什么是系统学？
朴昌根
复旦大学国际问题研究院韩国研究中心
2003年10月公布于潜科学网站
一、引言
自从贝塔朗菲(L.v.Bertalanffy)于1937引入“一般系统理论”概念，1945年发表“关于一般系统理论”一文以来，“系统”成为一个新的科学范式，系统科学成为一个新的科学领域。[1]在过去的数十年间，系统科学理论和应用研究取得了丰硕成果。[2]尤其是对系统科学基础理论系统学的研究在世界各国系统科学家的努力下取得了长足的发展。[3-4]本文将简要地介绍笔者对系统学的基本理解。
二、系统学的历史展开
为弄清系统学是什么，首先要弄清系统学是怎样形成和发展起来的。
1.系统学的思想基础--系统论
科学史和科学思想史表明，一门新的科学通常以一种新的科学思想为思想基础。可以说，系统论科学思想是系统学赖以形成与发展的思想基础。
系统论的产生可以从三个方面考察。首先，系统论的产生依赖于对古希腊、罗马时代与中世纪科学中占支配地位的整体论科学思想和近代科学中占支配地位的部分论科学思想的扬弃。第二，系统论的产生依赖于对生物学领域生机论与机械论的扬弃。第三，系统论的产生依赖于对从赫拉克利特到黑格尔、马克思的辩证哲学传统的继承与发展。
系统论一经形成，就为系统学的产生和发展做出了积极贡献，而随着系统学的产生和发展，系统论本身也渐趋完善。
2．系统学的实践基础--信息产业革命
如科学史所示，科学的发展不仅依赖于内在推进力，而且依赖于外在推进力，尤其是物质生产需要的推进。系统科学虽然是为解决近代科学的内在矛盾而提出的一种新科学，但是它的现实基础是信息产业革命。20世纪30-40年代以声纳与雷达、无线电与电视、以及电子计算机为标志的信息产业革命不仅为信息产业提供了各种硬件，而且为这些硬件的运行提供了必要的“软件”。新出现的信息论、控制论、系统工程、运筹学与一般系统理论等所要解决的不是在传统科学的延长线上出现的问题，而是一系列全新的问题，即关于信息的搜集、传递与加工的问题，或者是关于系统尤其是复杂系统的运动、管理与控制的问题。信息产业革命使不同于传统产业的信息产业成为一个独立的产业，并在实践上支持不同于传统科学的系统科学成为一个独立的科学。
3. 系统学的历史和现状
19世纪末20世纪初的物理学危机最终由机械论科学思想的失败、量子力学与相对论的成功而宣告结束。
进入20世纪20年代，系统论科学思想出现在自然科学的诸多领域，30年代“系统观点”被引入到技术领域，而社会科学的诸多领域也开始重视“系统”概念，尤其是“一般系统理论”概念的提出预告了一种新科学理论的产生。
系统理论的真正开端与发展始于40年代。在蓬勃发展的信息产业革命中出现了信息论、控制论、系统工程与运筹学等，而一般系统理论也正式宣告创立。进入50年代，在发达国家出现“系统运动”，而“一般系统理论学会”(现改名为“国际系统科学学会”)的创立有力推进了系统研究。60年代，主要由以数学为背景的一般系统理论和现代控制理论以及社会系统理论推进了系统研究，尤其是贝塔朗菲《一般系统理论》一书的出版在世界各地引起了巨大的反响。[5]
大致上可以说，20世纪60年代为止的系统研究将重点放在系统概念研究上，而自20世纪70年代起系统进化研究成为系统研究的主流。普里高津(L. Prigogine)的耗散结构理论、哈肯(H．Haken)的协同学、费根包姆(M．J．Feigenbaum)等的混沌理论、托姆(R．Thom)等的突变理论、曼德勃罗(B．B．Mandelbrot)等的分形理论有力地推进了对系统自组织与进化的研究。此外，艾根(M．Eigen)的超循环理论、米勒(J. G. Miller)的生命系统理论、槌田敦的资源物理学等为生命、社会、环境等复杂系统的研究作出了重要贡献，而拉兹洛(E．Laszlo)等的系统哲学则有力地推进了对系统理论的理解。
从70年代末起，许多中国学者投入系统研究，系统研究在中国取得了急剧发展。钱学森先生强调大力推进系统科学基础理论研究，[6]不少科学家投身于系统学研究。在这种氛围中，笔者以数十种现有的系统理论和相关学科以及自己多年的研究为基础建立了自己的系统学体系。
三、系统学的逻辑展开
作为系统科学的基础理论，系统学可称为关于一般系统的基本概念、基本性质与基本规律以及系统分类的学问。系统学由系统概念研究、系统分类学、系统进化论以及其他分支学科构成。在传统的科学分类上不可能有系统（科）学这一学问的地位。就其性质而言，系统（科）学不是由两个或多个传统学科相结合而形成的边缘学科或交叉学科，而是抽象出不同传统科学领域的同型性而形成的跨学科的学科。系统（科）学既不是数学或哲学，也不属于自然科学、社会科学或认知科学。系统学有自己独特的学问体系。下面，我们简要地考察一下系统学体系的逻辑结构。
1、系统
“系统”是系统学最基本的概念，“系统”定义应该成为系统学的逻辑起点。为此，给出能使系统学的逻辑展开成为可能的“系统”定义就成为系统学研究的首要任务，引发了许许多多的研究。大致上系统可定义为对任意选定的某种性质具有特定关系的诸要素的集合体，或者对任意选定的某种关系具有特定性质的诸要素的集合体。
一个研究对象如被规定为一个系统，那么该系统之外的一切就被看作是它的环境，而系统的有限性、系统与环境的分离则由边界来体现。要素、系统与环境的区分是相对的。
一个系统的下层系统分为可从理论上和经验上明确加以区分的子系统和分系统，其中子系统是基于系统构成成分的概念，而分系统是基于系统构成活动的概念。即是说，向下分离系统构成成分而得到的下层系统称为子系统，而在系统内部承担特定活动的特定要素的集合体成为分系统。
如果把系统定义中所规定的诸要素之间的关系分为分布关系和活动关系，就可定义在系统研究中非常重要的结构与功能。系统内部各要素之间的全部分布关系的总体形成系统结构，而系统内部各要素之间的全部活动关系的总体形成系统功能。根据这些定义，可对结构与功能的相互关系给出科学解释。
对系统结构与系统功能的上述理解使我们有必要引入信息概念。可以说系统的诸要素依赖信息而形成系统结构，系统诸要素的活动依赖信息而形成系统功能。从而还可以认为系统作为结构与功能的统一体，是以要素，活动与信息为基元的整体。
2、系统的基本性质
被视为系统的一切研究对象都具有作为系统的共通的基本性质。在系统的生成、存在与进化过程中，整体性、稳定性、等级性、适应性与历时性等性质总是起着重要作用。
系统的整体性是使一个系统成为一个整体的性质，是在系统层次上“突现”的，是依赖各要素之间的非线性相互关系而维持着的。当然，在研究系统与要素之间关系时，也要重视同一性与加和性。
系统的稳定性是用来研究系统的质的规定性和量的规定性的统一在因涨落而发生的变化中能否继续维持的概念。通常，从李雅普诺夫稳定性、输入-输出稳定性、结构稳定性这三个方面研究系统的稳定性。
系统的等级性（亦称层次性）是指一个系统的各构成部分可视为其下层系统，而该系统本身可视为它与其他系统相结合而形成的更大系统的构成部分。
系统的适应性是指能使系统与其环境相适合的性质，可表示为整序性与可靠性的合并。系统的历时性意味着在任何系统中变化需要时间，时间导致变化。
3、系统分类
系统学以一般系统为研究对象，但是对一般系统的研究必须与对具体系统的研究相结合。因此，对各种具体系统的分类在系统研究中有重要意义。
与一般分类学一样，系统分类学也以单一性、加和性与客观性作为分类原则。
根据上述的三原则，在系统研究中可依据现实系统的实际内容对各种具体系统进行分类。
在系统研究中更重要的是对系统模型的分类。系统研究者通常根据各自的目的、视角、手段或方法为各种现实系统建立模型并进行研究，因此对系统模型的分类不论在理论研究中还是在应用研究中都具有很重要的意义。
4、系统进化
由各种具体系统构成的现实世界的空间秩序可以视为在其漫长的进化过程中出现的时间秩序的结果。现实世界是空间秩序与时间秩序的统一体。因此，系统进化论的任务在于阐明系统变化的秩序和普遍适用于各种具体系统的一般进化原理。
系统进化趋势：系统进化的一般趋势可分为系统的层间进化与层内进化，前者是指不同系统层次之间的转变，后者是指在同一个系统层次内不同系统结构之间的转变。在理想情况下，系统从简单到复杂的总的进化过程可表示为不动点→极限环→二维环面→高维环面（或混沌吸引子）→混沌吸引子。
系统进化模式：系统进化有两种模式。耦合模式是指两个或多个低层次系统相结合而形成高层次系统的进化方式，而内生模式是指低层次系统通过它本身的内在发展而转变为高层次系统的进化方式。
系统进化的周期性：大量的复杂系统在封闭-开放、线性-非线性、平衡-非平衡这三对因素的交互作用下依次形成平衡结构→准平衡结构→活性结构→混沌结构。由于在一切层内进化过程中反复出现这样的结构变换，由层间进化和层内进化构成的总的系统进化过程就形成一个周期性循环过程。这就是在大量复杂系统进化过程中起作用的系统进化的周期规律。
系统进化的因素：系统进化的基本因素可概括为开放、非线性、非平衡、涨落、选择与隔离。这些因素的联合作用就形成系统进化机制。
4、结束语
以上关于系统学的解释也许过于简短，读者可能还有不少疑问之处。只好敬请读者参看有关著作。下面，将简述系统学的意义和尚待解决的若干问题。
1.系统学的意义
系统学是一门年轻的学问，但是它已在科学、社会、文化等诸多领域显示出广泛而深刻的影响力。例如，（1）系统学在自然、社会和认知系统的不同领域和不同层次上发现了同型性，从而为科学的统一提供了与物理主义或生物学主义不同的新的思路。不仅如此，系统（科）学这一新学问的创立意味着传统科学技术体系的变革。（2）系统学不仅大力推进复杂系统研究取得了难以用传统的分析-相加的研究方法取得的诸多研究成果，而且为复杂系统研究提供了行之有效的新方法即系统方法。（3）系统学通过缩小或清除传统学科之间的对立，为培养“T”型人才开辟了一条捷径。（4）系统学通过提倡有可能用来消除斯诺（C．P．Snow）所说的“两种文化”之间对立的新世界观，正在促使人类的科学观、自然观、经济观、环境观与价值观的革命性转变成为现实。[7]
2.在系统学研究中尚待解决的若干问题
系统学在理论上和实践上的成就是众所周知的，但是在系统学研究中尚待解决的问题也不少。例如，（1）最根本的问题是系统（科）学能否真正确立为一门独立的科学领域。对此人们已争论了数十年。问题的关键在于系统（科）学究竟如何解决其他传统学科未能解决的一些问题。[8]也许只能期望由历史给出对此问题的最终答案。（2）对系统学逻辑结构的数学描述远未成熟。贝塔朗菲曾用微分方程组说明系统概念与有关原理，而哈肯等用非线性随机偏微分方程说明了系统进化。但是，对系统学基本理论的数学描述目前尚未超出对“实例”的数学描述水平，尚未达到普遍而系统的数学描述。尤其是对于系统进化周期规律等基本原理更欠缺数学描述。（3）在系统进化研究中目前最欠缺的是关于系统进化判据的研究。考虑到系统及其进化的复杂性，似乎应该在现有的各种进化判据的基础上开发出一个综合判据体系。[9]
注释与参考文献
1. Bertalanffy, L. v. ：Zu einer allgemeinen Systemlehre, Biologia Generalis, 19(1949), 114-129.
2. Bahg, C.-G. （朴昌根）： Major systems theories throughout the world, Behavioral Science, 2 (1990), 79-107.
3. 朴昌根：系统学基础，[中国]四川教育出版社， 1994。
4. 朴昌根：系统学， [韩国]泛洋社出版部， 新学科丛书第51辑，1997。
5. Bertalanffy, L. v. ：General System Theory, New York, George Braziller, 1968.
6. 钱学森等：论系统工程，[中国]湖南科技出版社， 1982。
7. 朴昌根：从系统学看环境问题，[韩国]《科学思想》， 1995年冬季号， 153-175。
8. 作为一种尝试，我用系统观点研究了韩国产业政策的历史、结构与功能以及经验与教训，见朴昌根：韩国产业政策， [中国]上海人民出版社， 1998。
9. 朴昌根：对系统学研究中若干基本问题的反思， 中国第五届系统科学研讨会论文（1998年）；[中国]《系统辩证学学报》， 4（1999），15-18。
*本文是作者在1999年7月在韩国汉城召开的“1999年国际科学大会”上发表的论文。原文为韩文，见会议论文集，页1247-1254；韩国《科学思想》，2002年冬季号；朴昌根《全球化与韩国的应对》，韩国白山资料院出版，2003年，页72-80；中文刊于于华夫主编：《科学中国人优秀论文集》（1），中国社会出版社，2000年，页265-266。