【法篇208】我对系统学认识的历程（二）

SZTsmz 2018-05-11

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原标题：【法篇208】我对系统学认识的历程（二）

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我对系统学认识的历程（二）

在这里，我必须加一段涉及到生物学方面的内容。因为到这个时候我开始感到，生物学方面的一些成果要加以研究。比如一些书讲“生物控制论”;也看到一些书，叫做“仿生学”。那时候感到，“生物控制论”、“仿生学”这些工作，有点把事物太简化了。比如说:“生物控制论”里面讲人的血液流通，那个模型太简单了。“仿生学”更是有点急于求成。大概是想搞点东西出来吧，就把自然的系统简化得太过分了。那时候对于生命现象的研究，据我所看到的这些材料，如所谓“生物控制论”、“仿生学”这方面的工作，老实讲，我是不满意的，觉得太简化了，事实不可能那么简单。

又过了一年，进入第四个阶段了。就是到了1980年的秋天，这时候，我又一次得到许国志同志的帮助。是他寄给我R.罗申(R.Roses)在《International Journal of GeneralSystems》1979年第5卷的一篇文章。罗申这篇文章是纪念冯·贝塔朗菲(von Bertalanffy)的。此文才使我眼界大开，原来在生物界早有人在探讨大系统的问题。后来一看，还不只是生物界，物理学界也早有人在探讨。那么从这儿才给了我一条出路。我闷在那儿没办法的时候，看了这篇文章，并根据它的引注又看了一些文章。才知道冯·贝塔朗菲的工作，有I普利高津(I.Prigogine)的工作，有H.哈肯(H. Hakes)的工作，这些都使我眼界大开。贝塔朗菲当然很有贡献了，他是奥地利人，本来是生物学家，他感到生物学的研究从整体到器官，器官到细胞，细胞到细胞核、细胞膜，一直下去到DNA，还要往里钻，越钻越细。他觉得这样钻下去，越钻越不知道生物整体是怎么回事了。所以他认为还原论这条路一直走下去不行。还要讲系统、讲整体，这可以说是贝塔朗菲的一个很大的贡献。对我们在科学研究中从文艺复兴以来所走的那条路提出了疑问。当然，对于这个问题，恩格斯在100年前已经提出来过，就是“过程的集合体”这个概念。而且恩格斯很清楚地提出来:科学要进步，也不得不走还原论的这条路。你不分析也不行，不分析你不可能有深刻的认识;当然这时候，恩格斯也指出，只靠分析也不行，还要考虑到事物之间相互的关系。在科学家中，也许冯·贝塔朗菲是第一个认识到这个问题的，后来才有了普利高津、哈肯，他们更年轻了。所以，许国志给我送来这篇文章，使我在认识上大开眼界，才知道生物学里早就提出了所谓“自组织”的概念，在物理学中有“有序化”的概念。正在这时候，又看到M·艾根(M.Eigen)的工作，他是一位德国科学家，又把这个发展了，应用于生物的进化，提出hypercycle，即超循环理论，把达尔文的进化论定量化了。这时大概已经到了1980年的秋天或冬天了。我又得到贝时璋教授的帮助。他给了我更多的资料，使我眼界大开。所以，一个是许国志同志，一个是贝时璋教授，才使我有了这样一点认识。后来在19800年中期的中国系统工程学会成立大会上，我才明确地提出系统科学的三个层次，一个桥梁的体系。而这个时候，我也把自动控制、信息工程纳入到直接改造客观世界的系统科学体系里，也就是系统工程里面;技术科学也就是包括了运筹学、控制论、信息论，还有大系统理论。而基础科学当然应该叫做“系统学”。“系统学”是什么?没有很多素材，而是要概括地综合冯·贝塔朗菲的一般系统论，H·哈肯的协同学和I·普利高津的耗散结构理论等等。也就是要把各门科学当中一切有关系统的理论综合起来，成为一门基础理论——系统学，这就是系统科学的基础科学。我是到1980年年底达到这一步的。感谢很多同志的帮助，才使我有这一步的认识。

然后，到了1981年，是第五步了。1981年我参加了生物物理学家跟物理学家们组织的叫“自组织，有序化的讨论会”，这我又要感谢北京师范大学的方福康教授，今天他在座。他给我带来了西欧关于这方面最新的情况，可我那时还蒙在鼓里呢!因为我看的书是普利高津的，是讲远离平衡态的统计学，顶多是看到他关于耗散结构的一些理论。当然，我也知道，贝塔朗菲就更差一点了，他还在原理性的话上，就是他的所谓一般系统论。这时候，我也看到哈肯的协同学。我对协同学非常欣赏，在我的脑筋里认为贝塔朗菲和普利高津他们讲的部一套东西，打个比方说，有点像热力学。我在大学里听老师讲热力学，讲温度。这个温度还好办，人还有些感觉嘛。最糟糕的就是熵，熵是什么?简直是莫名其妙。老师也讲不清楚，只有一句话，你若不信，请你按我这个办法算，算出来准对。当时我就是那样硬吞下去的，心里还是觉得疑惑。其实，温度也不好说，你说一个分子，它的温度叫什么。当时就这么糊里糊涂的，反正老师怎么说，我就怎么算，也可以考90分。后来出国了，念研究生，开始学统计物理，统计物理可以得出嫡的概念。嗬，原来熵是这么回事。按照统计物理，熵是什么，那很清楚。熵，就是玻耳兹曼( Boltzmann)常数乘上概率的自然对数。这一下，我才眼界大开，世界的道理原来是这么回事!这就是我在大学三年级学热力学时感到莫名其妙的概念，这时候才知道“妙”在什么地方。所以脑筋里一直深深地印着这个统计物理大权威玻耳兹曼。在维也纳玻耳兹曼的墓碑上刻着一个公式，就是刚才说的熵的公式。我在刚才说的1981年初的那个大会上，因为那天下午还有别的事，我要求主持会议的贝老，是不是让我先讲，讲完了我好走。贝老说可以。我就讲了这么一套。大意是说冯·贝塔朗菲和普利高津不怎么样，真正行的是哈肯。讲完以后，贝老给我介绍说，坐在旁边是方福康教授，他刚从普利高津那里回来，得了博士学位。我一想坏了，这下子骂到他老师头上了，这还得了，得罪人了。其实方福康同志跟我说，你说的这些话，普利高津都很同意，他也认为从前他做的那些不够了。他们，就是普利高津、哈肯，还有刚才说的M·艾根(M.Eigen)，现在经常在一起讨论问题，他们的意见也是一致的。我心上的石头才掉下来，也非常高兴。因为客观的东西，真正研究科学的人去认识它，尽管可以由不同的方向、不同的途径，但最后都要走到一起去，因为真理只有一个。我觉得我们做学问应该有这么一个认识。尽管中间经过曲折的道路，也许犯错误，只要我们实事求是，坚持科学态度，真理是跑不掉的，最后总要被我们所掌握，不同的意见终归要统一起来。

这一段还有一个认识的进展。就是生物界的这些发展，使我开始认识到系统的结构不是固定的。系统的结构是受环境的影响在改变的，特别是复杂系统。复杂系统的结构不是一成不变的。那么，系统的功能也在改变。我开始认识到这一点的是大系统、巨系统跟简单系统的一个根本的区别，即简单系统大概没有这样的情况，原来是怎么一个结构就是怎么一个结构。这就说到1981年初。

大概到1982年初，我又学一点东西，知道数学家们在研究微分动力体系。北京大学的廖山涛教授就是这方面的行家，他还有一个研究集体，一直在搞微分动力体系。研究微分动力体系实际上就是研究系统的动态变化，所以微分动力体系又是系统学的一个素材了。到1982年的初夏，在北京开过一个名字很长的会议，叫“北京系统论、信息论、控制论中的科学方法与哲学问题讨论会”，这是清华大学与西安交大、大连工学院、华中工学院四个学校组织起来，共同召开的。在这个会上，我把自己直到1982年初的认识在那儿总结了一下。

在这以后，又有1983, 1984, 1985三年的时间，这就讲到第七点，第七步了，觉得又有一些新的东西要引进系统学的研究。什么新东西呢?很大的一个问题就是奇异吸引子与混沌，即strange attractor, chaos，这些理论好像要从有序又变成无序，所以是一个很大的问题。另外，用电子计算机来直接模拟自组织、怎么组织起来的，这是第二点。第三点，叫fractional geometry，就是非整几何，非整维的几何，这是法国数学家M·曼德布罗( M. Mandelbrot)的工作。第四点，可以说我孤陋寡闻了，在这个时候才知道，早有一个理论，是关于非线性的动力系统理论。在三维以上的非线性动力系统会出现混沌现象，这就是所谓的KAM理论，它是三个人名的缩写，这三个人就是Kolmogorov , Arnold , Moser。也就是非线性三维以上的体系很容易出现混沌。第五点，既然这样，于是乎，有一个叫罗伯特·肖(Robert Shaw)的人，他说:“混沌是信息源”。总之，有这几点吧，就是奇异吸引子，混沌，还有电子计算机模拟自组织，曼德布罗的非整几何，KAM理论，还有所谓“混沌是信息源”等等。所有这一切说明，今天在国外这些领域是一个热门，大热门!最近我看到国外有人说“非线性动力体系理论在今天对理论工作者的吸引力，就像10，20年前这些理论工作者被吸引到量子力学一样”。就是说，新一代的理论工作者不去搞量子力学了，那是老黄历，没什么可搞的了，要搞这个非线性动力体系。在座的知道这个消息吗?昨天我碰到一位科学家，我说外国人有这么一个说法，他说不知道。我说，你有点落后于时代了。所以这方面的工作看起来确实关系重大。之所以给同志们如实汇报我从1978年以前到现在走过的这条认识道路，结论是什么呢?结论就是，创立系统科学的基础理论——系统学已经是时代给我们的任务。你不把这门学问搞清楚，把它建立起来，你就没有一个深刻的基础认识。我们要把系统这个概念应用到实际工作中去，这方面的应用很多很多，在座的都知道，不用我来讲。那么，在这些应用中，你只能看到眼睛鼻子前面一点点。要看得远，一定要有理论。这个问题我是越想越重要。下面我说点实际问题吧!

我们现在搞改革。对于改革，我们的预见性很有限。所以常说“摸着石头过河”，走一步，看一步。为什么会这样呢?因为我们的预见性很差。我曾经说笑话，我们放人造卫星，如果也是走一步，看一步，那早打飞了，不知飞到哪里去了，没有理论还行啊?!但是现在要建设社会主义，要在建国100周年的时候，即2049年使我们的国家达到世界先进水平，这是一段好长好长的路。而且没有多少年了。多少年?65年!65年你要走完这条路，你老在“摸着石头过河”，那可不行。我们不能再犯错误，或者尽量地少犯大错误，不要犯大错误。那我们必须有预见性，这预见性来自于什么?来自于科学!这个科学是什么?就是系统科学!这个科学就是系统科学的基础理论——系统学。所以我觉得这是一个非常重要的问题。

我再讲一点，就是何以见得有用?在座的同志都是从事这项工作的，你们都可以讲嘛!我讲一点自己的体会。实际上在一开始，已经讲了我把系统科学用到现代科学技术体系里面，已经用了。我用的效果如何呢?就是刚才向哲学家们提的那个问题。我说你们说了半天的哲学对象，我已经解决了嘛!这是不是很有用呢?我觉得是很有用的。再一个，我在国防科工委常常说的，人跟物，或者叫人跟武器装备的关系，现在用一个学术性的名词，叫人——机——环境系统工程。再一个就联系到中医理论。我的看法是，中医是祖国几千年文化实践的珍宝，可是它又不是现代意义上的科学理论。到底中医的长处在什么地方?这就联系到贝塔朗菲对现代生物学的批判。现代西方医学的缺点在于，它从还原论的看法多，从整体的看法少。现在西方医学也认为这是它们的缺点，所以对中医理论，讲整体，很感兴趣。刚才讲的人——机——环境系统工程，中医理论与现代医学要再向前走一步，这些都是人体科学里面的问题，而这方面的问题也必须靠系统科学，系统学。再一点，关于思维，人的思维。人的思维是脑的一个功能，但是人脑是非常复杂的，人脑是一个巨系统，要理解人脑的功能，人是怎么思维的。从宏观去理解，那你必须要有系统学。所以刚才我随便举了几个个人的体会。这些工作重要不重要啊?当然是很重要的!而这些方面的工作要真正在理论上有个基础，都要靠系统学。所以我在这儿如果讲一句冒失的话，我觉得系统学的建立，实际上是一次科学革命，它的重要性绝不亚于相对论或者量子力学。我这样认识，对于我们的社会主义建设，刚才提的建国i00周年等等这些问题，它的重要性更是很明显。所以我觉得，建立系统学的问题是我们当前的一个重要任务。

最后必须说明，我也不是所有的问题都清楚了，没有那样的事。现在我还有很多东西没搞清楚。刚才说了混沌，好像是从有序变成无序，那到底是不是这样的?无序变成有序，在一定的情况下，这个有序又可以变成无序，是不是这样?我搞不清楚;罗伯特·肖说的“混沌是信息源”这个提法，我吃不下去，这个结论我没法理解。因为我以前搞过流体力学。流体力学就有一个混沌问题，湍流就是混沌。我要试问罗伯特·肖，你说湍流到底给出什么信息来了?你说是信息源，那湍流是什么信息源?恐怕他也答不上来。还有棍沌的一个最简单的例子，就是差分方程Xn 1=KXn（1 Xn），假设K达到了一个临界值，差分方程一个序列的Xn就要出现混沌，这是个很具体的问题。你说这个馄沌到底给出了什么信息?恐怕不好回答。看来罗伯特·肖做得好像是这样一种工作:就是假设信息量的含义是像香农(Shannon)做的统计的含义，那么，他具体去算一个出现混沌的系统，可以算出来信息量在增加，那无非是一个公式。我认为要是停留在这一点上，那是数学游戏，没有解决什么问题。你仅仅说根据香农关于信息量的定义把它算到哪一个混沌现象得出来，这个现象在产生所谓信息，仅此而已。若“请问先生，这个信息是什么?”他也说不上来。所以我觉得信息这个概念现在要好好地研究。我是不怪香农的，香农是一个很有成就的科学家，他也没有说他来解决什么信息产生的问题，香农当时搞这个理论，就是为了解决一个通讯道的问题，他用一个方法可以计算通讯道里面信息的流量。至于流过去的是什么信息，他从来没考虑。你把他的这个理论无边无际地应用到现在所谓的信息论，我看这是后人有点瞎胡闹，那个罗伯特·肖尤其是瞎胡闹，是数学游戏。所以说“混沌是信息源”，现在不能说服我，我搞不清楚是怎么回事。而联系到此，我觉得是信息这个概念问题。虽然我们将来在系统学里也要考虑信息，但信息到底是什么，谁也不清楚。当然，就连鼎鼎大名的N·维纳（Wiener）也说过不负责任的话，他说什么是信息，信息不是物质，也不是精神。到底是什么?这个大教授怎么能随便说话呢?我认为它总是一种物质的运动。但是它又是一个发生点，发生者，也有一个接收者，中间有个信息道。那么，从发生者和接收者来看，它是有含义的，有信息含义。那么他就把这个信息通道里面的物质运动解释为一种信息。很重要的就是有送信的和接信的，他们要有个默契。没有这个默契，就没有信息。古人不是说过“对牛弹琴”的话吗?你这个琴弹得再美妙，岂不知牛不能欣赏你这个高山流水的高尚音乐吗?总之，就是这个信息通道的问题。牛和这个弹琴的人没有信息通道，所以琴音并不能使牛产生美感。所有这些问题我都没有搞清楚。还有非线性过程，再联系到非整几何，许多问题。比如说鞅，什么半鞅，上鞅这些问题，我也搞不清楚。再有今天在座的郑应平同志，他是想把博弈论引入到系统理论，我看需要引人，但到底怎么个引人法?我也还搞不清楚。总而言之吧，还有很多问题我都没有搞清楚。也许在座的同志已经清楚了，我要向大家学习。今天的讲话，我是和盘托出，无非说我这个人是很笨的。我认识一点东西是很曲折的，我就是这么认识过来的。我相信同志们大概比我聪明，认识得比我快。那么系统学的建立就是大有希望的，我向同志们学习。