系统运动：系统科学的孕育与生成

叶立国

(中国石油大学(华东) 马克思主义学院， 山东 青岛 266555)

自20世纪50年代贝塔朗菲开启系统运动以来，这场运动正在席卷世界的每一个角落，系统思想在现代科学中开始占据主导地位，系统理论与方法日益渗透进人类生活的几乎所有领域。［1］54系统运动是系统科学形成的大环境，“系统科学是系统运动的产物”［2］36。在系统运动过程中形成了诸多系统科学分论，如系统论、控制论、耗散结构理论、协同学、超循环理论、突变论、一般生命系统理论、分形论、运筹学、系统工程、系统动力学、泛系理论、灰色系统理论、系统哲学等。当今的系统运动已经渗透到了自然科学、包括哲学在内的人文社会科学等所有研究领域，产生了诸多理论成果。因此，从整体上把握系统运动的景象及系统运动在系统科学形成和发展中的作用，有利于准确把握系统科学思想的精髓。本文将在简要分析国内外代表性系统运动图谱的基础上，从系统科学发展的内在逻辑出发，构建具有反馈结构的系统运动图谱，具体阐述系统运动的两个阶段的发展状况，从而展现系统科学理论与方法在系统运动中的孕育和生成。

一、系统运动图谱的综述与发展

系统运动的开启要归功于系统论的创立者贝塔朗菲，其论文《物理学和生物学中的开放系统理论》［3］23-29的发表被认为是系统运动的开端。［1］51，［4］93贝塔朗菲已经认识到当时从各种不同观点出发、从不同学科领域出发、从不同哲学观念出发在不同的国家和社会环境中同时出现了本质上类似的“系统”及其相关概念。他认为这些概念的出现是不可避免的。［5］198-199这一点正是贯穿系统运动的主线，也是把各个相关学科联系起来的重要载体。随后的五十多年时间，系统运动开始席卷全球，并渗透进各个学科领域。

系统运动概念一般认为是切克兰德在1979年发表的论文［6］129-135中提出来的。［7］592切克兰德的系统运动概括起来是指，以系统概念相联系，在许多不同学科中兴起了一场用系统说明和系统方法观察世界和处理问题的视角和方法，其中涉及自然科学、人文社会科学等各个领域，在诸多学科中也涌现了一批有系统思想的研究者。他认为，以系统概念相联结，至少已经形成了一个松散的联盟，这个联盟主要是运用整体论方法而不是还原论方法探索问题。他也明确提出系统运动的纲领是处理有组织复杂性问题，他进一步把那个时代系统运动的主要任务总结为寻求一种系统思考的形式，在这种形式中我们能够在某种积极的意义上感觉到舒适。［4］92，98，99他勾勒的系统运动形态图可以比较全面地体现其思想。［4］96-97在其图中把自然科学、社会科学、哲学、工程等学科在系统运动中的基础性作用很好地展现了出来，并具体勾勒了系统运动中形成的各种系统科学各论及其相互关系。顾基发在切克兰德系统运动图谱上加入了中国传统系统思想和东方系统方法论，对其系统运动有所发展，［8］但必须理性看待中国系统方法论在系统运动发展过程中的作用与地位。

英国Hull大学的朱志昌在切克兰德思想的基础上对系统运动作了进一步的梳理，提出了从“探索客观世界→理解人类思维→管理组织行为”三个组成部分的“当代西方系统运动图谱”。［7］592他对系统运动发展过程中的每一个部分都进行了具体说明，从整体上展示了系统运动的发展过程及其内在逻辑。朱志昌的系统运动图谱有两个方面的特征：第一，时间的延续性。在他的图谱中不同层次的六个箭头把系统运动的演化过程完整地展示了出来，每一部分的标题都体现了系统运动的主要内容：从“探索客观世界”的系统运动到“理解人类思维”的系统运动，再到“管理组织行为”的系统运动;在最后一部分中又包含相对微观的演化过程——从“组织设计和管理”到“系统方法(论)”;在系统方法(论)部分中，作者把系统方法论梳理为从“硬系统方法”到“软系统方法”到“批判系统方法”，最后是“整合方法论”，比较合理地梳理了系统方法论的演化历程。第二，逻辑的传承性。作者以时间发展的延续性为骨架，在梳理系统运动的过程中非常注重系统运动的逻辑传承，即系统运动发展的前后继承性及其内在统一性，如其图谱中的箭头所示。

图1 系统运动结构图

Beishon和Flood等人提出了“系统科学的起源和演化”图谱。［9］6其图谱主要揭示了以下四方面内容：第一，学科交叉过程中形成系统科学理论;第二，从数学、生物学、经济学、哲学、国际关系、工程等学科中形成的一般系统论和控制论促进了系统科学和系统方法的发展;第三，系统科学对系统方法的作用;第四，系统科学理论与方法在相关学科领域的广泛运用。作者在其图谱中标注出了在每一部分中做出主要贡献的学者。该图的独特之处在于体现了系统科学如何从交叉学科中产生，交叉学科的研究思路使得我们更容易发现不同系统的共同特征，为具有中立性的系统科学［10］x，238，378，［11］507-520的形成提供探讨途径。该图谱的最大缺陷是只包含了早期形成的一般系统理论(本文的“一般系统论”特指贝塔朗菲创立的理论，“一般系统理论”指包括Boulding等人在内的具有一般系统特征的理论形态的总称)和控制论，没有把20世纪后半叶发展起来的系统理论对系统科学的影响包容进去。该图谱某种程度上包含了系统运动可以划分为两个阶段的思想，为后文笔者构建系统运动图谱提供了思想基础。

M'Pherson在其论文中提出了系统科学的形态发生图［12］129，该图较好地体现了从系统运动到系统科学的形成过程。他的“系统科学的形态发生图”可以分为三个层次：一是作为基础门类的七大知识部门：哲学、数学、宗教、人文学科、生命科学、物理学和艺术，这七个部门几乎涵盖人类智力和精神领域的全部;二是对系统科学产生直接影响或其重点关注的学科，包括社会科学、管理学、政治学、心理学、生物科学、工程科学和地球科学;三是系统科学层次：横跨以上两个层次形成了系统科学。［12］129该形态发生图较完整地体现了系统科学的思想之源，尤其是看到了哲学和数学这两个学科对系统科学形成的影响及其重要地位，同时也揭示了经典科学在系统科学发生过程中的作用。该图存在两个问题：一是没有展现系统科学学科内部的微观状况;二是该图使用的都是无向联线或无向图，不足以体现系统运动的演化过程，以及系统科学对相关学科影响的反馈作用，或者说这种联结方式不能充分表达系统科学发生过程中的非线性特征。

另一较具代表性的系统运动图谱是Klir提出的。［2］52该图首先展现了系统运动的三个主要根源：数学、计算机技术和系统思考。［13］数学方面主要涉及的是系统科学的研究对象或研究领域——有组织复杂性。［13］27-58计算机技术主要是为系统科学的发展提供工具，即“计算机扮演了系统科学实验室的角色”［14］4。该图最大特色在于在各种系统思想和理论与系统科学之间加入了系统思考这个层次。系统思考的来源和对象涉及诸多领域，从哲学的整体论、目的论到心理学的格式塔心理学，再到工程领域兴起的控制论、信息论、系统论等。Klir也专门列出交叉学科相似性理论也是系统思考的重要来源。Klir的系统运动图以有向图的形式展现了整个系统运动的过程，也较好地体现了从系统运动到系统科学形成的逻辑路径。该图也存在一定问题，首先是仅展现了线性演化路径，没有体现从系统运动到系统科学形成的非线性特征;其次是忽视了两条重要的反馈回路：一是系统思考对其形成之源的反馈;二是系统科学之于系统思考乃至于更深的源头的反馈。

本文以学界思想为基础构建包括三个阶段的系统运动图谱(见图1)。笔者认为，从系统科学形成与发展的内在逻辑看，系统运动可分为三个阶段：一是系统运动过程中，在经典科学的各个学科中涌现出了一批以系统的某些方面特征，或与系统的控制和管理相关的学科群，这些学科构成了系统科学的一阶理论形态。这些系统科学理论虽然从经典科学的具体学科中来，但是形成之后的系统科学不涉及系统的具体类型，具有“中性科学”特征，即学科无涉;二是这些学科的思想、理论和方法反馈回经典科学中，并与之相互作用催生了一批系统化的经典科学学科群，这些学科构成了系统科学的二阶理论形态。这些系统科学理论直接针对某一具体系统类型，具有学科有涉的特征;三是两个反馈作用，即系统科学一阶理论反作用于经典科学相关学科和系统科学二阶理论反作用于系统科学一阶理论。两个阶段中形成的系统科学理论和方法的反馈作用使得整个系统运动形成了闭合反馈回路，推动系统运动的进一步发展。需特别指出，以上的阶段划分并非时间上而是逻辑上。第三个阶段事实上是又开始了第一个阶段的循环，因此下文主要对前两个阶段进行微观解析。

该图谱展现的系统运动具有三方面特征：非线性、动态性和开放性。之前国内外系统运动图谱基本上只展现了系统运动的线性特征，本图谱的反馈回路准确展现了系统运动的非线性特征;动态性体现在该循环永远处于流动、相互作用之中，可能永无终点，不断推进系统运动的发展，促进系统科学理论的形成与完善;开放性体现在两个方面，即图中的三个省略号所代表的内容。具体来说，一是体现在最上边的省略号，作为形成与系统相关的学科之源的经典科学学科的开放性，任何时期、任何学科中均有可能涌现出各种类型的系统科学学科;二是体现在下边两个省略号，系统运动中形成的思想、理论和方法与经典科学学科的结合方面，随时都可能涌现出一些新的一阶和二阶系统科学学科。

二、学科无涉的系统科学理论的形成

在系统运动的第一阶段形成的系统科学一阶理论形态都是学科无涉的理论，具有“中立科学”［11］的特征。理论不涉及具体系统类型，同时也可以应用到几乎所有类型系统。由于篇幅所限，本文只对系统运动的几个重要领域的情况进行简要解析。

生物学领域是这一阶段的先锋军和主战场，它为系统运动的发展以及相关系统理论的形成提供了重要的发展资源和应用领域［13］，贝塔朗菲创立的一般系统论是其代表。19世纪末20世纪初掀起的一场有关生物本质的争论，即机械论与活力论之间的争论为新生物学的产生提供了现实基础。最后由贝塔朗菲提出了完整的机体论思想，并以此为基础构建了“一般系统论”，使他成为了系统运动的开启者，也使得一般系统论成为了系统运动中形成的第一个比较完善的理论形态。贝塔朗菲的重要贡献主要是两方面：一是清晰地阐述了系统的诸多核心概念，为系统科学及其相关理论的发展奠定基础;二是坚信科学中同型性规律的存在，提出“一般系统论”，从而确立了一种多学科、跨学科方法的可能性。［15］203-219贝塔朗菲为系统运动的发展以及系统科学的形成做出了非常重要的贡献。在生物学领域，除了贝塔朗菲的成就之外，还形成了米勒的一般生命系统理论和艾根等人的超循环理论，这些理论形态都推进了系统运动的发展，以至促成了系统科学的形成。

物理学领域是系统运动的第二战场。以物理学为背景产生的最具代表性的理论形态是普里高津创立的耗散结构理论和哈肯完成的协同学。普里高津创立耗散结构理论是从时间开始的，主要针对的对象是作为系统的世界的发展演化问题。普里高津试图在系统层次上解决经典科学时间可逆与热力学不可逆的矛盾，提出耗散结构理论。同时，解决与时间问题相关的物理学退化与生物学进化问题也是促成该理论产生的重要原因。［16］128-131他的主要贡献是促进了复杂系统方法论的发展，使得非线性系统远离平衡态时所出现的各种有序现象的研究成为可能，进而推进物理学、化学、生物学等诸多学科中系统演化问题的研究。哈肯创立的协同学是物理学领域的另一重要成果。他的研究是从激光开始的，激光也被称为“协同学的开辟者”［17］。协同学主要针对复杂系统，研究由诸多子系统组成的系统中的各个部分“怎样合作并通过自组织来产生空间、时间或功能结构的”［18］2。协同学突破了经典科学线性的局限，“探讨了在突变点上系统如何通过内部各子系统之间的协同、竞争，自己组织起来形成结构的内在机制”［19］2，进而“回答了在系统演化的突变点上，各子系统是如何通过自组织而形成新的有序结构”［19］148。协同学通过对各种协同过程的研究，试图为“各种类型系统从无序到有序的自组织转变建立了一套数学模型和处理方案……用来解释在各种不同类型系统(如物理、生物、社会、认知系统等)中出现的无序——有序、有序——无序、有序——混沌转变过程”。［1］536，538

在数学领域，系统运动中形成了诸多具有系统特征的理论形态。数学与系统科学关系非常密切，一般系统论的创立者贝塔朗菲最初就把系统科学称之为“数学系统理论”［20］407-426。20世纪60年代以前形成的具有代表性的数学系统理论主要有三个流派：梅萨洛维克体系、怀莫尔体系和克里尔(Klir)体系，朴昌根对其基本内容进行了简要阐述。［1］546-55220世纪后半叶复杂性数学的代表是Thom创立的突变论、Mandelbrot创立的分形理论、由Poincare开创的混沌理论以及圣菲研究所的研究等，［7］598它们在整个系统运动中产生的影响也更加广泛和深远。法国数学家托姆1972年出版《结构稳定性与形态发生学》，标志着突变论的创立。突变论主要研究的是“系统对外界条件的光滑变化所做出的突变反应……尤其是突变点的分类与突变点附近的系统性态的特征”［1］552。突变论是一门具有系统理论特征的数学学科，为现实世界中系统的形态发生和系统的自组织演化路径提供了数学工具［21］68，成为了一门以系统生成演化中的突变为研究对象的新兴数学学科，揭示了系统整体发展演化的规律，进而在数学方面为系统科学的发展提供基础，丰富和发展系统科学。［19］186-192混沌理论的提出和完善是一批相关学者共同做出的成就，从彭加莱对三体问题的研究、KAM定理的提出、洛伦兹气象学的研究、沙可夫斯基序列的提出，到茹勒和泰肯斯对湍流本质的探讨、李-约克定理的提出，到费根鲍姆标度律、普适性及其常数的发现，最后到圣克鲁斯动力系统集体的研究等，［19］241-267这些人的研究成果最终促成了混沌学成为一门完善的非线性数学学科。混沌学对不同系统的研究，尤其是对系统演化动力的探讨使其在系统科学理论中占据了独有的位置，推动了系统科学基础理论的发展和完善。芒德勃罗在前人工作基础上创立分形几何学，用以“描述了我们周围的许多不规则和支离破碎的形状”，他把分形定义为“豪斯多夫——伯西柯维奇维数严格超过拓扑维数的集合”，其中，分形维数在其理论中居于核心地位。［22］5，1，18，2分形理论由于其认识到了自相似性，导致“任何一个相对独立的部分，在一定程度上都是整体的缩影”［1］559，为系统科学的跨层次研究提供了一条新的路径，为我们认识系统的“复杂性、非线性和系统演化的空间图景提供重要的思考途径和方法”［21］121。总之，分形理论必将为研究系统的演化和系统发生提供重要的数学工具，并从视觉数学的视角展现系统发育、生长和演化的奥秘。在系统运动中，除了形成了以上三大有代表性的数学系统理论之外，还形成了模糊数学、拓扑学等具有系统理论性质的数学学科，它们也从不同方面推动系统运动的发展。

在哲学领域，系统运动形成了“系统哲学”这一重要研究方向，“系统哲学即是系统科学的预备学科又是与系统科学的连接者……它也是系统科学增长的边缘”［23］50。系统运动中形成的系统哲学与系统科学有着非常密切的联系，Vámos甚至认为“系统科学是我们时代的哲学”［24］89-94。系统哲学的研究开始于一般系统论的创立者贝塔朗菲，他把系统哲学看作是一般系统论的三个组成部分之一。［20］在贝塔朗菲发表他的这篇总结性论文之前，Ellis和Ludwig发表的Systems Philosophy一书［25］可能是学术界较早以“系统哲学”为名称的著作。拉兹洛是系统哲学研究最具代表性的人物，1972年发表了他的代表作《系统哲学引论》，他第一个构建了完整的系统哲学体系。［26］除以上学者之外，詹奇、邦格以及原苏联的诸多学者也相继提出了他们的系统哲学思想或体系。［27］总之，系统哲学是在系统运动中若干系统思想与哲学相结合发展起来的一门具有哲学性质的学科，该学科对系统科学的形成发挥了一定作用。

特别说明，这一阶段的系统运动虽开始于某一具体学科，但形成的系统科学理论却具有学科无涉、跨学科或多学科特征。

三、学科有涉的系统科学理论的形成

系统运动的第二个阶段形成的系统科学二阶理论都直接涉及具体系统，是系统科学一阶理论在各种具体系统中应用形成的系统科学理论形态。系统运动形成的思想和理论成果可以被应用到任何其他学科中，如生物学、地理学、经济学、心理学、社会学等。［28］7这种影响主要体现在两方面：一是这些新兴学科为传统学科的发展提供新思想与方法或新的研究视角;二是这些新兴学科与传统学科相互交叉形成了又一批具有系统特性的新学科。本文只就其中代表性成果进行简要分析。

生物学是系统运动开始的主战场，也是其产生重要影响的主要阵地。系统运动中形成的理论应用于生物学的例子很多［13］，系统理论在生物学的发展中也扮演了非常重要的角色［2］205-209。系统运动中形成的诸多理论形态在生物学领域得到了广泛的运用［29］，同时形成了诸多新兴学科，如系统生物学、系统生态学、混沌生物学、信息生态学、生物控制论等。本文只以系统生物学的形成和发展为例进行简要说明。系统生物学是在分子生物学和系统科学基础上发展起来的［30］45-50，“生物控制论和数学系统分析”是其重要来源之一［31］188。该理论产生之后在科学界引起巨大震动，美国Science等杂志相继刊出多篇学术论文探讨系统生物学及其应用现状和前景，中国学界对此也非常重视。系统生物学的研究对象一般是生物系统的构成及其动态行为［32］179-180，它是以分子构成要素为基础，对复杂的生物组织和过程的行为状态进行研究的一门学问［33］503-504，是寻求对生物现象进行解释，这种解释不是以基因对基因层次为基础，而是通过一个细胞或有机体中的所有细胞的和生物化学的组成之间形成的网络式的相互作用认识生物现象，它可以被描述为“综合生物学”、“预言生物学”。［34］505-506系统生物学的目的“在于从系统水平理解事物系统”［35］1，进一步说是“理解系统的诸多性质如何从系统的构成要素之间的相互作用中涌现”［31］61，通过这种理解最终达到理解生物学的终极目标——“分子系统如何活着”［31］335。总体上来看，“系统生物学是一门以复杂的生命系统为研究对象，以整体论的思想为哲学宗旨，以系统科学的理论和方法为指导，建立在西方传统分子生物学基础上的生物学前沿学科”［36］。通过以上对系统生物学的分析可以看出，该学科是系统运动过程中产生的系统思想、理论和方法，如系统论、控制论等在生物学领域的具体运用。该学科在推进生物学发展的同时也反过来影响系统运动，为系统一般理论的创立提供重要资源，推动系统科学理论与方法的形成与发展。

系统运动中形成的理论与方法在管理学中的运用历史悠久也相对成熟。自从1911年泰勒创立管理学开始，就是以对系统的管理为基本指导思想的。国内外也出版了大量系统理论应用于管理学的著作［29］，Schoderbek等人1975年出版的《管理系统》和切克兰德1981年出版的《系统思考与系统实践》是早期应用系统思想、理论与方法或系统思考进行管理学研究的代表性著作。从国内看，自1991年在陕西西安举办了第一届全国青年系统科学与管理科学学术会议，到2011年已经举办了十一届，几乎每届都出版了论文集。系统运动的相关理论与管理学的结合，或者说在管理学中的运用形成了一批具有方法论性质的学科，其中以系统工程为代表，广义上，形成的一些其他学科，如各种形式的系统思考、运筹学、系统动力学等都可以归入系统工程中，因此，本文只以系统工程为例进行简要说明。系统工程是在系统运动过程中形成的方法论学科，从一般系统论、控制论、信息论、耗散结构理论、协同学、突变论到复杂适应系统理论、复杂网络等都成为了系统工程的理论基础。在国外，系统工程理论发展得非常深入，比较有代表性的是Forrester创立的“系统动力学”、Checkland提出的“软系统方法论”以及Ulrich提出的“批判系统启发法”、Flood和Jackson创立的“全面系统干预”等，Jackson的《系统思考》对国外系统工程的重要方法论都作了具体分析。［37］在国内，系统工程的研究开始于钱学森、许国志等人的研究，之后王众托、汪应洛等人也做了大量研究工作。除此之外，顾基发和朱志昌的物理—事理—人理系统方法论、邓聚龙创立的“灰色系统理论”、吴学谋创立的泛系方法论等也都产生了较大影响。通过以上阐述可以明显看出，系统工程是以管理系统为研究对象的一种系统化的理论与方法，以系统运动中形成的一般系统论、控制论和信息论等为理论根据建立起来的，是在系统运动中形成的一门重要的工程学科。系统工程正在日益改变着管理学的学科性质，或者说，正在促使管理学从“软”到“硬”转化。当然，系统工程这一学科发展本身还存有一定问题，它主要是以最初形成的系统理论，俗称“老三论”为基本理论，对于之后形成的诸多理论形态的应用还有待深入。主要有两个原因：一是之后发展起来的系统理论的适用性还有待研究;二是管理学自身的背景以及管理学家的知识背景受限所致。近些年，系统运动逐渐向更加复杂的系统转变，也在促使着系统工程向复杂系统工程转变，对复杂系统理论的广泛运用必将进一步推进系统工程乃至管理学的发展。

系统运动也波及了经济学领域，系统运动中形成的系统思想、理论与方法在经济学中得到了广泛运用，如系统经济学、非平衡经济学、控制论经济学或经济控制论、混沌经济学、非线性经济学等。本文选取具有代表性的系统经济学与系统运动的相互作用情况进行简要说明。系统经济学这个术语比较早地出自于Fox等人编辑的一本论文集，该文集中收入了几篇以系统范式研究经济学的文章［38］。但是比较完善地提出系统经济学理论框架的是我国学者昝廷全。他的一系列系统经济学的相关研究［29］第一次建构起了该学科比较完善的理论体系。他所创立的系统经济学是系统哲学思想在经济学中的运用。［39］224系统经济学是系统运动过程中形成的相关思想和方法在经济学中的具体运用，是系统运动第二个阶段的典型产物。

四、结语：系统科学在系统运动中生成

通过系统运动的发展可以总结出系统科学的形成路径：从经典科学的学科反常开始，形成描述系统的某方面性质或

自身具有系统性的单个学科;已经形成的单个学科的具体运用、发展和完善;这种相互作用反馈重复进行。最后，对具有系统特征的学科或知识的整合涌现出系统科学。总之，系统运动已经为系统科学的产生提供了广阔的背景，或者说为系统科学理论和方法的形成提供了肥沃的土壤，“系统科学是系统运动的产物”［2］36，在系统运动中，系统科学得以形成和发展。

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