钱学森:从实际的巨系统研究中找线索

选择字号:   本文共阅读 48 次 更新时间:2026-05-19 15:50

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下面谈谈我最近的一些想法。

于景元同志在不久前北京市科协组织的关于交叉学科讨论会上对我们建立系统学的目的和过程做了很好的阐述和总结。在这个报告中,于景元同志讲了系统科学和系统学问题的关系和近来的发展。

系统学中最难的难题是巨系统理论。对于这个问题,我们的讨论班作出了贡献。主要有两点:(1)讨论班上明确了H.Haken的协同学在解决巨系统理论方面上有进展。但也有局限性,根本的问题还没解决。(2)探讨简单系统——三维或几维的系统——的混沌现象,并且外推到巨系统的混沌造成了这种情况:微观混沌产生了宏观有序。朱照宣教授带头,提出这一创造性观点。他正在写这方面的文章,写出来大家一起共同讨论。对这个很困难的问题,我们的讨论班还是有这两点贡献的。但问题远远没有结束,系统学,特别是巨系统理论和应用进一步的工作应该怎么办?我们要考虑。我觉得还是一切从实际出发,从实际巨系统的研究中去找线索。

下面谈谈最近想到的关于实际的巨系统问题的想法。

第一个是国家发展战略的问题,即国家的宏观计划问题。这个问题在讨论班上讲过几次,马老等做了报告,北大朱德威教授在讨论班上讲了关于城市与区域规划的问题。这个问题我们还是应该想想。以前我提过,美国人写了一本书The positive sum strategy:Harnessing technology for economic growth(ed.by R.Landau&N.Rosenberg)。九月份的《科学美国人》杂志上,L.C.Thurow对此书的观点做了严肃的批评。该书的两个主要作者又在十一月的该杂志上面驳了Thurow的书评。他们对美国经济依靠科学技术而发展这个问题争论得很激烈。我看这个问题他们可能解决不了。根本问题在于他们认为美国的现行体制是没问题的,争论的是现行体制下如何利用科学技术的进步来促进美国经济的发展。这个问题恐怕很难解决,资本主义制度本身的问题是根深蒂固的,在制度内部无法解决。美国人觉得很困难,承认自己搞不下去了,要想解决问题,应该与日本合作。The positive sum strategy:Harnessing technology for economic growth这本书解决不了问题。他们想解决一个他们解决不了的问题。但这说明了我们在社会主义制度下要解决这个问题应该站得高一点,要看到国家的整体,才能讨论如何建立有中国特色的社会主义。国家发展战略的问题要下功夫研究。我觉得从系统学的观点来看,我们特别应当注意到我们现在面临的是发展速度要求非常快的这一事实。2000年人均国民生产总产值达到1000美元,建国100周年达4000美元。这样的速度是史无前例的。这会引起什么问题,现在研究得不够。比如到2010年要完成信息社会的变革或完成第五次产业革命。什么叫信息社会,我想是否可以这么说,那时我国人口12亿的一半,6亿劳动力按第五次产业革命,生产物质生产的第一产业、第二产业占劳动力的35%,人数为2.1亿;服务业,即第三产业占30%,人数1.8亿;其他属于精神财富、文化教育等方面的第四产业占20%,人数为1.2亿。但特别要注意的是信息社会中的信息产业需要大量发展。最近,上海科技情报所的陶会丛作了新信息产业与信息化发展研究的报告,他引用了一些日本人的材料。他说的新信息产业范围大多了,包括文化、教育、服务行业、邮电、通信。我现在提到的是狭义的信息产业,即真正搞情报、资料、数据统计以及这些信息的贮存、提供等的事业。这个事业占15%,人数为9千万。可是即使按这种狭义的产业来说,据我所知,国防工业、国防部门中搞情报的有10万人左右,全国若按4倍计算,即为40万。假设到2010年要达到9千万,则在23年内,人数要增长22.5倍,年增长率为26.6%。之所以特别提到此事,是想说明要完成我国的任务,如2010年完成第五次产业革命,我国各行各业中将发生急剧的变化,如信息产业,年增长率为26.6%。我觉得这样一个问题是非常重要的。我们面临着国家发展非常快这一事实,恐怕人类历史上前所未有。我觉得我们现在所考虑的问题还非常不够,在我们的这个理论中,对于发展非常快的系统,需要有一些新的内容。就是发展变化快的巨系统应有新的内容。

第二个方面的问题就是人体科学研究。人也是一个巨系统。最近我又想了这个问题。以前我提到人体科学研究最典型的现象是整体人的现象。一个是中医。中医研究的是人的整体现象,再有一个就是中国传统的气功,即用意识诱导人体进入与平常不同的状态。此外还有已得到证实的如耳朵认字等人体特异功能。以前我提出对这三方面要进行唯象理论(phenomen ological theory)研究,即不考虑其所以然,如机制和更深刻的道理,仅考虑现象怎么系统化。中医理论是一种唯象理论。它已比较成熟,已有大量的医学著作。从现代观点看它们没有做深入的分析,仅考虑各种现象。这一理论有个缺点,所用的语言是古代语言。在1983年我指出中医唯象理论需要用现代语言。与我们有关系的是吴学谋的泛系理论。他的理论讲系统的整体,不讲系统的结构层次。所以泛系就是用系统讲系统,但吴学谋用了些现代数学语言。所以一方面,我们觉得从系统学的角度,泛系理论解决不了多大问题。但我想,泛系理论用于中医理论可能是一条通路。中医的唯象理论是比较成熟的,古典的书,现代的语言方法都有了。气功的唯象理论,根据大量的气功实践,作总结也是有可能的。最近想到,人体特异功能的唯象理论也可以建立。它也可以分类。关键是人和动物间电磁场、电磁波的相互作用。上述三个唯象理论都应努力去建立。最近我又想到营养学,这也是巨系统功能受影响的研究。此外中药的范围可以大大地扩大。李时珍的《本草纲目》列了两千多条中草药,但实际上植物种数远远超过此数。华侨到达美洲后,才知西洋参的药效,入了中药。可入中药的东西多着呢。最近报上介绍的沙蒺、刺梨、猕猴桃等从前都不属中药。中药还可以扩大,那么多西药,是从西医的观点去看。药对人体有作用,也可以用中医的观点来看。首先有这个观点的不是中国人,美国的鲍林提出了关于人体的化学结构正常化的理论。它不是讲药对疾病的病灶的作用,而是讲用药把人的化学结构调整过来。他提出大剂量用Vc,并且自己实践,一天吃好几克Vc。他提出Vc可以缓解癌症。美国的西医界都反对他。但其实他指出的是药可以改变人体的功能,而不是治疗什么瘤,杀什么菌。说了这么多,问题就在于我们如何用巨系统的观点来总结这些经验,变成人体科学的研究,说到系统学,那就是研究巨系统的稳态(或功能态)的调节和转移。巨系统的各种功能态(这是一种暂时的稳态,可以调节,不是绝对固定的),用什么手段从这个功能态转移到那个功能态,这恐怕是我们系统学要考虑的问题。

第三个问题是朱德威教授讲的数量地理学的问题。实际上他讲的是城市区域的发展规划。我认为,若用我们的术语,就是地理系统控制。就是人所居住的区域用系统工程来规划。现在系统工程这个名词得到普遍的应用。很多科学家都说西北荒漠地带的绿化问题要用系统工程方法。上次朱教授谈到了他的难处。地理界的人有丰富的知识,但不懂系统工程,而搞系统工程的人又不懂地理。还有一个难处,就是这方面的工作,需要大量的数据信息,而这些数据信息往往分散在各个部门,很难得到。所以那天我说,要同航天工业和信息控制中心三方面的人结合。这个问题现在看来还是大有希望的。由中国科学院和国家计委联合领导的地球物理研究所召开了一个国际地理信息系统的学术讨论会,地理所还设有一个资源与环境信息系统实验室,专门进行航空照片、卫星图像的信息处理,提供地理工作所需的情报信息。地理所处于一个很好的位置,应该横向联合全国在这方面的力量,成为地理信息的总公司。搞这个工作很分散,国家测绘总局、科学院、全国各地都还有人搞,因为有需要。各地领导作规划都需要这种依据,所以是个热门。研究模糊数学的汪培庄教授也在福建永安搞过这方面工作。希望我们搞地理系统工程的在系统学方面要做些什么呢?最近看了一本书的开头,How-ard.T.Odum的《系统生态学》。它讲了地理的各部分,如能源、粮食、资源、人口、水等方面的问题,讲了一些概念和简单的计算方法。但并没有真正把系统联结起来。这个系统太复杂了。我认为我们研究系统学就要继他这本书之后把理论工作做下去。更不用说地球表层学(下到地壳,上到同温层,包括人的复杂系统的运动规律)的基础研究,应该用系统方法。对这个问题,系统学要研究什么呢?恐怕要用生态学的观点,就是不要制造矛盾。要形成良性循环,避免恶性循环。

第四个问题是历史的研究。去年四月,我同两位社会科学家在《历史研究》杂志上发表文章,提出用系统科学使历史研究定量化。我确实感到,我们今天的社会,由于急速地变化,引起了许多问题:如温州的万元户不把钱投入生产,而用于修坟;大城市中青年结婚的消费问题;现在流行的高消费。我们的思想历史,在这么一个高速变化的历史进程中,显得不协调。因此有必要研究人类社会的历史。在急剧的社会变化中,人的思想意识跟不上所引起的思想混乱。资本主义社会刚兴起的时候,肯定也是乱糟糟的。实际上中国历史上明末出现资本主义时,也出现过这种现象。《金瓶梅》说的就是资本主义对封建社会的冲击。我们特别要从系统学理论上指出,大系统在变化非常快时会出现许多变化不协调的现象。这个问题是很有意义的。

第五个问题。最近读了西德一位科学家的书Reconstruction of cell evolution-System内容是整个地球上从无生命到有生命,然后进一步演化的生命演化现象。这当然也是一个系统,里面有关于过程演化的大量素材,但很少有定量描述。理论没有完全建立起来,这又是系统学的一个可用武之地。

刚才讲到五个问题,但还没讲全。总归说来,系统学、巨系统理论还要继续深入下去,必须从客观世界的实际问题中吸取营养。请会议主持同志在今后针对以上问题找些同志给我们讲讲,给我们启发,使系统学工作再深入一步。我们过去是有成绩的,但还要深入。学问是无止境的。

本文是1987年5月26日在系统学讨论班上的发言。是这次再版时,新增加的文章。

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