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1、钱学森系统科学思想的形成发展与创新人类社会进入 20世纪之后，特别是迈进21世纪以来， 由于微电子信息技术及一大批高新技术的飞速发展，社会进 入了高速发展的轨道。各门科学既高度分化，越分越细，越 深入，又高度综合，相互渗透，相互耦合，显示出科学技术 深刻而复杂的发展规律和底蕴。同时，在现代信息技术和高 新技术的推动下，各个国家的工业、农业、以至金融、服务、 交通运输、城市建设、文化艺术等等，也都发展很快，世界 经济几乎联在一起，哪个国家也不可能再闭关自守，必须相 互促进、相互借鉴，与国际国内各种人和事物相互联系频繁 交往，才能在解决各种复杂性问题中不断发展、艰难行进。客观世界出现的这些前所未有
2、的变化、新的特质，宣 告解决各种复杂性问题，仅仅运用过去的还原论方法、孤立 分析的已不够用了，必需掌握新的世界观、方法论。钱学森 所倡导的系统科学特别是开放复杂巨系统的探索与研究，是 当今人类社会和现代科学技术发展的需要，也是当今重大的 科学问题和哲学问题。 他的系统科学思想形成发展与创新，有一个历史过程。1、 中国传统文化的熏陶开启系统思想之路钱学森认为人们的系统思想自古就有，因为无论在自然界还 是人类社会中，系统的存在、发展与变化是很普遍的。在中国， 古人为了进行生产、改善生活，在长期的生产实践中积累起对各 种农作物的生长与种子、水分、肥料、土壤、地形、季节、气候 等相互关系的思想，在管子
3、。地员篇、诗经农事诗七月 等著作中都有简单的表述。其实这种合理地利用各种有关事物之间相互作用、相互关系的思想和活动，就是一种朴素的系统思想 和简单的系统工程。又如，战国时期秦国李兵父子设计修造的伟大的都江堰水利工程，包括“鱼嘴”岷江分水工程、“飞沙堰分洪排沙工程、宝瓶口”引水工程以及 120 个附属渠堰工程，各工程之间的关 系处理得非常好，形成一个协调运转的系统工程总体。这是古人 在改造自然环境的实践过程中，在水利工程方面表现出的十分系 统的思想。这些辉煌的成果和思想给钱学森留下了深刻的印象。再如，古人为了增强体质、延续生命，在长期与各种疾病和 衰老做斗争的实践活动中，逐渐开始认识到人体各器官
4、的有机联系、生理现象和心理现象相关、身体健康与自然环境的变化分不 开等等，积累了一套辨证施治的治病防病方案和医术，在西汉初 年的黄帝内经等医学著作中，有很详细的记载。反映出中国 传统文化中朴素的辩证的系统思想和整体观念。钱学森一贯对于学习研究中国传统文化兴趣盎然，深受古代 哲人以及易经、黄帝内经等古代文献、著作中朴素的辩证思想和模糊的整体观念的影响。他并且注意汲取现代著名哲学家 熊十力、张岱年、冯契等哲学思想的精华，逐渐积累起自己在系 统科学思想等方面中国传统哲学与文化的深厚底蕴。2、西方文化与科学技术对系统思想的重要启发在西方，古代希腊也有的哲人提出过整体观念和系统思想。 例如，赫拉克利特（
5、约公元前 460-370）在论自然界一书中 说：“世界是包括一切的整体”；德谟克利特（约公元前 540-480） 认为宇宙是个大系统等等。但是，由于这种认识主要来自一些哲 人的直觉、和天才的臆想。当时人们还没有能力对宇宙世界总的 联系做进一步细微的分析、观察与研究，所以这种以少数哲人为 代表的整体观念和系统思想只是一种朦胧的、朴素的自然哲学。15世纪下半叶，生产和技术的发展推动近代自然科学兴起，当时人们要想排除自然哲学中那些模糊的、臆想的东西，硬要从 整个系统切入进去考察其内在联系很困难，只能先掰开揉碎了一 口一口地啃下去，逐渐深入，刨根问底，也就是采用还原论的方法，把自然界各个领域、各个细部
6、从总的自然联系中暂时抽取出 来，分门别类地进行研究、分析、实验、解剖、观察。于是，力 学、天文学、物理学、化学、生物学等学科逐渐从包罗万象、浑 然一体的自然哲学中分离出来，获得迅猛发展。这种还原论的方 法，实质上是一种孤立、静止、片面的形而上学的研究方法和思 维方法，它对推动近代自然科学的发展做出了巨大贡献，是一个 进步，但是也往往使人们在思想方法上，忽略了系统的、整体的 观念，阻碍人们从部分走向整体去洞察事物普遍联系的道路。19 世纪前半期，由于自然科学的伟大成就，特别是能量守 恒与转化定律、细胞学说和进化论等的发现，使人们不仅能够觉 察到自然界各个领域内的过程之间的联系，而且也能看出各个
7、领域之间的联系了。这样，人们就能够依据自然科学的的成果， 近乎系统地描绘出一幅自然界相互联系的图景。恩格斯也由此提 出：“一个伟大的基本思想，即认为世界不是一成不变的事物的 集合体，而是过程的集合体。其中各个似乎稳定的事物以及它 们在我们头脑中的思想映象即概念，都处在生成和灭亡的不断变 化中。”1当时，这些科学成就和认识成果成为辩证唯物主义形成 的科学依据。1恩格斯：路德维希费尔巴哈和德国古典哲学的终结，马克思恩格斯选集第4卷, 第 239 页。总之，钱学森青少年时代，在国内外的学习研究活动中，不 仅受到中国传统哲学与文化的熏陶，而且熟悉了西方文化并掌握 了许多门重要的现代自然科学技术，当他走
8、进各门科学技术的深 处时，曾发现它们之间有着相互渗透、相辅相成的关系，看到了 系统地、整体地、发展地去观察问题和解决问题的曙光，而辩证 唯物主义世界观和方法论给了他重要的启迪，使他对系统科学的 研究，特别是如何把整体与局部、宏观与微观有机地统一起来， 克服还原论的局限性等问题，产生了浓厚的兴趣和信心。钱学森 深谙马克思恩格斯哲学思想的基本要义，他认为科学的系统思想 与辩证唯物主义的产生和发展并行不悖、相辅相成，科学的系统 思想是辩证唯物主义的重要内容，系统科学的发展离不开科学技术的发展，也离不开辩证唯物主义世界观和方法论的指导。1、系统科学思想在血与火的战斗中形成与发展然而，真正炼就并打造钱学
9、森系统科学思想的重要内容和坚 实基础的外因，是第二次世界大战的洗礼和锤炼。战争的需要加 速了现代科学技术的发展，也促进了现代系统科学的形成与发 展。二战爆发后，当时在美国，钱学森和他的老师冯卡门(Theodore von Karman 18811963)等一大批科学家被罗斯福(Franklin Rosevelt 188 21945 )总统和国防部邀请去帮助解决 复杂的战略战术的决策问题，以及组织并参与庞大的尖端武器的 研制和试验工程。钱学森深深体验到，战争中决策的成败关系到 国家民族的生死存亡，交战双方不仅要知己知彼，还必须运用科 学的系统思想，既要从全局出发，把握住各种复杂事物瞬息万变 的相
10、互关系，在以整体观念进行宏观谋略的同时，又要考虑微观 的战术和具体的战斗行动，把宏观与微观紧密结合起来，抓准各 种战机，指挥各兵种、各类军事装备等准确地(定量化地)相互 配合、协同作战，这样，才有可能争取全面胜利。二战期间美国秘密研制原子弹的“曼哈顿计划”，实际就是 以罗伯特奥本海默(JRobertOppenheimer 19041967)为 首, 15000 多人参加的高科技队伍，分门别类地严格组成的一项 庞大的系统工程，他们最终研制出了美国的第一颗原子弹。钱学 森对这项精心组织的大型系统工程有所了解。那时钱学森在美国不仅从理论和技术上创造性地解决了超声速飞机飞行中所遇到的“声障”、“热障”
11、的难题，以及高速飞 行中金属薄壳的稳定性问题，在空气动力学方面做出了杰出的贡 献，而且亲自组织并参与美国的喷气式超声速飞机以及美国最初 的火箭、导弹的设计、研制与试验工程，他曾担任美国航空喷气 公司(Aerojet Company)的技术顾问。他曾参加“火箭小组”,为研制出美国最初的火箭和导弹做出重要贡献，这些尖端的科学 技术与大型系统工程的成果，在二战中为美国打击德、日、意法西斯发挥了无可估量的作用。1945 年 4 月底，钱学森作为美国科学咨询团的专家顾问，与冯卡门一起，随军前往英、法尤其是德国的军工重地探赜索 隐。从中掌握了最新军事科技机密，搜缴了德国最新装备与导弹 武器等方面的重要军事
12、物资和资料。钱学森回到美国后，又有机 会走访了美国国家及各地的有关机构、研究中心和实验室，从而 对美国航空事业的发展现状与潜力，有了比较全面的了解。随后，以冯卡门为首钱学森为核心成员的科学咨询团为美 国陆军航空兵完成了远景规划报告，题为迈向新高度(TowardNew Horizon)。共有九卷。钱学森在其中撰写的第三、四、六、七、八卷和技术情报附录，构成远景规划报告的主要内容。迈向新高度为美国空军提出了战略性发展的独创见解和切实可行 的技术路线，也为第二次世界大战后，美国代替德国在航空科技 上的领先地位奠定了重要的理论基础，使得美国的航空、航天事 业在 20世纪下半叶得到了飞快的发展，成为世界
13、第一军事强国。与此同时，钱学森在这二次大战血与火的残酷斗争中，炼就=J出了从整个世界风云发展变幻的战略高度观察和思考问题的思 维定式，以及把一个宏大的总体目标组织成为切实可行、成效 佳的大型系统工程的方法。战争年代不断被强化使用的这种系统思想和系统工程的实践活动，也使得钱学森触摸到了现代化战争 中所需要的系统分析(System Analysis)系统工程(Systems Engineering ) 运 筹 学 ( Operations Research )、 控 制 论(Cybernetics)、信息论(Informatics)等新学科，看出了这些 学科与现代系统科学理论与实践的密切关系，从而
14、在更广泛的意 义上对现代系统科学的实质和内容，有了进一步的理解和体会。1948年夏，钱学森被任命为古根海姆(Guggenheim)喷气 推进中心(JPL)的首任主任 这个 JPL 后来发展为今天的美国宇航局 NASA(National Aeronautics and Space Administration )喷气推进实验室。钱学森是其创始人之一。1953年，钱学森发表了物 理力学一个工程科学新领域( Physical Mechanicsa new Field in Engineering Science) 文，说明物理力学”是物理、 化学和力学的交叉学科，其目的在于通过对物质的微观分析，把
15、有关物质宏观性质与实验数据加以总结和整理，从而找出规律， 得到所需要的数据，并且可以由此预见到新型材料的宏观性质， 为发展新材料、新工艺服务。此后，钱学森在加州理工学院的教 学与研究中，不断充实与深化其内容，形成厚厚一本物理力学 讲义正式出版。钱学森的物理力学讲义倡导研究复杂性难 题需多学科综合利用，强调走宏观与微观相结合的系统科学思想 和工作方法。得到学术界广泛的共识和运用。工程控制论”是系统科学在技术科学层次上的重要内容。 第二次世界大战的炮声渐渐远去之后，钱学森进一步总结并阐释 火箭与导弹的控制与制导原理。 1948 年，麻省理工学院的数学 老教授维纳(NWiener 1894-1964
16、)的控制论一书问世， 原名控制论：关于在动物或机器中控制和通讯的科学( Cybernetics or Control and Communication in the Animal and the Machine）提出建立一门“控制论科学”维纳在控制 论中论述的信息、反馈、通讯、控制、稳定、系统等概念，以 及强调重视整体综合，开发边缘科学等观点，给钱学森以启发。钱学森在麻省理工学院（MIT）和加州理工学院（CIT）长 期进行航空航天技术与工程的教学与研究中，特别是在二战期间 研制从弹道火箭到可控和制导火箭技术的过程中，曾运用控制论 的原理，解决了一批喷气技术中稳定和制导系统的一些关键问 题，如火箭喷管的传递函数、远程火箭的自动导航以及火箭发动 机燃烧的伺服稳定等问题。钱学
