钱学森复杂系统思想的理论探索与实践

时间:2023-06-16 09:42:02 思想汇报 来源:网友投稿

[摘要]钱学森复杂系统思想是当今国际复杂系统研究的先进学说。钱学森复杂系统思想的深入发展正在呼唤着一个综合东西方哲学思想、融合现代科学发展内容的复杂系统哲学观。本文针对几个具体的复杂系统(物理湍流系统、运动人体系统、中医思维系统、体育训练系统等),细致分析了钱学森复杂系统思想的内涵,以实践的成果验证了钱学森思想的有效性,并在本体论、认识论、方法论和实践论方面开展了开拓式思维,为进一步研究和发展钱学森复杂系统思想,创新复杂系统论,开辟复杂系统研究新领域,提出了一些可供讨论的思路。

[关键词]钱学森;复杂系统;本体论;认识论;方法论;实践论

[中图分类号]BO [文献标识码]A [文章编号]1672-2426(2011)01-0008-06

导言

认识世界,特别是认识人类自身,是人类认识发展的永恒主题。随着技术的发展和海量数据的产生,人类知识正以前所未有的速度向复杂性进军。虽然理性认识已高度普及,科学理论还是面临前所未有的挑战,其中突出的挑战是:如何应对复杂性?

当前,科学界普遍面临着三大复杂性难题的挑战:如何整合大量数据和知识,以形成对事物的深入系统的认识并用于指导社会实践?如何在认识论和方法论上融合自然科学、社会科学与人文学科?如何综合人类的知识体系,构建关于人与自然的和谐的科学图景?传统的还原论观点难以解决这些难题。

社会虽然高度发展,但社会管理不断面临新的需求和挑战,尤其在医疗和教育两大领域。“看病难,看病贵”等社会现象,催化对医疗体系的深度思考,正在呼唤着以保障健康为目标、重在全民参与的新医疗体系。教育体制改革、人才强国战略的实施,呼唤新的教育理论,对杰出人才的需求将催生以开发人体心智潜能为目标的新教育模式。建立在解剖学、生物化学、生理学和心理学等人体还原论基础上的医学模型已经远远不能满足实践需求,基于学科分类的知识结构理论,也对知识的整合、教育模式的更新设置了障碍。人们迫切需要对“人”和社会形成系统的认识,并从根本上加深对知识与实践的关系的理解,形成从认识到实践、到荐认识持续循环的科学认识过程。

正是在上述科学、文化、社会发展的诸多需求背景下,产生了复杂系统科学,特别是钱学森复杂系统思想。

钱学森复杂系统思想是20世纪末我国系统学研究之辉煌成果。有“大成智慧”之誉。将复杂系统研究运用于国计民生是力学泰斗钱学森教授几十年来的深切愿望。“从定性到定量”的综合集成法将社会科学与自然科学有机衔接,“专家研讨厅”体系将精确逻辑思维和开放直觉思维有效集成,开放的复杂巨系统理论进一步为研究脑与思维、人与社会等复杂系统提供了基础的科学模型,为面对社会系统开展认识、实践、再认识的科学思维活动提供了行之有效的认识论和方法论。这里,钱学森以力学家特有的气魄,引导人们在新世纪各种变幻莫测、错综复杂的事物面前,进行严谨的科学思考,作出智慧的判断决策。他表示:“我在余生中就想促进这件事情:建立一个科学体系,并运用它解决社会主义建设中的问题。”

一、钱学森复杂系统思想

钱学森在长达数十年的探索过程中,与他周围的专家学者,紧密跟踪国际学术发展趋势,以解决重大科学和社会实践问题为目标,创建了“现代科学技术体系”、“开放的复杂巨系统理论”、“从定性到定量的综合集成法”等若干原创性的学术思想。这一学术体系正在发展为服务于社会发展的大成智慧。

其中,开放的复杂巨系统理论和从定性到定量的综合集成法,是钱学森复杂系统思想的核心。在此基础上。钱学森还提出创建一系列新学科的构想。例如,把人脑作为复杂巨系统来研究,提出了“思维科学”;把地球表层作为复杂巨系统来研究,提出了“地理科学”;把人体作为复杂巨系统来研究,提出了“人体科学”等。这些学术构想,为新时期的学科创新指出了方向。

在钱学森复杂系统思想中,哲学观具有核心作用。爱因斯坦曾指出:“如果把哲学理解为在最普遍和最广泛的形式中对知识的追求,那么,显然,哲学就可以被认为是全部科学研究之母”。影响科学发展的哲学观包括本体论、认识论、方法论和实践论四大层面。在对复杂事物的认识中,这四个层面的相互影响更为突出。对事物本质的认识(即本体论)深刻地影响着人们提出问题和解答问题的方式(即认识论),影响着学者对系统的观测和建模(即基础科学),最终影响人们对系统实施干预的目的和方法(即技术和工程)。因此,钱学森复杂系统理论的发展应该贯穿哲学观、基础科学、技术科学与工程实践四大层次,形成一个完整的学术体系。

二、复杂系统本体论

1.开放的复杂巨系统论

复杂系统复杂在何处?为什么传统的科学方法论难以处理?钱学森在对这些基本问题的深入思考中,提炼出一些复杂系统的本质性特征。他从开放性、子系统特征、相互作用特征等几方面对系统进行了分类,提出了“开放的复杂巨系统”的概念。人脑系统、人体系统、地理系统、生态系统和社会系统等,都是典型的开放的复杂巨系统。这些系统的复杂性特点表现在:(1)系统与环境之间有丰富的物质、能量和信息交换(开放性);(2)系统存在多层次的子系统(层次性);(3)子系统数量巨大,种类多样,定性模型各异(多样性);(4)子系统之间相互作用关系复杂(复杂性);(5)系统的结构和功能处于永久的进化过程中(进化性)。对于这样的系统,传统的认识论和方法论不能提供有效的指导。钱学森指出,对这类系统的研究,需要运用从定性到定量的综合集成法。

对复杂系统的研究不适于简单地走自下而上的路线。与简单系统不同,对复杂系统的观测必然产生大量的、多层次、多层面、甚至相互对立的丰富信息。对这些信息进行综合并形成理论模型的途径是不唯一的,不同理论模型拥有不同的自洽度。事实证明,依靠传统的简单模型的思路来收集数据,通过自下而上的整合信息来获取对复杂系统的认识,在理论和实践上都是极为困难的。经验告诉我们,对任何具体的复杂系统的有效认识,必须首先有一个原始的复杂系统论的模型作为出发点,再结合具体系统的知识(数据),形成具体的模型和认识。这样获得的认识一定是初步的,有待深入完善的,必须在应用于实践,然后收集实践效果的真实资料,来重新认识。这样形成的一个迭代检验、修正认识的完整途径,在复杂系统研究中占据一个远比简单系统研究中更为重要的地位。

那么,最原始的复杂系统模型从哪里来呢?应该从对复杂系统的本质特征的认识中来!对系统本质特征的严密论述,就上升到了哲学本体论。因此复杂系统研究的突破,在最根本的层次上取决于哲学本体论的突破。复杂系统科学研究需要发展复杂系统的

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