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传记连载
钱学森(八)
王寿云 等

发布时间:2005-09-30 11:22:08   点击: 5173次

有了系统分析、系统工程、控制论、运筹学和作战模拟,从现代科学技术体系的认识考虑,系统科学的概念就形成了。

钱学森对系统科学最重要的贡献,是他发展了系统学和开放的复杂巨系统的方法论。钱学森对这一问题的兴趣起源于80年代初对军事对阵模拟的研究。1981年5月25日,他在与方福康的通信中说:“40年前,J.冯·诺伊曼(von Neu-mann)同O.莫根施特恩(Morgenstern)建立了博弈论,后来因为计算理论太繁,实际应用时,往往用Monte-Carlo数值法上电子计算机,求得结果。近来,在计算机下棋和简单的军事战斗集体(如排对排)的行动已经实现了。但如何把理论用于结构复杂、成员众多的对阵集团,问题太复杂,就连电子计算机也不行了。这是军事系统工程中的一个大问题,也是微观经济过渡到宏观经济的根本问题。能不能把博弈论和系统学结合起来,以解决此难题?”从1981年夏天到1982年10月,在为指导王寿云编著《现代作战模拟》一书而进行的几次讨论中,钱学森从F.W.兰彻斯特(Lanchester)的工作提炼出半经验半理论的处理复杂对阵问题的方法论(见《现代作战模拟》第三章)。在后来的研究工作中,钱学森赋予这一方法论更广泛的含义(参见《论系统工程》增订版说明):处理复杂行为系统的定量方法学,是科学理论、经验和专家判断力的结合。这种定量方法学,是半经验半理论的。提出经验性假设(猜想和判断),是建立复杂行为系统数学模型的出发点。这些经验性假设(猜想或判断)不能用严谨的科学方式证明,但需用经验性数据对其确实性进行检测。从经验性假设(猜想或判断)出发,通过定量方法途径获得的结论,仍然具有半经验、半理论的属性。当人们寻求用定量方法学处理复杂行为系统时,容易注重于数学模型的逻辑处理,而忽视数学模型微妙的经验含义或解释。要知道,这样的数学模型看来“理论性”很强,其实不免牵强附会,从而脱离真实。与其如此,反不如从建模一开始就老老实实承认理论的不足,而求援于经验判断,让定性的方法与定量的方法结合起来,最后定量。这样的系统建模方法是建模者判断力的增强与扩充,是很重要的。钱学森并没有把研究工作停止在这一水平上,他同于景元、戴汝为合作,深入到一个科学新领域——开放的复杂巨系统及其方法论(参见《自然杂志》13卷1期)。开放的复杂巨系统目标还没有形成从微观到宏观的理论,没有从子系统相互作用出发,构筑出来的统计力学理论。那么有没有研究方法呢?有些人想得比较简单,硬要把处理简单系统或简单巨系统的方法用来处理开放的复杂巨系统。他们没有看到这些理论方法的局限性和应用范围,生搬硬套,结果适得其反。例如,运筹学中的对策论,就其理论框架而言,是研究社会系统的很好工具,但对策论今天所达到的水平和取得的成就,远不能处理社会系统的复杂问题,原因在于对策论中已把人的社会性、复杂性、人的心理和行为的不确定性过于简化了,以致于把复杂巨系统问题变成了简单巨系统或简单系统的问题了。同样,把系统动力学、自组织理论用到开放的复杂巨系统研究之中,之所以不能成功,其原因也在于此。系统动力学创始人J.福雷斯特(Forrester)就提出,对他的方法要慎重,要研究模型的可信度。钱学森在1989年指出,实践已经证明,现在能用的、唯一能有效处理开放的复杂巨系统(包括社会系统)的方法,就是从定性到定量的综合集成方法,这个方法是在复杂巨系统研究实践的基础上,提炼、概括和抽象出来的。除去复杂军事对阵系统外,各类复杂巨系统的研究实践还包括:

(1)在社会系统中,由几百个或上千个变量所描述的定性定量相结合的系统工程技术对社会经济系统的研究和应用。

(2)在人体系统中,把生理学、心理学、西医学、传统医学以及气功、人体特异功能等综合起来的研究。

(3)在地理系统中,用生态系统和环境保护以及区域规划等综合探讨地理科学的工作。

在这些研究和应用中,通常是科学理论、经验知识和专家判断力相结合,提出经验性假设(判断或猜想);而这些经验性假设不能用严谨的科学方式加以证明,往往是定性的认识,但可用经验性数据和资料,以及几十、几百、上千个参数的模型对其确实性进行检测;而这些模型也必须建立在经验和对系统的实际理解上,经过定量计算,通过反复对比,最后形成结论;这样的结论就是我们在现阶段认识客观事物所能达到的最佳结论,是从定性上升到定量的认识。定性定量相结合的综合集成法,就其实质而言,是将专家群体(包括各种有关专家)、数据和各种信息与计算机技术有机地结合起来,把各种学科的科学理论和人的经验知识结合起来。这个方法应用的成功,就在于发挥了这个系统的整体优势和综合优势。近几年,国外有人提出综合分析方法(meta-analysis),对不同领域的信息进行跨域分析综合,但还不成熟,方法也太简单。而从定性到定量的综合集成法却是真正的综合分析方法。钱学森在1992年进而提出了从定性到定量的综合集成法的应用形式。钱学森的系统科学思想,使人们认识到开放的复杂巨系统具有科学与经验相结合的本质,并指导人们运用一种科学的途径去寻求科学与经验相结合的解答。

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