钱学森《论系统工程》读书笔记

文摘   2024-09-19 23:15   北京  

有人送给了我原版的钱学森《论系统工程》。这两天认真看了一下。把零散的思考记录下来,分享给大家。

我是《系统科学导引》的作者,教《系统科学概论》、《系统科学的数学物理基础》很多年,也开设以及科学普及层面的讲座,还把系统科学用于解决实际生产实践中的问题、其他学科的问题(从而间接用于实践)以及推动系统科学自身分析方法发展的研究。在我的书和课堂里面,我非常反对对系统哲学的夸大。

系统思维是有独特性的——透彻联系,从个体看到整体,从整体的角度看个体,上下左右贯通。但是,一个学科是不能停留在哲学思想的层面的。

此外,更加不能通过对现代科学的有意贬低来突出系统思维的价值。例如,经常有系统哲学家说,西方现代科学只有分解,也就是还原,把一个东西分解成其组成部分,不断地嵌套下去,而没有综合,也就是看不到整体,不去看整体。反过来,东方从来都具有整体论的思想,例如人是一个整体,宇宙是一个整体。但是,这种朴素整体观不是系统思维,是无能分解不去做分解回避分解的表现。没有分解,不把一个系统分解为子系统,看到子系统之间的联系,然后重新在这个分解的基础上来构建整体看到整体,是不可能有综合有整体的。

此外,现代科学也不是不去看整体,而是整体往往需要把下一级子系统以及子系统之间的关系研究清楚之后,才能看到。例如,每一个层级的微观粒子,物理学家都用包含这些微观粒子的状态变量以及粒子之间的相互作用的能量函数(哈密顿量、拉格朗日量)来描述这个层次的整体系统。甚至,如果这个层次的整体系统可以看作另外一些几乎没有相互作用的子系统的近似行为,我们还会把这些几乎没有相互作用的子系统加上其运动模式称为准粒子。这其实就是涌现性的来源之一。

因此,我是特别反感鼓吹整体论,强行把现代科学算做只有还原没有整体,然后延伸出来进一步鼓吹东方整体论贬低西方现代科学还原论的。

在这些年,我看过不少这样的系统哲学家阐述这样的观点,并且在阐述这样的观点的时候引用钱学森的文字。于是,我对钱学森的工程贡献,以及提出来系统工程和系统科学这些学科,是非常敬佩的,但是,对于其在系统思维、系统科学上的认知,是非常不屑于理会的。再加上亩产上万斤和人体科学的事情,所以,基本不看钱学森关于系统工程和系统科学的原文,连别人引用的,都懒得看,不屑于看,跳过。

直到这两天,我严肃地开始看钱老的几本书和几篇论文,尤其是其中的《论系统工程》。

我们先来看下面截取自《论系统工程话。

图1:朴素系统观整体论中国西方都有发源

图2:朴素整体论没有分解还原所以不完整

图3:系统观和朴素整体论不同,需要分解;尽管提到了现代科学走的还原的道路

图4:没有分解还原就没有综合

我们非常清楚地可以看到,首先朴素系统观整体论中国西方都有发源,素整体论没有分解还原所以不完整,没有还原就没有综合,也就是系统观和朴素整体论不同,需要分解。尽管文字中偶尔也提到了现代科学走的还原的道路,但是其核心论点,根本不是东方整体论优于西方或者现代科学的还原论。大概,除了我的说法是“现代科学是还原和整体的结合,但是更多时候先解决子系统的描述的问题再来解决其构成的上一层系统的行为”,钱学森的说法是现代科学主要走了还原的道路,我们的意思是高度一致的。我很奇怪,那些系统哲学家是怎么就把钱学森的意思歪曲成我之前听到的和批判的样子的。甚至,在钱学森的原文里面,我们看到东西方同时都有朴素整体论,但是朴素整体论在没有现代科学的还原分解的时候,啥也不是。为什么这群系统哲学家就能把这意思转述为“东方整体论强于西方还原论”。一群垃圾。

图5:系统包含子系统及其相互作用,整体可以成为更大的系统的一部分

图6:系统设计需要架构师,走从整体功能(这个功能本身可以是从其构成的更大的系统的角度来看的)来设计部件及其联系也就是架构的道路,也就是设计思维

图7:系统架构的例子——三个单元起到不同的作用,相互配合,形成整体功能

接着,后面三段话说的是,系统就是由相互作用的元素构成的整体,例如都江堰工程分成三个主要部分,每一个都起到不同的作用,合起来形成所期望所设计的作用,同时强调,一般来说,系统需要一个结构设计者或者设计团队,采用从功能联系到实现这个功能的结构(所谓结构就是子系统和子系统之间的联系)这个后来叫做“设计思维”的思维方式来做这个设计。你看,这就是从整体的角度来看个体、上下贯通。和我一直强调的意思也高度一致。

另外,我也特别反对把系统科学的核心知识定位成控制论、信息论、运筹学,那只是应用科学,甚至工程应用,系统科学应该是如何去描述一个包含了相互作用的子系统构成的系统,针对其中的某些类型的相互作用,是否有一些共性的分析方法,甚至看到这些分析方法之间的共性。你看,下一段,钱学森就说了这个意思:系统论,或者说系统科学才是科学,信息论和控制论是应用,不在一个层次,以及系统科学研究要看到相似性(甚至相似性的相似性,这是吴金闪添加的)。

图8:系统论,或者说系统科学才是科学,信息论和控制论是应用,不在一个层次

图9:系统科学需要看到相似性,对相似性做抽象

接着,钱学森还谈到,为了实现整个社会发展和治理的系统工程和系统科学化,我们需要研究各个子系统的系统工程和科学。例如,教育及其管理的实践需要教育系统工程(和科学)——顺便,我原来以为教育系统科学和工程这个词是我发明的来着;科学技术及其管理的实践需要科学学,而且科学学包含学科结构、科学能力学以及科学和生产的关系等三个主要方面;甚至,还提到了可靠性是系统科学的应用领域。

关于科学学应该主要关注学科知识的结构、知识的创造,应该建立学科知识、教和学、提出和解决问题的能力之间的关系,从而沟通科学学和教育学之间的关系,我也以为是我提出的呢。甚至,我还特别开心做出来了可靠性背后的系统科学的框架。

原来,其实,我不过就是做了钱学森的这些思考的注脚,唯一更进一步的就是:我在这些问题的每一个方面,都有了一些科学的研究,有一些甚至有了工程化的尝试,也就是更加具体和可执行了一点点而已。

图10:需要教育系统工程(和科学

图11需要科学学

图12需要科学学(科学结构、科学能力学、科学到经济和社会)

图13:可靠性是系统科学

感谢那位朋友送的礼物。感谢钱学森具有高度和深度的思考在前,尽管可能没有直接指引,但是肯定有我没有意识到的间接指引在引领着我的思考。可气那些系统哲学家,在各个点上歪曲了钱学森的原意,使得我曾经不屑于看钱学森的原文。



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