试论系统的整体性原理，本文主要内容关键词为：整体性论文,试论论文,原理论文,系统论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
钱学森说，“系统论”是系统科学与哲学的桥梁，是一种哲学分论。①这里的系统论，是一种广义的系统论。所谓的系统整体性原理，即是广义系统论的一条基本原理。本文尝试对这一基本原理作一初步讨论。
一、系统的整体性
整体性是系统的最为鲜明、最为基本的特征之一，系统之所以成为系统，首先就必须具有整体性。
系统性的整体性原理指的是，系统是由若干要素组成的具有一定新功能的有机整体，各个作为系统子单元的要素一旦组成系统整体，就具有独立要素所不具有的性质和功能，形成了新的系统的质的规定性，从而整体的性质和功能不等于各个要素的性质和功能的简单加和。
我们置身于其中的世界是一个系统的多层次的世界，同时也是一个表现出多层次整体性的世界。
首先，种种无机系统体现出整体性原理。宇宙学中，宇宙是作为一个整体来加以研究。地学中，地球也要作为一个整体来加以把握。化学中，分子作为整体则已经不等同于原子和原子的简单加和。物理学中，也必须要从整体上把握种种物理运动。对于有机系统，同样如此。生物学中，生命体首先是作为一个有机整体，各种生命体的差别，最主要的并非是由于组成要素成分不同，而是由于组成要素的结合方式的不同。生态学表明，生态平衡也是一个有机的整体，生态失调也就是整体功能失调。在工程技术中，在社会系统中，整体性问题也是一个极为重要的问题。系统分析、运筹学等等，都要从整体上分析、研究、预测和规划系统。一个生产组织具有其中每一个劳动者在单独劳动时所不具有的分工协作的功能，而且整个生产组织的劳动效率也具有整体性，不等同于各个劳动者的简单和。进一步说，对于我们的主观世界，思维也有整体性，这正如心理学所揭示的，人的思维具有“完形性”，也就是一种整体性。人的思维能够进行联想，能够把零星的知识综合起来，能够从整体上把握客观对象，也体现了主观世界的整体性。
各种系统理论都不言而喻地把系统的整体性问题作为自己的基本问题之一。
一般系统论的创始人贝塔朗菲这样写道：“亚里士多德的论点‘整体大于它的各个部分的总和’是基本的系统问题的一种表述，至今仍然正确。”②他认为，一般系统论就是对“整体”和“整体性”的科学探索，从而把以前的被看作形而上学的、哲学思辨的概念变成为了一个可定量描述的、可实证研究的科学概念。控制论和信息论研究的是系统整体的信息传递、控制协调以及功能优化等等问题。耗散结构首先考虑的是整体系统的自发组织的种种前提条件，从而开创了动态系统研究的新局面。协同学创立者哈肯把协同学定义为关于子系统合作的科学，从而协同学也就是一种关于系统整体的科学。超循环理论研究的是大分子如何自发组织起来，形成协同整合的超循环组织从而向更高复杂性进化的。混沌学和分形学中，奇怪吸引子的无穷嵌套的自相似结构也体现着系统的整体性。
从事物存在的观点看，一系统具有整体性，是这一系统区别于其他系统的一种规定性。反过来说，一系统之所以区别于另一系统，只是因为系统都是作为具有整体性的东西而存在。如果没有整体性的系统是可以想象的，那么这个世界实际上就是没有区别的一团乱麻，就是乱七八糟、混乱不堪的，实际上也就是没有差别的世界。种种系统之所以可以区别开，各自具有相对独立性，就必须各自具有一定的整体性，有了这样的整体性，才有相对的差别性，才是具有质的多样性的世界。一个没有差别的世界，也就至多是一个量的世界，是一个丧失了质的规定性的世界。总之，系统不能作为整体事物而存在，系统也就不复存在了，整体世界也就是一个无差别的世界。
从事物演化的过程来看，一系统具有整体性，也就成为这一系统能在运动中得以保持的一种规定性。这一系统得以保持，才有这一系统的演化。如果在演化之中这一系统的整体性消失了，这等于就是说这一系统在演化之中走向了消亡。一个系统崩溃了，新的系统又诞生了，无论是这一系统发生了质变形成了新的系统，或是它融入其他系统之中使得该系统发生变化，新的系统也会带来新的整体性。一特定的系统，总是伴随着特定的整体性。随着系统的演化，系统的整体性也要发生变化。一特定系统消亡时，该系统的整体性也就消亡了。而且，系统具有整体性，才有系统的整体变化，才有系统的整体突变，否则系统就仅仅具有量变，仅仅具有逐一发生的系统要素的渐变，就如同从一堆沙子之中逐一取走沙粒一样。而这也与实际情况不符合。严格说来，一堆沙子，最好看作是物的堆积，可以称作是简单的集合而不称为系统，或是看作系统的极限情况——两极相通也就不再是系统。系统，正如其定义指出的，它是由要素、部分有机联系起来的整体。
从相互作用是最根本原因来看，系统中要素之间是由于相互作用联系起来的。系统之中的相互作用，是非线性相互作用，这就使得系统具有了整体性。对于线性相互作用，其作用的各方实际上是可以逐步分开来讨论的，部分可以在不影响整体的性质的情况下从整体之中分离出来，整体的相互作用是可以看作各个部分的相互作用的简单迭加，也就是线性迭加。而对于非线性相互作用，整体的相互作用不再等于部分相互作用的简单迭加，部分不可能在不对整体造成影响的情况下从整体之中分离出来，各个部分处于有机的复杂的联系之中，每一个部分都是相互影响、相互制约的。这样就有了每一个部分都影响着整体，反过来整体又制约着部分。近代科学信奉原子论分析的观点，恰恰是与近代科学信奉线性律、以追求运动方程的线性解为自己的崇高目标相一致。而当数学家最先证明实际上线性系统的测度几乎为零，即系统几乎都是非线性系统，这就已经告诉人们，我们的世界在本质上是一个非线性的世界，现实的系统几乎都是非线性系统。而从整体与部分的关系看来，这恰恰是说，系统具有整体性是必然的、普遍的和一般的。
二、整体性：整体和部分，分析和综合
系统的整体性，常常又被说成系统整体大于部分。古人已经天才地猜测到整体不同于部分，整体大于部分。所谓的整体大于部分，作为一个关于整体与部分关系的最一般哲学命题，其实质是说系统的整体不同于系统的部分的简单加和即机械和、系统整体的性质不可能完全归结为系统要素的性质。一般系统论的创立者贝塔朗菲也说过：“‘整体大于部分和’，这句话多少有点神秘，其实它的含义不过是组合特征不能和孤立部分的特征来解释。”③
人们常常说，系统整体与系统部分之间，实际上存在三种关系，即整体大于部分和，整体等于部分和，以及整体小于部分和。“三个臭皮匠，顶个诸葛亮”，这是整体大于部分和；而机械的加和，一堆沙子，一筐水果，都是部分和等于整体：“一个和尚担水喝，两个和尚抬水喝，三个和尚没水喝”，则被视作部分和小于整体。当人们在作这样的划分时，人们所讨论的问题的层次已经发生了转移，人们所论的问题的一般性已经降低了，从纯粹的哲学领域逐步地迈向科学的领域了。整体大于部分，这是普遍性最大的哲学命题，无疑仍然是有效的。而一旦对于普遍性加上更多的条件限制时，普遍性也就在向特殊性转化，普遍性命题也就在向特殊性命题过渡。另外，就上面的讨论而言，在相对低一个层次讨论部分和整体的关系时，部分和是否等于或不等于整体，其实质就在于部分之间有没有协同作用。部分之间如果具有协同作用，那么就其有这种协同作用所决定的性质而言，部分和就会大于整体。部分之间如果没有协同作用，实际上是不存在相互作用，仍然是各个独立的，那么就这种互不相关的性质而言，部分和就等于整体。部分之间如果也存在着相互作用，但这种相互作用不是协同的相互作用，它们没有造成所论方面的整体优势，三个和尚互相扯皮就反而没有了水喝，其结果就可以表述为部分和小于整体。
系统的整体性原理，总是在系统和要素、整体和部分的对立统一之中来把握系统的整体性的。
系统是由要素组成的，整体是由部分组成的，要素一旦组合成系统，部分一旦组合成整体，就会反过来制约要素，制约部分。所谓的“整体大于部分”，也是这种情况的概括。又正如原子不等于分子、个人不等于社会一样，整体就是整体，部分就是部分，整体与部分互相区别。就整体有别于部分而言，这种区别是客观的，是不以人的意志为转移的，因而也就是绝对的、无条件的，否则就无所谓整体和部分区别的客观性了。
但是，系统和要素、整体和部分的区别又是有条件的、相对的。观测宇宙作为一个整体，星系只是它的部分。银河系作为一个整体，太阳系又只是它的一个部分。太阳系也是一个相对独立的整体，我们的地球只是它的一颗行星。……物质世界的层次性，也反映着这种整体与部分区别的相对性。一个系统，对于它的要素成为系统，而对于更高层系统它就成为这个更高层系统的要素了。客观世界形成的是普遍联系之网，整体与部分的区别也就只能是相对的、有条件的。在实践中，我们往往根据实际的需要，对于系统进行分类，可以是根据系统的一种性质来分类，也可以是根据系统的其他性质来分类，这样的分类可以是没有交叉的，也可以是具有交叉的，这就更能体现出系统与要素、整体与部分区别的相对性了。
总之，系统与要素、整体与部分是互相区别的，但是，这样的互相区别也是有条件的，在一定的情况下是可以发生转变的。
系统的整体性原理，又总是与分析和综合联系在一起的。
分析是把整体分解为部分来加以认识，认识部分是分析的主要任务。客观世界本来总是处于相互联系之中的，但人们为了深入认识部分，同时也是为了更好地认识整体，就不得不把特定系统、整体从普遍联系中暂时划分出来，分门别类地、孤立静止地加以剖析。正因为如此，科学研究是离不开分析的，离开了分析就不可能深入事物的内部、就不能剖析事物的细节。由此可见，分析是认识走向深化的前提。科学发展的历程表明，近代科学正是借助于分析的方法大踏步前进，取得辉煌成就的。也正是由于这个原因，分析就一度被当作了唯一的科学方法，以致几乎成为科学研究中的偶象。
综合则与此相反，它是把部分综合为整体来加以认识，认识整体是综合的主要任务。为了实现综合，就要把各个部分、各个要素、各个方面联系起来，有机地组织起来，使之成为一个有机的整体。显然，真正的综合并非把诸多部分、诸多要素、诸多方面简单地混合在一起，机械地加和在一起。真正的综合要求揭示系统的部分、要素、方面所不具有的整体性质，发现全新的系统整体才具有的性质。科学研究离不开综合，离开了综合就不可能认识研究对象整体，也不可能认识对象整体内部的部分、要素、各方面之间的本质的、统一的联系。于是我们可以说，综合是分析的深入，也是分析的归宿。当代科学研究范式从分析走向综合，从分门别类研究走向系统综合研究，是科学思想的革命和进步。
从部分和整体的关系、分析和综合的关系来看，系统整体之所以具有整体性，只因为它是系统中的要素、部分有机联系的综合，也是系统中多种关系的统一和协调。
一方面，系统是由要素组成的，不存在没有要素的系统，没有要素的系统只是一种“空”系统，从而也就不是现实存在的系统。另一方面，要素是系统的要素，不存在完全脱离系统的要素，完全脱离了某一特定系统的要素，也就成为了另一独立的系统。分子是由原子组成的，分子中的原子已经不是独立于分子的原子。有机体是由细胞组成的，有机体中的细胞只是该有机体的组成部分，并非是全然可以离开有机体的。一个有机体，如果将其加以肢解成为它的组成部分，它就死亡了。
反过来，已经被肢解成为部分的东西，就不再是有机体，如果再堆积在一起，也不会成为有机体。黑格尔就说过：“譬如一只手，如果从身体上割下来，按照名称虽仍然可以叫做手，但按照实质来说，已不是手了。”④生命是这样，即使是非生命体，甚至比如一个机械系统，部分要组织成为一个有机的整体，也不能仅仅堆积在一起，而要具有某种有机的配合。正如没有整体的分析是片面的分析一样，没有分析的整体也是片面的整体，从而也就是仅仅停留在思维中的整体。
正如部分和整体、系统和要素是不可分离的一样，分析和综合也是辩证联系在一起的，单纯强调某一个方面都是片面的。近代科学崇拜分析，而且就几乎把科学方法等同于分析，这就带来了它的机械性，成为形而上学的温床。而传统的整体论，一是由于时代科学的限制，一是强调整体时又过分了，以至它的“综合”往往成为了阻碍研究深入的障碍。恩格斯指出：“以分析为主要研究形世的化学，如果没有它的对极，即综合，就什么也不是了。”⑤系统科学也强调综合，但这是一种在分析基础之上的综合，是不脱离开分析的综合，也是在综合之中的分析，因而也就是在辩证法意义上的对于事物整体的综合。系统的整体性原理，赞成的也就是这种在分析基础之上的综合，在综合之中的分析。
三、整体性：系统论、原子论和整体论
系统具有整体性，但不能归结为整体论。系统论之所以在当代得到了极大的重视，不仅仅在于它具有科学的形态，而且更重要的是它既有这样的科学的形态，又是一种新的思维方式，发生了深层思维方式的改变。系统哲学家拉兹洛曾指出：传统的整体论和原子论“两种思维都难免有不足之处，前一种用信念和洞察代替了翔实的探求，后一种牺牲了融会贯通以换取条分娄细。”⑥具体说来，系统论既不同于传统的原子论，也不同于传统的整体论，还与近代科学的系统概念有重要的差异。
系统论，与传统的原子论相区别。
按照原子论传统，高层次现象归结为低层次实体来解释，事物整体行为归结到部分来加以解释，相应地事物的质就归结为量来进行解释。片面的强调分析，体现的正是这样的原子论传统。从原子论出发，进行研究时要把对象整体分解为部分，整体就仅仅在对于部分的研究之中来加以理解，从而整体也就等同于部分了。换言之，部分也就取代了整体。事实上，这种理解也就把世界仅仅分解为肢零破碎的部分，如果说还有整体的话，那么整体就等同于部分的简单加和，即整体＝Σ部分。近代科学把这样的思想作为自己的武器，坚持的正是这样的原子论的分析观。
原子论的分析观，是一种只见树木不见森林的片面观点。它对于科学发展的初期，对于科学的初步进步来说，是完全必要的，甚至是必不可少的。这样做时，可以使得人们关于对象的知识得以深入。但是，当科学的知识积累起来，当人们的认识由一个个点发展到需要进一步弄清这些点之间的联系，需要把个别的知识综合起来，原子论纲领的局限性就明显起来。系统科学的兴起，正是与克服这样的片面性相联系的。也正是在这个意义上，系统范式的形成就代表了科学研究范式的一种转变。一般系统论的创立者贝塔朗菲就这样写道：当“我们被迫在一切知识领域中运用‘整体’或‘系统’概念来处理复杂性问题，这就意味着科学思维基本方向的转变。”⑦
系统的整体性也有别于传统的整体论(holism)。
传统的整体论，虽然正确地看到了原子论观点的局限性，而试图从整体上来把握事物，这无疑有其合理性。但是，由于时代科学水平的限制，这样的整体往往成为一种没有分清具体内容的整体，从而也就只能是笼统的整体性，或者也可以是暖昧不清的整体性。这样的整体论，一方面，往往成为伪科学或非科学的避难所。在一定的意义上，近代科学中的种种生命力论、活力论正是这样的整体论的变种。另一方面，这种整体论，实际上又在很大程度上不再鼓励对于对象进行科学研究，整体就是整体，除此之外，再也无话可说，从而实际上往往在科学的名义下取消了科学。我们也可以将其称为没有分析的综合性。不过，更严格说来，没有分析的综合已不是现实的综合。而且，正是在综合指导下的分析，在分析基础上的综合，才把系统论与整体论区别开来。更为主要的是系统论以精确的数学语言，定量地描述了整体——系统，并给出部分与整体、子系统与系统之间的变化的数量关系。把思辨性论述变成了科学理论。
传统东方思维中，以强调事物整体方面见长。体现在宇宙观上，各种学说都强调宇宙一体，天人合一，天人相通。这也是一种传统的整体论，尽管这种整体思维有其独特的优点，但我们也不得不承认它的缺乏分析的缺陷，甚至可以说是一种致命的缺陷。缺乏分析的整体，是具有片面性的整体，也不是真正意义上的整体、系统的整体。当代科学的发展，使得把两种传统结合起来并发扬光大成了时代的要求，具有现实的意义。这也是当代系统科学思想发展的富有启迪性之处。
现代科学系统理论中的系统整体性，还与近代科学之中的“系统整体性”相区别。
系统这一概念，作为一个科学中的概念，是随着19世纪热力学的兴起进入科学之中的，并且在热力学中得到了明确定义。但是，最初的热力学中对于系统的描述只是唯象的描述，对于系统的定义是一种类似普通集合的定义，是不问系统之中的要素之间的相互联系方式和途径的，深深打有传统整体论的烙印。在分子运动论中，到了统计力学，虽然也初步接触了系统中要素之间的相互作用，但也仅仅是把它们作为某种平均作用来处理，是不追究要素之间的差异和联系的，如果要素之中的确表现出来某种差异，臂如出现了某种偏离了平均作用的涨落，那么这种偏离和涨落也就仅仅被看作某种为人们所不希望的对于系统稳定的破坏性因素。而事实上，正是在差异之中的整体，才是现实的整体，也才表现了真正的系统整体性。没有差异的整体实际上是不存在，没有整体实际上是不存在差异的，系统的整体性正是在系统要素、部分的差异之中以系统整体方式表现出来的系统的一种同一性。
现代系统理论注意到系统论与传统的整体论以及原子论的联系与区别。
与贝塔朗菲一起在20世纪50年代创立一般系统论研究会的拉波波特，在1986年出版的《一般系统论》一书中用了相当长的篇幅专门讨论了“分析方式和整体方式”与系统方式的区别和联系。在他看来，系统方法实际上是分析方法和整体方法的整合：“一般系统论的方式将试图把分析的和整体的观点，描述性的和规范性的观点整合起来。我们的目的是要证明这些观点决不是不能共存的，它们揭示关于系统论的统一处理方式的互补的、不同的方面。”⑧
在实际应用上，系统自组织理论研究中创新的中观方法，其实质就是试图以此来吸取整体论和原子论之长，并避免两者的不足。中观方法，在耗散结构理论研究中体现为局域平衡假设。对于一个非平衡系统，将系统划分为宏观上足够小、微观上看足够大的单元，从而沟通了宏观和微观、整体和基元。哈肯在《高等协同学》中专门讨论了中观方法，他写道：“在微观层次上用各个原子或分子的位置、速度及其相互作用描述所研究的液体。在中观层次用许多原子或分子的集合描述液体。假定这种集合比原子之间的间距大得多，但比正在演化的宏观模式小……当我们研究连续分布的系统（各种流体、化学反应等）时，我们将从中观层次出发，并且预测演化的宏观模式的方法。”⑨
总之，系统论吸取了整体论从整体上看问题的长处，以及原子论深入分析的优点，注意克服它们各自的片面之处，试图将两者整合起来，形成部分和整体、分析和综合有机、辩证地结合起来的系统整体性原理。
注释：
①参见钱学森等：《论系统工程》，湖南科学技术出版社1982年版。
②贝塔朗菲：《普通系统论的历史和现状》，《科学学译文集》，科学出版社1980年版，第309页。
③贝塔朗菲：《一般系统论》，清华大学出版社1987年版，第51页。
④黑格尔：《小逻辑》，商务印书馆1982年版，第405页。
⑤恩格斯：《自然辩证法》，人民出版社1971年版。
⑥拉兹洛：《用系统论的观点看世界》，中国社会科学出版社1985年版，第14页。
⑦贝塔朗菲：《一般系统论》，清华大学出版社1987年版，第2页。
⑧拉波波特：《一般系统论——基本概念和应用》，福建人民出版社1993年版，第8页。
⑨哈肯：《高等协同学》，科学出版社1989年版，第25页。