系統(tǒng)科學的發(fā)展與應用.ppt

復雜巨系統(tǒng)的科學與技術 -錢學森的系統(tǒng)科學成就和貢獻,于景元 中國航天科技集團公司710研究所,主要內容,一 錢學森科學歷程中的三大創(chuàng)造高峰 二 從工程控制論到系統(tǒng)科學體系 三 創(chuàng)建系統(tǒng)學與綜合集成方法 四 開創(chuàng)復雜巨系統(tǒng)的科學與技術,錢學森是中國現(xiàn)代史上一位偉大的科學家，同時也是一位杰出的思想家。 在長達70多年豐富多彩的科學生涯中，錢學森曾建樹了許多科學豐碑，對現(xiàn)代科學技術發(fā)展和我國社會主義現(xiàn)代化建設做出了巨大貢獻。錢老對我國火箭、導彈和航天事業(yè)的開創(chuàng)性貢獻，是眾所周知的，人們稱他為“中國航天之父”。但從錢學森全部科學成就與貢獻來看，這只是其中的一部分。,實際上錢老的研究領域十分廣泛，從工程、技術、科學直到哲學的不同層次上，在跨學科、跨領域和跨層次的研究中，特別是不同學科、不同領域的相互交叉、結合與融合的綜合集成研究方面，都做出了許多開創(chuàng)性的獨特貢獻。錢老在這些方面的科學成就與貢獻，從現(xiàn)代科學技術發(fā)展來看，其意義和影響可能更大也更深遠。,一、錢學森科學歷程中的三大創(chuàng)造高峰 錢學森的科學歷程大體上可分為三個階段。第一個階段是從20世紀30年代中到50年代中。這二十年是在美國度過的，主要從事自然科學技術研究，特別是在應用力學、噴氣推進以及火箭與導彈研究方面，取得了舉世矚目的成就。與此同時還創(chuàng)建了物理力學和工程控制論，成為當時國際上著名的科學家，這些成就與貢獻形成了錢老一生中第一個創(chuàng)造高峰。,值得指出的是，從現(xiàn)代科學技術發(fā)展來看，工程控制論已不完全屬于自然科學領域，而屬于系統(tǒng)科學范疇。自然科學是從物質在時空中運動的角度來研究客觀世界的。但工程控制論要研究的并不是物質運動本身，而是研究代表物質運動的事物之間的關系，研究這種關系的系統(tǒng)性質。因此，系統(tǒng)和系統(tǒng)控制是工程控制論所要研究的基本問題。,錢學森創(chuàng)建工程控制論這個事實表明，在這個時期，錢老已開始進行跨學科、跨領域的研究，并取得了重要成就。工程控制論一書的出版，在國際學術界引起了強烈反響，立即被譯成多種文字出版發(fā)行。工程控制論所體現(xiàn)的科學思想、理論方法與應用，直到今天仍然深刻地影響著系統(tǒng)科學與系統(tǒng)工程、控制科學與工程以及管理科學與工程等的發(fā)展。,第二階段是20世紀50年代中至80年代初。這一時期錢老的主要精力集中在開創(chuàng)我國火箭、導彈和航天事業(yè)上。這個時期的工作更多是工程實踐，要研制和生產(chǎn)出型號產(chǎn)品來。航天科學技術與工程具有高度的綜合性，需要廣泛應用自然科學領域中多種學科和技術并綜合集成到工程實踐中。,由于錢學森在自然科學領域中的淵博知識以及高瞻遠矚的科學智慧，使他始終處在這一事業(yè)的“科技主帥”位置上。在周恩來、聶榮臻等老一輩無產(chǎn)階級革命家的直接領導下，錢學森的科學才能和智慧得以充分發(fā)揮，并和廣大科技人員一起，在當時十分艱難的條件下，研制出我國自己的導彈和衛(wèi)星來，創(chuàng)造出國內外公認的奇跡，這是錢老一生中第二個創(chuàng)造高峰。,這里需要強調的是，以“兩彈一星”為代表的大規(guī)?？茖W技術工程，如何把成千上萬人組織起來，并以較少的投入在較短的時間內，研制出高質量可靠的型號產(chǎn)品來，這就需要有一套科學的組織管理方法與技術，在當時這是一個十分突出的問題。錢學森在開創(chuàng)我國航天事業(yè)過程中，同時也開創(chuàng)了一套既有中國特色又有普遍科學意義的系統(tǒng)工程管理方法與技術。,當時，在研制體制上是研究、規(guī)劃、設計、試制、生產(chǎn)和試驗一體化；在組織管理上是總體設計部和兩條指揮線的系統(tǒng)工程管理方式。實踐已證明了這套組織管理方法是十分有效的。從今天來看，就是在當時條件下，把科學技術創(chuàng)新、組織管理創(chuàng)新與體制機制創(chuàng)新有機結合起來，實現(xiàn)了綜合集成創(chuàng)新，從而走出了一條發(fā)展我國航天事業(yè)的自主創(chuàng)新道路。我國航天事業(yè)一直在持續(xù)發(fā)展，現(xiàn)已發(fā)展到了載人航天和探月階段，其根本原因就在于自主創(chuàng)新。,航天系統(tǒng)工程的成功實踐，證明了系統(tǒng)工程的科學性和有效性，而且不僅適用于自然工程，同樣也適用于社會工程。系統(tǒng)工程的應用與實踐也是錢老對管理科學與工程的重大貢獻。,第三階段是20世紀80年代初到逝世前。80年代初，錢老從科研一線領導崗位上退下來以后，就把自己全部精力投入到學術研究之中。這一時期，錢老學術思想之活躍、涉獵領域之廣泛，原創(chuàng)性之強，在學術界是十分罕見的。他通過討論班、學術會議以及與眾多專家、學者書信往來的學術討論中，提出了許多創(chuàng)新的科學思想和方法、新的學科與領域，并發(fā)表了大量文章出版了多部著作，產(chǎn)生了廣泛的學術影響。這些成就與貢獻也就形成了錢老一生中第三次創(chuàng)造高峰。,在這個階段上，錢老花費心血最多也最具有代表性的是他建立系統(tǒng)科學及其體系和創(chuàng)建系統(tǒng)學的工作，開創(chuàng)了復雜巨系統(tǒng)科學技術新領域。錢老不僅善于從各學科、各領域吸收營養(yǎng)來構建系統(tǒng)科學體系，如提出系統(tǒng)科學的層次結構、創(chuàng)建系統(tǒng)學、發(fā)展系統(tǒng)工程技術等，而且又能從系統(tǒng)科學角度和綜合集成思想去思考一些學科和領域的發(fā)展，從而提出新的學科和新的領域。,如把人腦作為復雜巨系統(tǒng)來研究，提出了“思維科學”；把地球表層作為復雜巨系統(tǒng)來研究，提出了“地理科學”；把人體作為復雜巨系統(tǒng)來研究，提出了“人體科學”等等。而且這些新的學科和領域不僅和原來相關的學科和領域是相洽的，同時還融入了新的科學思想和科學方法。,在錢學森的科學理論與科學實踐中，有一個非常鮮明的特點，就是他的系統(tǒng)思維和系統(tǒng)科學思想。在這個階段上，錢學森的系統(tǒng)科學思想和系統(tǒng)方法有了新的發(fā)展，達到了新的高度，進入了新的階段，特別是錢學森的綜合集成思想和綜合集成方法，已貫穿于工程、技術、科學直到哲學的不同層次上，形成了一套綜合集成體系。綜合集成思想與綜合集成方法的形成與提出，是一場科學思想和科學方法上的革命，其意義和影響將是廣泛而深遠的。,上個世紀70年代末，錢學森在大力推動系統(tǒng)工程應用的同時，就提出了系統(tǒng)科學的體系結構和創(chuàng)建系統(tǒng)學的問題。80年代中期，在他親自倡議和指導下，開始了“系統(tǒng)學討論班”的學術活動。每次討論會錢老不僅都要參加，而且都能發(fā)表自己的看法和觀點，與大家平等地討論問題。這種學風就是他一直大力倡導的學術民主。用書信與有關人員討論學術問題，也是錢老進行學術交流的重要方式，這里既有著名的專家、學者，也有一般的科技人員。,在這些學術活動和交流中，對于系統(tǒng)科學和系統(tǒng)學，錢學森提出了許多創(chuàng)新的學術思想和重要的學術觀點，提煉了很多重要的科學概念，建立了新的系統(tǒng)論方法，并開創(chuàng)了復雜巨系統(tǒng)的科學與技術這個新領域。所有這些對創(chuàng)建系統(tǒng)學和發(fā)展系統(tǒng)科學，都具有極為重要的科學價值和深遠的學術影響。,錢學森在系統(tǒng)科學及其不同層次上，都做出了開創(chuàng)性貢獻并有相應著作出版。在工程技術層次上有“論系統(tǒng)工程”，在技術科學層次上有“工程控制論”，在基礎理論層次上有“創(chuàng)建系統(tǒng)學”。從這些著作中，我們可以學習和研究錢學森的系統(tǒng)科學思想、系統(tǒng)方法、系統(tǒng)理論、系統(tǒng)技術與系統(tǒng)應用。這些著作曾經(jīng)培育和影響了幾代在這個領域中從事研究工作的專家、學者。今后也會有更多的青年學者進入這個領域進行研究，并把錢老所開創(chuàng)的科學事業(yè)繼續(xù)發(fā)展下去并發(fā)揚光大。,二、從工程控制論到系統(tǒng)科學體系 錢學森創(chuàng)建工程控制論和開創(chuàng)中國航天事業(yè)的工程實踐，為后來建立系統(tǒng)科學及其體系提供了理論基礎和實踐基礎。而錢老堅持辯證唯物主義哲學又對此奠定了哲學基礎。,工程控制論是一門技術科學，正如原書序言中所說，“控制論所討論的主要問題是一個系統(tǒng)的各個不同部分之間相互作用的定性性質，以及整個系統(tǒng)的總的運動狀態(tài)”。又說“工程控制論使我們可能有更廣闊的眼界用更系統(tǒng)的方法來觀察有關的問題，因而往往可以得到解決舊問題的更有效的新方法，而且工程控制論還可能揭示新的以前沒有看到過的前景”。,這里所說的更廣闊的眼界就是系統(tǒng)的眼光和系統(tǒng)觀點，并用系統(tǒng)方法去研究有關的問題。如原書第18章“誤差的控制”，重復不那么可靠的元器件組成高度可靠的系統(tǒng)問題，這已超出了控制論要研究的問題，而屬于系統(tǒng)學問題了。,工程控制論所處理的對象是工程系統(tǒng)，但其系統(tǒng)思想、理論方法對其它系統(tǒng)同樣具有重要意義。在工程控制論修訂版的序言中，錢老指出，“在工程系統(tǒng)實踐經(jīng)驗基礎上，20世紀60年代興起一類新的工程技術，即系統(tǒng)工程，系統(tǒng)工程已從工程系統(tǒng)推廣應用到了非工程系統(tǒng)，從工程系統(tǒng)工程發(fā)展到了經(jīng)濟系統(tǒng)工程和社會系統(tǒng)工程（簡稱社會工程）。,各類系統(tǒng)工程的共同理論基礎是運籌學。但控制論研究系統(tǒng)各個構成部分如何進行組織，以便實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定和有目的的行動，所以系統(tǒng)工程又與控制論有關”。系統(tǒng)工程是組織管理系統(tǒng)的工程技術，是使系統(tǒng)整體上實現(xiàn)最優(yōu)的技術。運籌學也是技術科學，錢老雖然沒有發(fā)表過運籌學方面的文章，但對這門學問的興起和發(fā)展及其重要性在美國期間就予以高度關注，這一點可以追溯到他在JPL工作期間?；貒螅谥袊茖W院力學所組建了運籌學研究室，在領導國防部第五研究院時又組建了作戰(zhàn)使用研究處，實際上是軍事運籌學研究室。,從系統(tǒng)角度來看，運籌學與控制論是相通的，只是研究系統(tǒng)問題的著眼點和運用的具體方法不同。我們知道，系統(tǒng)結構與系統(tǒng)環(huán)境以及它們之間的關聯(lián)關系決定了系統(tǒng)整體性和功能。如何組織、調整和改變系統(tǒng)組成部分、組成部分之間、層次結構之間以及和系統(tǒng)環(huán)境之間的關聯(lián)關系，使它們相互協(xié)調與協(xié)同，從而在整體上涌現(xiàn)出我們希望的和最好的功能，這就是系統(tǒng)控制、系統(tǒng)管理的基本內涵。從這個意義上來說，控制與管理也是相通的。本質上是一致的。運籌學和控制論是關于實現(xiàn)系統(tǒng)整體目標的理論和方法，而系統(tǒng)工程則是運用這些理論方法的工程技術。,上個世紀70年代末80年代初，錢老花費很大精力，一方面研究和總結國內外有關系統(tǒng)研究和系統(tǒng)實踐的進展和發(fā)展態(tài)勢，另一方面又從系統(tǒng)角度從整體上去研究現(xiàn)代科學技術發(fā)展的體系結構，并從其它科學技術部門如自然科學、社會科學、數(shù)學科學、軍事科學、地理科學等吸取營養(yǎng)來構建系統(tǒng)科學體系。這些科學部門雖然不直接以系統(tǒng)為研究對象，但卻揭示了很多系統(tǒng)規(guī)律。,錢老在構建現(xiàn)代科學技術體系時，把科學技術分為工程技術（應用技術）、技術科學、基礎科學和哲學四個層次。辯證唯物主義處在這個體系的最高端，它是人類知識的最高概括，也是人類智慧的最高結晶。既用來指導科學技術的研究，又隨著科學技術進步而不斷豐富和發(fā)展。這也是錢老一直堅持的重要學術思想。,綜合起來可以看出，錢老在建立系統(tǒng)科學及其體系結構時，即有系統(tǒng)領域研究的深度，又有跨領域、跨學科的廣度，還有跨層次的高度。這樣三維知識結構的優(yōu)勢，是一般科學家所不具備的，錢老具有這個優(yōu)勢，錢學森是一位三維科學家。,上個世紀80年代初，錢老就明確指出，系統(tǒng)科學是從事物的整體與部分、局部與全局以及層次關系的角度來研究客觀世界的?？陀^世界包括自然、社會和人自身。能反映事物這個特征最基本和最重要的概念就是系統(tǒng),所謂系統(tǒng)是指由一些相互關聯(lián)、相互作用、相互影響的組成部分構成并具有某些功能的整體。系統(tǒng)是系統(tǒng)科學研究和應用的基本對象。而系統(tǒng)觀點和系統(tǒng)思想與方法論也就成為系統(tǒng)科學研究客觀世界的基本著眼點和出發(fā)點。,這與自然科學、社會科學等不同，但有深刻的內在聯(lián)系。系統(tǒng)科學能把這些科學領域研究的問題聯(lián)系起來作為系統(tǒng)進行綜合性和整體性研究，這就是為什么系統(tǒng)科學具有交叉性、綜合性、整體性與橫斷性的原因，也是系統(tǒng)科學區(qū)別于其它科學技術部門的一個顯著特點。,系統(tǒng)科學是現(xiàn)代科學技術體系中如同自然科學、社會科學等一樣，也是一個科學技術部門，因而也有四個層次的知識結構。在錢老建立的系統(tǒng)科學體系中，處在工程技術或應用技術層次上的是系統(tǒng)工程，這是直接用來改造客觀世界的工程技術，但和其它工程技術不同，它是組織管理技術。,1978年，錢學森、許國志、王壽云三人在上海文化報上發(fā)表的“組織管理的技術系統(tǒng)工程”一文，是國內第一篇也是第一次全面介紹系統(tǒng)工程的文章。對推動我國系統(tǒng)工程研究和應用，發(fā)揮了重要作用，這是一篇具有里程碑意義的文章。,在系統(tǒng)科學體系中處在技術科學層次上直接為系統(tǒng)工程提供理論方法的有運籌學、控制論、信息論等；而處在基礎科學層次上屬于系統(tǒng)理論的便是系統(tǒng)學（systematology），后來又提出了復雜巨系統(tǒng)學。系統(tǒng)學和復雜巨系統(tǒng)學都是揭示客觀世界中系統(tǒng)普遍規(guī)律的基礎科學，這是需要建立的一門新興學科。,這樣三個層次結構的系統(tǒng)科學經(jīng)過系統(tǒng)論（systematics）通向辯證唯物主義。系統(tǒng)論屬于哲學層次，是連接系統(tǒng)科學與辯證唯物主義的橋梁。一方面辯證唯物主義通過系統(tǒng)論去指導系統(tǒng)科學的研究、應用與發(fā)展；另一方面系統(tǒng)科學的發(fā)展經(jīng)系統(tǒng)論的提煉又豐富和發(fā)展了辯證唯物主義。這是一種雙向互動關系，這就使哲學和科學統(tǒng)一起來了，也使哲學建立在科學基礎上。,關于系統(tǒng)論，錢老曾明確指出：“我們所提倡的系統(tǒng)論，既不是整體論，也非還原論，而是整體論與還原論的辯證統(tǒng)一?！卞X老的這個系統(tǒng)論思想后來發(fā)展成為他的綜合集成思想，這也顯示出錢學森的辯證唯物主義哲學智慧。根據(jù)這個思想，錢老又提出將還原論方法與整體論方法辯證統(tǒng)一起來，形成了系統(tǒng)論方法，這就為錢老提出的綜合集成方法奠定了哲學基礎和方法論基礎。這些內容在后面還將詳細介紹。,系統(tǒng)研究曾經(jīng)吸引了國內外眾多領域的專家學者，他們從各自專業(yè)角度使用他們認為適合的名稱，一度比較混亂，正如許國志院士所說的：“人各一詞，莫衷一是”。錢老建立的系統(tǒng)科學體系層次分明，不僅指明了已有學科的層次歸屬，還指出了近一步發(fā)展的方向，使上述局面變成為“分門別類，共居一體”，這對系統(tǒng)科學的發(fā)展具有重大意義。,協(xié)同學創(chuàng)立者哈肯在上個世紀80年代訪問過我國，對錢老在系統(tǒng)科學方面的研究有所了解，他說：“系統(tǒng)科學的概念是由中國學者較早提出的，我認為這是很有意義的概括，并在理解和解釋現(xiàn)代科學，推動其發(fā)展方面是十分重要的”。又說“系統(tǒng)科學和系統(tǒng)工程在當代中國科學中的地位至關重要，我在訪問中國期間已覺察到這一點。在訪問中，中國人思考和解決問題的方式一再給我留下深刻印象。我確信，這種思考方式將在全世界傳播開來?！?系統(tǒng)科學及其體系不僅具有重要理論價值，更有重要的實踐意義。從實踐論觀點來看，任何社會實踐，特別是復雜的社會實踐，都有明確的目的性和組織性。要清楚做什么，為什么要做，能不能做以及怎樣做才能做的最好。,從實踐過程來看，包括實踐前形成的思路、設想以及戰(zhàn)略、規(guī)劃、計劃、方案、可行性等，都要進行科學論證，以使實踐的目的性建立在科學的基礎上；也包括實踐過程中，要有科學的組織管理與協(xié)調，以保證實踐的有效性，要有效益和效率，并取得最好的效果；還包括實踐過程中和實踐過程后的評估，以檢驗整個實踐的科學性和合理性。從微觀、中觀直到宏觀的所有社會實踐，都具有這些特點。,社會實踐要在理論指導下才有可能取得成功。這個理論就是現(xiàn)代科學技術體系和人類知識體系所提供的知識。處在這個體系最高端的是辯證唯物主義，所以社會實踐首先應受辯證唯物主義的指導。但僅有哲學層次上的指導還不夠，還需要有科學層次上各個科學技術部門、不同科學部門的科學理論方法和應用技術，甚至前科學層次上的經(jīng)驗知識和感性知識的指導和幫助。,即使這樣，社會實踐還會涌現(xiàn)出已有理論與技術無法處理的新問題，像我國改革開放和社會主義現(xiàn)代化建設這樣偉大的社會實踐，就有大量的新問題需要創(chuàng)新來解決?，F(xiàn)在，為實現(xiàn)創(chuàng)新型國家目標，更要通過國家創(chuàng)新體系建設來實現(xiàn)。,如何把不同科學技術部門、不同層次的知識綜合集成起來形成指導社會實踐的理論方法和技術，以解決社會實踐中的問題，這就有個方法論和方法問題。后面將會看到，錢老提出的綜合集成方法可以處理這類問題。,社會實踐通常包括三個重要組成部分，一個是實踐對象，指的是實踐中干什么，它體現(xiàn)了實踐的目的性；第二個是實踐主體，指的是由誰來干，如何來干，它體現(xiàn)了實踐的組織性；第三個就是決策主體，它最終要決定干不干，由誰來干并干得最好。,從系統(tǒng)科學觀點來看，任何一項社會實踐或工程，都是一個具體的實際系統(tǒng)，是有人參與的實際系統(tǒng)。實踐對象是個系統(tǒng)，實踐主體也是系統(tǒng)（人在其中），把兩者結合起來還是個系統(tǒng)。因此，社會實踐是系統(tǒng)的實踐，也是系統(tǒng)的工程。這樣一來，有關實踐或工程的決策與組織管理等問題，也就成為系統(tǒng)的決策與組織管理問題。,在這種情況下，系統(tǒng)論思想、系統(tǒng)科學的理論方法和技術應用到社會實踐或工程的決策與管理之中，不僅是自然的，也是必然的。從這里便可以看出，系統(tǒng)論、系統(tǒng)科學對社會實踐或工程具有極其重要的意義和價值。這也就是為什么系統(tǒng)工程和系統(tǒng)科學具有廣泛的應用性。,三、創(chuàng)建系統(tǒng)學與綜合集成方法 在系統(tǒng)科學體系中，系統(tǒng)工程已應用于實踐中并取得顯著成效；運籌學、控制論、信息論等也有了各自的理論方法并處在發(fā)展之中。但系統(tǒng)學、復雜巨系統(tǒng)學卻是需要建立的新興學科，這也是錢老最早提出來的。討論班的形式是錢老從事學術研究常用的方法。在他提出建立系統(tǒng)學之后不久，就想以系統(tǒng)學討論班的方式，來開展系統(tǒng)學和系統(tǒng)科學的研究工作，并培養(yǎng)這方面的研究人才和隊伍。,1986年1月7日，“系統(tǒng)學討論班”開始了學術活動。在這次討論會上，錢老親自作了關于建立系統(tǒng)學的學術報告。在這次報告中，他從現(xiàn)代科學技術體系結構講到系統(tǒng)科學體系結構；從系統(tǒng)工程講到運籌學、控制論、信息論，再到系統(tǒng)學。關于如何建立系統(tǒng)學，20世紀80年代初他曾提出：“我認為把運籌學、控制論和信息論同貝塔朗菲、普利高津、哈肯、弗洛里希、艾肯等人的工作融會貫通，加以整理，就可寫出這本書”。,在這次報告中，除了上述內容外，又增加了微分動力體系理論、混沌和奇異吸引子理論、非整幾何以及非線性動力系統(tǒng)理論等。從這個發(fā)展過程可以看出，錢學森為創(chuàng)建系統(tǒng)學，除了從系統(tǒng)工程實踐以及運籌學、控制論、信息論等這些系統(tǒng)科學體系內的技術科學中去提煉、概括以外，還從其他科學技術部門的發(fā)展中去提煉，如自然科學中的物理學、化學、生物學等以及數(shù)學科學的進展，都為建立系統(tǒng)學提供了豐富的素材。,這些學科雖然不是直接以系統(tǒng)作為研究對象，但卻揭示了許多深刻的系統(tǒng)規(guī)律，如普利高津與哈肯的自組織理論等。錢學森的這一思想后來又擴展到更廣泛的科學技術部門，如軍事科學、社會科學、地理科學等。,正是在錢老這些思想指導下，與系統(tǒng)學有關的科學理論，如動力系統(tǒng)理論、混沌理論、現(xiàn)代控制理論、耗散結構理論、數(shù)理經(jīng)濟學、協(xié)同學、超循環(huán)理論、突變論、模糊數(shù)學、人工智能、醫(yī)學、腦科學、思維科學、數(shù)量經(jīng)濟學、定量社會學、生態(tài)學、地理科學、作戰(zhàn)模擬、軍事科學、優(yōu)化理論等的最新進展，都在系統(tǒng)學討論班上組織了學術報告和討論。,每次都由一位主講人做專題學術報告，然后提問和討論，最后由錢老作總結性發(fā)言。做主報告的人，既有著名科學家，如吳文俊、廖山濤、葉篤正、許國志、馬世駿等，也有各有關領域的一些專家學者。,從1986年到1992年的7年時間里，每次討論班錢老都參加。1992年之后，他因行動不便，就不再參加討論班的學術活動了。但他不僅繼續(xù)關注討論班的學術活動，同時又組織了由王壽云同志負責，有于景元、戴汝為、汪成為、錢學敏、涂元季同志參加的小討論班。這個小討論班不僅經(jīng)常要討論一些問題，有時還在錢老指導下研究一些問題，如信息革命與產(chǎn)業(yè)革命問題等。,在上述討論中，錢老首先提出了新的系統(tǒng)分類。 系統(tǒng)在自然界、人類社會包括人自身是普遍存在的，因而現(xiàn)實中存在著各種各樣的系統(tǒng)，這樣也就有了各種各樣的系統(tǒng)分類。例如，自然系統(tǒng)與人工系統(tǒng)，生命系統(tǒng)與非生命系統(tǒng)，物理系統(tǒng)、生物系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)、社會系統(tǒng)等等。這樣的系統(tǒng)分類比較直觀，其著眼點是放在系統(tǒng)的具體內涵上，但卻失去了對系統(tǒng)本質的刻畫。,系統(tǒng)很重要的一個特點是復雜性，但復雜性是有層次的。普利高津探索的復雜性是物理化學系統(tǒng)中的復雜性，而美國桑塔菲研究所（Santa Fe Institute ，SFI）科學家們的復雜性研究，卻是生物系統(tǒng)、經(jīng)濟系統(tǒng)、人腦系統(tǒng)，乃至社會系統(tǒng)中的復雜性，同為復雜性，但全然不在同一層次上。,正是基于復雜性層次的不同，錢老提出了新的系統(tǒng)分類，其著眼點是系統(tǒng)結構的復雜性。這里，一個是子系統(tǒng)的數(shù)量和種類；另一個是子系統(tǒng)之間相互關系的復雜程度（非線性、不確定性、模糊性等）以及系統(tǒng)的層次結構。,從這個角度出發(fā)，錢老將系統(tǒng)分為簡單系統(tǒng)、簡單巨系統(tǒng)、復雜巨系統(tǒng)和特殊復雜巨系統(tǒng)。如生物系統(tǒng)、人體系統(tǒng)、人腦系統(tǒng)、地理系統(tǒng)、社會系統(tǒng)、星系系統(tǒng)等都是復雜巨系統(tǒng)。其中社會系統(tǒng)是最復雜的系統(tǒng)了，又稱作特殊復雜巨系統(tǒng)。這些系統(tǒng)又都是開放的，與外部環(huán)境有物質、能量和信息的交換，所以又稱為開放的復雜巨系統(tǒng)。,錢學森的系統(tǒng)分類具有極為重要的理論和實踐意義。近二十多年來，復雜性研究引起了國內外一些專家、學者的重視，但至今不同學科、不同領域的專家、學者，對于復雜性的認識還不一致。,在1999年出版的美國科學（Science vol.284）雜志上，有一組文章討論復雜性問題，采用了“復雜系統(tǒng)”一詞作為標題，文中說“本專題回避了一個術語上的雷區(qū)，部分原因是為了當方法進一步成熟時給定義的穩(wěn)定留下一些空間，我們渴望避開術語上的爭論，采用了一個復雜系統(tǒng)的詞，代表那些對組成部分的理解不能解釋其全部性質的系統(tǒng)之一”。,看來他們也意識到要把復雜性研究和系統(tǒng)結合起來。但在復雜性問題上，錢學森和國外科學家們不同，他不是從復雜性的抽象定義出發(fā)，而是從實際出發(fā)，從方法論角度來區(qū)分復雜性和簡單性問題。如果僅從概念出發(fā)，不僅難以統(tǒng)一認識，甚至會抓不住事物本質，反而把復雜性簡單化，或把簡單性復雜化了。例如在國外，把一個層次的問題如混沌，即使是混沌中比較復雜的問題，像無窮維的Navier-Stokes方程所決定的湍流以及自旋玻璃等，他們都叫復雜性問題。,但錢老認為，這種復雜性并不復雜，還是屬于有路可循的簡單性問題。正是從方法論出發(fā)，錢老在20世紀90年代初就指出：“凡現(xiàn)在不能用還原論方法處理的，或不宜用還原論方法處理的問題，而要用或宜用新的科學方法處理的問題，都是復雜性問題，復雜巨系統(tǒng)就是這類問題” 。他還進一步指出，桑塔菲研究所對復雜性的研究，實際上是開放的復雜巨系統(tǒng)的動力學問題。這樣，錢老就從系統(tǒng)角度，給出復雜性一個清晰和具體的描述。,上述的系統(tǒng)分類還意味著有不同的研究方法。從方法論角度來看，對簡單系統(tǒng)、簡單巨系統(tǒng)，都有了相應的方法，也有了相應的理論并在繼續(xù)發(fā)展之中。對于簡單系統(tǒng)可用直接方法從子系統(tǒng)間的相互作用綜合成全系統(tǒng)的整體功能，如運籌學、控制理論中的方法；對簡單巨系統(tǒng)可用統(tǒng)計方法處理，如普利高津和哈肯的自組織理論。但對于開放的復雜巨系統(tǒng)，包括社會系統(tǒng)，卻是個新問題。它不是還原論方法或其他已有方法所能處理的，需要有新的方法論和方法。從這個意義上說，這確實是一個科學新領域。,對于所有系統(tǒng)來說，它的一個重要特點就是系統(tǒng)在整體上可以具有其組成部分(或子系統(tǒng))所沒有的性質，這就是系統(tǒng)的整體性。系統(tǒng)整體性的外在表現(xiàn)就是系統(tǒng)功能。系統(tǒng)內部結構和系統(tǒng)外部環(huán)境以及它們之間關聯(lián)關系，決定了系統(tǒng)整體性和功能。,從理論上來看，系統(tǒng)結構與系統(tǒng)環(huán)境如何決定系統(tǒng)整體性與功能，揭示系統(tǒng)存在、演化、協(xié)同、控制與發(fā)展的一般規(guī)律，就成為系統(tǒng)學和復雜巨系統(tǒng)學要研究的基本問題。國外關于復雜性研究是開放復雜巨系統(tǒng)的動力學問題，實際上屬于系統(tǒng)理論范疇，也包含在系統(tǒng)學和復雜巨系統(tǒng)學的研究之中。,20世紀80年代末，在討論班的基礎上，錢老明確界定系統(tǒng)學是研究系統(tǒng)結構與功能（系統(tǒng)演化、協(xié)同與控制）一般規(guī)律的科學。把控制的思想與概念引入到系統(tǒng)學，是錢老的一個重要學術思想。系統(tǒng)學不僅要揭示系統(tǒng)規(guī)律去認識系統(tǒng)，而且還要在認識系統(tǒng)的基礎上去控制系統(tǒng)，以使系統(tǒng)具有我們期望的功能。正如同我們認識客觀世界的目的，是為了更好地適應和改造客觀世界。,錢老對系統(tǒng)學的這個概括，比80年代初對系統(tǒng)學的認識又深化了一大步。如果說80年代初對系統(tǒng)學的認識重點還是在簡單系統(tǒng)和簡單巨系統(tǒng)上的話，那么現(xiàn)在則發(fā)展到開放的復雜巨系統(tǒng)（包括社會系統(tǒng)）。后來錢老又把這部分內容稱作復雜巨系統(tǒng)學。以這些概念和思想為核心，就形成了簡單系統(tǒng)、簡單巨系統(tǒng)、復雜巨系統(tǒng)和特殊復雜巨系統(tǒng)（社會系統(tǒng)）為主線的系統(tǒng)學提綱和內容，構成了系統(tǒng)學的基本框架，奠定了系統(tǒng)學的科學基礎，指明了系統(tǒng)學的研究方向。,許國志院士生前主編的系統(tǒng)科學一書（上海科技教育出版社2000年版），關于系統(tǒng)理論部分就是參照這一框架編寫的. 錢學森不僅提出了開放的復雜巨系統(tǒng)概念，同時還提出了處理這類系統(tǒng)的方法論和方法，從而開創(chuàng)了復雜巨系統(tǒng)的科學與技術這一新領域，這是錢學森綜合集成思想與方法的具體體現(xiàn)。,從近代科學到現(xiàn)代科學的發(fā)展過程中，自然科學采用了從定性到定量的研究方法，所以自然科學被稱為“精密科學”。而社會科學、人文科學等由于研究問題的復雜性，通常采用的是從定性到定性的思辨、描述方法，所以這些學問被稱為“描述科學”。當然，這種趨勢隨著科學技術的發(fā)展也在變化，有些學科逐漸向精密化方向發(fā)展，如經(jīng)濟學、社會學等。,從方法論角度來看，在這個發(fā)展過程中，還原論方法發(fā)揮了重要作用，特別在自然科學領域中取得了很大成功。還原論方法是把所研究的對象分解成部分，以為部分研究清楚了，整體也就清楚了。如果部分還研究不清楚，再繼續(xù)分解下去進行研究，直到弄清楚為止。按照這個方法論，物理學對物質結構的研究已經(jīng)到了夸克層次，生物學對生命的研究也到了基因層次。,毫無疑問這是現(xiàn)代科學技術取得的巨大成就。但現(xiàn)實的情況卻使我們看到，認識了基本粒子還不能解釋大物質構造，知道了基因也回答不了生命是什么。這些事實使科學家認識到“還原論不足之處正日益明顯”。這就是說，還原論方法由整體往下分解，研究得越來越細，這是它的優(yōu)勢方面，但由下往上回不來，回答不了高層次和整體問題，又是它的不足一面。所以僅靠還原論方法還不夠，還要解決由下往上的問題，也就是復雜性研究中的所謂涌現(xiàn)問題。,著名物理學家李政道對于21世紀物理學的發(fā)展曾講過“我猜想21世紀的方向要整體統(tǒng)一，微觀的基本粒子要和宏觀的真空構造、大型量子態(tài)結合起來，這些很可能是21世紀的研究目標” 。這里所說的把宏觀和微觀結合起來，就是要研究微觀如何決定宏觀，解決由下往上的問題，打通從微觀到宏觀的通路，把宏觀和微觀統(tǒng)一起來。,同樣的道理，還原論方法也處理不了系統(tǒng)整體性問題，特別是復雜系統(tǒng)和復雜巨系統(tǒng)以及社會系統(tǒng)的整體性問題。從系統(tǒng)角度來看，把系統(tǒng)分解為部分，單獨研究一個部分，就把這個部分和其他部分的關聯(lián)關系切斷了。這樣，就是把每個部分都研究清楚了，也回答不了系統(tǒng)整體性問題。,意識到這一點更早的科學家是貝塔朗菲，他是一位分子生物學家，當生物學研究已經(jīng)發(fā)展到分子生物學時，用他的話來說，對生物在分子層次上了解得越多，對生物整體反而認識的越模糊。在這種情況下，于20世紀30年代他提出了整體論方法，強調還是從生物體系統(tǒng)的整體上來研究問題。但限于當時的科學技術水平，支撐整體論方法的具體方法體系沒有發(fā)展起來，還是從整體論整體、從定性到定性，論來論去解決不了問題。,正如錢老所指出的“幾十年來一般系統(tǒng)論基本上處于概念的闡發(fā)階段，具體理論和定量結果還很少” 。但整體論方法的提出，確是對現(xiàn)代科學技術發(fā)展的重大貢獻。 20世紀80年代中期，國外出現(xiàn)了復雜性研究。所謂復雜性其實都是系統(tǒng)復雜性，從這個角度來看，系統(tǒng)整體性，特別是復雜系統(tǒng)和復雜巨系統(tǒng)以及社會系統(tǒng)的整體性問題就是復雜性問題。所以對復雜性研究，他們后來也采用了 復雜系統(tǒng)一詞。,國外關于復雜性和復雜系統(tǒng)的研究，在研究方法上確實有許多創(chuàng)新之處，如他們提出的遺傳算法、演化算法、開發(fā)的Swarm軟件平臺、以Agent為基礎的系統(tǒng)建模、用數(shù)字技術描述的人工生命等等。在方法論上，雖然也意識到了還原論方法的局限性，但并沒有提出新的方法論。方法論和方法是兩個不同層次的問題。方法論是關于研究問題所應遵循的途徑和研究路線，在方法論指導下是具體方法問題，如果方法論不對，再好的方法也解決不了根本性問題。,如前所述，20世紀70年代末錢學森就明確地提出了系統(tǒng)論和系統(tǒng)論方法，這是方法論上的重大發(fā)展。在應用系統(tǒng)論方法時，也要從系統(tǒng)整體出發(fā)將系統(tǒng)進行分解，在分解后研究的基礎上，再綜合集成到系統(tǒng)整體，實現(xiàn)1+12的整體涌現(xiàn)，最終是從整體上研究和解決問題。,由此可見，系統(tǒng)論方法吸收了還原論方法和整體論方法各自的長處，同時也彌補了各自的局限性，既超越了還原論方法，又發(fā)展了整體論方法。這是錢學森在科學方法論上具有里程碑意義的貢獻，它不僅大大促進了系統(tǒng)科學的發(fā)展，同時也必將對自然科學、社會科學等其它科學技術部門產(chǎn)生深刻的影響。 錢老不僅提出了系統(tǒng)論方法，同時還提出了實現(xiàn)系統(tǒng)論方法的具體方法體系和實踐方式，建立了一套方法論體系。,這里，特別值得說明的是錢老當時就指出，以計算機、網(wǎng)絡和通信技術為核心的信息技術革命，不僅對人類社會的影響將導致一場新的產(chǎn)業(yè)革命（第五次產(chǎn)業(yè)革命），而且對人自身，特別對人的思維會產(chǎn)生重要影響，將出現(xiàn)人-機結合的思維方式，人將變得更加聰明。,我們知道，人類有史以來是通過人腦獲得知識和智慧的，但現(xiàn)在由于以計算機為主的現(xiàn)代信息技術的發(fā)展，出現(xiàn)了人-機結合、人-網(wǎng)結合以人為主的思維方式、研究方式和工作方式，這在人類發(fā)展史上是具有重大意義的進步，對人類社會的發(fā)展必將產(chǎn)生深遠的影響。正是在這種背景下，錢老提出了人-機結合以人為主的思維方式和研究方式。,從思維科學角度來看，人腦和計算機都能有效處理信息，但兩者有極大差別。人腦思維一種是邏輯思維(抽象思維)，它是定量、微觀處理信息的方式；另一種是形象思維，它是定性、宏觀處理信息的方式。而人的創(chuàng)造性主要來自創(chuàng)造思維，創(chuàng)造思維是邏輯思維與形象思維的結合，也就是定性與定量相結合，宏觀與微觀相結合，這是人腦創(chuàng)造性的源泉。,今天的計算機在邏輯思維方面確實能做很多事情，甚至比人腦做的還好、還快，善于信息的精確處理，已有很多科學成就證明了這一點。如著名數(shù)學家吳文俊先生的定理機器證明就是這方面的一項杰出成就。而在形象思維方面，現(xiàn)在的計算機還不能給我們以任何幫助，也許今后這方面有了新的發(fā)展，情況將會變化。至于創(chuàng)造思維就只能依靠人腦了。,但計算機在邏輯思維方面畢竟有其優(yōu)勢，如果把人腦和計算機結合起來以人為主，那就更有優(yōu)勢，人將變得更加聰明，它的智能比人要高，比機器就更高，這也是1+12的道理。這種人-機結合以人為主的思維方式、研究方式和工作方式，具有更強的創(chuàng)造性，也具有更強的認識世界和改造世界的能力。用下圖來說明這一點。,。,思維方式、研究方式與認知能力關系,從上圖可以看出，人-機結合以人為主的思維方式，它的智能和認知能力處在最高端。這種聰明人的出現(xiàn)，預示著將出現(xiàn)一個“新人類”，不只是人，是人-機結合的新人類。,正是在思維科學和信息技術進展的基礎上，20世紀80年代末到90年代初，錢學森又先后提出“從定性到定量綜合集成方法”以及它的實踐形式“從定性到定量綜合集成研討廳體系”（將兩者合稱為綜合集成方法，meta-synthesis），并將運用這套方法的集體稱為總體設計部。這就將系統(tǒng)論方法具體化了，形成了一套可以操作的行之有效的方法體系和實踐方式。,從方法和技術層次上看，它是人-機結合、人-網(wǎng)結合以人為主的信息、知識和智慧的綜合集成技術。從應用和運用層次上看，是以總體設計部為實體進行的綜合集成工程。這就將前面提到的人-機結合以人為主的思維方式和研究方式具體實現(xiàn)了。,綜合集成方法的實質是把專家體系、信息與知識體系以及計算機體系有機結合起來，構成一個高度智能化的人-機結合與融合體系，這個體系具有綜合優(yōu)勢、整體優(yōu)勢和智能優(yōu)勢。它能把人的思維、思維的成果、人的經(jīng)驗、知識、智慧以及各種情報、資料和信息統(tǒng)統(tǒng)集成起來，從多方面的定性認識上升到定量認識。綜合集成方法就是人-機結合獲得信息、知識和智慧的方法，它是人-機結合的信息處理系統(tǒng)，也是人-機結合的知識創(chuàng)新系統(tǒng)，還是人-機結合的智慧集成系統(tǒng)。,按照我國傳統(tǒng)文化有“集大成”的說法，即把一個非常復雜的事物的各個方面綜合集成起來，達到對整體的認識，集大成得智慧，所以錢老又把這套方法稱為“大成智慧工程”。將大成智慧工程進一步發(fā)展，在理論上提煉成一門學問，就是大成智慧學。,從實踐論和認識論角度來看，與所有科學研究一樣，無論是復雜系統(tǒng)、復雜巨系統(tǒng)（包括社會系統(tǒng)）的理論研究還是應用研究，通常是在已有的科學理論、經(jīng)驗知識基礎上與專家判斷力（專家的知識、智慧和創(chuàng)造力）相結合，對所研究的問題提出和形成經(jīng)驗性假設，如猜想、判斷、思路、對策、方案等等。這種經(jīng)驗性假設一般是定性的，它所以是經(jīng)驗性假設，是因為其正確與否，能否成立還沒有用嚴謹?shù)目茖W方式加以證明。,在自然科學和數(shù)學科學中，這類經(jīng)驗性假設是用嚴密邏輯推理和各種實驗手段來證明的，這一過程體現(xiàn)了從定性到定量的研究特點。但對復雜系統(tǒng)、復雜巨系統(tǒng)（包括社會系統(tǒng)）由于其跨學科、跨領域、跨層次的特點，對所研究的問題能提出經(jīng)驗性假設，通常不是一個專家，甚至也不是一個領域的專家們所能提出來的，而是由不同領域、不同學科的專家構成的專家體系，依靠專家群體的知識和智慧，對所研究的復雜系統(tǒng)、復雜巨系統(tǒng)（包括社會系統(tǒng)）問題提出經(jīng)驗性假設。,但要證明其正確與否，僅靠自然科學和數(shù)學中所用的各種方法就顯得力所不及了。如社會系統(tǒng)、地理系統(tǒng)中的問題，既不是單純的邏輯推理，也不能進行科學實驗。但我們對經(jīng)驗性假設又不能只停留在思辨和從定性到定性的描述上，這是社會科學、人文科學中常用的方法。系統(tǒng)科學是要走“精密科學”之路的，那么出路在哪里？這個出路就是人-機結合以人為主的思維方式和研究方式。,采取“機幫人、人幫機”的合作方式，機器能做的盡量由機器去完成，極大擴展人腦邏輯思維處理信息的能力。通過人-機結合以人為主，實現(xiàn)信息、知識和智慧的綜合集成。這里包括了不同學科、不同領域的科學理論和經(jīng)驗知識、定性和定量知識、理性和感性知識，通過人-機交互、反復比較、逐次逼近，實現(xiàn)從定性到定量的認識，從而對經(jīng)驗性假設的正確與否做出明確結論。無論是肯定還是否定了經(jīng)驗性假設，都是認識上的進步，然后再提出新的經(jīng)驗性假設，繼續(xù)進行定量研究，這是一個循環(huán)往復、不斷深化的研究過程。,綜合集成方法的運用是專家體系的合作以及專家體系與機器體系合作的研究方式與工作方式。具體來說，是通過從定性綜合集成到定性與定量相結合綜合集成，再到從定性到定量綜合集成這樣三個步驟來實現(xiàn)的。這個過程不是截然分開，而是循環(huán)往復、逐次逼近的。,應該指出的是，這個過程就是綜合集成研討廳的研討流程，也是研討廳中機器體系設計的指導思想和技術路線。復雜系統(tǒng)與復雜巨系統(tǒng)以及社會系統(tǒng)問題，通常是非結構化問題。通過上述綜合集成過程可以看出，在逐次逼近過程中，綜合集成方法實際上是用結構化序列去逼近非結構化問題。,需要補充說明的是，這個方法的最初表述是“定性定量相結合的綜合集成方法”，后來錢老建議改成“從定性到定量綜合集成方法”。從綜合集成全過程來看，前者的表述只是突出了中間的過程，盡管這一步非常重要，但還不是完整表述。這個改動一方面體現(xiàn)了人認識客觀世界的規(guī)律是從感性認識到理性認識，同時也體現(xiàn)了思維科學中從以形象思維為主的經(jīng)驗判斷到以邏輯思維為主的精密論證過程，這也正是一切“精密科學”的共同特點。,這套方法是目前處理復雜系統(tǒng)和復雜巨系統(tǒng)以及社會系統(tǒng)的有效方法，已有成功的案例說明了它的有效性。綜合集成方法的理論基礎是思維科學，方法基礎是系統(tǒng)科學與數(shù)學科學，技術基礎是以計算機為主的現(xiàn)代信息技術和網(wǎng)絡技術，哲學基礎是辯證唯物主義的實踐論和認識論。,四、開創(chuàng)復雜巨系統(tǒng)的科學與技術 從方法論和方法特點來看，綜合集成方法本質上是用來處理跨學科、跨領域、跨層次問題研究的方法論與方法，這個方法對系統(tǒng)科學體系不同層次及其應用都將產(chǎn)生重要影響。從知識創(chuàng)新角度來看，總體設計部和綜合集成方法是知識創(chuàng)新主體，但和一般知識創(chuàng)新主體不同，它是進行跨學科、跨領域、跨層次研究并實現(xiàn)綜合集成創(chuàng)新的知識創(chuàng)新主體。,既可以進行科學創(chuàng)新，建立綜合集成理論，也可以進行技術創(chuàng)新，發(fā)展綜合集成技術，還可以進行應用創(chuàng)新，用于綜合集成工程。由于科學、技術與工程三個層次面臨的問題性質不同，所以總體設計部與綜合集成方法中的專家體系結構與研討廳體系結構也就不會一樣，但方法論卻是同一的。,20世紀90年代中，錢老在祝賀中國系統(tǒng)工程學會8屆學術年會的賀詞中，提出開創(chuàng)復雜巨系統(tǒng)的科學與技術。對于開放的復雜巨系統(tǒng)的理論研究，屬于復雜巨系統(tǒng)學的內容。運用綜合集成方法所形成的理論就是綜合集成的系統(tǒng)理論，復雜巨系統(tǒng)學就是要建立這套理論。,錢學森指出，對于開放的復雜巨系統(tǒng)的研究，目前還沒有形成從微觀到宏觀的理論，也沒有從子系統(tǒng)的相互作用構建出來的統(tǒng)計力學，但有了研究這類系統(tǒng)的方法論，就可以逐步建立起理論。他還明確指出，要建立開放的復雜巨系統(tǒng)的一般性理論，必須從研究一個一個具體的開放的復雜巨系統(tǒng)入手，只有這些研究成果多了，才能從中提煉出開放復雜巨系統(tǒng)的一般理論。當年錢老建立工程控制論就是走的這個路子。,在開放的復雜巨系統(tǒng)研究中，實踐經(jīng)驗和資料積累最豐富的是社會系統(tǒng)和人體系統(tǒng)。對這兩類系統(tǒng)研究，他已在進行理論概括。例如，他曾提出開放的復雜巨系統(tǒng)的整體行為描述，要用系統(tǒng)狀態(tài)（system state）這個概念，如有奇異吸引子，即為系統(tǒng)態(tài)（System Eigenstate）。微觀混沌（就其無序意義來說）是宏觀有序的基礎。社會系統(tǒng)中的“良性循環(huán)”、“協(xié)調發(fā)展”就是一種系統(tǒng)態(tài)。,90年代末，錢老對建立系統(tǒng)學又提出了一個新的思路。他指出，系統(tǒng)學的創(chuàng)建不是走由下而上的路線，即由簡單系統(tǒng)、大系統(tǒng)和簡單巨系統(tǒng)的研究再上升到復雜巨系統(tǒng)的研究；而是走自上而下的路線，即首先研究開放的復雜巨系統(tǒng)，找到處理這種復雜巨系統(tǒng)的方法論。然后以此為主干，在各種不同條件下分支出簡單系統(tǒng)、大系統(tǒng)和簡單巨系統(tǒng)及其處理方法。也就是從開放的復雜巨系統(tǒng)學來建立系統(tǒng)學，即從繁到簡。,這個路線體現(xiàn)了錢學森的高屋建嶺從總體上研究和解決問題一貫思想，也指明了創(chuàng)建系統(tǒng)學的重點要集中在開放的復雜巨系統(tǒng)這個新領域上，復雜巨系統(tǒng)的科學與技術是系統(tǒng)科學發(fā)展的一個新階段 。,應用綜合集成方法在科學層次上可以建立起復雜巨系統(tǒng)理論。同樣，應用綜合集成方法在技術層次上可以發(fā)展復雜巨系統(tǒng)技術。在這方面比較典型的是系統(tǒng)工程技術的發(fā)展，這也是錢老一直大力倡導和推動的。,系統(tǒng)工程是組織管理系統(tǒng)的技術。它根據(jù)系統(tǒng)總體目標的要求，從系統(tǒng)整體出發(fā)，運用綜合集成方法把與系統(tǒng)有關的科學理論方法與技術綜合集成起來，對系統(tǒng)結構、環(huán)境和功能進行總體分析、總體論證、總體設計和總體協(xié)調，其中包括系統(tǒng)建模、仿真、分析、優(yōu)化、設計與評估，以求得可行的、滿意的或最好的系統(tǒng)方案并付諸實施。,由于實際系統(tǒng)不同，將系統(tǒng)工程用到哪類系統(tǒng)上，還要用到與這個系統(tǒng)有關的科學理論方法與技術。例如，用到社會系統(tǒng)上，就需要社會科學與人文科學等方面的知識。從這些特點來看，系統(tǒng)工程不同于其它技術，它是一類綜合性的整體技術、一種綜合集成的系統(tǒng)管理技術、一門整體優(yōu)化的定量技術。它體現(xiàn)了從整體上研究和解決系統(tǒng)管理問題的技術方法。,系統(tǒng)工程的應用首先從工程系統(tǒng)開始的，用來組織管理工程系統(tǒng)的研究、規(guī)劃、設計、制造、試驗和使用。實踐已證明了它的有效性，如航天系統(tǒng)工程。直接為這類工程系統(tǒng)工程提供理論方法的有運籌學、控制論、信息論等，當然還要用到自然科學等有關的理論方法與技術。所以，對工程系統(tǒng)工程來說，綜合集成也是其基本特點，只不過處理起來相對容易一些。,當我們把系統(tǒng)工程用來組織管理復雜巨系統(tǒng)和社會系統(tǒng)時，處理工程系統(tǒng)的方法已不夠用了，它難以用來處理復雜巨系統(tǒng)的組織管理問題。在這種情況下，系統(tǒng)工程也要發(fā)展。由于有了綜合集成方法，系統(tǒng)工程便可以用來組織管理復雜巨系統(tǒng)和社會系統(tǒng)了。這樣，系統(tǒng)工程也就發(fā)展了，現(xiàn)已發(fā)展到復雜巨系統(tǒng)工程和社會系統(tǒng)工程階段。,錢老對社會系統(tǒng)工程，特別是國家層次的社會系統(tǒng)工程有過清楚的論述。他根據(jù)社會形態(tài)的概念，從整體上研究社會主義建設的組織管理問題，提出了社會主義建設的體系結構，這是社會系統(tǒng)研究的一個重要進展。,社會形態(tài)這個概念是馬克思首先提出來的。盡管社會系統(tǒng)很復雜，但如果把社會形態(tài)和社會系統(tǒng)結構結合起來，“從宏觀角度看，這樣復雜的社會系統(tǒng)，其形態(tài)，即社會形態(tài)，最基本的側面有三個，這就是經(jīng)濟的社會形態(tài)、政治的社會形態(tài)和意識的社會形態(tài)”。社會形態(tài)這三個側面是相互聯(lián)系、相互影響、相互作用的，從而構成一個社會的有機整體，形成了社會系統(tǒng)結構。,從社會發(fā)展和文明建設的角度來看，相應于社會形態(tài)的三個側面，也有三種文明建設：這就是相應于經(jīng)濟的社會形態(tài)的經(jīng)濟建設，即物質文明建設；相應于政治的社會形態(tài)的政治建設，即政治文明建設；相應于意識的社會形態(tài)的思想文化建設，即精神文明建設。,結合我國實際情況，錢老提出了我國社會主義建設的系統(tǒng)結構：社會主義物質文明建設，包括科技經(jīng)濟建設、人民體質建設；社會主義政治文明建設，包括民主建設、法制建設和政體建設；社會主義精神文明建設，包括思想建設和文化建設；地理建設，包括基礎設施建設、環(huán)境保護和生態(tài)建設。以上共四大領域九個方面。在這九個方面中，科技經(jīng)濟建設是基礎，是中心，這也符合鄧小平同志提出的以經(jīng)濟建設為中心和科學技術是第一生產(chǎn)力的思想。,由于社會形態(tài)三個側面的相互關聯(lián)，也就決定了社會主義三個文明建設之間是相互聯(lián)系、相互影響、相互作用的。這是從社會系統(tǒng)內部來說的。社會系統(tǒng)的外部環(huán)境即地理系統(tǒng)和社會系統(tǒng)之間也是相互聯(lián)系、相互影響、相互作用的。,從系統(tǒng)科學觀點來看，只有當社會系統(tǒng)內部之間以及與其外部環(huán)境相互協(xié)調時，才能獲得最好的整體功能，這就是社會主義三個文明建設以及與地理建設之間，必須協(xié)調發(fā)展，形成良性循環(huán)，才能使我國社會主義建設的速度更快，效率更高，效益更好。反之，如不協(xié)調，那么社會主義建設事業(yè)就會受到影響，甚至造成巨大損失。,四大領域的建設是變革和建設社會與其地理環(huán)境并使它們之間協(xié)調發(fā)展的偉大實踐，這是一項極為復雜的大規(guī)模工程。既然是工程，是改造客觀世界，那就不僅需要理論，還需要技術。錢老指出“我們可以把完成上述組織管理社會主義建設的技術叫作社會工程，它是系統(tǒng)工程范圍的技術，但范圍和復雜程度是一般系統(tǒng)工程所沒有的，這不只是大系統(tǒng)而是巨系統(tǒng)，是包括整個社會的系統(tǒng)”。這里所說的社會工程就是社會系統(tǒng)工程。社會系統(tǒng)工程是組織管理社會系統(tǒng)，使四大領域協(xié)調發(fā)展，以獲得長期和最好整體效益的工程技術。,在第一節(jié)中我們已指出，任何一項社會實踐，特別是復雜的社會實踐或工程，都是系統(tǒng)的實踐或系統(tǒng)的工程。運用綜合集成方法形成的理論和技術，并用于改造客觀世界的實踐就是綜合集成工程。我們所面臨的大量社會實踐，特別是復雜的社會實踐，其實都是綜合集成工程，它不是一種理論和一種技術所能處理和解決的。,人們在遇到涉及的因素多而又難于處理的社會實踐或工程問題時，往往脫口而出的一句話就是：這是系統(tǒng)工程問題。這句話是對的，其實它包含兩層含義：一層含義是從實踐或工程角度來看，這是系統(tǒng)的實踐或系統(tǒng)的工程；另一層含義是從技術角度來看，既然是系統(tǒng)的工程或實踐，它的組織管理就應該直接用系統(tǒng)工程技術去處理，因為工程技術是直接用來改造客觀世界的。,可惜的是，人們往往只注意到了前者，相對于沒有系統(tǒng)觀點的實踐來說，這也是個進步，但卻忽視和忘了要用系統(tǒng)工程技術去解決問題。結果就造成了什么都是系統(tǒng)工程，但又什么也沒有用系統(tǒng)工程的局面。,要把系統(tǒng)工程技術應用到實踐中，就必須有個運用它的實體部門。我國航天事業(yè)的發(fā)展，就是成功的應用了系統(tǒng)工程技術。航天系統(tǒng)中每種型號都是一個工程系統(tǒng)，對每種型號都有一個總體設計部，總體設計部由熟悉這個工程系統(tǒng)的各方面專業(yè)人員組成，并由知識面比較寬廣的專家（稱為總設計師）負責領導。根據(jù)系統(tǒng)總體目標要求，總體設計部設計的是系統(tǒng)總體方案，是實現(xiàn)整個系統(tǒng)的技術途徑。,總體設計部把系統(tǒng)作為它所從屬的更大系統(tǒng)的組成部分進行研制，對它所有技術要求都首先從實現(xiàn)這個更大系統(tǒng)的技術協(xié)調來考慮；總體設計部又把系統(tǒng)作為若