http://bfqmb.cn 2010-11-15 09:51 來源:中國自動化學會專家咨詢工作委員會
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。
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。系統(tǒng)研究貫穿于他的整個科學歷程中。20世紀30年代中到50年代中,錢學森在應用力學、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。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。而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。
20世紀50年代中至80年代初,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。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。面對“兩彈一星”這種大規(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。錢學森在開創(chuàng)我國航天事業(yè)的同時,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。實踐已經(jīng)證明了這套方法的科學性和有效性。
20世紀80年代初到逝世前,錢老的主要精力集中在建立系統(tǒng)科學及其體系和創(chuàng)建系統(tǒng)學的工作并開創(chuàng)了復雜巨系統(tǒng)科學與技術這一新領域。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,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,錢老都做出了許多開創(chuàng)性貢獻。
一、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)的系統(tǒng)工程實踐,為建立系統(tǒng)科學體系提供了理論基礎和實踐基礎,而錢老一直堅持辯證唯物主義又對此奠定了哲學基礎。
上世紀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)學科學等吸取營養(yǎng)來構建系統(tǒng)科學體系。
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。
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,既有系統(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(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。
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。
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)學和復雜巨系統(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。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。”錢老的這個系統(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和方法論基礎。
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,還指出了進一步發(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。
系統(tǒng)科學及其體系不僅具有重要理論價值,還有重要的實踐意義。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。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。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,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,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,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。
二、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。在他提出建立系統(tǒng)學之后不久,就想以討論班的方式,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。從1986年到1992年的7年時間里,每次討論班錢老都參加。在這些學術討論中,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。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)。如生物體系統(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,這種復雜性其實并不復雜,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。
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)內部結構和系統(tǒng)外部環(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。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。
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80年代末則發(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)。
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80年代初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+1>2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。
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,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,它具有更強的創(chuàng)造性,也具有更強的認識世界和改造世界的能力。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),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。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)。
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。
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。
三、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。
1995年,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。
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。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。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)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。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)。這樣,系統(tǒng)工程也得到了發(fā)展,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。
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??上У氖?,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,就是成功地應用了系統(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)作為若干分系統(tǒng)有機結合的整體來設計,對每個分系統(tǒng)的技術要求都首先從實現(xiàn)整個系統(tǒng)技術協(xié)調的角度來考慮??傮w設計部對研制中分系統(tǒng)之間的矛盾,分系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的矛盾,都首先從總體目標的需要來考慮。運用系統(tǒng)方法并綜合運用有關學科的理論與方法,對型號工程系統(tǒng)結構、環(huán)境與功能進行總體分析、總體論證、總體設計、總體協(xié)調,包括使用計算機和數(shù)學為工具的系統(tǒng)建模、仿真、分析、優(yōu)化、試驗與評估,以求得滿意的和最好的系統(tǒng)方案,并把這樣的總體方案提供給決策部門作為決策的科學依據(jù)。一旦為決策者所采納,再由有關部門付諸實施。航天型號總體設計部在實踐中已被證明是非常有效的,在我國航天事業(yè)發(fā)展中,發(fā)揮了重要作用。
這個總體設計部所處理的對象還是個工程系統(tǒng)。但在實踐中,研制這些工程系統(tǒng)所要投入的人、財、物、信息等也構成一個系統(tǒng),即研制系統(tǒng)。對這個研制系統(tǒng)不僅有如何合理和優(yōu)化配置資源問題,還涉及到體制機制、發(fā)展戰(zhàn)略、規(guī)劃計劃、政策措施以及決策與管理等問題。這兩個系統(tǒng)結合起來又構成了一個新的系統(tǒng)。
如果說工程系統(tǒng)主要綜合集成自然科學技術,那么新的系統(tǒng)除了自然科學技術外,還需要社會科學與人文科學等。如何組織管理好這個系統(tǒng),也需要系統(tǒng)工程,但工程系統(tǒng)工程是處理不了這類系統(tǒng)的組織管理問題,而需要的是社會系統(tǒng)工程。
應用社會系統(tǒng)工程也需要有個實體部門,這個部門就是錢老提出的運用綜合集成方法的總體設計部,這個總體設計部與航天型號的總體設計部比較起來已有很大的不同,有了實質性的發(fā)展,但從整體上研究與解決問題的系統(tǒng)科學思想還是一致的。
總體設計部是運用綜合集成方法,應用系統(tǒng)工程技術的實體部門,是實現(xiàn)綜合集成工程的關鍵所在。沒有這樣的實體部門,應用系統(tǒng)工程技術也只能是一句空話。
總體設計部不同于目前存在的各種專家委員會,它不僅是個常設的研究實體,而且以綜合集成方法為其基本研究方法,并用其研究成果為決策機構服務,發(fā)揮決策支持作用。從現(xiàn)代決策體制來看,在決策機構下面不僅有決策執(zhí)行體系,還有決策支持體系。前者以權力為基礎,力求決策和決策執(zhí)行的高效率和低成本;后者則以科學為基礎,力求決策科學化、民主化和程序化。這兩個體系無論在結構、功能和作用上,還是體制、機制和運作上都是不同的,但又是相互聯(lián)系相互協(xié)調的,兩者優(yōu)勢互補,共同為決策機構服務。決策機構則把權力和科學結合起來,變成改造客觀世界的力量和行動。
從我國實際情況來看,多數(shù)部門是把兩者合二而一了。一個部門既要做決策執(zhí)行又要做決策支持,結果兩者都可能做不好,而且還助長了部門利益。如果有了總體設計部和總體設計部體系,建立起一套決策支持體系,那將是我們在決策與管理上的體制機制創(chuàng)新和組織管理創(chuàng)新,其意義和影響將是重大而深遠的。
錢學森一直大力推動系統(tǒng)工程特別是社會系統(tǒng)工程的應用,為了把社會系統(tǒng)工程應用到國家宏觀層次上的組織管理,促進決策科學化、民主化和組織管理現(xiàn)代化,曾多次提出建立國家總體設計部的建議。1991年3月8日,錢老向當時的中央政治局常委集體,匯報了關于建立國家總體設計部的建議,受到中央領導的高度重視和充分肯定。十幾年過去了,由于種種原因,錢老的這個建議至今也沒有實現(xiàn)。但現(xiàn)實的情況卻使我們看到,大量的事實越來越清楚地顯示出這個建議的重要性和現(xiàn)實意義。
一個單位、一個部門甚至一個國家的管理,首要的問題是從整體上去研究和解決問題,這是錢老一直大力倡導的“要從整體上考慮并解決問題”。只有這樣才能把所管理的系統(tǒng)整體優(yōu)勢發(fā)揮出來,收到1+1>2的效果,這就是基于系統(tǒng)論的系統(tǒng)管理方式。但在現(xiàn)實中,從微觀、中觀直到宏觀的不同層次上,都存在著部門分割條塊分立,各自為政自行其是,只追求局部最優(yōu)而置整體于不顧。這里有體制機制問題,也有部門利益問題,還有還原論思維方式的深刻影響。這種基于還原論的管理方式,使得系統(tǒng)的整體優(yōu)勢無法發(fā)揮出來,其最好的效果也就是1+1=2,弄不好還會1+1<2,而后一種情況可能是多數(shù)。
系統(tǒng)管理實際上是錢老綜合集成思想和方法在實踐層次上的體現(xiàn)。因此,總體設計部、綜合集成方法、系統(tǒng)工程特別是社會系統(tǒng)工程緊密結合起來,就成為系統(tǒng)管理的核心內容。
通過以上所述,錢學森開創(chuàng)復雜巨系統(tǒng)的科學與技術,實際上就是由綜合集成方法、綜合集成理論、綜合集成技術與綜合集成工程構成的復雜巨系統(tǒng)科學技術體系,這就把系統(tǒng)科學體系大大向前發(fā)展了。
從現(xiàn)代科學技術發(fā)展趨勢來看,一方面是已有的學科與領域不斷分化、越分越細,新學科、新領域不斷產(chǎn)生,呈現(xiàn)出高度分化的趨勢;另一方面是不同學科、不同領域之間相互交叉、結合與融合,向綜合性整體化方向發(fā)展,呈現(xiàn)出高度綜合的趨勢。這兩者是相輔相成相互促進的,系統(tǒng)科學就是這后一發(fā)展趨勢中最有代表性和基礎性的學問。
從科學技術發(fā)展過程來看,前一趨勢出現(xiàn)的較早,發(fā)展到一定階段后才開始涌現(xiàn)出后一發(fā)展趨勢。支撐前一發(fā)展趨勢的人才基礎是專才或專家。對于后一發(fā)展趨勢的人才基礎則是復合型人才,這類人才不僅具有專才的素質還要有跨學科、跨領域和跨層次的研究能力和創(chuàng)新能力。
從方法論角度來看,在前一發(fā)展趨勢中起主導作用的是還原論方法。但對于這后一發(fā)展趨勢,我們始終面臨著如何把不同領域和科學技術部門、不同學科以及不同層次的知識綜合集成起來的問題。對于這類縱橫交錯的知識綜合集成,錢學森提出的綜合集成方法可以發(fā)揮重要的方法論和方法的作用。錢學森的綜合集成思想和方法以及開創(chuàng)復雜巨系統(tǒng)的科學和技術,就是這個發(fā)展趨勢中涌現(xiàn)出來的學問,它不僅將系統(tǒng)科學發(fā)展到了一個新的階段,同時也必將對現(xiàn)代科學技術發(fā)展產(chǎn)生深刻的影響,特別是對現(xiàn)代科學技術向綜合性整體化方向發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用。這是錢學森對現(xiàn)代科學技術發(fā)展的重大貢獻,也是中華民族乃至全人類的寶貴知識財富和思想財富。
錢學森的系統(tǒng)科學成就與貢獻不僅充分反映出他的科學創(chuàng)新精神,同時也深刻體現(xiàn)出他的科學思想與科學方法。綜合集成,大成智慧,錢學森是一位名副其實的科學大師、科學帥才、科學泰斗和科學領袖。
錢學森的科學成就與貢獻來自他具有堅定的政治信仰與信念,高尚的思想情操和品德,錢老曾說:“我作為一名中國的科技工作者,活著的目的就是為人民服務。”從人民視野來看,錢學森是一位名副其實的人民科學家。一代宗師,百年難遇!錢學森是中華民族的驕傲,也是中國人民的光榮!