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[读书推荐] 论地理科学

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发表于 2023-8-10 07:23:34 | 显示全部楼层 |阅读模式
论地理科学 B 添加义项 ?

所属类别 :图书




论地理科学,是1986年钱学森在地球表层科学的基础上,提出了"地理科学"的概念。







基本信息
  • 中文名

    论地理科学


  • 类型

    图书



  • 装帧

    平装


  • 作者

    钱学森







目录




折叠编辑本段基本信息

1986年钱学森在地球表层科学的基础上,提出了"地理科学"的概念,与原来的地理学的不同在于地理学受自然科学与社会科学的局限,将自身分成自然地理与经济地理,而地理科学是自然科学与社会科学的桥梁科学;地理科学与地球科学也不同,在于地球科学是自然科学,地理科学不隶属于地球科学,而是独立于地球科学的自然科学与社会科学的跨界科学。笔者在1996年曾发表"论地理科学的发展"提出了地理科学的三个层次。



折叠编辑本段内容介绍折叠1地理科学在科学体系中的地位

钱学森在20世纪80-90年代逐步完成了总结全人类研究的科学体系。概括起来分11个门类、5大巨系统、4项建设,下面分别表述原著与解解的内容。

钱学森将当今人类对科学知识的体系,分为数学科学、自然科学、地理科学、社会科学、建筑科学、军事科学、人体科学、思维科学、行为科学、系统科学与美学11个体系。对上述人类知识体系解读,可以将自然科学、社会科学和地理科学作为客体世界的主要研究对象;而人体科学、思维科学和行为科学作为人类主体的主要研究对象;建筑科学界于客体与主体科学之间;军事科学实际上是指谋略科学(包括经济、政治、军事等),是在掌握所有科学基础上的智慧较量;美学是纵贯于各个学科的;数学科学与系统科学是横贯于各个学科的。因此有以下的科学分类网络系统。

在五个开放的、复杂巨系统中,地理系统与星系系统、社会系统、人体系统、人脑系统并列,其中的物理、地理、事理、人理、脑理中的"理"都是指研究的"规律"。

钱学森提出的社会主义总体设计部(表1)中,除了政治文明建设、物质文明建设、精神文明建设外,特别提出地理建设,笔者将其修改为地理系统工程,并增加了人口、科教、城镇、资源、灾害、产业。


折叠2地理信息科学

20世纪70年代以来,随着航天技术的迅猛发展,来自外层空间的遥感、遥测、定位、通讯信息海量地增加;随着计算机技术的迅猛发展,处理与解决这些海量数据的能力大幅度地提高。地理信息系统、地理专家系统、管理信息系统、辅助决策系统应运而生,使得地理信息科学首先获得发展的机会。正是地理信息科学这门用高新技术武装起来的技术科学的发展,带动了整个地理科学的建立与发展。

地理信息科学的主要内容就是天地信息一体化网络系统,包括航天信息网络系统(外层空间卫星之间的信息网络)、地面的网络系统、天地之间的网络系统三部分,是有线网络与无线网络连通的一体化网络系统。1998年笔者发表了"航天信息与地理信息一体化网络系统及其应用"的论文[5],2002年又发表了"论地理信息科学的发展"[6]一文。两篇论文基本上代表了地理信息科学的创始与发展,当前各行各业都在进行数字化或信息化的建设,实际上都是天地信息一体化网络中的部分子网络或子系统。地理信息科学中最重要的原创性的成果是遥感信息模型与地理信息编码模型。

随着遥感信息的大量获取,数学家以模式识别为工具对遥感信息进行图像处理与分类,使用的数学工具主要是数理统计的方法,把遥感信息看成是没有成因关系的随机变量;物理学家则把获取遥感的物理过程视为遥感信息的成因,因此采用反演的方法,使用辐射传输方程为主的数学工具,事实上不承认地理现象的不确定性;大多数地理学家将遥感信息当成系列成图的基础信息,快速、准确地制作系列地图。地图是符号系统,其信息量远不可与遥感信息量比较,地图学家把遥感信息转化成符号系统的系列图谱。遥感信息模型则是将地理复杂现象中的非遥感信息转变为归一化的影像信息,与遥感信息一起用方程、统计与相似准则结合,也即演绎逻辑、归纳逻辑与类比逻辑结合;确定性与不确定性(包括随机的不确定性、模糊的不确定性、灰色的不确定性、分形的不确定性)辩证统一;图像与方程(一个像元或一个图斑、一个方程)耦合;抽象思维与形象思维互动而建立起来的一种地理复杂信息模型。这种信息模型只有在遥感技术的推动下才有可能产生。这种信息模型是遥感信息与地理信息连接的纽带。

地理信息系统本来就是为了制作地图而创建的,因此地图学家将从遥感中提取的系列地图存入地理信息系统,是顺理成章的。但是这种地理信息系统无论空间分析功能多么强大,也不可能进行模型计算,外挂、内嵌种种方式都不可能解决直接进行模型计算问题。系列地图存入计算机的图形库时,信息又是冗余的,因此带来一系列与计算机技术发展格格不入的疑难,最为典型的是数据挖掘,数据挖掘说明存在数据库中的信息有冗余。遥感信息模型的运算要求地理信息系统可以直接进行模型计算,由此地理信息编码模型应运而生[10,11]。传统的地理信息系统以图形的叠合(Overlay)为主;而能够进行遥感信息模型运算的地理信息系统则以像元或图斑中的多位编码的抽取(Extract)为主。这又是完全相反的途径。地理信息编码模型还是地理定量信息与定性信息转化的纽带,也是地理信息系统中属性库与地理专家系统中知识库联系的桥梁。

总之,天地信息一体化网络系统是开放的复杂巨系统,研究这个巨系统的地理信息科学的内容远远超过了3S(Remote Sensing,Global Positioning System,Geographical Information System)的范围,而是以天地信息一体化网络系统为核心的天-地-人-机系统。地理信息科学虽然是从属于地理科学的技术科学,但是地理信息科学的诞生与发展是引领地理科学成长的核心力量,因此本刊更名时,将地理信息科学与地理科学相提并论,突出了地理信息科学的重要性。


折叠3地理系统工程

地理系统工程当前尚未被广泛认识,已经认识到的也仅仅是系统工程在地理学中的应用。当地理信息科学中的模型在实践中应用时,必然会涉及地理系统工程的可操作性。地理遥感复杂信息模型的建立,可以进行定量预报和回溯,因此为地理系统工程打下了工程的基础。国民经济的主战场主要包括人口、资源、生态、环境、灾害、城镇、基建、产业等8个方面,这8个方面是互动的。中国的人口问题、西部开发问题、21世纪水资源问题、能源问题、洪旱灾害问题、环境问题、生态农业问题、城镇体系问题、基建布局问题、产业结构动态调整问题以及相互之间的协调发展问题,无不属于地理系统工程。

地理现象是复杂现象,地理系统是开放的复杂巨系统。当研究西部开发时,如果国家各个部门各行其是,石油开发只考虑石油开采与输送管道;交通只考虑公路建设;铁路只考虑铁路建设;水利只考虑南水北调问题;城镇建设只考虑城市规划等,那么整体的西部地区有可能产生许多事倍功半的现象,例如修了公路没有物资运输;城市居民结构不尽合理;劳动力与产业结构不配套等。钱学森的社会主义总体设计部就是要把地理系统工程与政治文明建设、物质文明建设、精神文明建设系统地结合起来,地理系统工程仅是其中的一个子系统。而人口、资源、生态、环境、灾害、城镇、基建、产业是地理系统工程中的子系统。人口中的数量、素质、结构、分布是人口系统中的要素;资源中的矿产资源、水资源、生物资源、土资源、大气资源等又是资源系统中的子系统;大气环境、水环境、土环境、生物环境、地质环境是环境系统的子系统;交通、铁路、航运、航空、供排水、供电、供气、供暖、电讯、电视、计算机网络是基础建设系统的子系统等。系统嵌套系统,分层次子系统与交叉子系统,构成完整的、开放的、复杂的巨系统。

研究开放复杂巨系统的方法,首先是将系统分解为多层次的子系统,明确其中的交叉子系统;其次是从定性到定量地确定子系统中各个要素与指标体系;第三是根据指标(相似准则)建立模型进行预测预报;最后是检验该巨系统的效益与效率。当前大多数是分别研究人口、资源、生态、环境、灾害、城镇、基建、产业等子系统,在一个地区全面研究区域地理系统工程的有效实例不多,区域经济地理的研究还远远够不上地理系统工程。笔者曾在2000年底提出中国水资源、水灾害、水环境、生产用水、生活用水统一解决的洪水充分利用,全国水系网络化与渤海淡化的地理系统工程,中国科技报曾进行报道,之后笔者在"21世纪黄河系统工程方略"一文中进行阐述,首先所能进行的研究是虚拟地理系统工程。全国水系网络化与渤海淡化是21世纪的世纪工程,尚需有识之士共识,广泛地深入研究,进一步的论证。

如果没有以高新技术武装起来的地理信息科学的支撑,研究复杂的地理系统工程就是空想,然而所幸的是人们已经掌握了地理信息科学的许多关键技术,地理系统工程的实践指日可待。


折叠4理论地理科学

地理信息科学一方面可以进一步为地理系统工程提供研究方法与手段;另一方面又为理论地理科学提供技术基础。从遥感信息模型发展到地理复杂信息模型再到地理数学[8],为理论地理科学奠定了坚实的基础。

理论地理科学中首要的是建立开放的复杂巨地理系统的理论;其次是地理类比的广义相似理论[13];第三是一般地理复杂模型理论与地理数学;第四是地理数学在部门地理-部门子地理系统工程与区域地理-区域地理系统工程中的应用。理论地理科学如果不能指导部门子地理系统工程的研究和区域地理系统工程的研究,那么就失去了理论意义。

如果没有以高新技术武装起来的地理信息科学的支撑,研究理论地理科学也是空想,然而所幸的是人们已经掌握了地理信息科学的许多关键技术,理论地理科学的建立指日可待。


折叠5在可持续发展信息社会中的作用

地理学的发展经历了"地理环境决定论"、"人类中心主义",然后达到了地理科学的可持续发展的阶段。地球上人类消耗的资源、能源是极其不平衡的,按照发达国家的水平,一个地球是满足不了全人类的需求的。可持续发展只有在信息社会中才能实现,人类一方面需要依靠科学技术开发资源,如太阳能的利用,靠基因工程使绿色植被更多地利用太阳辐射,靠纳米技术直接转化太阳能为电能;另一方面是靠信息技术节省资源、能源,如天地信息一体化网络系统就是信息社会的重要支柱之一,靠航天技术获取外层空间信息源,靠计算机技术建立信息网络。由此可见,地理信息科学在可持续发展信息社会中的作用。随着地理信息科学的发展,地理系统工程与理论地理科学的发展,将为国民经济的主战场做出重要的贡献。

由上分析,可见地理科学与地理信息科学已经被广泛共识,地理系统工程与理论地理科学的发展尚不够充分,因此本刊更名为"地理与地理信息科学"是适时的,是既有继承性又有发展性的;是既有前瞻性又有现实性的。在这里我们希望地理科学界的同仁,切不要轻视技术,高新技术恰恰是新理论、新应用的强大推动力。










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 楼主| 发表于 2023-8-10 07:33:49 | 显示全部楼层
钱学森论地理科学
https://www.wenku365.com/p-48007208.html



宋正海:我对钱学森学术思想的特殊感情
2021-12-13 23:24:37 来源: 天地生人
5年前,我在“纪念钱学森诞辰105周年”大会上作过《钱学森学术思想对天地生人学术讲座的影响》的报告。本次纪念会上我暂不谈天地生人学术讲座事,只谈一下个人的感受。


钱学森是爱国志士,两弹一星元勋,世界著名科学家。作为中国知识分子,我与大家一样,对钱老是充满崇敬的,这方面大家也谈得较多,这里我只谈个人对钱老产生的特殊感情。
一般认为,我与钱学森学科大不相同,年龄差得大、是隔代人,因而不可能产生特殊感情的,但事实上我就有:
一、
共同的天地生人情怀
这里的天是指宇宙;地指地球;生指生物界;人指人类社会。天地生人情怀是强调天地生、天地生人综合研究的重要意义和社会价值。在这方面我与钱老是知音是相通的,在整体论科学拓荒上是志同道合的。
上世纪80年代,张衡学社在中国科协领导和资助下,召开第1届(1983年)、2届(1986年)、3届(1989年)全国天地生相互关系学术讨论会。1984年,钱学森任中国科协主席,他参加了第2、3届大会并作了重要讲话。他一方面高度评价会议论文是金是玉,但又指出还只是“零金碎玉”,还需进一步积累并进行天地生综合研究。他在第3届会议的报告中,对天地生相互关系事业的今后发展提出具体建议。
钱老特别要求张衡学社共同发展“地球表层学”。他指出的“地球表层”是与人类最直接有关系的那部分地球环境,具体地讲,上至大气同温层的底部,下到岩石圈的上部,指陆地往下5—6公里,海洋往下约4公里。他强调指出,地球表层对人类的影响,对社会的发展都有密切的关系。


(1)1985年,他给张衡学社秘书长高建国信说:“我近来在想国家长远建设的问题,也还是地球表层学,而地球表层学中,那次会议的议题【注:即第1届会,当时会议名称是“全国天文、地质、地震、气象相互关系学术讨论会】是个重要问题。因此希望知道张衡学社的近况,您能给我点消息吗?”
(2)在中国科协天地生综合研究联络组领导下,在第2、3届全国天地生相互关系大会之间,1987年4月16日至6月11日在北京组织多次地球表层学学术讨论会,共宣读40余篇论文。钱学森作了《区分地球科学和地球表层学》的重要报告。他指出,地球表层学是一门综合了社会科学和自然科学的学问,是我们建设有中国特色的社会主义非常重要的一门学问,要加以研究。
(3)就组织地球表层学讨论会,钱学森给高建国信有7、8封之多,其中有提到并强调指出,“宋正海的历史自然学也属于地球表层学”。
尽管我中学时代喜欢数理化,热心还原论科学,但个人总由于身体原因,后来的学术兴趣被多次戏剧性转变,最后被推向天地生,热爱整体论科学,热衷于天地生人综合研究。大学是自然地理学专业。当时教材基本译自苏联,是综合自然地理学,强调天地生综合研究,重点讨论的是地理壳、地理圈、生态圈。我大学专业是植物地理学:5年级时学年论文是“北京百花山的植被”;6年级时毕业论文是鄂尔多斯的沙地植被。我毕业分配原是到北京植物所植物生态与地植物室。但因身体弱不能跑野外而拒收,最后才大改行分到哲学社会科学部自然科学史室,属历史口。但虽然我大改行,不用跑野外只跑图书馆,我仍不满足于单纯的发掘资料整理科学遗产,继续坚持天地生人情怀,因而80年代参加在北京大学地学楼组织的高举天地生相互关系研究的张衡学社;90年代开始又花了30年时间全力组织天地生人学术讲座努力推动整体论科学发展。
钱学森也有强烈的天地生人综合研究情怀。两弹一星表面上只是材料学、能源学、机械学、运动学等数理化和技术科学问题。但要确保导弹上天并命中目标有大量天地生综合问题,有工程控制问题;要确保导弹事业迅速发展更有人文社会学问题。钱学森作为国家导弹事业领军人物,必须高瞻远瞩,从整体科学出发才能事业成功。所以钱学森也是有强烈的天地生人综合情怀的。
二、
我的海宁乡土情
“谁不说俺家乡好”,我也一样。我出生在浙江海宁,但1957年离家来北京,至今已64年,故乡土情异常深。海宁是文化之邦名人辈出,与钱学森有关的就有徐志摩、金庸、蒋百里等人,其实他们本是同一大家族。蒋百里是钱学森老丈人蒋英的父亲,被称为“军神”,是保定军官学校的校长。此校创办早于黄埔军校。我这里谈的乡土情还并不指此,而是我们与蒋英之妹长期在比利时定居的蒋华有过交流也算成了朋友。


▲ 蒋华在北京天安门前的留影
2005年,天地生人学术讲座有4位同志(徐道一、商宏宽、殷杰、宋正海)应邀去比利时布鲁塞尔欧盟总部,参加“欧盟中华文化高峰会”(9月6-8日)。会上,见到蒋华。蒋华在当年钱学森突破美国政府的阻扰回到中国时起了关键性的穿针引线作用,是蒋英把钱学森回国受阻的困境写信寄给了定居国外的蒋华,蒋华又通过陈叔通把信转交给周恩来总理,于是通过中美谈判,才使钱学森全家回到祖国,为中国两弹一星做出了巨大的贡献。
在天地生人学术讲座同志去比利时参会签证时,由于一位常参加天地生人学术讲座的外籍华人与比利时办会者有矛盾从中捣乱,我们遭到拒签。我及时把情况告诉比利时办会者,他们及时与比利时有关方联系解决。去会议后听会议组织者说,最后还是由比利时副首相亲自出面才解决。大使馆在拒签后第二天即主动打电话给我,欢迎我们去签证。我们猜测,论身份地位此事解决应是蒋华最后出面起了作用。
在会议期间,我与蒋华聊天,相互认了海宁同乡关系。后来蒋华回国在北京定居,我们天地生人学术讲座同志特地去她家拜访她。蒋华也多次参加天地生人学术讲座,并有两次作了报告。但不幸,蒋华定居北京时间不长就病故,我们去黄庄海淀医院与她告别。在这小型告别会上,我又见到了蒋英,并简单作了自我介绍,谈了海宁同乡关系。
三、
较多的奇异联系事件
钱学森是搞前沿搞上天的,而我是搞历史搞地学,两者学科大相径庭,所以我本没有机会接触钱老,更不会产生个人的特殊感情。但是我确实产生了特殊感情,这是我确实碰到不少奇异联系的事件:
1,钱学森的老丈人蒋百里不仅是海宁人,还是我们海宁县硖石镇人。
2,钱学森搞上天的却关心地,提出地球表层学,而我是搞科学史却关心自然史,提出历史自然学。更有意思的这是两门学科,均在同一期《新华文摘》(1983年9期)转载。钱老不仅因而看到我的历史自然学文章,还看到高建国、宋正海主编的《历史自然学进展》论文集(海洋出版社1987年),才强调:“宋正海的历史自然学也属于地球表层学”。我曾与张衡学社有关同志与钱学森一起在北京友谊宾馆讨论地球表层学。


3,蒋华是钱学森的小姨,在钱学森离美回国中起了关键性的作用,但她长期定居比利时。我出国机会并不算多,但却有幸受到邀请去比利时布鲁塞尔参加学术会,见到蒋华。会上我与她认了同乡。后她回国定居,还与我们天地生人学术讲座成为朋友。
4,徐志摩是新月派诗人代表,是蒋英的表哥当然也是钱学森的表哥,但徐志摩早在1931年因空难死亡年仅34岁,估计对钱学森可能影响不深乃至从未见到过。徐志摩墓在海宁硖石镇东山风景区,这是我们少年时代经常游玩的地方,影响深刻至今难忘。
5,何祚庥、方舟子等科学主义者污蔑中医是“最大伪科学”,污蔑天地生人学术讲座是“伪科学大本营”,又污蔑钱老是“伪科学总后台”。
— END—

    忆《论地理科学》的出版:钱学森拒绝荣誉约稿

2009年11月04日 09:53 来源:光明日报 

https://www.chinanews.com.cn/cul/news/2009/11-04/1946008.shtml

  1991年的某一天,我下班在食堂吃过晚饭,在回宿舍途中,顺道拜访浙江省地理学会秘书长毛必林老师。在毛老师家,我看到中国地理学会的《通讯》,意外发现钱学森先生发表了一系列有关建设地理科学的文章。

  1983年,钱老从青年地理工作者浦汉昕的“地球表层的系统与进化”一文中所用“地球表层”一词受到启发,开始从系统科学角度对地球表层学进行深入研究。1986年,在“第二届全国天地生相互关系学术讨论会”上,钱老正式提出“地理科学”这一划时代的概念。他认为“ 地理科学”作为科学技术的一个大部门,与自然科学、社会科学、数学科学、系统科学、人体科学、思维科学、军事科学、行为科学、文艺理论九大部门并行构成十大科学技术部门。
  地理科学不同于“地理学”、“地球科学”,它有自己严格的界定。地理科学是现代科学技术的一大部门。钱老从系统科学角度对地理科学的研究对象——“地理系统”——进行了较为全面、完整的阐述。
  钱老认为地理科学之所以重要,是因为地理环境是我们人类赖以生存的基础,也因为它直接关系到我们国家社会主义物质文明建设、社会主义精神文明建设以及社会主义民主与法制建设的成败,这是一门社会主义建设迫切需要的科学。由此,钱老又提出“地理建设”这一崭新概念,这对发展和完善社会主义建设理论具有重大意义。“地理科学对于社会主义建设来说,是一门迫切需要的科学。……是科学建设社会主义所必要的理论。”从地理科学的性质、结构、研究对象、研究方法以及研究意义,到研究队伍的建设,钱老都花了大量的精力,进行了潜心研究,并提出了许多精深、独到的见解。

  第二天一上班,我马上向社领导提出将钱老有关建设地理科学的文章结集出版的设想,获得社领导肯定后,我大胆提笔给钱老写信,建议钱老将这几年来发表在不同学术刊物上的有关建设地理科学的文章以及相关书信结集出版,方便大家学习、研究。
  大约过了一个月左右时间,钱老在北京人民大会堂被国务院、中央军委授予国家杰出科学家荣誉称号和一级英雄模范奖章。我又联系中国地理学会秘书长瞿宁淑教授,说明出版钱老建设地理科学的思想的想法,而瞿教授正巧是钱老建设地理科学思想在学术界开展宣传、学习、讨论工作的组织者。从瞿教授那里获知,因为钱老获得上述荣誉,全国许多出版社纷纷向钱老约稿,钱老一概加以拒绝。我再次给钱老写信,一是说明建设地理科学思想的重要性,将钱老的学术思想收集成书便于广为宣传;二是说明我是在他被授予荣誉称号之前已经约稿,不是凑热闹。
  过后不久,钱老指定自己的学术助手涂元季先生和瞿宁淑教授担任《论地理科学》一书的特约编辑,并亲自确定书名、结构、内容、署名等, 要求不光要收集他自己的文章,还要收集其他学者的相关代表文章,署名为“钱学森等著”,并收录75封钱老写给相关学者涉及地理科学的书信。
  《论地理科学》出版后,引起了学术界的极大关注,也得到了钱老的充分肯定。钱老亲笔给我们写信。
  胡松乔社长吴明华编辑:
  我非常感谢您们对出版《论地理科学》所付出的辛勤!也对您们送来样书20册表示感谢!
  我好久没回家乡了,十分怀念!地理科学的概念源于竺可桢先生,而竺老也是浙江人。
  新年就到了,我要向您二位拜年!愿浙江教育出版社继续为发展我国地理科学做贡献!
  此致敬礼!
  钱学森
  1994.12.16
  之后,钱老还在样书上破例亲笔题词,回赠责任编辑。
  吴明华责任编辑:
  我感谢您为编辑此书所付的辛勤劳动!
  钱学森
  1994 年12 月30 日
  1996 年12 月11 日是钱老85岁寿辰。许国志、于景元、王寿云、汪成为、涂元季、戴汝为等倡议,由国内数十位系统科学研究领域的院士撰写学术论文结集成《系统研究——祝贺钱学森同志85寿辰论文集》一书,以示庆贺,并由开创我国运筹学研究领域的许国志院士担任主编。许国志院士和夫人蒋丽金院士1955年与钱老一家乘同一艘船从美国回到祖国。因为有之前《论地理科学》的愉快合作,作者主动将《系统研究》一书交由浙江教育出版社出版。钱老拿到样书后非常高兴,寿辰之日,亲手将《系统研究》分送给前去探望的江泽民同志以及专家学者。
  钱老是科学巨擘,思想是那么超前和深邃,为人却是那么低调和随和,钱老的为人也深深影响他周围的人,在出版《论地理科学》《系统研究》过程中,作者从不计较名利得失,非常重视出版社的意见和建议,甚至主动替出版社和编辑考虑。作为一名出版工作者,有幸担任《论地理科学》《系统研究》的责任编辑,不仅学到了许多专业知识,在与作者交往中还学到了许多做人的道理,值得我一辈子珍惜和记念!愿钱老安息!
  吴明华(浙江教育出版社副社长) 




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 楼主| 发表于 2023-8-10 07:43:31 | 显示全部楼层
本帖最后由 geonet 于 2023-8-10 08:03 编辑


钱学森系统科学思想和系统科学体系(5) 2016-11-28 13:32

本文为于景元先生2015年6月12日在北京师范大学的举办的《钱学森系统科学思想和系统科学体系》的讲座记录。
于景元先生是我国著名的系统科学家。中国航天科技集团公司七一〇研究所研究员、博士生导师、原副所长、科技委主任,担任过中国系统工程学会、中国社会经济系统分析研究会、中国软科学研究会副理事长等学术职位,同时也是国务院学位委员会“系统科学”学科评审组成员、国家自然科学基金委员会管理科学部评审组成员。于景元先生曾长期跟随钱学森院士从事系统科学研究工作,在控制论、系统工程、系统科学的理论及应用等领域进行了许多研究,其研究成果先后获得过国家自然科学二等奖、国家科技进步一等奖等奖励,还获得过国际数学建模学会最高奖“艾伯特·爱因斯坦奖”等荣誉。
综合集成方法的运用是专家体系的合作以及专家体系与机器体系合作的研究方式与工作方式。具体来说,是通过定性综合集成到定性、定量相结合综合集成再到从定性到定量综合集成这样三个步骤来实现的。这个过程不是截然分开,而是循环往复、逐次逼近的。
复杂系统与复杂巨系统(包括社会系统)问题,通常是非结构化问题,现在的计算机只能处理结构化问题。通过上述综合集成过程可以看出,在逐次逼近过程中,综合集成方法实际上是用结构化序列去逼近非结构化问题。下图是综合集成方法用于决策支持问题研究的示意图。
这套方法是目前处理复杂系统和复杂巨系统(包括社会系统)的有效方法,已有成功的案例证明了它的科学性和有效性。综合集成方法的理论基础是思维科学,方法基础是系统科学与数学科学,技术基础是以计算机为主的现代信息技术和网络技术,哲学基础是辩证唯物主义的实践论和认识论。
从方法论和方法特点来看,综合集成方法本质上是用来处理跨学科、跨领域和跨层次问题研究的方法论和方法,它必将对系统科学体系不同层次产生重要影响,从而推动了系统科学的整体发展。
20世纪90年代中,钱老提出开创复杂巨系统的科学与技术。
由于有了综合集成方法,可以在科学层次上建立复杂巨系统理论,这就是综合集成的系统理论,它属于复杂巨系统学的内容。虽然这个一般理论目前尚未完全形成,但有了研究这类系统的方法论与方法,就可以逐步建立起这个一般理论来,这是一个科学新领域。
另一方面,运用综合集成方法在应用层次上可以发展复杂巨系统技术,也就是综合集成的系统技术,特别是复杂巨系统的组织管理技术,大大地推动了系统工程的发展。系统工程是组织管理系统的技术,是组织管理系统规划、研究、设计、实现、试验和使用的技术和方法。它的应用首先是从工程系统开始的,如航天系统工程。
但当我们用工程系统工程来处理复杂巨系统和社会系统时,处理工程系统方法就暴露出了它的局限性,它难以用来处理复杂巨系统和社会系统的组织管理问题,在这种情况下,系统工程方法也要发展。由于有了综合集成方法,系统工程可以用来组织管理复杂巨系统和社会系统了。
这样,系统工程也就从工程系统工程发展到了复杂巨系统工程和社会系统工程阶段,是现在就可以应用的组织管理复杂巨系统和社会系统的系统工程技术。由于实际系统不同,将系统工程用到哪类系统上,还要用到与这个系统有关的科学理论、方法与技术。例如,用到社会系统上,就需要社会科学与人文科学等方面的知识。从这些特点来看,系统工程不同于其它技术,它是一类综合性的整体技术、一种综合集成的系统技术、一门整体优化的定量技术。它体现了从整体上研究和解决系统管理问题的技术方法。
钱老开创复杂巨系统的科学与技术,实际上是由综合集成思想、综合集成方法、综合集成理论、综合集成技术和综合集成工程所构成的综合集成体系,也就是复杂巨系统科学体系,在哲学层次上就是大成智慧学。
这就把系统科学体系大大向前发展了,发展到了复杂巨系统科学体系。
如前所述,现代科学技术的发展一方面呈现出高度分化的趋势;另一方面又呈现出高度综合的趋势。系统科学和复杂巨系统科学,就是这后一发展趋势中最具有基础性和应用性的学问,它对现代科学技术发展,特别对现代科学技术向综合集成的整体化方向发展,必将产生重大影响。将成为一门21世纪的科学。
这是钱学森对现代科学技术发展的重大贡献。钱学森系统科学思想和系统科学体系,不仅有重要的科学价值,还有重要的实践意义。
从实践论观点来看,任何社会实践,特别是复杂的社会实践,都有明确的目的性和组织性,并有高度的综合性、系统性和动态性。社会实践通常包括三个重要组成部分:
一是实践对象,就是干什么,它体现了实践的目的性;
二是实践主体,是由谁来干和怎么干,它体现了实践 的组织性;
三是决策主体,它最终要决定干不干和如何干的问题。
从系统科学观点来看,任何一项社会实践,都是一个具体的实践系统,正如钱老所说“任何一种社会活动都会形成一个系统”。实践对象是个系统,实践主体也是系统且人在其中,把两者结合起来还是个系统。因此,社会实践是系统的实践,也是系统的工程。这样一来,有关社会实践或工程的组织管理与决策问题,也就成为系统的组织管理和决策问题。在这种情况下,系统科学思想、理论方法与技术应用到社会实践或工程的组织管理与决策之中,不仅是自然的,也是必然的。这就是为什么系统科学和系统工程具有广泛的应用性以及系统科学思想指导性的原因。
但在现实中,真正从系统角度去考虑和处理社会实践和工程问题并用系统工程去解决问题,还远没有深入到各类实践之中。
人们在遇到涉及的因素多而又复杂且难于处理的社会实践或工程问题时,往往脱口而出的一句话就是:这是系统工程问题。这句话是对的,其实它隐含两层含义:一层含义是从实践或工程角度来看,如上所述,这是系统的实践或系统的工程;另一层含义是从科学技术角度来看,既然是系统的工程或实践,它的组织管理就应该用系统工程技术去处理,因为系统工程就是直接用来组织管理系统的技术。
可惜的是,人们往往只注意到了前者,相对于没有系统观点的实践来说,这也是个进步,但却忽视或不了解要用系统工程技术去解决问题。结果就造成了什么都是系统工程,但又没有用系统工程去解决问题的局面。
1978年,钱学森、许国志、王寿云发表了“组织管理的技术—系统工程”一文,并大力推动系统工程在各个领域的应用,特别是致力于把社会系统工程应用到国家宏观层次上的组织管理,以促进决策科学化、民主化和组织管理现代化。
现代科学技术发展已形成包括自然科学、社会科学、数学科学、系统科学、思维科学、地理科学等构成的现代科学技术体系。
现代科学技术体系为国家管理和建设提供了宝贵的知识资源和智慧源泉,我们应充分运用和挖掘这些知识和智慧,以集大成得智慧。而系统科学中的综合集成方法和大成智慧工程又为我们提供了有效的科学方法和有力的技术手段,以实现综合集成,大成智慧。这就是钱学森把系统科学特别是复杂巨系统科学和社会系统工程技术运用到国家宏观层次组织管理的科学技术基础。
法国科学家安培在1845年发表了《论科学的哲学》一篇长文,曾给关于国务管理的科学取了一个名字——控制论,试图建立一门政治科学,但并没有实现。
钱老说:“20世纪50年代,我还没有回到祖国的时候,发现了这篇东西,我和我在学校工作的同事笑话他。他说,政府管理的学问,恐怕不能建立像自然科学那样严密的科学。我那时想,像你们美国政府,那些政客们、官僚们,都是不说真话的,讲的是一套,干的又是一套。你们那些政客都是骗人的。骗人的东西,怎能建立科学呢?科学是老老实实的学问,骗人的科学是没有的。所以,当时我笑他。安培的设想是很高尚的,可惜是空的。但安培的理想在社会主义国家,尤其是在我们社会主义的中国是可以实现的。这是因为我们是讲科学的,是不搞鬼的”。
钱老关于国家管理和建设的系统科学思想、理论方法与技术以及实践方式,要比安培的理想深刻得多也丰富得多,而且紧密结合国情,具有重要现实意义。
谢谢大家!


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 楼主| 发表于 2023-8-10 07:59:16 | 显示全部楼层
本帖最后由 geonet 于 2023-8-10 08:01 编辑

钱学森论“山水城市”:杭州怎么践行

https://hznews.hangzhou.com.cn/w ... content_7141023.htm






钱学森作为20世纪的科学巨匠,在其晚年从复杂巨系统的理念出发开展了对城市问题的深入思考,形成了一系列独具匠心、发人深省的城市学思想。结合新世纪以来杭州城市发展历程,我们可以发现,杭州城市的规划、建设、管理、经营等很多方面充分体现与践行了钱学森的城市学思想。

在1996年9月29日致鲍世行的一封信中,钱学森先生对城市体系作了明确界定,并认为“山水城市”是城市建设的最高境界、最高目标。钱学森认为:“国家建设部已于1992年提出创建‘园林城市’,几年来已在全国评审命名北京、合肥、珠海、马鞍山等8个园林城市。现在继重庆之后自贡市又提出要建山水园林城市,很自然,重庆市和自贡市是不是要把城市建设再提高一级,从园林城市到山水园林城市?按此情况,似可把城市建设分为四级:一级:一般城市,现存的;二级:园林城市,已有样板;三级:山水园林城市,在设计中;四级:山水城市,在议论中。”而在此之前后,钱学森一直关注“山水城市”的研究,在论文与专家们的通信中,对“山水城市”多有论述。

1990年7月31日致吴良镛:“能不能把中国山水诗词、中国古典园林建筑和中国的山水画融合在一起,创立“山水城市”的概念?人离开自然又返回自然、社会主义的中国,能建造山水城市式的居民区。

1992年3月14日致吴翼信中指出:“近年来我还有个想法:在社会主义中国有没有可能发扬光大祖国传统园林,把一个现代化城市建成一大座园林?高楼也可以建得错落有致,并在高层用树木点缀,整个城市是‘山水城市’。”

1992年10月2日致顾孟潮:“对中国城市,我曾向吴良镛教授建议:要发扬中国园林建筑,特别是皇帝的大规模园林,如颐和园、承德避暑山庄等,把整个城市建成为一座超大型园林。我称之为‘山水城市’。人造的山水!”

1993年2月在《社会主义中国应该建山水城市》中,提出“我想既然是社会主义中国的城市,就应该:第一,有中国的文化风格;第二,美;第三,科学地组织市民生活、工作、学习和娱乐,所谓中国的文化风格就是吸收传统中的优秀建筑经验……又结合楼房建筑……”。

1996年3月15日致李宏林信中提出:“我设想的山水城市是把我国传统园林思想与整个城市结合起来,同整个城市的自然山水条件结合起来。要让每个市民生活在园林之中,而不是要市民去找园林绿地、风景名胜。所以我不用‘山水园林城市’,而用‘山水城市’。建山水城市就要运用城市科学、建筑学、传统园林建筑的理论和经验,运用高科技(包括生物技术)以及群众的创造,……所以建‘山水城市’将是社会主义中国的实际性创造,它不是建造中国过去有钱人的园林,也不是今日国外大资本家的庄园。”

在1998年7月4日致鲍世行信中提出:“我想我们采用‘山水园林城市’这个词是合适的,因为重庆和武汉都有自然山水的基础;在此基础上再加入人工建筑整合为‘山水园林城市’是可以做到的,这还是比较容易的一步,有了这一步的经验,就可以进而考虑在没有自然山水的地方建人造的‘山水城市’了。”

1998年7月12日致鲍世行:“建国后城市发展的第一步是园林城市,如北京市、大连市等。我们现在在计划设计中的是第二步:山水园林城市,如重庆市、武汉市。有了这些经验才能结合21世纪新文化,包括大大发展了的国民经济和信息时代的生活特点,并总结第一步园林城市和第二步山水园林城市的经验构筑第三步山水城市(在没有天然山水的地方也要建设山水城市)。”

在1998年11月14日致鲍世行的信中认为:“城市建设在我国要规范化:分一般城市、园林城市、山水园林城市、山水城市。而且要明确不管什么地方,不依靠自然地理条件,都可以人工地建设这四个等级的城市。现在已有一般城市很多,园林城市也有北京市、大连市等典型;更高一层次的山水园林城市可能是规划建设中的重庆市与武汉市;至于山水城市,那还在讨论中。所以不要随便把‘山水城市’加在任何在建的城市上,那是太不严肃的。”

钱学森曾在1995年5月30日致陈洁行的信中明确提到:“鲍世行同志可能向您提起过我近年来宣传‘山水城市’概念,杭州是具备‘山水城市’条件的。”杭州的确具有得天独厚的山水城市禀赋,把山水城市作为自己的目标定位也是实至名归的。古人设计的杭州就是一座山水城市,虽然建成区只有30平方公里,但其格局是“三面临山一面城,西湖在中央”。西湖申遗成功,主要是因为西湖申报的不是自然遗产而是文化遗产,其中很重要的内容就是“三面临山一面城、西湖在中央”的格局,它是作为西湖文化遗产最主要的特征,最重要的文化价值之所在提出来,也是被世界上的专家所认可的。这正与钱学森“山水城市就是中国特色的理想城市”的判断完全一致。

进入21世纪以后,杭州在“三面临山一面城,西湖在中央”山水城市格局基础上致力于打造“五水共导”的城市,这与钱学森“山水城市”的思想也是完全吻合的。“五水”即江河湖海溪,江就是钱塘江;湖是西湖,还有千岛湖、湘湖、青山湖等;海,就是杭州湾,就是钱江潮;溪,是湿地的代名词,就是西溪,西溪湿地,一面是山,一面是余杭塘河,湿地就是沼泽,就是滩涂,原来最多是60平方公里的面积,湿地和西湖就是一堤之隔,占了50平方公里,围垦、造田、建城占了50公平公里,最后剩下了11平方公里,这11平方公里也要卖,也和一些开发商,包括外资签了协议,最后被杭州市委市政府叫停,保护下来。这11平方公里,也正在努力打造“山水城市”。

2008年杭州公布了《杭州市生态带概念规划》。规划了六条生态带,分别是:西北部生态带、西南部生态带、南部生态带、东南部生态带、东部生态带、北部生态带。这六条生态带将涉及杭州市区和上游钱塘江水源保护区,规划范围总面积约2203平方公里。其中,杭州市区涉及上城、下城、拱墅、西湖、江干、滨江、萧山、余杭等八个城区(含钱塘江水面及其他主要水体)的部分区域,面积约2149平方公里;水源保护区涉及富阳市范围内的水源保护区(渔山、里山、灵桥、富阳等镇的临江地区),面积54平方公里。根据该《规划》,杭州市未来将建设六条生态带,除了谋求更好的生态环境之外,建设这六条生态带,还将在“一主三副六组团”之间,形成一种自然生态上的连接和过渡,从而促进构建“山-水-城-林-田”的景观安全格局,落实杭州市城市总体规划和生态市建设规划的目标要求。

此外,杭州在城市建设中,始终坚持“让森林走进城市,让城市拥抱森林”、“城在林中,林在城中,人在绿中”目标。坚持生态优先、师法自然的原则,逐步实现生态林、产业林、景观林“三林共建”的城市森林体系;坚持工程带动、统筹发展的原则,努力打造林网、水网、路网“三网融合”的宜居城市;坚持科技兴林、依法治林的原则,努力实现森林城市建设、保护、利用“三位一体”的良性互动,探索出一条“生态经济共赢、人文景观相融、城市乡村互动”的森林城市、山水城市建设的“杭州模式”。



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 楼主| 发表于 2023-8-10 08:06:42 | 显示全部楼层
钱学森和系统科学
         文章来源:文汇报        发布时间:2011-12-07               
今年12月11日是人民科学家钱学森百年诞辰纪念日。钱老一生对国家、对人民奉献甚多,作为学者,其最大的贡献是丰富了系统科学理论,率先提出并阐明了复杂系统科学的思想及其学科体系,这一理论已在中国得到了多方面的成功验证。为进一步弘扬钱学森系统科学思想,上海系统科学研究院不久前在沪召开研讨会,国内系统科学界诸多知名学者到会就钱学森系统科学的精髓、核心内容及其对当下社会经济发展诸多领域的价值等发表真知灼见。本刊特摘发研讨会上部分专家的观点,并藉此纪念钱老。  ——编者
大成智慧工程与大成智慧学
钱学森1992年11月13日在一次谈话中提出了大成智慧工程和大成智慧学的思想。他认为,我们现在搞的从定性到定量综合集成技术,是要把人的思维,思维的成果,人的知识、智慧及各种情报、资料、信息统统集成起来,可以叫大成智慧工程。中国有集大成之说,集其大成出智慧。将这一工程进一步发展,在理论上提炼成一门学问,就是大成智慧学,是如何使人获得智慧与知识,提高认识世界和改造世界能力的学问。大成智慧学与以往关于智慧或思维学说的不同在于:它是以马克思主义辩证唯物论为指导,利用信息网络,以人-机结合的方式,集古今中外智慧之大成的学问。大成智慧现在提出来,是有技术基础的,这就是信息革命。
这样的大成智慧工程,实际上是把计算机通过信息网络的信息处理,与集体人脑思维的信息处理,两者紧密结合起来,形成一个人为的开放复杂巨系统。在这个知识系统中,通过各种信息和生动的形象以及模拟的预想现象等,可以拓宽人们的视野,使人接触到广泛的世界,更准确地把握各种复杂巨系统的微观与宏观、现象与本质、相对稳定与持续发展的内在规律等。
大成智慧工程,其实质是第五次产业革命(信息革命)和科学技术体系的构建,形成了人机结合的思维体系。这个思维体系的主要特点是什么?作为思维体系,其特点首先应体现为思维的特性,钱学森就此从智慧的形成提出了重要的创见。钱学森很重视熊十力的“性智”和“量智”的概念。熊十力认为,人的智慧有两个方面:文化、艺术方面的智慧叫“性智”;科学方面的智慧叫
“量智”。钱老说:“这样看来,我过去说的科学技术体系属‘量智’;而文化体系属‘性智’。”他从智慧的形成进一步提出:“科学技术体系中从自然科学、社会科学、数学科学、系统科学、人体科学、思维科学、军事科学、行为科学到地理科学这9大部门都由量智与性智建立起来的,但表现出来的则是量智。而文艺这一部门与众不同,虽然也是由性智与量智并用的,但表现出来的则是性智。这就是文艺和美学的特点,与众不同。当然,从发展和深化了的马克思主义哲学来看,从大成智慧学的角度来看,这十大部门又是统一的。这就是大成智慧学的威力!”
钱学森在2001年3月20日接受文汇报记者采访时说:“结合现代信息技术和网络技术,我们将能集人类有史以来的一切知识、经验之大成,大大推动我国社会物质文明和精神文明建设的发展,实现古人所说‘集大成,得智慧’的梦想。智慧是比知识更高一个层次的东西了。如果我们在21世纪真的把人的智慧都激发出来,那我们的决策就相当高明了。”
顾基发(国际系统研究联合会原主席,中国系统工程学会原理事长,国际系统与控制研究院院士)
当代系统思想的新范式和智慧结晶
钱学森系统科学思想的形成和发展大体可分为三大阶段:第一阶段从上世纪50年代到70年代末,这一阶段的思想内涵集中体现于《工程控制论》和《组织管理的技术——系统工程》;第二阶段的创新发展凝结在1990年发表的《一个科学新领域——开放的复杂巨系统及其方法论》;第三阶段的深化研究,标志是2001年发表的《以人为主发展大成智慧工程》。
20世纪中叶,由于生产力的巨大发展,出现了许多大型、复杂的工程技术和社会经济的问题,它们都以系统的面貌出现,都要求从整体上加以优化解决。1954年钱学森撰写的《工程控制论》,以及1948年到1957年发表的《论技术科学》,不仅是对系统科学发展的重大贡献,也鲜明体现出这些时代精神。
1955年回国后,钱学森在“两弹一星”巨大科技工程中作出的杰出贡献,以及1978年在文汇报上发表的总结性的文献《组织管理的技术——系统工程》,都显示出那个不平凡年代里艰苦奋斗、自力更生、自主创新的时代精神。
上世纪80年代和90年代,是我国改革开放与快速发展的年代,也是世界各国走上全球化、信息化、网络化的年代,世界科学技术发展趋势越来越向学科交叉,文化融合,超越还原论,研究系统复杂性发展。钱学森在这20多年里,提出了原创性的“开放的复杂巨系统及其方法论”,提出了“大成智慧工程和大成智慧学”,也显示了当代科学发展的特征。
钱学森在2001年曾说:“23年来,系统工程和系统科学已经有了很大发展,我们已经从工程系统走到了社会系统,进而提炼出开放的复杂巨系统的理论和处理这种系统的方法论,即以人为主、人-机结合,从定性到定量的综合集成法,并在工程上逐步实现综合集成研讨厅体系。将来我们要从系统工程、系统科学发展到大成智慧工程,要集信息和知识之大成,以此来解决现实生活中的复杂问题。”
2005年钱老寄语系统科学工作者和科技界:“今天的科学已经不是自然科学那一点东西,而是人类认识客观世界、改造世界的整个知识体系。我希望大家能用这样一个体系,去观察、分析、研究和解决问题,而不仅仅是用几门学科的知识或者这些学科的交叉。若能这样,那就厉害喽。”
人类历史发展到上世纪中叶,系统思想经历了从经验到哲学到科学、从思辨到定性到定量的发展,这个趋势还将继续下去。综观钱学森系统科学思想发展过程的时代背景,及其主要内涵和特色,使我们认识到:钱学森系统科学思想是在全球化、信息化、网络化时代,中西文化交融的复杂系统思想,是当代系统思想的一种新范式和智慧结晶。我们要深入学习弘扬钱学森系统科学思想,为造福国家、造福人类作出更大贡献。
郭雷(中科院院士、中科院数学与系统科学研究院院长,上海系统科学研究院院长,国务院学位委员会委员)
系统科学的基础理论
自上个世纪80年代初开始,钱学森先生就把主要精力投入到学术研究之中,致力于发展系统科学的基本理论。钱学森指出,创建系统学是发展整个系统科学学科体系的基础,“创建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量子力学。”因此,他积极倡导和推动创建系统学的工作,在发展系统科学基本理论这一学术方向上,作出了许多建设性的贡献,概括起来包括以下几个方面:
(1)明确界定了系统学的学科性质。指出系统学是研究系统结构与功能(系统的演化、协同与控制)一般规律的科学,是研究系统一般规律的基础科学。
(2)提出了建立系统学的基础和途径。钱学森强调,系统学的任务在于从组成系统的单元的性能和相互作用推导出整个系统的结构(有序化)及功能。发展系统科学基本理论,需要从各相关学科的发展中去综合、抽象和提炼,除了需要从系统工程实践以及运筹学、控制论、信息论等这些系统科学体系内的技术科学去提炼、概括以外,还需要从自然科学中的物理学、化学、生物学等学科中汲取素材,特别是与系统的演化与协同有关的自组织理论、非线性系统动力学、超循环理论等,它们都揭示了许多的系统规律。
(3)强调了系统科学基本理论的几个重要概念,包括:结构与功能的关系和层次性。
(4)指出了具体的研究内容和方向。例如,地球上生命演化过程。他指出,“从无生命到有生命,然后进一步的生命演化现象,这里面有过程演化的大量素材,也有许多没有解决的问题,是系统学的一个可用武之地”。钱学森先生还指出:脑科学、思维科学,以及心理学基本理论的突破在于找出人体巨系统的规律,这完全得靠系统学。同时,从大脑到思维的关键问题是从神经元的微观到思维这一宏观现象,应该强调网络或系统的整体作用。在更宏观的尺度上,地理科学也必须用系统科学的方法,从系统的角度考虑地球表层与人类社会活动的相互影响。
钱学森指出,开放复杂巨系统的行为需要一个新的概念来描写。他提出:“开放的复杂巨系统的整体行为描述,要用系统状态(system state)这个概念,如有奇异吸引子,即为系统态(system eigenstate)。微观混沌(就其无序意义来说)是宏观有序的基础。社会经济系统的‘良性循环’、‘协调发展’就是一种系统态。我国社会系统的系统态正在从改革前的系统态转化为改革开放后的系统态。”钱学森对于“系统态”这个概念,非常重视,他说:“这样‘开放复杂巨系统学’有了第一步了!”
方福康(国务院学位委员会原委员兼一级学科系统科学评议组召集人,北京师范大学原校长、教授)
弘扬钱学森系统科学思想是上海系统工程界的历史使命
在钱老的支持下,上海理工大学与中科院数学与系统科学研究院于2005年1月联合组建了“上海系统科学研究院”,六年多来在联合全国系统科学界同仁推动系统科学学科建设、弘扬钱学森系统科学思想方面做了一系列工作。
上海系统工程学会多年来大力开展系统工程的研究和应用,特别重视研究和弘扬钱学森系统科学思想。在《2008~2009系统科学与系统工程学科发展报告》中,全面总结了我国和上海市在钱老直接推动下,在钱学森系统科学思想的启迪和引导下,建设系统科学与系统工程的成就和经验。在《2010~2011上海市系统科学与系统工程学科发展报告》中,系统研究了钱学森系统科学思想的形成、发展和意义,系统阐述了钱学森系统科学思想的主要内涵,有力推动了学习弘扬钱学森系统科学思想的开展。
进入21世纪以来,国际科技界奏起了一个新旋律——复杂系统研究。2003年美国教育部在全国范围,对“复杂性科学的应用”进行了全面系统的调研。2003年开始,美国在每年的高峰论坛及其文集《工程科学前沿》中,刊载复杂系统研究论文,2005年特别刊载了“复杂系统工程”专题一组文章。2006年欧洲复杂系统学会发布了《欧盟复杂系统研究路线图2007-2013》,文章提出,复杂系统科学将是21世纪的核心科学。2007年2月,英国皇家工程院和英国医学科学学院共同发布了题为《系统生物学:一个工程和医学新视角》的长篇研究报告。2009年9月由美国普林斯顿和麻省理工等十所著名高校联合组成“美国网络科学与工程委员会”,并提出“网络科学与工程研究路线图”。这些信息显示出复杂系统研究已进入国际科技前沿的重要地位。发达国家在发展系统科学方面,已在宏观层面采取实质行动。
我国应发挥已有的优势,在弘扬钱学森系统科学思想的基础上,走在世界复杂系统研究的前面。
钱学森开拓创建系统科学的过程,始终紧密联系我国社会主义现代化建设,紧密联系国内外科学技术的发展,始终强调“要从整体上考虑并解决问题”,因此,钱学森系统科学思想不仅是有重要意义的理论创新,更有其重要的现实指导意义。
上海已经为系统科学与系统工程的发展作出了历史的贡献,上海系统科学与系统工程界的同仁有责任,今后更好地肩负起弘扬钱学森系统科学思想的历史使命,深入学习研究钱学森系统科学思想,为上海和国家的社会主义现代化建设做出新的成绩。
许晓鸣(上海系统科学研究院院长,中国系统工程学会副理事长,上海市系统工程学会理事长,上海理工大学校长、教授)
发展系统科学中国学派
关于形成和发展系统科学的中国学派,钱老认为包括他自己在内的一些中国学者几十年来就是在努力做这件事,他在1994年11月13日致许国志的信中就说:“毛主席早在1956年就指出:‘在自然科学方面,我们也要做独创性的努力,并且要用近代外国的科学知识和科学方法来整理中国的科学遗产,直到形成中国自己的学派。’我们中国人在系统科学不是这样干的吗?从外国50年代初的operational research到运筹学,从运筹学、信息论到系统工程,到系统科学。形成系统科学的三个层次,概括为系统论,最后上升到马克思主义哲学。又引用中国古代整体观,创立了开放复杂巨系统学、从定性到定量综合集成法等等。您都参加了这些工作,有贡献!我们都在做毛主席要我们做的事:形成中国自己的学派!您和我都还要继续努力啊!”
上世纪以来,系统科学研究已经形成了一些有重大影响的理论和有特色的研究“学派”。其中有以非线性自组织理论为基本内容的“欧洲学派”;以复杂自适应理论为代表的“美国学派”;以开放的复杂巨系统理论为代表的“中国学派”。
欧洲学派是以普利高津、哈肯及其学派为研究主体的。他们把物理系统和化学系统的自组织理论(耗散结构理论、协同学)严密化、体系化,同时努力使这些理论普适化,拓展到生物系统、经济系统和社会系统。他们非常重视吸收和运用非线性科学的成果,许多定量分析、概念和方法是和非线性科学相同的。
美国学派其主要研究基地是美国的圣菲研究所。CAS(复杂适应系统)理论是1994年霍兰提出的。他们把系统元素理解为“活的”、具有主动适应能力的主体,引进了宏观状态变化的“涌现”(emergence)概念,从而对从简单中能够产生复杂的观念进行了逻辑性的阐述。
以钱学森为代表的中国系统科学工作者,提出了开放的复杂巨系统及其方法论,把研究基点放在“人的因素”上,就是说放在以人为元素的系统或者有人的因素的系统。开放的复杂巨系统的四类典型系统:地理与生态环境系统、社会经济系统、人体系统、人脑系统,其共同特点是都涉及生命现象,而且是涉及人的高级生命现象。人具有意识,人的主动性的本质,体现在能动地认识世界和改造世界;人,不仅有自然属性,还有社会属性和精神属性。钱学森对于“人具有意识”特别重视。
由于人的因素极端复杂,开放的复杂巨系统的研究,目前还没有形成从微观到宏观的理论,但有了研究这类系统的方法论,就是钱学森与其合作者提出的“从定性到定量综合集成方法”和“从定性到定量综合集成研讨厅体系”。这是方法论上的创新,给出了研究和解决复杂巨系统和复杂性问题的有效途径。
汪寿阳(中国系统工程学会理事长,中科院数学与系统科学研究院副院长、研究员)
现代科学技术体系与知识系统工程
现代科学技术体系的建立是钱学森用马克思主义哲学做指导总结出来的。早在1957年,他发表了一篇重要文章,题为“论技术科学”。文章阐述了科学领域中三个层次的观点,即基础理论、技术科学、应用技术三个层次,并以自己亲身参与美国应用力学发展的深刻体会,论述了技术科学的重大意义与作用。回国后,又经过20多年从事航空航天技术的实践与经验积累,于20世纪80年代初把原来人们心目中的自然科学和社会科学两大部门,先后加上数学科学、系统科学、思维科学、人体科学、地理科学、军事科学、行为科学、建筑科学和文艺理论,扩展到11个,形成一个体系。
钱学森的系统思想在科学技术体系中的体现,最核心之处是:基于各门科学研究的对象都是统一的物质世界,区分只是研究的角度不同。这就从根本上沟通了以往各门学科之间原本是一体的关系,也必然使辩证唯物主义与各门科学内在地、紧密地熔铸在一起。从这个观点来看,自然科学是从物质在时空中的运动、物质运动的不同层次、不同层次的相互关系这个角度来研究客观世界的;社会科学是从人类社会发展运动以及它和客观世界相互影响这个角度来研究客观世界;数学科学是从质和量的对立统一、相互转变的角度来研究客观世界的。
整个体系纵向分为三大层次,最高层次是马克思主义哲学,即辩证唯物主义,最下面的层次是现代科学技术的十一大部门,其间通过十一架“桥梁”把马克思主义哲学与十一大科学技术部门联在一起。
在体系的外围,还有未形成科学体系的实践经验的知识库以及广泛的、大量成文或不成文的实际感受,如局部的经验、专家的判断、行家的手艺等也都是人类对世界认识的珍宝,不可忽视。
按照钱老的现代科学技术体系,我们提出建立知识系统工程学科。知识系统工程把对知识管理的重点放在信息管理上、重点放在人的管理上和着眼于知识资产的研究这几条主线进行集成。知识系统工程学科的另一个特点是可以把知识运作和知识管理有机地集成起来。
知识管理与创新研究是当前管理学科的重点之一。我们通过建立知识系统工程学科来研究和实现知识的有效应用和创新,希望通过学科的交叉与融合推动知识学科的建立和应用。多年来我们按照这一思路建立了学科的构架,研究了有关的理念、方法和工具,开发了一批知识管理系统。但为了迎接未来的挑战,还有大量工作要做,我们还需要奋力工作,以不辜负钱老生前对学科发展的期望。
王众托(中国工程院院士,中国系统工程学会原副理事长,大连理工大学知识科学与技术研究中心主任)
开放的复杂巨系统及其方法论
系统科学以系统为研究对象,而系统在自然界和人类社会中是普遍存在的。例如,按照系统的形成和功能是否有人参与,可划分为自然系统和人造系统,太阳系就是自然系统,而工厂企业是人造系统,按系统与其环境是否有物质、能量和信息的交换,可将系统划分为开放系统和封闭系统,按系统状态是否随着时间的变化而变化,可将系统划分为动态系统和静态系统。还可将系统划分为物理系统、生物系统、生态环境系统等。
从组成系统的子系统以及子系统种类的多少,以及它们之间关联关系的复杂程度来看,简单系统是指组成系统的子系统数量比较少,它们之间的关系比较单纯。某些非生命系统,如一台测量仪器,这就是小系统。如果子系统数量非常大(成千上万、上百亿、万亿),则称作巨系统。若巨系统中子系统种类不太多(几种、几十种),且它们之间关联关系又比较简单,就称作简单巨系统,如激光系统。
如果子系统种类很多并有层次结构,它们之间关联关系又很复杂,这就是复杂巨系统。如果这个系统又是开放的,就称作开放的复杂巨系统。例如:生物体系统、人脑系统、人体系统、地理系统(包括生态系统)、社会系统、星系系统和信息网络系统等。这些系统无论在结构、功能、行为和演化方面,都很复杂,以至到今天,还有大量的问题,我们并不清楚。
20世纪80年代末到90年代初,钱学森先后提出“从定性到定量综合集成方法”及其实践形式“从定性到定量综合集成研讨厅体系”。
从定性到定量综合集成方法是在以下三个复杂巨系统研究实践的基础上,提炼、概括和抽象出来的:①,在社会系统中,由几百个或上千个变量所描述的定性定量相结合的系统工程技术,对社会经济系统的研究和应用;②,在人体系统中,把生理学、心理学、西医学、中医和传统医学以及气功、人体特异功能等综合起来的研究;③,在地理系统中,用生态系统和环境保护以及区域规划等综合探讨地理科学的工作。
在这些研究和应用中,通常是科学理论、经验知识和专家判断力相结合,提出经验性假设(判断或猜想);而这些经验性假设不能用严谨的科学方式加以证明,往往是定性的认识,但可用经验性数据和资料以及几十、几百、上千个参数的模型对其确实性进行检测;而这些模型也必须建立在经验和对系统的实际理解上,经过定量计算,通过反复对比,最后形成结论;而这样的结论就是我们在现阶段认识客观事物所能达到的最佳结论,是从定性上升到定量的认识。
于景元(国务院学位委员会原委员兼一级学科系统科学评议组成员,中国航天科技集团公司710研究所科技委主任、研究员)
系统工程引导我国管理教育健康发展
1978年9月,钱学森、许国志、王寿云在文汇报发表长篇文章“组织管理技术——系统工程”,该文的最后一部分专门谈组织管理的人才问题,明确提出要办组织管理方面的高等院校,建议恢复工程院校原有的工业企业管理课,举办理工结合的组织管理科学技术大学,不是办一所或几所,而是要办几十所以至上百所。钱学森从系统观剖析管理学科的知识域,认为管理学科发展需要和理工密切结合。这种特色符合管理学科发展的规律。
钱学森看得很清楚,管理是一门科学,又是一门艺术,从思维角度来说,管理者既要运用逻辑思维又要运用形象思维,所以,他提出解决复杂系统问题的方法是“从定性到定量综合集合方法”,即是说,以形象思维为主的经验判断(体现艺术)到以逻辑思维为主的精密论证过程(体现科学)。
钱学森按照他的工程技术-技术科学-基础科学的科学技术体系结构理论,从系统观来审视并创新性地提出管理学科的知识构架。他把系统工程即组织管理技术列为工程技术层次。工程技术的理论基础是技术科学,作为系统工程基础理论的技术科学便是运筹学。系统学则属于基础科学层次。
按钱学森的观点,组织管理技术要讲求它的“实践性和实际效果,按具体的环境和条件解决实际问题。”“要具体、要可行的措施,也就是实干。”他不同意把系统工程称作系统工程学,原因之一是“想强调系统工程是要改造客观世界的,是要实践的。”因此,要提高组织管理效率,只有原则,设想还不够,要“把传统的组织管理工作总结成科学技术,并使之定量数值化”,要有可以分析一个系统的科学方法和技术。
钱学森认定运筹学是系统工程的共同理论基础,属于技术科学层面的学科,它“包括系统工程的特有数学理论:线性规划、非线性规划、博弈论、排队论、库存论、决策论、搜索论”等,并指出“除了运筹学,系统工程的共同理论基础还有计算数学”,此外,每门系统还有其特有的专业理论基础,如工程系统工程的特有专业基础是工程设计,企业系统工程是生产力经济学等。
钱学森从系统观出发为组织管理学科梳理出的三层次的知识结构,对于组织管理学科的知识域给出清晰的界定。今天重温钱老关于系统工程和组织管理和各种论说,不仅是缅怀他的功绩,更重要的是要深入学习和研究钱学森关于系统工程-运筹学-系统学三层次科学技术体系的思想,因为它指明了中国管理学科的发展空间和前景。
汪应洛(中国工程院院士,国务院学位委员会一级学科管理科学与工程评议组原召集人,西安交通大学管理学院名誉院长、教授)
(原载于《文汇报》 2011-12-07 12版)




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 楼主| 发表于 2023-8-10 08:09:55 | 显示全部楼层
系统思想、系统科学和系统论(一)
2016-12-30 https://www.sohu.com/a/123055228_556637
为进一步了解钱老关于系统工程的有关思想,即日起转发《钱学森系统科学思想文选》相关文章。有心细研的同学请购买中国宇航出版社《钱学森系统科学思想文选》。本文是作者1982年7月10日在北京系统论、信息论、控i例论中的科学方法与哲学问题学术讨论会上的报告
原载于(系统理论中的科学方法与哲学问题》,清华大学出版社。1984年。


咱们这个会的名称,看会标共27个字之多,所以我想把这个会的名字简化一下,是不是就叫四校三论讨论会?因为好像在座的同志喜欢用“三论”这个名称,控制论、信息论、系统论。我则不然,我想三还是多了一些,简化一下就叫系统论。实在说,只有一论,即系统论。今天我就是来宣传这个观点,算是百家之中的一家。当然,我是希望大家能同意我的观点,所以今天我讲的题目就叫“系统思想、系统科学和系统论”。


首先我想说明的,就是我能够讲这些东西绝不是我一个人努力的结果,我要讲的这些观点差不多都是跟今天在座的许国志同志讨论过的。和我讨论的还有国防科委的王寿云同志,还有从前跟我共同署名写过文章的,像国防科委情报所的柴本良同志,中国社会科学院的乌家培同志,清华大学自然辩证法教研组科学方法论小组的魏宏森同志、刘元亮同志、寇世琪同志、范德清同志、姚慧华同志、曾晓营同志在一年多来也和我研讨过多次,其他还有跟我通过信的同志,我自己也数不清有多少,恐怕不下百人,在座的恐怕就有。也就是说,我今天能够讲一些东西,都是这么一个集体共同讨论磋商的,是我接受大家教育的结果。我想强调这一点,因为现代科学技术里面,很难说哪一个人能够独立来作出什么贡献,都是集体的;现代科学技术的研究工作都是社会化的。


(一)系统思想的发展


我先讲系统思想。系统思想的由来已久。一个人在实践当中,认识一点客观事物,他总要想把这些事物联系起来看。在古代,人们有天神主宰的观点。老天爷、玉皇大帝,又是什么这个神那个神,也能说明一点观察到的自然现象,这也是系统啊,只不过是神话的系统就是了。当然是不科学的,是想象的。到了后来,觉得这个神、那个神不好,神灵主宰不好,于是把神灵从系统当中清除出去,这大大地前进一步了。但是,这样一个系统里面还是有很多臆想的东西,或者说是自然哲学式的,自然哲学式的系统。也就是说,事实有的掌握了,有的不掌握。不掌握的部分,空着,联不起来。要把它联系起来怎么样呢?就加一些臆想的东西,这就是自然哲学。在座的不知道有没有中医?我说中医理论就是自然哲学式的东西。这个理论是很好的,很完整的一个系统。但里面包括了很多想象的联系,实际上是不是那么回事?还需要研究。不是说中医要现代化吗?我看这个现代化就要在这个问题上做工作。中医理论有近两千年的历史,但它还不是科学的。到了16世纪,资产阶级开始出现在历史舞台上。这个时候兴起了近代自然科学。近代自然科学,它是要排除那些臆想的东西,一定要把事情刨根问底搞清楚。从整个的系统来考查,很困难,一口咬不下,所以就把事物分解开,一点一点来啃。这就是把复杂的、整个的系统分解开,分解成一部分一部分;然后研究这一部分。然后可能觉得还太复杂,再分解、再分解,这样一种工作方法是近代科学的工作方法。或者有人说这就是还原论。与此同时,还有机械唯物论,是唯物的,但是跟还原论比较是机械的唯物论。这些词还原论也好,机械唯物论也好,今天我们听起来不太好。因为我们讲究整体观,我们讲究辩证唯物论。但是我也必须说,在近代自然科学兴起的时候,出现这样的近代科学研究方法,还是一个进步。因为不这样办,研究事物就不可能前进。这是进步,不是退步。这一点恩格斯曾经说得很清楚,他高度评价了近代科学兴起以后的这一些科学方法。这大约是三四百年前的事。


大约到了一百年前,恩格斯说:“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。其中各个似乎稳定的事物以及它们在我们头脑中的思想映象即概念,都处在生成和灭亡的不断变化中。在这种变化中,前进的发展,不管一切表面的偶然性,也不管一切暂时的倒退,终究会给自己开辟出道路【1】。这是恩格斯在《路德维希·费尔巴哈和德国古典哲学的终结》这篇论著里的一段话。我认为,这就是现代的科学的系统思想,马克思主义哲学的系统思想。这个简单的回顾,包含两千年的历程。正、反、合、原来是有系统思想的,但是不那么科学,是自然哲学式的。到了近代自然科学兴起了,需要科学化了,暂时又不得不搞还原论,搞机械唯物论。最终到了马克思、恩格斯,建立了马克思主义哲学。这个时候又最后综合起来,变成了现代的科学的系统思想。这样来回顾一下系统思想在历史上的发展,实际上也是哲学发展到辩证唯物主义这样一个过程,这对我们考虑问题是有用的。


但是真正照着恩格斯的话去做,也是很不容易的。恩格斯自己就在上面引的那段话的后面接着说:“但是,口头上承认这个思想是一回事,把这个思想具体地实际运用于每一个研究领域,又是一回事”【2】。这话说得很好。事实也是这样,恩格斯指明了现代的科学的系统思想。但是人们真正按照这个去做,很长一段时间还没有做到。实际上,真正用现代系统的思想去解决现代的问题,又经过了差不多半个世纪。是战争的需要促进了科学技术的发展。在第二次世界大战当中,由于现代化战争的需要,出现了operations analysis,运筹分析,后来又叫operationsresearch运筹学。又出了系统分析,systemanalysis。后来又出了系统工程,systemsengineering。还有管理科学management science,这些词是非常之多的。有些时候用词用得也很怪,联合国科教文组织在奥地利维也纳郊区有一个专门的国际研究所叫IIASA,就是国际应用系统分析研究所。我当时看了发笑,系统分析就是应用的嘛,还有什么“应用的系统分析”?简直胡来!在40年代,50年代,60年代,70年代一直到最近吧,恐怕在国外这种词多极了。简直是一片混乱,爱怎么叫就怎么叫。我看见一个有意思的事。西德是用德文的,德文里公司叫Gesellschaft。但是有一个公司,叫SystemsEngineering Gesellschaft,是德文的公司,前面加的Systems lJngineering又是英文的,英德合一!乱嘛,也说明是兴旺发达,也就是真正把系统的思想应用在军事上,运用在经济问题上,运用在社会问题上,做了大量的工作。系统思想经过两千多年的演变,最后到一百年前,恩格斯把它明确了,成为真正辩证唯物主义的、科学的、现代系统的思想。然后又经过了半个多世纪,才真正实际上应用来解决具体的问题。但是又出现了词句上的混乱。


(二)系统科学概念的形成


(1)系统工程和运筹学


下面我就来讲讲我自己这几年来学习这个问题的经过。老老实实地给同志们汇报我是怎么走过来的。要说到粉碎“四人帮”之后,在1978年4月份的时候,我收到许国志同志的一封信,它给我很大的启发。他说外国人用词实在是五花八门。就他看,不管怎么说,实际上是不是可以称为系统工程。就是把用系统思想直接改造客观世界的这些技术,通通称作系统工程。直接为这些工程技术一系统工程服务的一些科学的理论,是不是可以用运筹学这个名字。我当时读了他的这封信就感到很高兴。因为许国志这封信清理了外国人用词的混乱。归纳了一下,两个层次:一层是直接改造客观世界的技术,是工程技术;还有一层是为这个工程技术直接服务的一些理论科学。1978年4月份给我的信。1978年5月5号是马克思生日,我们国防科委开始举办科技讲座。那一天是科技讲座的头一次。军队里老的习惯,头一次要负责同志讲,结果找了朱光亚同志和我两个人讲。那个时候实际上我并没有搞得很清楚,光是看了许国志同志一封信。我的题目就是“系统工程”。没想到,我讲的受到欢迎;当天,在那儿听的就有张爱萍同志。他是国防科委主任,又是总参谋部的副总长,前几年他还是国务院副总理。他听了就说:“好啊,是应该这样做。”还有现在在海军工作的李耀文政委,那个时候是国防科委政委。他听了也说好。咱们办个系,就搞系统工程。这二位领导支持这个工作。5月5日晚上我就出差到西南去了。头一站跑到成都,省委要我讲讲现代科学技术,杨超同志主持。讲什么呢?我心里想的就是系统工程,就又讲了系统工程。第二次讲得略为系统了一点。后来再一站就跑到昆明去了。云南省委一听说四川省委让我讲过,又让我讲。我在昆明还是讲系统工程。这一次又比前一次稍为好一点了。到了昆明这个时候,基本上就是那个模子。讲的用系统思想直接改造客观世界的技术,这是系统工程。系统工程又有各种门类。为这些系统工程服务的理论科学是运筹学。这个想法大致就形成了。我跑的最后一站是湖南长沙国防科技大学。那时国防科委刚接管国防科技大学正要把国防科技大学调整一下。我就借这个机会,照李耀文同志5月5日说的,要办一个系,叫做系统工程系,就是这么一个过程。后来我与许国志同志、王寿云同志写了一篇文章,登在1978年9月27日的文汇报上【3】。这就是我学习这个问题的头一个阶段。


但这时,我总觉得不太满意。从自然科学发展来看,自然科学先有基础科学理论,有物理、化学、数学、天文学、生物学,这些都是比较老的。恩格斯所说的基本的自然科学就是指这些基本科学。恩格斯的那个时代还没有提我们说的工程技术,这是很自然的。因为在那个时候,大量的搞工程技术的人并没有学多少科学技术,都是技工学校出身的人。在100年前才开始有大学程度的工程技术学校。像美国的麻省理工学院,是大名鼎鼎的。当时恩格斯没有提工程技术,是很自然的。工程技术作为科一学技术的一个组成部分,出现在上个世纪末本世纪初,这是用自然科学的基础理论,实际改造客观世界。到了本世纪20年代,又出了一个中间的层次,叫做技术


科学,直接为工程技术服务,作为它的理论。但比起基础科学来,强调应用性,我们叫应用基础。然后是实际应用,就是工程技术。现在在自然科学里头,这三个台阶是很清楚的。到了系统工程这个领域,我就觉得没有这三个台阶了。许国志、王寿云同志和我写的那篇文章中只有两个台阶,一是直接改造客观世界的系统工程;再一个是它的理论——运筹学。并说到进一步发展也要用到控制论、信息论。我所说的这个控制论,在我脑子里头是很具体的,就是我所写过的那本《工程控制论》那种类型的控制论。我说的信息论也是比较具体的,就是工程师为了设计通讯系统所搞的那些理论,就是香农那样的信息理论。这在我脑子里头跟运筹学都是一样的,都是技术科学。所以只两个台阶,还缺更高的一个台阶。


(2)系统的基础科学——系统学


这样就是两个台阶。比较起自然科学来讲总觉得缺一个台阶。在技术科学上头还有一个更基础的理论。脑子里觉得应当有,但是是什么呢?又说不出来。1979年11月10日,我在《光明日报》写的那篇文章【4】,实际上是1979年10月份在北京开的系统工程讨论会上我的一个发言。在那里我就提出来,缺一个台阶,也就是更基础的理论,但不知道是什么。那时候随便说了什么“理论运筹学”呀,“理论控制论”呀。老实讲,不知道是什么东西。但是,基本的思想呢,就是说系统的思想要建立起一个完整的科学体系,就是系统科学。这个系统科学里头有三个台阶。一个是直接改造客观世界的,即系统工程。还有中间的一个技术科学的台阶,这个好像比较清楚了,就是运筹学。还可能有控制论、信息论,就是作为技术科学的那个控制论、信息论。当然,根据不同的系统工程对象还要引用一些其他科学,比如工程的系统,那当然还要许多工程的知识,讲经济的系统,还要许多经济的知识。但是,就系统科学本身来讲,两个台阶。还有要建立的一个台阶,即基础理论的那个台阶。提出来了,但不知道怎么弄。所以,1979年11月10日在《光明日报》的文章我冒叫一声,要建立系统科学。到底怎么建?我也不知道怎么建。那个时候呀,有点苦恼。就是说,话是说出去了,但不知道怎么办?


在这一时刻还要感谢许国志同志。他给我寄来一篇纪念一般系统论的大权威贝塔朗菲的文章【5】,是罗森写的,这个才给我开了窍。大家知道贝塔朗菲是20世纪30年代奥地利生物学家。他不满意这个世纪以来生物学的发展。他说生物学完全走的是还原论的这条路;研究越来越细,一直研究到分子,叫分子生物学。学问是多极了。但是最后说到生命现象到底是怎么回事,好像越来越渺茫。研究得越细,对整体越说不清楚。所以,贝塔朗菲就提出来,是不是要朝另外一个方向看一看,他提出了系统的思想。当时他提出来的还不是一般的系统论,提的是叫理论生物学。这下就给我提了个头。哟!还有个生物学家在那里做了那么多工作。提出来还原论的这条路子不太好,要考虑整个系统。这对我启发很大。于是去找了贝塔朗菲的书,《一般系统论》【6】来看。看了这本书呢?老实讲,又不太满意。这位先生提了一个很好的意见。但是,空空洞洞。他这个一般系统论,什么都可以适用。生物不成问题,社会也能讲,经济也能讲,但他都没讲清楚。他的书里头引出了比利时的一位名家,就是普利


高津。一说普利高津,我想起来了我曾在50年代对他发生过兴趣。因为那时,我要搞力学里头的各种输运过程,读过普利高津的所谓非平衡态热力学。贝塔朗菲说系统和普利高津有关系。于是赶快把普利高津的书找来读,才知道普利高津后来对非平衡态热力学又有所发展,从这个稍有一些不平衡的热力学转到远离平衡态的热力学,而且还提出来所谓耗散结构的理论。把书找来看看以后,觉得普利高津的耗散结构,确实比贝塔朗菲的一般系统论进步了一点,总是有点方程式,定量化了。还说出了点道理来,但满意,又不满意。


为什么呢?这要从往事说起,我记得50年前在上海交大学热力学的时候,总觉得不太痛快。老师给你讲,什么温度,什么熵,你不承认也不行。人家都是证明熵不能减小,只能增大。但是,我当时作为一个年轻学生就有点莫测高深。嫡到底是什么?说不清楚。我后来当研究生。我原先是学工程(机械工程),当研究生就得学点物理,学物理就要学统计力学(统计物理)。经典热力学是讲宏观的学问,但要知其所以然,就得深人到微观。热力学的微观基础还是分子和原子的运动。你完全可以从千千万万个、亿亿万万个微观世界的分子原子的运动,推导出经典热力学的这些规律。我一学到这儿高兴极了。我从前学的那个热力学的神秘被揭开了。有这一段经验,到了1980年初左右,我觉得问题好像是一样的,也就是普利高津是比贝塔朗菲进了一步。但没有进多大,问题还是没有得到解决。所以到这个时候已经到1979年年底了,正好在1980年年初的时候,我接到一个通知,全国在生物学里搞理论的,特别是关于生物学里的有序化问题研究的,要在北京开一个小型的座谈会。给我发了通知,我就很高兴地去了。觉得应该向生物学家学习,因为生物学家好像有发展。在通知上看,还有几个讨论题目。一个题目是普利高津的理论,这个我还领教过;还提到一个哈肯的理论,我赶快找哈肯的书【7】来看。一看高兴极了!哈肯的工作,哈肯用统计力学的办法,来解决复杂系统的有序化问题。他严格证明,在一定条件下,这个有序化的出现,是不可避免的。而且条件是讲得非常清楚的。用的理论就是统计物理,是很严格的理论。我这一下可高兴极了。这就是说有序化这个过去好像很神秘的现象,它的出现,完全是有理论根据的,而且必然出现。哈肯说,激光也是从无序到有序的转变。他说的这样精确,激光一定要有足够多的分子共同参加才能出现。少一个不出现,够了这个数非出现不可。同志们,科学的理论,说到这样一个清楚的地步,真是科学。我们掌握了这些道理,高兴得很。


带了这个心情,去参加刚才说的小型的讨论会。因为当天下午还有别的事,我要求允许我头一个发言,发完言就走。主持会议的同志允许了,叫我第一个说。我一发言,把我刚才的一套话说了。我也说了贝塔朗菲是有功劳的,但是我不太佩服他。普利高津是大科学家,得了诺贝尔奖金,但是我对他的看法也不太怎么样。而这个哈肯说的,我才觉得是真正叫科学。说完了这一通,旁边的一位同志要说话,我也不认识他是谁。一位主持会的同志给我介绍,说他是北师大的方福康同志,刚从普利高津那里回来得了博士学位的。


我心想坏了(大笑)。幸好他说:“我完全同意你的观点。实际上,普利高津自己也完全意识到这一点,他已经和哈肯的观点完全一致了。(因为他们很近,一个西德,一个比利时,经常在一起讨论的)。”我想这好了(笑声)。所以,方福康教授所传来的信息,科学这个东西,不能含糊。对就是对,不对就是不对。善就是善,好就是好。好的东西终究要为大家共同认识。我这个姓钱的,远隔万里,也没有见过普利高津教授,也没有见过哈肯,我在这里放炮,


我这个炮居然和他是一致的。所以科学毕竟是科学。这样一个经历,对我教育很深,使我有信心说系统科学完全可以搞起来。这样,再往后到1980年11月份。经过几个月了,我把前面讲的生物学理论会通知单上第三个人,即艾肯的论文【8】弄来看了一下。艾肯把达尔文的生物进化论,完全放在分子生物学的科学基础上,用系统的观点来解释。那是地地道道的。在那以后,又看了一些东西。如微波激励细胞分裂。那么,这和激光现象中临界值可以引起突变是完全一致的。做这个工作的又是一位西德人,叫佛莱律希【9】后来还有两位苏联科学家,斯摩良斯卡娅,维林斯卡娅二位【10】,做的也是这一类工作。


有这些东西以后,到了I1月份系统工程学会成立大会,我觉得系统科学完全可以建立起来。系统科学的第一个台阶,是直接联系改造客观世界的,这是系统工程。这是大量的实际工作。它的作用,意义是毫无疑义的。像我们这些人,搞大型工程搞了20多年,就是用系统工程的方法来做的。不用系统工程的方法,就没有法子组织那样大的工程。所以实际的应用是毫无疑义的。这种实际应用,还要有科学的理论—运筹学,以及作为技术科学的控制论,信息论。这个台阶也是很明确的。经过这一年的努力,先是从许国志同志送来的一篇论文中得到启发,后来我又向几位同志请教,看书才明确了,这第三个台阶就是系统科学里面的基础理论。这个时候,我才敢把它叫作系统学【11】。这个系统学是完全有条件把它建立起来的。


但这都是讲有序化,讲从无序可以到有序。到了去年年底,今年年初,又给我提出问题来了。碰到一篇东西【12】,一看,有兴趣再看下去,兴趣更大,觉得与系统学很有关系。这是一个什么问题呢?在非线性的系统里头,还有这么一个可能性,就是有序也会变成无序,变成杂乱。这问题是反过来了。这一项工作呢,实际上也做了好多年了。不过我没发现就是啦,孤陋寡闻吧。这原来是从生态学里头搞的工作。发现非线性的差分方程里头有一个参数,这个参数一到接近于临界值的时候,一下子出现了许多紊乱的现象。这样的现象,搞流体力学、气动力学的人是很清楚的。在流体力学、气动力学中有这么一个现象,就是从层流到紊流或湍流。这么个现象,在流体力学里头,这个参数叫雷诺数。简单的讲,假设流体慢慢地流过一个物体,那么,这个流动是有序的;假如流速增加,到了一定数值,稳定的、平稳的流动不可能持续下去。就要发生紊乱的流动,叫紊流,或者叫湍流。现在做这项工作的人叫费根巴姆【13】,是美国人。在美国原子弹研究所工作。这个人把这方面的工作捏在一起了。提出所谓费根巴姆数。就是有一个邻近紊乱出现以前的一个有普遍意义的常数。这个数是4.66920166……;算得很精的数。与圆周率有类似的普遍意义的一个数。这是从有序转向紊乱情况时的一个关键数。我一看见这个工作,高兴得很啦,又丰富了我们的认识。从杂乱可以到有序,现在从有序又可以转到紊乱。这对我们系统的设计思想是很关键的问题。现在,我有一个猜想,公之于众,也许是不对的。这个猜想是什么呢?就是如果一个系统出现了从有序变到紊乱的趋势,我有办法治它。怎么治?就是把系统的联系切断几点,那就好了。原系统是按层次来组织的。如果要出现紊乱了,你就截断系统的某些联系,即增加层次,就可以防止紊乱的出现。这是我的猜想,“钱学森猜想”,也可能不对锣(笑声)。这是不是值得研究的问题?


同志们,我在这里引用的构筑系统学的建筑构件都是国外科学家们的工作。难道就没有可用的中国科学家的工作吗?当然有,我不知道罢了。我最近才知道北京大学廖山涛同志的微分动力体系理论【14】是和系统学密切相关的。到了现在,也就是差不多经过四年的时间,我对于系统思想、系统科学的认识,就是这么一个经历。同志们可以听得出来,这不是我一个人的工作。那首先是世界各国人的工作,再有我也得到许多人的启示、帮助,然后我才有可能认识这些。

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