们丧失了更深入观察整体的要素——组成分子之间的互动关系,以及其所形成的复杂现象,即使是只有2~3个变数就可以复杂到不可思议的地步。这种“动态性”复杂,有时会抵消个人或群体改善问题的所有努力,它会“诱使”我们“舍本逐末”,“避重就轻”,“一再犯错”,甚至兴奋而努力地制造共同的悲剧。
在美国近20年的5位总统中(卡特、里根、布什、克林顿、布什),卡特应属埋首处理国事最深者。然而,卡特总统被许多人看作一名成效不彰的领导者,在他卸任的时候,支持他的人只占22%,是自第二次世界大战以来包括尼克松在内的所有总统中支持率最低的一位。(9)
卡特是复杂性的受害者。他渴望知道所有问题的第一手资料,这使他淹没在细节之中,对于细节的整体面没有一个清楚的视角。(10)
《三国演义》第一百零三回有这样一段描述,当司马懿接见了孔明派往魏寨的使者,询问孔明的饮食起居和处理事务,得知孔明起早睡晚,饭量很少,大事小事亲自处理时,懿顾谓诸将曰:“孔明食少事烦,其能久乎。”果然不久,孔明死于五丈原。
诸葛亮同样是复杂性的受害者。他渴望亲自处理大小事情,使他能够成功,但他却淹没在细节中,由于劳累而短命。
大部分动态复杂性都处于缓慢渐变的过程,极不易观察,即使察觉了,不是为时已晚,就是不知如何有效处理,而对于我们威胁最大的偏偏多属于这种缓慢渐变的过程,大部分人都要等到它爆发成“重大事件”时才会处理。因此,我们处理问题时,要学会运用系统思考方式,从整体上把握事物,从关系上研究问题。
【注释】
(1)《马克思恩格斯选集》第4卷,人民出版社,1995年第2版,第263页。
(2)恩格斯《自然辩证法》,人民出版社,1971年,第162页。
(3)湛垦华、沈小峰《普里高津与耗散结构理论》,陕西科技出版社,1982年,第60页。
(4)湛垦华、沈小峰《普里高津与耗散结构理论》,陕西科技出版社,1982年,第60页。
(5)普里高津《从混沌到有序》,上海译文出版社,1987年,第28页。
(6)《马克思恩格斯选集》第4卷,人民出版社,1972年,第239~240页。
(7)彼得·圣吉《第五项修炼》,上海三联书店,1988年版,第81页。
(8)彼得·圣吉《第五项修炼》,上海三联书店,1988年版,第81页。
(9)彼得·圣吉《第五项修炼》,上海三联书店,1988年版,第153页。
(10)彼得·圣吉《第五项修炼》,上海三联书店,1988年版,第153页。
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