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第15章 系统论的今生:当代自然科学的前沿汇总

先介绍一下系统论的产生过程。

先说,大科学家牛顿被苹果砸在脑壳上,就产生了“万有引力”思维。

引力既然“万有”,则世界就一定是平衡的、稳定的。

哪怕有暂时的不平衡、不稳定,不用担心,万有引力自然会让世界重新平衡和稳定。

这就是牛顿那个时代,告诉咱们这些不明真相围观广大群众的,让咱们的情绪很稳定。

所以牛顿那个时代,叫“经典物理”时代。

当然经典了,凡事无须咱们多想,自然有一种伟力,让咱们获得平衡和稳定的幸福生活。

只是咱们暂时还不知道这种伟力,是来自宗教时代“全能”的上帝,还是来自牛顿“万有”的引力。

牛顿自己也没能解决这个问题,因此他走向了神学。

1900年,一群20来岁的毛头小伙突发奇想,想知道“光”是什么,也就开启了量子物理的研究。

却没想到后果是如此地严重:既颠覆了经典物理平衡和稳定的世界,也打破了咱们享受平衡和稳定幸福生活的幻想。

事缘于量子学家们,直接从比微观世界更微观的粒子世界——现在叫“渺观世界”中着手研究,发现咱们一直以为的“原子图”,也不是确切的。

经典物理时代的后期,就产生了“原子学说”。

咱们在中学学物理时,就知道原子是万物最微小的基本结构,也认为这种原子结构是挺稳定的:不是有万有引力吗?那么就应该有一种叫“原子核”的东西产生了引力,把一个或数个电子和中子拉在身边,围着原子核转啊转的,就像地球围着太阳公转那样。

看看,就连世界最基本的单位原子,结构也如此稳定,运动如此有序,如此让咱们情绪稳定,咱们还有什么理由怀疑世界不是平衡和稳定的?

但科学是不存在比喻的,地球是围着太阳转,电子和中子却并不一定围着原子核转。最初的量子学家们就发现:万有引力在粒子那个层面,几乎是微不足道的,比强核力弱了不止万倍。

真正把粒子拉在一块儿成为原子、分子、分子团的,是强核力。

那么,在粒子的层面,就没有什么“核心”、“围着转”这种主次之分了。而是在强核力的拉拢下,以一种混乱而无序的“纠缠”状态开始组合的,而且这个过程相当迅捷。

这种混乱而无序的量子纠缠,导致其后的运动路线,也是相当无序的。

而在这种飞速的组合和运动过程中,连质量为零的光线,也可以对其实施很大的干扰,甚至完全改变粒子的组合过程和运动轨迹。

于是,当量子学家海森堡公布了他“不可测(不确定)原理”时,就等于宣布了世界并不是平衡和稳定的。

世界是不确定的,并且只可能以不确定的原则去运行。

后来,世界这种不确定性,又被研究比宏观还宏观“宇观世界”的《相对论》所证实。《相对论》中的“相对”,说的就是质量不同的天体,就有了不同的“时间参照系”,宇宙中根本不可能存在统一的空间和时间概念。质量越大的天体,则时间越慢,也就存在中国古人观棋烂柯的“山中仅一日,世上已千年”现象。

原来世界不是平衡的、稳定的;而是混乱的、无序的,时刻变化运动着的。

上帝已死!

世界根本就没有一种“主宰力”,万物不过按照自身的规律去运动。

人类的积极有为,不过是观测并掌握万物的运动规律。然后……达致一定程度的控制,从而善加利用。

量子力学、相对论等这些当代自然科学学科,就分别在最微细的渺观世界和最宏大的宇观世界中,探索研究人类的长存之道了。

“薛定锷方程”就无疑是划时代意义了。

薛定锷方程首开先将混乱无序的粒子运动轨迹客观记录,再予观测、计算、研究其运动规律,最后找出能改变其运动轨迹、达致控制和创造的方法。

——这就是线性函数和非线性函数的由来,以后成为整门量子力学和高等数学的基础数理方法。

后来,量子力学数学家就把这种线性函数,简化为0和1,用以记录事物的运动轨迹,也就成为电子计算机语言了,叫“进程性语言”。电脑也就在当代普及。

整门高等数学也就这么简单,不过是一门计算0和1所构成的运动轨迹、运动流程方方面面的数学工具而已。不必沉迷在各种让别人看不懂、自己也搅和在里面犯迷糊的数学符号和公式当中。

更不要一说起股市中的K线图,其实就是高等数学的线性函数表达方式,就连番抗议,深怕与咱们这些臭商人扯在一起,就掉了你们“数学小家”的身价。也不怕说了,投资银行里用高等数学,日常比数学小家们多多了。数学小家们还在数学符号里搅和犯迷糊,投行的分析报告就已经大量使用积分符号了,像吃饭一样简单——不要以为咱们劳动人民表现得傻头傻脑,就缺乏相应的智商和智慧;亦恳请数学小家们拿出适合人们生活和生产经营的劳动成果来证明自己,而不要仅搬出几个数学符号和公式,就显摆自身的高智商。

所有自然科学学科,能够回归应用,才是最高级、最尖端的。

自己躲在象牙塔里犯搅和,也只有中国儒家这一条路好走了。到最后铁定背弃高等数学由于计算运动流程所带来的活泼、活泛气氛,厌恶憎恨起人们的创造创富活动来的。

在线性函数和非线性函数所带来的活泼、活泛的科学研究气氛中,又带来了新的科学命题:

能够有一门学科加以归总和撮领吗?

要不,从渺观世界一直到宇观世界,各做各的细节研究、流程研究,虽然使我们的科学研究趋向于无限、科学创造趋向于无限、科学创富趋向于无限;但无法归总,也就无法撮领,科学研究最终也容易走向空虚,成为神学那样看似无所不包,却对现实应用越益脱节的宗教信仰。

美籍奥地利的生命科学家L。V。贝塔朗菲(L。Von。Bertalanffy)从20世纪30年代开始,就着手这方面的研究。他在1932年发表《抗体系统论》,提出了系统论的思想。又于1945年发表了论文《关于一般系统论》,并于1948年在美国再次讲授“一般系统论”时,得到了学术界的重视。

与此同时,美国陆军部于1942年6月开启了制造原子弹的“曼哈顿计划”。该计划的实施过程中,集中了当时除轴心国外世界最优秀的科学家和工程技术人员,该计划高峰时的参与人员超过10万人,实施范围横跨军事、科技、工业三大领域,历时3年。因此,曼哈顿计划实施过程的复杂性和综合性,也使美国科学界内提出了“工程的系统控制”命题。

由于科学研究和超复杂综合性工程的需要,20世纪60年代,系统论完成了规整化的奠基工作。一般来说,大家还是认为贝塔朗菲于1968年发表的专著《一般系统理论基础、发展和应用》,为系统论的奠基代表作,以认可贝塔朗菲系统论奠基人的地位。但实际上,系统论大量研究和实务工作,在20世纪60年代中期就已经进入到了成熟化阶段,包括其时的中国。

其后,系统论的各方面研究工作加速,至今已经形成了所谓“老三论”、“新三论”。

“老三论”是指:

系统论:指的是系统思维方式、基本原理和一般方法。

工程控制论:大型复杂综合性工程的指导思想和设计原则、参数。

很多现代新潮词汇就来自这门,比方说:“建模(按系统原理的建构)”、“闭环(大型复杂性工程的周延性、完整性)”、“矩阵(能自身运作、自动运行的模式)”。很受世界欢迎的美国大片《黑客帝国》,也大量使用了“矩阵”这一词汇,甚而将“矩阵”设为该大片的主题。

信息论:如何有效获取和还原客观世界的信息,并使这些信息组成为“信息链”,从而使咱们持续不断地观测、分析和评估研究对象。因此,信息论绝大部分应用于电子计算机领域,大家所熟知的“软件编程语言”即属信息论的一部分。

“新三论”是指:

耗散结构论:这科最大意义,是提出了“熵”的概念,及如何有效地将熵转变为有序和可利用的能源、资源。其中,“熵”特指本能的、无序的、混乱的,所以可以把混乱程度概括为“熵指数”。但在熵的进程中,可以主动调整为与其他流程、系统进行能量交换和物质交换,则可以使熵逐渐归为有序,熵能量就能转化为可用能源或资源(当代科学也暗证了经济学的意义)。

协同论:研究系统内部和系统之间如何达致平衡和协同。当代社会学中有“共识理论”,也属于这一门。

突变论:也就是研究“质变”的科学学科。比方说生物种群为什么会突然爆发或突然崩溃,经济学也有其很大的关联性。

那么,咱们就可以这样概括人类至今的思维逻辑历史了:

形式逻辑(中国的战国时代,世界的古希腊时代)——辩证逻辑(中国的春秋时代,世界的18世纪思想启蒙运动时代)——运动进程逻辑(中国的西周初年,代表作为《周易》;世界的20世纪20年代)——系统逻辑(中国的战国时代,世界的20世纪40年代之后)。

如果对中国传统文化中的前期科学,这么早就具备如此完备的思维逻辑体系,有不服气的,不要紧,咱们下一章节再接着探讨。

由此,人类的劳动创造创富活动,既可以从渺观世界开始,也可以延伸至无限的宇观世界。

既然上帝已死,咱们人类就只好凭借自身的创造创富活动,去传承永祚、与天比崇。

瞎喊完口号后,咱们来点实际的,简要说说怎样对系统进行建模。

建模其实可以简单分为四个程序:点—线—面—关系。

点:“抓要素”。指在分析系统时,先找到其关键性、支柱性因素。这种关键因素在系统论里,简称为“要素”,具体指的是必要元素或必要因素。

一个系统里,是不可能仅有一个或两个要素的。这种只抓住一个或两个要素就匆忙建模,学术上称之为“一元化结构”、“二元性结构”,是不能称其为系统的。

一元化结构和二元性结构,由于不能达致系统的周延和闭环,所以只是一种呆板、固化、僵死的结构。如果予以哲学表达,就叫“机械唯物论”;而一旦进行现实应用,就只可能导致二元的博弈性对峙和对立,二元结构也就看似一种“安定”的结构,其实内中的对应耗力(内耗)是最为严重的,因此是所有物理结构中最不稳固的一种。中国儒家将复杂巨系统的国家,也仅分为二元:统治者与被统治者(“治人”与“治于人”),并按其施政,其结果就只会让繁荣的国家归于死寂和消亡。

其实,最简单的原子结构,也可分成三个要素:电子、中子、质子,由此相互之间能量才可交换,原子才可以自主运动。

而要素也不可能太多,像国家这样的复杂巨系统,也不过五个要素。

线:“理流程”。也就是要素运动所发生的线性函数了。

要素的运动,在系统论的实务中,是要换算成线性函数的,即要对其进行全程观测监控,好发现其运动规律,从而把控好流程运动。

不是要素,却足以影响线性函数波动的,可以归划为“非线性函数”,是一种干扰因素,也要标识出来。其干扰能量有多大呢?也可以用微积分计算出来。

以上是理科生们干脆利落、直奔主题的做法。

文科生对高等数学不熟悉,也不要紧,那就对历史熟悉一点。现在社会的各个要素都有其专门历史的,比方说军事有《军事史》,经济有《经济史》,文化有《文化史》等,这些专科历史都可以让我们掌握要素的“来龙去脉”和有效方法。

通读相关历史,特别是自身专业的专科历史,并积累大量的专科历史案例素材,也能大概知道要素流程的大致走向,并知道什么用什么方法进行有效干扰或干预。据老狐所知,当前国际上经济学与法律学这两门,是需要通读大量历史案例,以支撑学科发展的。现在国际商学院花的钱,主要就是购买案例的钱。

虽然所用功比理科生要大多了,但也可以比理科生的直奔主题多一样收获,就是透彻了解相关人性与人情,到了“世事洞明皆学问,人情练达即文章”那会儿,也可将人性、人情因素,列为对历史流程的干扰或干预因素。

面:“组系统”。就是将诸要素及其流程,加以排列组合成系统了。

关系:“讲对冲”。主要指两个关系“系统内关系”、“系统与系统之间的关系”。

所谓系统内关系,就是系统内部的各要素之间,既要保持各要素的特点和自身运行规律,又要调整理顺好各要素之间的关系。

处置系统内关系,首要需明确的是:系统内要素与要素之间是含混不来的,咱们切不可图省事就把要素轻易含混。一含混不是两者相加得更强,而是两者俱堙灭,则要拉低系统整体效用,增加系统内部熵值。在明确要素的边界后,才到主动调节、调整关系。

系统外关系,指主动设置“系统接口”和“阀”。通过阀观察接口阀值,则也可以主动进行调节。

处置关系的最终目的,是达致系统的平衡及均衡运行。

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