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1、管理应用系统科学与思想发展从本讲开始，我们将就“系统科学与同态学”的问题进行讲解。主要讲一讲三方面的问题，一是分析科学与系统科学的关系；二是系统科学的发展与遇到的问题；三是同态学与系统科学的关系。此问题可能要用三到四讲才能讲完。系统科学是一个十分庞大的学科群。它的内容十分丰富，与别的许多门学科有广泛的联系。即使要介绍系统科学的一个分支，也需要一大本书。更不要说对它进行全面的、综合性的考察了。但是，任何学科，无论它所包含的内容如何丰富、特性如何复杂，有三点却是共通的，一是任何学科的产生都有一个历史渊源，二是任何学科的核心思想往往都比较简洁，三是学科的复杂性往往是由核心思想由小而大，由简单而复杂地
2、发展成长起来的。因此，我们只要抓住学科产生的历史渊源，抓住学科的核心思想，抓住学科核心思想的发展和分叉，就可能使问题变得清晰和简单，从而对于该学科有一个总体的了解并给以恰当的评价。系统科学是综合科学,但这个综合科学是从分析科学发展而来的。虽然系统科学的历史渊源可以追溯到古希腊和中国的春秋战国年代，不过为简洁起见，我们就从近代科学的产生说起。这一讲我们将重点说明，关于系统的思想怎样在分析科学中孕育。第一节哥白尼通向宇宙当人类来到这个世界的时候，就产生了一种常识的感觉，即觉得大地在他们的足下静止不动，地球是宇宙的中心，而人类则是万物之灵。这常识被托勒密发挥到至极，形成了在西方统治1400余年的地心
3、说：宇宙是一个有限的中空的球体，地球不动居其中央，十个球形的“天层”套着地球，日月星辰都围绕地球运转，并认为恒星天以外的天层是神的住处。这一说明得到亚里士多德、教会和统治者的赞同和支持。成为人们公认的真理。1530年，哥白尼写了一篇论文。这篇论文其实只有一句话：地球绕日运行，所有行星都绕日运行。特别有意思的是，教皇克力门七世看了这篇论文的提要，竟表示赞评，并要作者将全文发表。然而，当哥白尼于1543年将它发表之后，立即引起了轩然大波。哥白尼的书被列为禁书，宣传日心说的人成了自然科学的殉道者。然而，当伽利略把他新发明的望远镜指向天空，发现木星及其卫星，好象是一个缩小了的太阳系的时候，哥白尼的胜利
4、就变得不容置疑了。循着哥白尼的足迹，于是人类知道了星云。恒星、行星、卫星、慧星、流星。又知道了恒星中有双星、聚星、星团。还知道了星系、总星系。知道银河系直径为10万光年，宇宙中有与银河系相似的10万个星系。人类现在已经能观测到100万万光年之遥的星体了。现代人类已经在探讨宇宙结构的形成与星系的起源，活动星系核的演化，包括分子云和恒星形成、太阳活动的起源、宇宙常数、黑洞、宇宙物质、星系演化途径，地外理性生命寻找等等深层次的问题。人类活动的触角已经伸展到了整个宇宙。从系统科学的角度看，哥白尼的日心说的意义是打破了人类对宇宙的局部认识，把地球从宇宙的中心降到了行星之一的很低的地位，成为宇宙苍海之一粟
5、。从前人们认为他们居处的世界，是一个到处表现出“目的性”的，“和谐与创造性”的理想的世界，这个世界是最重要的。然而，现在却发现，这个世界已被逼到生物大脑的小小角落里去了。而真正重要的外部世界则是一个无色无声的广阔的、动荡的、没有生命的世界。人类似乎是一个宇宙孤儿，在冷漠、寂静、无声无色的茫茫空间中流浪。人和宇宙到底是怎么回事呢?第二节牛顿寻找宇宙秩序一位叫亚历山大蒲柏的人，在为牛顿写的墓志铭中说道：自然和自然的法则在黑夜中隐藏；上帝说，让牛顿去吧!于是一切都已照亮。在牛顿来到这个世界上的时候，虽然哥白尼已经提出了日心说，开普勒从第谷的观测资料中总结了经验的行星运动三定律，伽利略又给出了力、加速
6、度等概念并发现了惯性定律和自由落体定律。但是，大量的物理概念和物理规律还是互不相干的，地面上物体的运动和太阳系内行星的运动还没有统一起来，这时，牛顿来了(伽利略死于1642年，而牛顿恰在这年出生)。据说，牛顿在果园中看见苹果坠地时想到了万有引力。不管此事是否有过，但牛顿却确实在1687年出版了一本叫做自然哲学的数学原理的书。这本书完成了一件事，就是证明地上的力学也能应用于星球。于是，人们可以用同一个公式来描述炮弹的运动轨迹，机械的力学原理，推演出行星、彗星、月球和海水的运动。于是，人类文明史上第一次自然科学的大综合得以完成。这本书创立了整整一个牛顿时代。人们常说，牛顿学说是分析科学，这固然不错
7、，不过，牛顿时代是有自己的系统观的，这种观点认为，宇宙是一架巨大的机器。牛顿的时代，就是一个机器的时代，以致于哲学家拉美特利毫不犹豫地宣称：“人是机器”。他说：“人的身体是一架钟表，不过是一架巨大的，极其精细，极其巧妙的钟表。”只有当过医生的哲学家才能“打着火把走遍了，照亮了人身这座迷宫；只有他们才为我们揭开了那些隐藏在层层帏幕之下的机括，这些帏幕遮蔽了为我们所看不到的无数奇迹。”不要以为“人是机器”的说法毫无道理，在以后的讲解中我们将说明，当把人体作为“简单常态系统”来研究时，“人是机器”的说法有其合理的一面。第三节门捷列夫物质谜底19世纪60年代，人类已经发现了自然界的63种元素。不过，这
8、些元素却是孤立地被描述出来的。这时，俄国化学家门捷列夫开始思考了，他认为“在元素的质量与化学性质之间一定存在着某种联系”，于是，他在1869年排出了他的第一张周期表。1871年又排出他的第2个化学元素周期表。根据元素化学性质周期变化规律，他预言了亚铝、亚硼、亚硅等15种未知元素的性质，后来都被科学家在实验中一一发现。后来，人们又发现惰性气体。后来，卢瑟福提出了原子有核的模型，莫斯莱又指出：元素周期律的真正基础不是原子量，而是元素原子的核电荷数。后来，波尔提出了氢原子结构理论。得到电子在原子中的分布具有层状结构的结论，索末菲提出了轨道分层理论，泡制提出了不相容原理。这样，就导致了这样的结论：世界
9、上的所有化学物质都由原子组成，原子由原子核和核外电子组成，组成原子的元素只有100多种，元素性质呈周期性变化的原因是由于原子的电子层结构呈周期性的变化。门捷列夫元素周期律为系统科学提供了自然科学证据，这个有力的证据说明世界上万事万物无不相互联系、相互作用和相互转化。进一步说，世界上万事万物都具有同一性。这一结论又导致了另一个结论，生物系统、生命系统、人类社会系统和人的精神系统，其系统内部都是相互联系、相互作用和相互转化的，都具有同一性。其实，在门捷列夫发现元素周期律之前，人们就已经发现了细胞。后来，生物化学证明了构成细胞的基本组成物质是核酸和蛋白质。由此，就构成了一个生命的链条：原子分子无机物
10、有机物核酸和蛋白质细胞器官生命体。这一链条，指引人们达到这样的认识任何事物都可能是有结构的。换句话说，系统就意味着结构，这就有了系统科学能够成立的前提。然而，系统不仅意味着结构，而且意味着结构的变化，这就与达尔文的工作有关了。第四节达尔文人从洪荒中走来1831年，达尔文携带着赖尔的地质学原理和圣经，抱着神创论的观念，乘上贝格尔号军舰，开始了他的环球旅行。在这次著名旅行中，达尔文得到一个结论，成千上万的生物是由共同祖先进化来的，自然选择造成了这种进化，人则起源于猿猴。这一爆炸性的结论在20年后被发表，立即引起了轩然大波。激烈的反对和冲突，使这一结论广泛地传播，并最终被人们所接受。达尔文证明了物种
11、的可变性，而同时代的孟德尔则要证明物种的不变性。孟德尔得到了他的遗传定律。但孟德尔没有达尔文幸运，他的论文被人们所忽视，他的发现在整个19世纪里湮没无闻，直到20世纪初，德弗里斯等人重新发现孟德尔的遗传定律后，才使他在科学史上应有的地位得以确定。从达尔文和孟德尔以来，对生命起源和演化这一“永恒”的难题的研究，取得了极大的进展。这可被分为3个时期的研究；即前生物的“化学”时期；复制“个体”的自组织时期；个体物种进化时期。归结起来，也就是从存在到演化的研究。这就为系统演化提供了坚实的生物学证据。第五节冯诺依曼机器思维计算机的发明要比冯诺依曼早得多。在1833年，英国的巴比奇设计了一台计算机。这台计
12、算机采用机械传动，需要大量的齿轮、曲柄而且采用蒸气力传动，巴比奇耗尽了毕生的精力和大部分财产，终究未能把它制造出来。1945年底，莫尔研制小组制成了世界上第一台电子计算机。全机共用了18000多个电子管，共重30多吨，占地170平方米，耗电150千瓦。计算机确实是一个名符其实的“机器”。这时，冯诺依曼参加了莫尔小组的工作。他做了一件重要的事，就是把10进制改为2进制，用“0”和“1”的不同组合表示所有的数，因而也就建立了计算机发展史上的一个里程碑。计算机技术的发展，以及我们后面要讲的控制和通讯技术的发展，为系统科学提供了一个基本概念信息。第六节焦尔能量守恒系统科学还有一个基本概念能量。19世纪
13、的工业革命，蒸气机普遍使用，人们想提高蒸气机效率，就致力于热与功之间转换关系的研究；而科学视野的迅速扩展，最后也聚焦在“热与功之间的关系”这一核心问题上。1798年，伦福德发现在铜炮上钻眼会产生大量的热；1799年，戴维发现两块冰相互摩擦会使冰融化；1800年，伏特发明了电池，实现了化学能向电能的转化；同年，尼科尔逊用电池电解水，实现了电能向化学能的转化；1819年，奥斯特发现电流可使磁针偏转，实现了电能向机械能的转化；1831年，法拉第、享利各自发现电磁感应，表明机械能也可向电能转化；1821年，塞贝克发现温差电效应；1843年焦尔证明电流通过导线的热效应，揭示了电与热的关系；19世纪初，李
14、比希根据发酵之热认为动物的机械能和它们的体温可能来自所含物质的化学能。1840年，迈尔认为，人的体温是由食物化学能转化来的。食物经过消化，一部分转变为热，另一部分转化为体力，两者总量应是一个常数，同消化掉的食物量相当。1840年1850年，焦尔用水、汞、气体、铸铁、鲸鱼油等材料采用电、磁，机械和化学的方法，得到了热功当量。热功当量的测定，确立了一个至为重要的原理能量守恒原理。能量守恒原理包含着一个富有挑战性的思想，即可把社会和人看作是转换能量的机器。焦尔曾经这样写道：“的确，自然界的现象，无论是力学的、化学的，还是生命的现象，几乎全部处于通过空间的引力、活力(请注意、即动能)与热之间不断的相互
15、转换之中”。亥姆霍兹迈尔和李比希则更进一步认为：生物的机能可以用精确的物理和化学的术语进行描述。比如氧的燃烧、热的释放和肌肉的功。能量守恒原理不是关于能量的研究的全部，差不多与此同时，傅里叶给出了一个简单公式：热流与温度的梯度成正比。傅里叶公式有什么深意呢?他说明：能量虽然守恒，但热能的转移需要一个温度差!要有差别才有转移，能量的转移不过是一种差别的消灭，同时伴随着另一种差别的产生。这一哲学式的结论，恰恰预示着某个新型科学的开始。从这里，可以找到一条通往系统科学之路。第七节建立系统观念本讲内容对于管理学应用有什么直接启示？这种启示主要是观念上的，因为分析科学的发展也证明了世界上万事万物都是相互
16、联系的，没有绝对孤立的东西。那么，与管理有关的事物也是相互联系的，没有绝对孤立的东西。因此，应该建立系统观念。具体来讲，有以下启示1.克服局限思考从哥白尼的日心说的创立和被接受的过程可以看到，不仅个人有局限思考，人类整体也有局限思考。人类生活在地球上，每天看到的是日出日落、斗转星移，自然会产生地心说的观念，这是人类与生俱来的局限思考，这种局限思考，是哥白尼日心说引起轩然大波的重要原因。在今天，人类面临生存与发展的巨大挑战，而人类的各个部分正在以十分不同的声音和方式去回应这种挑战，从而使人类面临更大的挑战，这不能不说与人类的局限思考相关。在管理中，局限思考现象比比皆是，彼得.圣吉在第五项修炼中举了个啤酒游戏的例子，
