试论系统的演化过程

2017-03-10袁宏建

黄冈职业技术学院学报 2017年1期

关键词：要素

袁宏建

(黄冈供电公司，湖北黄冈 438000)

试论系统的演化过程

袁宏建

(黄冈供电公司，湖北黄冈 438000)

系统科学自创立之日，有关系统演化的模拟，或文章、或假说不绝于耳。人们在不同时期，依据自然和社会的最新发育发展，从某一概念出发，演绎出系统的种种演化图景。文章尝试从系统交换角度出发，以“交换”和“交换链”概念为核心，对系统的演化也作了一番演绎，对大一统系统观与破碎的系统观的同与不同作了点滳分析。

系统科学；交换和交换链；系统的演化；系统观

关于系统的演化，已有很多理论阐述，如著名的普里戈金的耗散结构理论、哈肯的协同理论和艾根的超循环理论等。这些理论都是从某一专业领域出发，对某一领域的系统演化做出了很精彩的阐述，并给出了令人相当信服的结论。但问题在于，在系统的普遍性演化方面，不仅有从混沌到有序，系统的自组织行为的演化，还应有系统的被组织，系统如何从有序到混沌的演化，否则系统的演化将是不完整的，不真实的。

本文尝试从系统的交换概念出来，对系统从混沌到有序，又从有序到混沌的演化作一些探讨，希望引起大家的关注。

1 系统的混沌期

系统一词从它问世那天起，就是一个动态词汇。当古希腊先哲们提出“整体大于部分之和”论断时，这个大于的概念肯定就不是加和性的大于，一定就是我们现在称之为“涌现”的概念。否则，这个论断要么是不实事求是(明明是小于，至多是等于，怎么会大于呢！)，要么就是错误的论断。

这个大于的概念就给了“系统”一词无穷的力量，系统演化的起点就在这一大于的概念之中。

当一要素集合因持续交换而呈现系统端倪时，系统特有的大于一的现象就将出现。系统交换理论告诉我们，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[1]。

这里的“……原始做大、做强趋势”，强调的是原始，也就是说系统一旦形成，系统的交换链自会自动的运行下去，不需要外来的特别干预。

但是，宇宙间任一时间段总存有各种各样的交换行为，是不是这些交换行为都会发展成系统的交换行为呢？我想不会，虽然每一个交换行为都有可能引发下一个或数个交换行为，但在系统的混沌期，绝大多数的交换行为是相互冲突的，每一个交换行为产生的“整体大于一”的效果因此而抵消。所以混沌期的系统要素间的绝大部分的交换行为都很短暂，可能也就是一到二次的交换。此时，对这些没有发生交换或者交换次数很少的要素或系统组织，我们可以称之为非系统，以区别于正式的系统概念，特别要说明的是，在系统交换理论看来，非系统与系统之间并非径谓分明，观察者的时间或空间不同，系统和非系统的组成也不相同，在此空间或时间称之为系统要素的系统，在彼空间或时间看来很可能是非系统。这取决于观察者当时所处的时间和空间。

一个要素集合，在大量的交换行为中，如果一个时间段始终没有形成一条或数条持续发生进行的交换链，在某个外系统看来，这是一非系统组织，而在另一外系统看来，或许这只是他们系统的一个组成部分，只是在这个时间段不需要他们参与交换，但他们已经处在准交换状态。在另一个更大的外系统看来，他们事实上已参与交换，只是由于时间跨度过大，观察者感受不到他们间的交换，而将他们作为非系统处理。

在这里，我们已很清楚的看到，系统与非系统，在系统交换理论看来，是相互转换的。系统来之于非系统，也将消失于非系统。非系统即是系统的摇篮，也是系统的坟墓，就象人来自于大自然，也消失于大自然一样。

2 系统的形成期

在系统的混沌期，如果一组要素集合内某一个交换方向的交换因某一组条件持续发生，那么这个方向的交换就有可能形成交换链，这个方向的系统也有望形成。地球生命演化的进程很好的说明了这一点。

系统一旦形成，它就将在六个要素(即物质、能量、信息、时间、空间和意识)，五个量度(深度、广度、频度、强度和维度)之间进行演化。

六个要素中，物质、能量、信息参与交换比较好理解，也很常见。但时间和空间参与交换不太直观，也不太好理解，而意识参与交换则更加令人不可思议。霍金在《时间简史》对时间与空间进行了精彩的阐述，他已证明，时间与空间和物质、能量及信息三大要素一样，都是我们已认识的这个世界演化演进的基本要素，与三大要素不同的是，时间与空间没有一定的三维特征，他们的存在，更多是我们想象的产物，是三大要素演化演进的平台，没有时间与空间这个平台，没有它们的参与，三大要素如何演化？在那演化呢？至于意识要素，在此之前大家说到系统概念，很少有人会把意识与系统联系起来，要联系也是在纯精神世界领域讨论，如杜胜利的精神辩证法等①②。但事实上，绝大多数我们观察到的系统都有意识要素的参与。要说明的是，要素间进行的交换不仅仅是指本要素间的交换，通常说的交换，是指六要素混杂的广义的交换，由此形成的交换链上的各个链条和链节可以是一个个具体的物理规律，数学定理等，也可以是一系列人文学的经济规律、社会规律等，甚至还可以是我们的头脑中意识规律(也就是精神等)。

空间上，系统交换链在某一个方向进行无限的延伸，我们称之为系统的深度。在空间数个方向的交换，我们称之为系统的广度。每次交换的时间及间隔，称之为系统的频度。每一次交换的平均规模称之为系统的强度。在思维上，我们能想象出或者感觉出的交换链，我们称之为系统的维度。维度概念是系统交换理论一个重要的概念延伸。系统交换理论的六大交换要素中，思想或意识是一个非常重要的要素，由于思想或意识的作用，人类社会系统的形成一般都有不少于一条的思维链来支持系统演化，自然系统的形成可以没有思维链的参与，但在认识的维度上，思维链不可能不形成不参与。

3 系统的稳定期

系统混沌期的结束，预示着系统稳定期的开始。当系统在一系列边界条件的约束下，形成一条或数条交换链并稳定的生长和运行，我们说系统进入稳定期。这里的稳定有三层意思：一是一系列边界条件相对稳定，二是系统对边界条件的反应或适应有序有度。比如负反馈稳定，周期性生长稳定等。三是系统交换链的生长具有足够的包容性和瓦解性，这个决定着系统的发展规模。没有足够的包容性，系统将很不稳定，极易分裂和瓦解。而没有足够的瓦解性，系统的生长将面临无穷无尽的烦恼。

一般来说，系统的稳定期有相当明确的时间概念和相对明确的空间概念，当然还具有相对明确的维度概念。这里的时间概念指的是系统稳定期存在的时间数量级，是秒、分、时、年及前面的数量词。这里的空间概念原则上是指全宇宙。为什么呢？按大一统的系统观，世界是系统的，系统又是相互联系的。那么由此我们可以推断，任一系统的交换链都可能与另一个系统发生交换，如此系统将没有边界。这无疑即不方便问题的讨论，也太过笼统、含糊。而将系统的概念划分在某一区域讨论，亦即吴彤教授所言：“……我们可以承认有一个外部世界，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。”[2]又与大一统的系统观发生冲突，似乎也不妥。这里我以为是一个较为典型的具体与抽象的矛盾故事。

我们现在接受的系统哲学的系统观，是大一统系统观。这是我们理解世界，描述世界的一个重要基石和平台。现实绝大多数系统科学理论文献是建立在此基础之上。然而，近年来系统科学的发展表明，事物的发展总有二重性，沿着大一统系统观的方向我们越走越困难，我们不能总在系统哲学层面打转，理论总要联系实际，对实际总要有相当的指导作用，理论才有意义。于是我们换个维度思维，从局部看世界，以行动者的思维看世界，我们又得到一个新的世界图景，发现破碎的系统观似乎更能解决局部的系统发展问题。这里我们就用破碎的系统观解决系统的边界问题。

4 系统的消亡期

系统的稳定期指的是系统的几条主要交换链在时间轴上平稳运行和延伸。所谓系统的消亡指的是系统的主要交换链中断，系统处于瓦解状态，系统要素即将进入非系统状态。

系统的消亡如同系统的形成有多个边界条件约束一样。系统消亡的一种可能是系统边界条件的改变，这种改变已超出系统的反馈调节能力，或超出系统的周期应变能力。系统消亡的另一种可能是内部要素组合发生变异，破坏了交换链的生存基础，迫使交换链或中断或改变交换方向。系统消亡的第三种可能是升华，亦即系统与其它系统发生碰撞，引起边界条件改变，迫使系统与之合并，系统消亡。

系统消亡，但系统要素有的要消亡，有的不会消亡，如物质不灭，能量不灭，消亡的是形态，是涌现，是信息，是意识。系统要素此时又将进入非系统状态，进入“无”的状态。

5 系统演化的几个关键词

综上所述，系统演化的具体形态由交换链决定，系统的消亡也由交换链决定，这里涉及几个关键词：交换、交换链、要素、非系统、破碎的系统观等。

关于系统交换和交换链及交换六要素概念，笔者在《系统交换引论》(《系统科学学报》2009年第二期②③。二篇文章有较为详细的阐述，本文就不展开了。需要展开说明的交换概念能否充当系统科学研究的核心研究性概念，及大一统系统观与破碎的系统观之关系。

一个学科一个研究领域，并有一个或若干个核心研究性概念，加上若干个常识性概念，总结出若干客观规律(数学公式)，形成学科的理论基础。例如牛顿力学中，速度、加速度、质量等概念为常识性概念，而重量、惯性、重心等就是研究性概念。由这些概念出发，总结出牛顿三定律等一系列规律，形成牛顿力学。那么，在系统科学的研究中，那些是常识性概念，那些是研究性概念呢？一般说来，整体、局部、分层、功能等要素可理解为常识性概念，而涌现、分形、自组织等概念应理解为研究性概念。当然，有些概念即可能理解为常识性概念，也可能理解为研究性概念，比如交换及交换链概念。

交换作为一种认识论现象，普遍存在于我们思维的各个层面，似乎是一个常识性概念，并没有更多的特殊性，尤于哲学上的另一个概念--联系--一样，很平淡。但如果说联系概念把哲学上物质与运动的表述联系起来，那么交换概念就应将哲学上系统与发展的表述联系起来，并且交换概念还可更进一步，由交换形成交换链概念。如此说来，交换概念也应成为系统科学研究领域的一个研究性概念，很可能还是一个核心的研究性概念。为什么？

因为形成了交换链概念，我们还可追问？交换要素是什么？有基本交换要素一说吗？交换链会封闭吗？再进一步，系统交换有边界吗？有，那么边界外是系统还是非系统？没有，那么交换就不能中断，时间就不能停顿，逻辑上交换就不能封闭等等。随着这些追问的展开，系统概念亦渐清晰，亦能自圆其说，亦能用来解释和预测种种社会现象和自然现象，交换概念作为系统科学研究的一个核心研究性概念的作用是否正在呈现呢？

在现阶段，所有的追问还指向另一个认识问题：系统观的认识。即世界是大一统的还是破碎的？

非系统概念是大一统系统观与破碎的系统观一大分歧点。大一统系统观宣称不存在非系统，世界所有的存在都以系统形式存在，不是归于这个系统，就是归于那个系统，没有非系统存在形式。而破碎的系统观则认为，世界是行动者的世界，在行动者理解的世界里，世界是系统的，在这之外，行动者认为可能是系统的，也可能是非系统的，如果行动者感知到这个非系统，并且感知到这个非系统还参与了本系统的交换，那么这个非系统就是这个系统的一部分，反之就不是。如果行动者感知到这个非系统，并且感知到这个非系统并没有参与本系统的交换，是个旁观者，行动者可认为这个非系统不确定，可以理解为是系统，也可理解为非系统。在本系统之外的存在，行动者根本就没有感受到的那块空间，行动者就完全可认为是非系统的存在。从这里我们可以看出，大一统系统观与破碎的系统观二者间有很多方面是一致的，如果从破碎的系统观看整体世界，他也认为世界是系统的，这与大一统系统观完全一致。不一致的只是二者在看局部世界时，破碎的系统观更灵活，即承认看到的感知到的是系统，看到的没感知到可能是系统，也可能是非系统。完全没看到，也没感知到的才是非系统。而大一统系统观看局部世界，不论他看没看到，感知没感知到，他都假定这个局部世界是完全的系统存在，非系统不存在，如此，大一统系统观只能进行哲学上的讨论，具体一点的系统演化就不好展开了。因为系统即有发生发展时期，也有衰落瓦解消亡时期，系统瓦解后，那些系统的要素消亡到那里呢？即便从一系统转化为另一系统，这其中的转化总有一个过渡过程，在这个过渡过程中，原来系统的那些要素可能什么状态也不是，他们仅仅是作为一个独立的要素存在，人称之孤立系统，或静态系统，或黑洞系统。不管用什么词汇，这个过渡过程是大一统系统观认识论的一个特殊时期。正是对这个特殊时期的解释，破碎的系统观才提出非系统概念，认为过渡过程要素的状态就是非系统状态。

非系统状态的提出，是破碎的系统观对世界图景的一个完整认识，世界是系统的，也是非系统的，何时表现为系统，何时又表现为非系统，决定于行动者的认识。本文以交换及交换链概念为核心，并以此定义系统，以物质、能量、信息、时间、空间和意识等六要素为基本要素，以此演绎系统的进化，阐释系统的发生、发展、运行、衰落、瓦解及消亡，是行动者对世界的一种认识，这个认识的基础，应该有大一统系统观的贡献，也有破碎系统观的贡献。可以看出，此时大一统系统观并没有失去作用，世界的基调仍是系统的，非系统只是某一角度某一行动者观察的过渡过程，而过渡过程总是短暂的、瞬时的，且非主流的。

注释：

①杜胜利在《精神辩证法》一书中认为，人的意识，即精神会自动运行。

②系统交换理论认为，世界是物质的，物质是运动的，运动是物质的基本属性。同时还认为，世界是系统的，系统是交换的，交换是系统的基本属性，系统的实质就是交换。据此，《系统交换引论》给出了系统定义及三个推论：

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。

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。

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。

系统概念推论3(封闭交换)：系统的主交换链是封闭的。

③系统交换理论认为，交换作为一种广泛存在，总存在一类最小交换要素。一般说来，物质、能量、信息、时间、空间和意识等应视为这个世界的六大最小交换要素，其余的都还可原到这六大要素中去。

[1]袁宏建.系统交换引论[J].系统科学学报,2010(2):90.

[2]吴彤:破碎的系统观[J].系统科学学报,2010(1):7.

[责任编辑：王梓林]

2017-02-11