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郑酋午:系统论方法

  

  1·系统论提供了有效的思维方法

  

  系统论是研究系统的一般模式,结构和规律的学问,它研究各种系统的共同特征,用数学方法定量地描述其功能,寻求并确立适用于一切系统的原理、原则和数学模型。系统论认为,整体性、关联性,等级结构性、动态平衡性、时序性等是所有系统的共同的基本特征。这些既是系统所具有的基本思想观点,也是系统方法的基本原则,这就表现了系统论不仅是反映客观规律的科学理论,而且是具有科学方法论含义的理论,这正是系统论这门科学的特点。系统论反映了现代科学发展的趋势,反映了现代的时代特点,反映了现代社会生活的复杂性,所以它的方法能够得到广泛地应用。系统论不仅为现代科学的发展提供了方法,而且也为解决现代社会中的政治、经济、军事、科学、文化等等方面的各种复杂问题提供了方法论的基础,系统观念已渗透到每个领域。

  

  系统论的出现,使人类的思维方式发生了深刻地变化。以往研究问题,一般是把事物分解成若干部分,抽象出最简单的因素来,然后再以部分的性质去说明复杂事物。这是笛卡尔奠定理论基础的分析方法。这种方法的着眼点在局部或要素,遵循的是单项因果决定论,虽然这是几百年来在特定范围内行之有效、人们最熟悉的思维方法。但是它不能如实地说明事的的整体性,不能反映事物之间的联系和相互作用,它只适应认识较为简单的事物,而不胜任于对复杂问题的研究。在现代科学的整体化和高度综合化发展的趋势下,在人类面临许多规模巨大、关系复杂、参数众多的复杂问题面前,就显得无能为力了。正当传统分析方法束手无策的时候,系统分析方法却能站在时代前列、高屋建瓴、综观全局、别开生面地为现代复 杂问题提供了有效的思维方式。所以系统论,连同控制论、信息论等其他横断科学一起所提供的新思路和新方法,为人类的思维开拓新路,它们作为现代科学的新潮流,促进着各门科学的发展。

  

  2·系统方法的根本目的是找出最佳方案和行动方针

  

  19世纪下半叶以来,科学技术进入全面发展的新时期。自然科学由收集经验材料、分门别类的研究阶段,进入到整理经验材料、走向理论综合的发展新阶段,从而不断从新的水平上揭示了自然界的普遍规律和认识事物的方法。一系列重大的科学发现,科学技术与社会科学的结合,对近代科学方法提出了挑战,为现代系统方法的诞生奠定了基础。

  

  贝塔朗菲发表了很多论文表达了机体论思想,强调把有机体当作一个整体来看待,认为科学的主要目标在于发现不同层次上的组织原理。他批判地继承前人的机体论思想,把协调、秩序、目的性等概念用于研究有机体,形成了自己关于系统的基本方法。贝塔朗菲创立的一般系统论,从理论生物学的角度总结了人类的系统思想,运用类比和同构的方法,建立开放系统的一般系统理论。系统是由若干要素(成分)构成的,具有各要素在孤立状态下所没有的整体特性。系统的整体性,不是系统诸要素性质的简单相加的和,而是由系统的结构即诸要素间互相联系、互相作用的方式决定的。因此,结构性是系统论的个重要观念。系统与环境的联系性、系统的阶梯性都是系统的主要特性。此外,由于系统是非常复杂的,对它的描述要建立各种不同的模型,这又带来一个重要观念,即系统描述的多样性。而所有的系统系统的构成要素,都处在不断地运动、发展、变化之中,其中一个要素的改变往往会引起其他要素乃至整个系统的改变,因此,对系统的考察必须依据动态的原则。以系统论的理论为原则,形成了系统方法(system method)。系统方法的根本目的,是对系统内外各种联系及其规律性加以分析找出合乎目的的最佳方案和行动的方针。

  

  3·不同领域里运用的系统方法都有共同点

  

  这个方法的三个特点是:整体性、综合性及逐步数学化。目前,系统论思想和系统方法已被运用到许多门科学之中,不仅有自然科学、技术科学,还包括了人文科学。这种方法的共同点是:(1)把现象看成系统;(2)确立了研究的整体性、综合性观点;(3)强调系统结构性分析;(4)从系统的阶梯性和系统发育(phyloge-nesis)观点出发,研究各种现象从低级到高级、从简单到复杂、从少到多的发展过程,并特别注意各系统质在运动、发展、转化中的形态和作用;(5)肯定对各种现象在系统描述上的复杂性和多样性,试验建立各种现象的描述模型或公式,在某些需要定量分析时运用数学手段;(6)明确提出了“中介”概念,用系统论的多值逻辑,代替传统的二值逻辑模式;(7)自觉地运用系统论的动态原则,探讨多变性。

  

  4·系统方法的贡献者甚多

  

  T·帕森斯、M·邦格、W·巴克利,尤其是M·邦格在数理逻辑、离散数学以及系统分析中提到了用以研究和表达哲学的数学工具,即集合论、抽象代数、命题演绎、谓词演绎、矩阵、图论、状态函数和状态空间分析等一系列数学工具,使哲学的精确化和形式化由可能变成了现实。邦格运用现代数学工具描述哲学范畴,已经取得了相当大的成果,并使人们看到了希望:哲学不仅可以定性,而且可以定量,使哲学与现代科学相互表征,实现了一种学科只有在成功地运用数学时才达到了真正完善的地步。这就为系统思想的定性分析转入定量分析指出了一条道路。德国物理学家哈肯于1971年开始倡导的又一种系统理论。它表示在各种不同类型的复杂系统中,许多要素的协同作用即联合作用将超出各要素自身的单独作用,从而产生出整个系统的统一宏观模式。这一过程就被哈肯称为协同过程。他为各种类型的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。系统工程的兴起也带来新方法,所谓系统工程,就是以系统的观点和方法为基础,综合地利用各种方法和技术,分析解决各种复杂而困难的问题的工程方法。20世纪30年代,美国贝尔电话公司在设计巨大工程时,感到传统的方法已经不能满足要求,提出和使用了系统思想、系统方法等术语。1940年,他们在实施微波通讯时首创了系统工程学,按时间顺序把工作划分为规划、研究、开发期研究、通用工程等五个阶段,取得了良好的效果。二战期间系统工程在工程管理、军事国防等方面得到了极大的重视和运用,并由于战争的推动,系统工程和运筹学紧密的结合在一起。 20世纪50年代在系统工程发展的同时,出现了系统分析的方法

  

  5·系统方法给整个方法论带来了深刻的革命性变化

  

  20世纪50年代在系统工程发展中出现的系统分析方法的基本要点是:(1) 一个或一组希望达到的目标;(2) 可供选择的技术或手段(或"系统");(3) 每个系统所需的"成本"资源;(4) 一个或一组数学模型;(5) 选择最佳方案的标准。可以看出,系统分析、系统工程及运筹学由许多相似之处,他们的相似性来源于对某种系统方法的信奉。当存在着一个目标状态S1和一个当前状态S0并且有多种方法从S0到达S1时,按照这种观点,"问题求解"的步骤是:定义和选择最好的方法减少二者的差距。这样,在系统工程,(S1- S0)定义了"需求",或要达到的目标;系统分细则提供一种能满足该需求的各种系统中做出选择的规范化方法。正是基于这种信念,20世纪50年代以来,系统方法论一直强调必须从定义需求出发,明确要达到的目标,设计出能满足需求的系统系统工程和系统分析无疑把系统的合理性引入了人类决策的一个重要领域,并取得了辉煌的成就。这种成功使得人们把这种方法运用于解决不同种类的问题。

  

  系统是由相互联系、相互制约、相互作用的若干要素组成的,具有特定功能的有机整体。系统论是关于研究一切综合系统或子系统的一般模式、原则和规律的理论体系。它包括系统概念,一般系统理论分析(如控制论、信息论、集合论、图论、区域论、策略论、排队论等),系统方法论(系统工程、系统分析)及系统方法的应用。

  

  系统工程,即把系统思想和定量系统方法同实际问题结合。确切地说,它是用系统科学的观点,合理地结合控制论、信息论、经济管理学和现代数学的最优化方法及电子计算机以及其他有关工程技术,按照系统开发的程序和方法去研究和建造最优化系统的一种综合性管理工程技术。

  

  系统方法把结构方法和历史方法、矛盾分析方法系统分析方法统一起来,从而也为人们认识客体及其运动的发展开辟了新的道路。系统方法改变了主体的思维方法,给整个方法论带来了深刻的革命性变化。它使人们的研究方式,从以个体为中心过渡到以系统为中心,从单值的过渡到多值的,从线性的过渡到非线性的,从单一测度的过渡到多测度的,从主要研究横向关系过渡到综合研究的纵横向关系。这些变化,不仅改变了科学和世界的图景,改变了科学知识体系,改变了社会的结构,同样也引起了主体世界观和方法论的深刻质变。

  

  6·系统方法所遵循的基本原则

  

  系统方法所遵循的基本原则是: (1)整体性,要求我们把系统如实地作为一个整体来对待,因为系统的质和规律只有在整体上方能显示,系统内部各要素的性质和行为都会影响到整体的性质和行为;(2)联系与制约性,即系统内元素之间、系统与环境之间的关系,这就要求我们在研究系统时,不仅要研究组成系统的元素这种实体,而且还要研究系统内元素之间、层次之间的关系, 研究系统与环境之间的关系;(3)目的性,所谓目的性原则,就是研究任何一个系统所趋向或所追求的目标,并采取相应的手段和方法促使该目标实现;(4)有序性,元素之间互相联系和制约关系是有规律的、有序的,它表现在时间顺序、空间结构、功能行为这三个方面,我们只有用有序的观点去分析系统,才能如实地发现元素之间、系统和环境之间本质的规律关系;(5)动态性,系统是一个“活”的有机体,在元素之间、元素与系统之间、系统与环境之间都存在着物质、能量、信息的流动,系统的平衡与稳定是一种动态的平衡和稳定,系统论的一个重要的思想就是要认识和反映这种“活”的有机体,因此动态的观点就成为系统观点的一个重要组成部分;(6)最优化,即指在给定条件下利用各种手段和方法促进系统实现最佳的目标。一般说来,系统的最优不一定是各要素最优,这是整体原则所决定的。

  

  7·整体性原则是系统方法论的首要原则

  

  应该说, 系统论的核心思想是系统的整体观念。贝塔朗菲强调,任何系统都是一个有机的整体,它不是各个部分的机械组合或简单相加,系统的整体功能是各要素在孤立状态下所没有的新质。他用亚里斯多德的“整体大于部分之和”的名言来说明系统的整体性,反对那种认为要素性能好,整体性能一定好,以局部说明整体的机械论的观点。同时认为,系统中各要素不是孤立地存在着,每个要素在系统中都处于一定的位置上,起着特定的作用。要素之间相互关联,构成了一个不可分割的整体。要素是整体中的要素,如果将要素从系统整体中割离出来,它将失去要素的作用。正像人手在人体中它是特定的人体组织的器官,一旦将手从人体中砍下来,那时它将不再是特定人体的组织的器官了一样。系统论的基本思想方法,就是把所 研究和处理的对象,当作一个系统,分析系统的结构和功能,研究系统、要素、环境三者的相互关系和变动的规律性,并用优化系统观点来看问题。

  

  整体性原则认为,世界是关系的集合体,根本不存在所谓不可分析的终极单元;关系对于关系物是内在的,而非外在的。因而,近代科学以分析为手段而进行的把关系向始基的线性还原是不能允许的。整体性原则要求,我们必须从非线性作用的普遍性出发,始终立足于整体,通过部分之间、整体与部分之间、系统与环境之间的复杂的相互作用、相互联系的考察达到对象的整体把握。

  

  具体来说,第一,从单因素分析进入到系统的组织性、相关性的把握。由于系统的整体突现性,单因素分析无法真实把握整体性质和功能。整体性质和功能根据于部分之间的相互作用,实现于系统与环境之间的相互作用,是系统要素组织化的结果。因此,从组织方式上考察其整体相关性,是把握整体性质的必由之路。第二,从线性研究进入到非线性研究。如前所述,线性方法只能处理局部性的问题,不足以把握全局性、大范围的问题;同时线性方法只能把握相对简单的对象和对象相对简单的方面,不足以把握复杂性。而非线性是一切复杂性的根源,因此,为达到对象整体和复杂性的把握,必须克服线性研究的局限性,建立非线性科学。第三,从单向研究进入到多向研究。维数是现代科学的重要概念。系统思想要求克 服单向度的、单维的看问题的传统思维方式,转而采用多维的、乃至全维的思维方式。

  

  

  各门系统科学在其研究中,都自觉贯彻了整体性这一方法论原则。在一定意义上,系统科学的各种具体方法都是整体研究的基本方法,比如信息方法,它是指运用信息观点,把系统存在看作信息系统,把系统运动看作信息传递和转换过程,通过对信息流程的分析和处理,达到对系统运动过程及其规律性的认识的方法。运用信息方法,首先要根据信息观点把对象处理为一个信息模型,申农所提出的通信系统模型,不仅适用于通信系统,也可适用于非通讯系统,具有一般意义。这个环节的主要任务,可称为信息分析。其次,要对信息模型进行定量化处理,即建立数学模型。再次,根据数学模型分析系统性态,预测其行为,确定利用原理和方法。信息方法具有抽象性,它完全撇开对象的具体运动形态,把抽象的信息运动作 为分析问题的基础。信息方法直接从系统的整体存在出发,通过系统与环境的信息输入输出关系来综合研究系统的信息过程。

  

  又比如,黑箱方法,它同样是现代科学整体研究的一种重要方法。所谓黑箱就是对认识主体而言,其内部结构还一无所知的客体。可见黑箱包含两个方面的涵义:一方面,黑箱的黑在于内部结构的“黑”。另一方面,黑箱也并不黑,因为任何客体总有可以观察到的外部变化,即行为。所谓黑箱方法就是在客体结构未知或假定未知的前提下,给黑箱以输入从而得到输出,并通过对输入输出的考察来把握客体的方法。在运用黑箱方法时,首先要对箱子的性质和内容不作任何假定,但要确定有一些作用于它的手段,并以此对箱子进行工作,使人与箱子之间形成一个耦合系统。然后规定箱子的输入,使耦合以确定而可重复的方式形成。最后通过输入输出数据建立数学模型,推导内部联系。这里值得注意的是,黑箱方法考察的 不是箱子本身,而是人—箱耦合系统。绝对的黑箱实际上并不存在,任何客体可以说都是一个“灰箱”,即部分知的客体。因为在人类视野之外,不成其为客体,凡是纳入主体范围的认识对象,总已是有所知的东西了,因此,绝对的“白箱”实际上也并不存在。白箱方法就是把系统结构按一定关系式表达出来,形成“白箱网络”,并进一步以白箱网络对系统进行再认识,预测系统未来行为,控制系统将来过程。

  

  再如,反馈方法也是以原因和结果的相互作用来进行整体把握的方法。维纳指出,反馈是控制系统的一种方法,它的特点是根据过去操作的情况去调整未来行为。所谓反馈就是系统的输出结果再返回到系统中去,并和输入一起调节和控制系统的再输出的过程。如果前一行为结果加强了后来行为,称为正反馈,如果前一行为结果削弱了后来行为,称为负反馈。反馈在输入输出间建立起动态的双向联系。反馈方法就是用反馈概念分析和处理问题的方法。它成立的客观依据在于原因和结果的相互作用。不仅原因引起结果,结果也反作用于原因。因而对因果的科学把握必须把结果的反作用考虑在内。

  

  再再如功能模拟法,它是控制论发展出来的一种方法,它是模拟方法发展的新阶段,也是现代科学进行整体研究重要途径。与其他模拟方法相比,功能模拟方法具有下列特点;第一,以行为相似为基础。在控制论看来,一个系统最根本的内容就是行为,即在与外部环境的相互作用中所表现出来的系统整体的应答。与此相应,两个系统间最重要的相似就是行为上的相似。在建立模型的过程中,可撇开结构,而只抓取行为上的等效,从而达到功能模拟的目的。控制论重新定义了行为概念,它指的是一个客体任何可从外部探知的改变就是行为。这一规定确立了行为的共同本质,使行为具有了普遍性,为功能模拟法的广泛运用奠定了理论基础。正是依据这一思想,人的智能活动与技术装置的行为相似性得以建立,使智能的机 械模拟得以实现。第二,模型本身成为认识目的。在传统模拟中,模型指使把握原型的手段。对模型的研究,目的是获取原型的信息。例如,卢瑟福的原子的太阳系模型,本身没有任何意义,只是研究原子结构的一个方便的手段。而在功能模拟中,模拟以行为为基础,以功能为目的。模型是具有生物目的性行为的机器。这种机器的研制恰恰就是控制论的本来任务。在这个意义上说,人的行为本身反倒仅仅具有参照意义,这种原型反过来成为模型的手段。这是功能模拟区别于一般模拟的一个根本性特点。第三,从功能到结构。一般模拟遵循的是从结构到功能的认识路线。而功能模拟相反,它首先把握的是整体行为和功能,而不要求结构的先行知识。但它并不否认结构决定功能,同时它也不满足于行为和功能,它总是进而要求 从行为和功能过渡到结构研究,获得结构知识。例如,控制论运用功能模拟法建立了人的智能活动与技术装置的行为相似性,由此发现了神经系统中反馈回路的存在,从而推动了脑模型和神经结构的研究。功能模拟方法忽略质料、结构和个别要素的分析,暂时撇开系统的结构、要素、属性,单独地研究行为,并通过行为功能把握其结构和性质。这不仅是可行的,而且是研究复杂客体的必要手段,尤其在客体结构知识尚付阙如的情况下,行为对我们把握客体就具有了根本性意义。控制论的技术任务就是要实现智能的机械模拟。若从质料和性质来看,人与机械装置没有任何一致性,因而智能机器是不可能的。但维纳发现,“从结构上看,技术系统与生物系统都具有反馈回路,表现在功能上则都具有自动调节和控制功能。这就是 这两种看似截然不同的系统之间所具有的相似性、统一性。确切地说,一切有目的的行为都可以看作需要负反馈的行为。”因此,尽管目的是不可定义的,但从目的的外在表现即目的性行为来看,二者是一致的,因而智能的机械模拟是完全可能的。另一方面,智能活动的物质结构是高度复杂的。人的大脑仅大脑皮层就有约140亿个神经元,神经元的树突和轴突的联系异常复杂,而且大多为后天形成。从结构上来把握智能活动几乎是不可能的。控制论的目标是智能机器,可暂时忽略其结构、要素,仅从行为上来把握。而从行为角度所把握到的是系统在与环境的相互作用中所表现出来的整体存在,通过行为所实现的功能是系统与环境的整体联系。因此,功能模拟法为现代科学提供了对复杂客体进行整体研究的重要途径,即行为功能研究。

  

  8·系统工程也是一种系统方法

  

  系统方法的产生,是与现代科学技术发展的进程直接联系的。随着社会实践的日益复杂化和大型化,传统的方法对解决复杂和大型的带有全局性问题已经显得无能为力,需要应用系统方法才能解决。系统工程也是一种系统方法,美国学者说是一门科学,但大多数科学家认为是一种系统方法系统工程是从整体出发合理开发、设计、实施和运用系统科学的工程方法。它根据总体协调的需要,综合应用自然科学和社会科学中有关的思想、理论和方法,利用电子计算机作为工具,对系统的结构、要素、信息和反馈等进行分析,以达到最优规划、最优设计、最优管理和最优控制的目的。

  

  系统工程以复杂的大系统为研究对象,是在20世纪40年代美国贝尔电话公司首先提出和应用的。50年代在美国的一些大型工程项目和军事装备系统的开发中,又充分显示了它在解决复杂大型工程问题上的效用。随后在美国的导弹研制、阿波罗登月计划中得到了迅速发展。60年代我国在进行导弹研制的过程中也开始应用系统工程技术。到了70、80年代系统工程技术开始渗透到社会、经济、自然等各个领域,逐步分解为工程系统工程、企业系统工程、经济系统工程、区域规划系统工程、环境生态系统工程、能源系统工程、水资源系统工程、农业系统工程、人口系统工程等,成为研究复杂系统的一种行之有效的技术手段方法系统工程方法的应用十分广泛,主要用到的地方有:(1)工程系统,研究大型工程项目的规划、设计、制造和运行;(2)社会系统,研究整个国家和社会系统的运行、管理问题;(3)经济系统,研究宏观经济发展战略、经济目标体系、宏观经济政策,进入投入产出分析等;(4)农业系统,研究农业发展战略、农业结构、农业综合规划等;(5)企业系统,研究工业结构、市场预测、新产品开发、生产管理系统、全面质量管理系统等;(6)科学技术管理系统,研究科学技术发展战略、预测、规划和评价等;(7)军事系统,研究国防总体战略、作战模拟、情报通讯指挥系统、参谋指挥系统和后勤保障系统等;(8)环境生态系统,研究环境系统和生态系统的规划、建设、治理等;(9)人才开发系统,研究人才需求预测、人才结构分布、教育规划、智力投资等;(10)运输系统,研究铁路、公路、航运、空运等的运输规划、调度系统、运输效益分析、城市交通网络优化模型等;(11)能源系统,研究能源合理利用结构、能源需求预测、能源发展战略等;(12)区域规划系统,研究区域人口、经济协调发展规划、区域资源最优利用、区域经济结构等。

  

  系统工程方法影响最大的是霍尔三维结构,它是美国通信工程师和系统工程专家A·D·霍尔于1969年提出的。它以逻辑维、时间维、知识维组成的立体空间结构来概括地表示出系统工程的各阶段、各步骤以及所涉及的知识范围。也就是说,它将系统工程活动分为前后紧密相连的七个阶段和七个步骤,并同时考虑到为完成各阶段、各步骤所需的各种专业知识,为解决复杂的系统问题提供了一个统一的思想方法。 (1)逻辑维(解决问题的逻辑过程),运用系统工程方法解决某一大型工程项目时,一般可分为七个步骤:①明确问题,通过系统调查,尽量全面地搜集有关的资料和数据,把问题讲清楚;②系统指标设计,选择具体的评价系统功能的指标,以利于衡量所供选择的系统方案;③系统方案综合,主要是按照问题的性质和总的功能要求,形成一组可供选择的系统方案,方案是按照问题的性质和总的功能要求,形成一组可供选择的系统方案,方案中要明确待选系统的结构和相应参数;④系统分析,分析系统方案的性能、特点、对预定任务能实现的程度以及在评价目标体系上的优劣次序;⑤系统选择,在一定的约束条件下,从各入选方案中择出最佳方案;⑥决策,在分析、评价和优化的基础上作出裁决并选定行动方案;⑦实施 计划,这是根据最后选定的方案,将系统付诸实施。以上七个步骤只是一个大致过程,其先后并无严格要求,而且往往可能要反复多次,才能得到满意的结果。 (2)时间维(工作进程),对于一个具体的工作项目,从制定规划起一直到更新为止,全部过程可分为七个阶段:①规划阶段,即调研、程序设计阶段,目的在于谋求活动的规划与战略;②拟定方案,提出具体的计划方案;③研制阶段,作出研制方案及生产计划;④生产阶段,生产出系统的零部件及整个系统,并提出安装计划;⑤安装阶段,将系统安装完毕,并完成系统的运行计划;⑥运行阶段,系统按照预期的用途开展服务;⑦更新阶段,即为了提高系统功能,取消旧系统而代之以新系统,或改进原有系统,使之更加有效地工作。(3)知识维(专业科学知识),系统工程除了要求为完成上述各步骤、各阶段所需的某些共性知识外,还需要其他学科的知识和各种专业技术,霍尔把这些知识分为工程、医药、建筑、商业、法律、管理、社会科学和艺术等,各类系统工程,如军事系统工程、经济系统工程、信息系统工程等。都需要使用其它相应的专业基础知识。

  

  在美国,由于系统工程和系统分析方法在航天航空等工业界的成功应用,人们便力图将之用于解决社会、经济问题。但后来的现实说明过分的定量化、过分的数学模型化难以解决一些社会实际问题。1980年8月国际应用系统分析研究所(IIASA)专门组织了一次讨论会,主题是“系统分析过程的反思”,与会者认为定量方法之所以在社会经济与环境等问题中不能很好应用,主要是方法论不对,处理问题过于依赖建立数学模型,定性考虑不够,特别是忽略了人的因素,1984年出版了该研讨会的研究成果《运筹学和系统分析过程的反思》一书。书中认真总结了系统思想的起源和发展,认为从自然科学、工程技术等产生了硬系统方法论,又从经济、社会等问题产生了软系统工程方法论,以后应将这些方法综合起来运用,以达到最佳效果。书中还将硬软系统方法集中表达在一个“系统运动图”中。

  

  9·WSR系统方法

  

  WSR是“物理(Wuli)一事理(Shili)一人理(Renli)系统方法论”的简称,是中国著名系统科学专家顾基发教授和朱志昌博士于1994年在英国HULL大学提出的。顾名思义,物理一事理一人理(WSR)系统方法论就是物理、事理和人理三者如何巧妙配置有效利用以解决问题的一种系统方法论。它既是一种方法论,又是一种解决复杂问题的工具。

  在观察和分析问题时,尤其是观察分析带复杂特性的系统时,WSR体现其独特性。WSR方法论认为,现有的一些系统理论和方法尽管对那些表面上看来物理结构、甚至事理结构比较清楚的问题分析起来可行,但实践效果却不尽如人意,主要是忽视了或不清楚人理而事倍功半的原因。从问题结构来看,传统的系统分析方法适合解决结构化的问题,或者说机械的可还原的问题,而对现实大量存在的非结构、病态结构的问题,如大量的社会、经济、环境和管理问题等,靠原来的“硬”方法或“软”方法是不够的,特别是对那些议题(Issue)和堆题(Mess)一类的系统问题更是如此。

  

  在WSR系统方法论中,“物理”指涉及物质运动的机理,它既包括狭义的物理,还包括化学、生物、地理、天文等等。通常要用自然科学知识主要回答“物”是什么,物理需要的是真实性,研究客观实在。“事理”指做事的道理,主要解决如何去安排所有的设备、材料、人员。通常用到运筹学与管理科学方面的知识来回答“怎样去做”。 “人理”指做人的道理,通常要用人文与社会科学的知识去回答“应当怎样做”和“最好怎么做”的问题。实际生活中处理任何“事”和“物”都离不开人去做,而判断这些事和物是否应用得当,也由人来完成,所以系统实践必须充分考虑人的因素。人理的作用可以反映在世界观、文化、信仰、宗教和情感等方面,特别表现在人们处理一些“事”和“物”中的利益观和价值观上。在处理认识世界方面可表现为如何更好的去认识事物、学习知识,如何去激励人的创造力、唤起人的热情、开发人的智慧。“人理”也表现在对物理与事理的影响。

  

  系统实践活动是物质世界、系统组织和人的动态统一。我们的实践活动应当涵盖这三个方面和它们之间的相互关系,即考虑“物理”、“事理”和“人理”,从而获得满意的关于所考察的对象的全面的认识和想定(Scenario),或是对考察对象的更深一层的理解,以便采取恰当可行的对策。课堂教育仅仅传授了基本的知识(knowledge),理解与实践则能形成“新知”或“见地”(knowing),而真正能懂得很好的应用知识和去开发新的知识的人是知人(knowet),他能组织和鼓励人们去很好地运用所掌握的知识为人们造福,去展开深入具体的实践以及积极地去认识新事物。“物理”、“事理”和“人理”是系统实践中需要综合考察的三个方面。仅重视“物理”和“事理”而忽视“人理”,做事难免机械,缺乏变通和沟通,没有感情和激情,也难以有战略性的创新,很可能达不到系统的整体目标,甚至走错方向或者提不出新的目标;一味地强调“人理”而违背“物理”和“事理”,则同样会导致失败。 “懂物理、明事理、通人理”就是WSR系统方法论的实践准则。

  

  在运用WSR方法论时,特别要经常遵循下列原则: 1、综合原则 ,要综合各种知识,因此要听取各种意见,取其所长,互相弥补,以帮助获得关于实践对象的可达的想定(scenario),这首先期望各方面相关人员的积极参与;2、参与原则 ,全员参与,或不同的人员(或小组)之间通过参与而建立良好的沟通,有助于理解相互的意图、设计合理的目标、选择可行的策略,改正不切实际的想法,实际中,常常是有些用户以为出钱后就是项目组的事,不积极参与,或者有的项目组有了大概的情况了解后就不与用户联系而去闭门造车,这样的项目十之八九会失败,因此成立项目小组和总体协调小组都需要相应的用户方的参加; 3、可操作原则 ,选用的方法要紧密地结合实践,实践的结果需要为用户所用;考虑可操作性,不仅考虑表面上的可操作,如友好的人机界面等等,更提倡整个实践活动的可操作性,如目标、策略、方案的可操作性,文化与世界观对这些目标策略能否可操作的影响,最后实现结果是否为用户所理解和所用,可用的程度有多大,另外一定要教会用户自己亲自操作,往往有时由于开发方会操作而用户只看他们操作,这样项目一结题和通过鉴定后,开发方的人一撤,有些运作就进行不下去了; 4、迭代原则 ,人们的认识过程是交互的、循环的、学习的过程,从目标到策略到方案到结果的付诸实施体现了实践者的认识与决策、主观的评价、对冲突的妥协,等等,所以运用WSR的过程是迭代的。在每一个阶段对物理、事理、人理三个方面的侧重亦会有所不同,并不要求在一个阶段三者同时处理妥当。系统实践中对于极其复杂的没有经验的情况,需要认真对待,反复实践,付出一些代价是难免的,不可能洞察一切,但实践人员应尽可能地作到事前想周全。

  

  10·系统方法的应用加速了数字化进程

  

  系统方法为现代科学研究和科学理论体系的整体化提供了新的思路。它从系统的观念上给人们提供了一种全面考虑和顺利解决问题的思想方法。它把系统各种因素作为一个整体来考虑,为人员提供了一条从全局着手计划与解决问题的途径。系统方法是研制与协调复杂系统的有效工具。它根据实际工作需要和可能,为系统定量地确定出最优目标,并运用最新技术手段和处理方法系统逐级分成不同等级层次结构,使之在动态中协调各子系统之间的关系,为把系统中存在的许多信息作最佳处理提供最优化的手段。系统方法的应用是把整体作为研究对象, 根据总体协调的需要,运用数学、电子计算机等工具对系统的构成要素、结构、信息交换和自动控制进行分析, 给科学知识数字化提供了中间过渡的形式,从而加速了数字化进程,加快了自动化的步伐。

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