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1、 复杂系统及其方法论复杂系统及其方法论 中国航天科技集团公司中国航天科技集团公司710710所所 于景元于景元 主要内容主要内容q现代科学技术的发展现代科学技术的发展q系统与系统科学系统与系统科学q综合集成思想与综合集成方法综合集成思想与综合集成方法q综合集成理论与综合集成技术综合集成理论与综合集成技术q综合集成工程综合集成工程现代科学技术的发展现代科学技术的发展呈现出高度分化与高度综合两种趋势呈现出高度分化与高度综合两种趋势这两者是相辅相成，相互促进的这两者是相辅相成，相互促进的. .复杂性研究的兴起复杂性研究的兴起复复杂杂性性科科学学处处于于高高度度综综合合这这个个趋趋势势中中，在在这这个
2、个方方向向上上还还有有系系统统科科学学、管管理理科科学学、软软科科学学、非非线性科学等线性科学等. .现代科学技术的发展现代科学技术的发展方法论的发展方法论的发展还原论方法、整体论方法、系统论方法还原论方法、整体论方法、系统论方法从人脑思维到人机结合思维从人脑思维到人机结合思维人类更加聪明了，有能力去认识更加复杂的事物人类更加聪明了，有能力去认识更加复杂的事物. .创创新新方方式式的的转转变变，由由个个体体为为主主向向以以群群体体为为主主的转变，创新体系的出现。的转变，创新体系的出现。主要内容主要内容q现代科学技术的发展现代科学技术的发展q系统与系统科学系统与系统科学q综合集成思想与综合集成方
3、法综合集成思想与综合集成方法q综合集成理论与综合集成技术综合集成理论与综合集成技术q综合集成工程综合集成工程系统与系统科学系统与系统科学系统科学和已有的其它科学不同，它是从事物系统科学和已有的其它科学不同，它是从事物的整体与部分，全局与局部以及层次关系的角度的整体与部分，全局与局部以及层次关系的角度来研究客观世界的。客观世界包括自然、社会和来研究客观世界的。客观世界包括自然、社会和人自身。能反映事物这个特征最基本的重要概念人自身。能反映事物这个特征最基本的重要概念就是系统，所以系统也就成为系统科学研究和应就是系统，所以系统也就成为系统科学研究和应用的主要对象。这与自然科学、社会科学、人文用的主
4、要对象。这与自然科学、社会科学、人文科学等不同，系统科学能把这些科学领域研究的科学等不同，系统科学能把这些科学领域研究的问题联系起来作为系统进行综合性整体研究。问题联系起来作为系统进行综合性整体研究。这这就是为什么系统科学具有交叉性、综合性、整体就是为什么系统科学具有交叉性、综合性、整体性和横断性的原因，也正是这些特点使系统科学性和横断性的原因，也正是这些特点使系统科学处在现代科学技术发展的综合性整体化的方向上。处在现代科学技术发展的综合性整体化的方向上。 系统与系统科学系统与系统科学所所谓谓系系统统是是指指由由一一些些互互相相关关联联、互互相相作作用用、互互相相影影响响的的组组成成部部分分所
5、所构构成成的的具具有有某某些些功功能能的的整整体体，这这是是国国内内外外学学术术界界普普遍遍公公认认的的科科学学概概念念。这这样样定定义义的的系系统统在在自自然然界界、人人类类社社会会包包括括人人自自身身是是普普遍遍存存在在的的。根根据据系系统统结结构构的的复复杂杂性性，可可将将系系统统分分为为简简单单系系统统、简简单单巨巨系系统统、复复杂杂系系统统和和复复杂杂巨巨系系统统以及特殊复杂巨系统以及特殊复杂巨系统社会系统。社会系统。系统与系统科学系统与系统科学系统的一个重要特点，就是系统在整体系统的一个重要特点，就是系统在整体上具有其组成部分所没有的性质，这就是上具有其组成部分所没有的性质，这就是
6、系统的整体性。系统的整体性。系统整体性的外在表现就系统整体性的外在表现就是系统功能。系统的这个性质意味着，对是系统功能。系统的这个性质意味着，对系统组成部分都认识了，并不等于认识了系统组成部分都认识了，并不等于认识了系统整体，系统整体性不是它组成部分性系统整体，系统整体性不是它组成部分性质的简单质的简单“拼盘拼盘”。系统与系统科学系统与系统科学系统科学研究表明，系统科学研究表明，系统内部结构和系系统内部结构和系统外部环境以及它们之间的关联关系，决统外部环境以及它们之间的关联关系，决定了系统整体性和功能定了系统整体性和功能。从理论上来看，。从理论上来看，研究系统结构与环境如何决定系统整体性研究系
7、统结构与环境如何决定系统整体性和功能，揭示系统存在、演化、协同、控和功能，揭示系统存在、演化、协同、控制，管理与发展的一般规律，就成为系统制，管理与发展的一般规律，就成为系统学，特别是复杂巨系统学的基本任务。国学，特别是复杂巨系统学的基本任务。国外关于复杂性的研究，正如钱学森指出的外关于复杂性的研究，正如钱学森指出的是开放复杂巨系统的动力学问题，实际上是开放复杂巨系统的动力学问题，实际上也是属于这方面的探索。也是属于这方面的探索。系统与系统科学系统与系统科学另另一一方方面面，从从应应用用角角度度来来看看，根根据据上上述述性性质质，为为了了使使系系统统具具有有我我们们期期望望的的功功能能，特特别
8、别是是最最好好的的功功能能，我我们们可可以以通通过过改改变变和和调调整整系系统统结结构构或或系系统统环环境境以以及及它它们们之之间间关关联联关关系系来来实实现现。但但系系统统环环境境并并不不是是我我们们想想改改变变就就能能改改变变的的，只只能能主主动动去去适适应应。而而系系统统结结构构却却是是我我们们能能够够改改变变、调调整整和和设设计计的的。这这样样，我我们们便便可可以以通通过过改改变变、调调整整系系统统组组成成部部分分或或组组成成部部分分之之间间、层层次次结结构构之之间间以以及及与与系系统统环环境境之之间间的的关关联联关关系系，使使它它们们相相互互协协调调与与协协同同，从从而而在在整整体体
9、上上涌涌现现出出我我们们满满意意的的和和最最好好的的功功能能，这这就就是是系系统统控控制制、系系统统干干预预（InterventionIntervention）、系系统统组组织织管管理理的的基基本本内内涵涵，也也是是控控制制工程、系统工程等所要实现的主要目标。工程、系统工程等所要实现的主要目标。系统与系统科学系统与系统科学对对于于系系统统科科学学来来说说，一一个个是是要要认认识识系系统统，另另一一个个是是在在认认识识系系统统基基础础上上，去去改改造造、设设计计和和运运用用系系统统，这这就就要要有有科学方法论的指导和科学方法的运用科学方法论的指导和科学方法的运用。 主要内容主要内容q现代科学技术
10、的发展现代科学技术的发展q系统与系统科学系统与系统科学q综合集成思想与综合集成方法综合集成思想与综合集成方法q综合集成理论与综合集成技术综合集成理论与综合集成技术q综合集成工程综合集成工程综合集成思想与综合集成方法综合集成思想与综合集成方法对对于于简简单单系系统统和和简简单单巨巨系系统统都都已已有有了了相相应应的的方方法法，也也有有了了相相应应的的理理论论与与技技术术并并在在继继续续发发展展之之中中。但但对对复复杂杂系系统统和和复复杂杂巨巨系系统统（包包括括社社会会系系统统）却却不不是是已已有有科科学学方方法法所所能能处处理理的的，需需要要有有新新的的方方法法论论和和方方法法，这是一个科学新领
11、域。这是一个科学新领域。综合集成思想与综合集成方法综合集成思想与综合集成方法从从近近代代科科学学到到现现代代科科学学的的发发展展过过程程中中，自自然然科科学学采采用用了了从从定定性性到到定定量量的的研研究究方方法法，所所以以自自然然科科学学被被称称为为“精精密密科科学学”。而而社社会会科科学学、人人文文科科学学由由于于研研究究对对象象的的复复杂杂性性，通通常常采采用用的的是是从从定定性性到到定定性性的的思思辨辨、描描述述方方法法，所所以以这这些些学学问问被被称称为为“描描述述科科学学”。当当然然，这这种种趋趋势势随随着着科科学学技技术术的的发发展展也也在在变变化化，有有些些学学科科逐逐渐渐向向
12、精精密密化化方方向向发发展展，如经济学、社会学等。如经济学、社会学等。综合集成思想与综合集成方法综合集成思想与综合集成方法从从方方法法论论角角度度来来看看，在在这这个个发发展展过过程程中中，还还原原论论方方法法发发挥挥了了重重要要作作用用，特特别别在在自自然然科科学学领领域域中中取取得得了了很很大大成成功功。还还原原论论方方法法是是把把所所研研究究的的对对象象分分解解成成部部分分，以以为为部部分分研研究究清清楚楚了了，整整体体也也就就清清楚楚了了。如如果果部部分分还还研研究究不不清清楚楚，再再继继续续分分解解下下去去进进行行研研究究，直直到到弄弄清清楚楚为为止止。按按照照这这个个方方法法论论，
13、物物理理学学对对物物质质结结构构的的研研究究已已经经到到了了夸夸克克层层次次，生生物物学学对对生生命命的的研研究究也也到到了了基基因因层层次次。毫毫无无疑疑问问这这是是现现代代科科学学技技术术取取得得的的巨巨大大成成就就。但但现现实实的的情情况况却却使使我我们们看看到到，认认识识了了基基本本粒粒子子还还不不能能解解释释大大物物质质构构造造，知知道道了了基基因因也也回回答答不不了了生生命命是是什什么么。这这些些事事实实使使科科学学家家认认识识到到“还还原原论论不不足足之之处处正正日日益益明明显显”。这这就就是是说说，还还原原论论方方法法由由整整体体往往下下分分解解，研研究究得得越越来来越越细细，
14、这这是是它它的的优优势势方方面面，但但由由下下往往上上回回不不来来，回回答不了高层次和整体问题，又是它的不足一面。答不了高层次和整体问题，又是它的不足一面。综合集成思想与综合集成方法综合集成思想与综合集成方法所所以以仅仅靠靠还还原原论论方方法法还还不不够够，还还要要解解决决由由下下往往上上的的问问题题，也也就就是是复复杂杂性性研研究究中中的的所所谓谓涌涌现现问问题题。著著名名物物理理学学家家李李政政道道对对于于2121世世纪纪物物理理学学的的发发展展曾曾讲讲过过“我我猜猜想想2121世世纪纪的的方方向向要要整整体体统统一一，微微观观的的基基本本粒粒子子要要和和宏宏观观的的真真空空构构造造、大大
15、型型量量子子态态结结合合起起来来，这这些些很很可可能能是是2121世世纪纪的的研研究究目目标标”。这这里里所所说说的的把把宏宏观观和和微微观观结结合合起起来来，就就是是要要研研究究微微观观如如何何决决定定宏宏观观，解解决决由由下下往往上上的的问问题题，打打通通从从微微观观到到宏宏观观的的通通路，把宏观和微观统一起来。路，把宏观和微观统一起来。 同同样样的的道道理理，还还原原论论方方法法也也处处理理不不了了系系统统整整体体性性问问题题，特特别别是是复复杂杂系系统统和和复复杂杂巨巨系系统统（包包括括社社会会系系统统）的的整整体体性性问问题题。从从系系统统角角度度来来看看，把把系系统统分分解解为为部
16、部分分，单单独独研研究究一一个个部部分分，就就把把这这个个部部分分和和其其他他部部分分的的关关联联关关系系切切断断了了。这这样样，就就是是把把每每个个部部分分都都研研究究清清楚楚了了，也也回回答答不不了了系系统统整整体体性问题。性问题。综合集成思想与综合集成方法综合集成思想与综合集成方法意识到这一点更早的科学家是彼塔朗菲意识到这一点更早的科学家是彼塔朗菲，他是一位分，他是一位分子生物学家，当生物学研究已经发展到分子生物学时，用子生物学家，当生物学研究已经发展到分子生物学时，用他的话来说，对生物在分子层次上了解得越多，对生物整他的话来说，对生物在分子层次上了解得越多，对生物整体反而认识得越模糊。
17、在这种情况下，体反而认识得越模糊。在这种情况下，于于2020世纪世纪3030年代他年代他提出了整体论方法，强调还是从生物体系统的整体上来研提出了整体论方法，强调还是从生物体系统的整体上来研究问题。究问题。但限于当时的科学技术水平，支撑整体论方法的但限于当时的科学技术水平，支撑整体论方法的具体方法体系没有发展起来，还是从整体论整体、从定性具体方法体系没有发展起来，还是从整体论整体、从定性到定性，论来论去解决不了问题。正如钱老所指出的到定性，论来论去解决不了问题。正如钱老所指出的“几几十年来一般系统论基本上处于概念的阐发阶段，具体理论十年来一般系统论基本上处于概念的阐发阶段，具体理论和定量结果还很
18、少和定量结果还很少”。但整体论方法的提出，确是对现代。但整体论方法的提出，确是对现代科学技术发展的重大贡献。科学技术发展的重大贡献。综合集成思想与综合集成方法综合集成思想与综合集成方法2020世世纪纪8080年年代代中中期期，国国外外出出现现了了复复杂杂性性研研究究。所所谓谓复复杂杂性性其其实实都都是是系系统统复复杂杂性性，从从这这个个角角度度来来看看，系系统统整整体体性性，特特别别是是复复杂杂系系统统和和复复杂杂巨巨系系统统（包包括括社社会会系系统统）的的整整体体性性问问题题就就是是复复杂杂性性问问题题。所所以以对对复复杂杂性性研研究究，他他们们后后来来也也“采采用用了了一一个个复复杂杂系系
19、统统的的词词，代代表表那那些些对对组组成成部部分分的的理理解解不能解释其全部性质的系统。不能解释其全部性质的系统。” 综合集成思想与综合集成方法综合集成思想与综合集成方法国国外外关关于于复复杂杂性性和和复复杂杂系系统统的的研研究究，在在研研究究方方法法上上确确实实有有许许多多创创新新处处，如如他他们们提提出出的的遗遗传传算算法法、演演化化算算法法、开开发发的的SwarmSwarm软软件件平平台台、以以AgentAgent为为基基础础的的系系统统建建模模、用用数数字字技技术术描描述述的的人人工工生生命命等等等等。在在方方法法论论上上，虽虽然然也也意意识识到到了了还还原原论论方方法法的的局局限限性
20、性，但但并并没没有有提提出出新新的的方方法法论论。方方法法论论和和方方法法是是两两个个不不同同层层次次的的问问题题。方方法法论论是是关关于于研研究究问问题题所所应应遵遵循循的的途途径径和和研研究究路路线线，在在方方法法论论指指导导下下是是具具体体方方法法问问题题，如如果果方方法法论论不不对对，再再好好的的方方法法也也解解决不了根本性问题。决不了根本性问题。综合集成思想与综合集成方法综合集成思想与综合集成方法2020世世纪纪7070年年代代末末，钱钱学学森森明明确确指指出出 “我我们们所所提提倡倡的的系系统统论论，既既不不是是整整体体论论，也也非非还还原原论论，而而是是整整体体论论与与还还原原论
21、论的的辩辩证证统统一一”。钱钱老老的的这这个个系系统统论论思思想想后后来来发发展展成成为为他他的的综综合合集集成成思思想想。根根据据这这个个思思想想，钱钱老老又又提提出出将将还还原原论论方方法法与与整整体体论论方方法法辩辩证证统统一一起起来来，形形成成了了系系统统论论方方法法。在在应应用用系系统统论论方方法法时时，也也要要从从系系统统整整体体出出发发将将系系统统进进行行分分解解，在在分分解解后后研研究究的的基基础础上上，再再综综合合集集成成到到系系统统整整体体，实实现现1+11+12 2的的整整体体涌涌现现，最最终终是是从从整整体体上上研研究究和和解解决决问问题题。由由此此可可见见，系系统统论
22、论方方法法吸吸收收了了还还原原论论方方法法和和整整体体论论方方法法各各自自的的长长处处，同同时时也也弥弥补补了了各各自自的的局局限限性性，既既超超越越了了还还原原论论方方法法，又又发发展展了了整整体体论论方方法法。这这是是钱钱学学森森在在科科学学方方法法论论上上具具有有里里程程碑碑意意义义的的贡贡献献，它它不不仅仅大大大大促促进进了了系系统统科科学学的的发发展展，同同时时也也必必将将对对自自然然科科学学、社社会会科科学学等等其其它它科科学学技技术术部部门门产产生深刻的影响。生深刻的影响。综合集成思想与综合集成方法综合集成思想与综合集成方法2020世世纪纪8080年年代代末末到到9090年年代代
23、初初，钱钱学学森森又又先先后后提提出出“从从定定性性到到定定量量综综合合集集成成方方法法”以以及及它它的的实实践践形形式式“从从定定性性到到定定量量综综合合集集成成研研讨讨厅厅体体系系”（以以下下将将两两者者合合称称为为综综合合集集成成方方法法），并并将将运运用用这这套套方方法法的的集集体体称称为为总总体体部部。这这就就将将系系统统论论方方法法具具体体化化了了，形形成成了了一一套套可可以以操操作作的的行行之之有有效效的的方方法法体体系系和和实实践践方方式式。从从方方法法和和技技术术层层次次上上看看，它它是是人人机机结结合合、人人网网结结合合以以人人为为主主的的信信息息、知知识识和和智智慧慧的的
24、综综合合集集成成技技术术。从从应应用用和和运运用用层层次次上上看看，是以总体部为实体进行的综合集成工程。是以总体部为实体进行的综合集成工程。综合集成思想与综合集成方法综合集成思想与综合集成方法综综合合集集成成方方法法的的实实质质是是把把专专家家体体系系、信信息息与与知知识识体体系系以以及及计计算算机机体体系系有有机机结结合合起起来来，构构成成一一个个高高度度智智能能化化的的人人机机结结合合与与融融合合体体系系，这这个个体体系系具具有有综综合合优优势势、整整体体优优势势和和智智能能优优势势。它它能能把把人人的的思思维维、思思维维的的成成果果、人人的的经经验验、知知识识、智智慧慧以以及及各各种种情
25、情报报、资资料料和和信信息息统统统统集集成成起起来来，从从多多方方面的定性认识上升到定量认识。面的定性认识上升到定量认识。综合集成思想与综合集成方法综合集成思想与综合集成方法钱钱老老提提出出的的人人机机结结合合思思维维体体系系是是综综合合集集成成方方法法的的理理论论基基础础。从从思思维维科科学学角角度度来来看看，人人脑脑和和计计算算机机都都能能有有效效处处理理信信息息，但但两两者者有有极极大大差差别别。关关于于人人脑脑思思维维，钱钱老老指指出出“逻逻辑辑思思维维，微微观观法法；形形象象思思维维，宏宏观观法法；创创造造思思维维，宏宏观观与与微微观观相相结结合合。创创造造思思维维才才是是智智慧慧的
26、的源源泉泉，逻逻辑辑思思维维和和形形象象思思维维都都是是手手段段”。今今天天的的计计算算机机在在逻逻辑辑思思维维方方面面确确实实能能做做很很多多事事情情，甚甚至至比比人人脑脑做做得得还还好好还还快快，善善于于信信息息的的精精确确处处理理，已已有有许许多多科科学学成成就就证证明明了了这这一一点点，如如著著名名数数学学家家吴吴文文俊俊的的定定理理机机器器证证明明。但但在在形形象象思思维维方方面面，现现在在的的计计算算机机还还不不能能给给我我们们以以任任何何帮帮助助。至至于于创创造造思思维维就就只只能能依依靠靠人人脑脑了了。然然而而计计算算机机在在逻逻辑辑思思维维方方面面毕毕竟竟有有其其优优势势。如
27、如果果把把人人脑脑和和计计算算机机结结合合起起来来以以人人为为主主的的思思维维方方式式，那那就就更更有有优优势势，思思维维能能力力更更强强，人人将将变变得得更更加加聪聪明明，它它的的智智慧慧和和创创造造能能力比人要高，比机器就更高，这也是力比人要高，比机器就更高，这也是1+11+12 2的道理。的道理。综合集成思想与综合集成方法综合集成思想与综合集成方法信信息息、知知识识和和智智慧慧是是三三个个不不同同层层次次的的问问题题。有有了了信信息息未未必必有有知知识识，有有了了信信息息和和知知识识也也未未必必就就有有智智慧慧。信信息息的的综综合合集集成成可可以以获获得得知知识识，信信息息和和知知识识的
28、的综综合合集集成成可可以以获获得得智智慧慧。人人类类有有史史以以来来是是通通过过人人脑脑获获得得知知识识和和智智慧慧的的。现现在在由由于于以以计计算算机机为为主主的的现现代代信信息息技技术术的的发发展展，我我们们可可以以通通过过人人机机结结合合以以人人为为主主的的方方法法来来获获得得信信息息、知知识识和和智智慧慧，在在人人类类发发展展史史上上，这这是是具具有有重重大大意意义义的的进进步步。综综合合集集成成方方法法就就是是这这种种人人机机结结合合获获得得信信息息、知知识识和和智智慧慧的的方方法法，它它是是人人机机结结合合的的信信息息处处理理系系统统、人人机机结结合合的的知知识识创创新新系系统统、
29、人人机机结结合合的的智智慧慧集集成成系系统统。按按照照我我国国传传统统文文化化有有“集集大大成成”的的说说法法，即即把把一一个个非非常常复复杂杂的的事事物物的的各各个个方方面面综综合合集集成成起起来来，达达到到对对整整体体的的认认识识，集集大大成成得得智智慧慧，所所以以又又把把这这套套方方法法称称为为“大大成成智智慧慧工工程程”。将将大大成成智智慧慧工工程程进进一一步步发发展，在理论上提炼成一门学问，就是大成智慧学。展，在理论上提炼成一门学问，就是大成智慧学。综合集成思想与综合集成方法综合集成思想与综合集成方法从从实实践践论论和和认认识识论论角角度度来来看看，与与所所有有科科学学研研究究一一样
30、样，无无论论是是复复杂杂巨巨系系统统（包包括括社社会会系系统统）的的理理论论研研究究还还是是应应用用研研究究，通通常常是是在在已已有有的的科科学学理理论论、经经验验知知识识基基础础上上与与专专家家判判断断力力（专专家家的的知知识识、智智慧慧和和创创造造力力）相相结结合合，对对所所研研究究的的问问题题提提出出和和形形成成经经验验性性假假设设，如如猜猜想想、判判断断、思思路路、对对策策、方方案案等等等等。这这种种经经验验性性假假设设一一般般是是定定性性的的，它它所所以以是是经经验验性性假假设设，是是因因为为其其正正确确与与否否，能能否否成成立立还还没没有有用用严严谨谨的的科科学学方方式式加加以以证
31、证明明。在在自自然然科科学学和和数数学学科科学学中中，这这类类经经验验性性假假设设是是用用严严密密逻逻辑辑推推理理和和各各种种实实验验手手段段来来证证明明的的，这这一一过过程程体体现现了了从从定定性性到到定定量量的的研研究究特特点点。但但对对复复杂杂巨巨系系统统（包包括括社社会会系系统统）由由于于其其跨跨学学科科、跨跨领领域域、跨跨层层次次的的特特点点，对对所所研研究究的的问问题题能能提提出出经经验验性性假假设设，通通常常不不是是一一个个专专家家，甚甚至至也也不不是是一一个个领领域域的的专专家家们们所所能能提提出出来来的的，而而是是由由不不同同领领域域、不不同同学学科科的的专专家家构构成成的的
32、专专家家体体系系，依依靠靠专专家家群群体体的的知知识识和和智智慧慧，对对所所研研究究的复杂巨系统（包括社会系统）问题提出经验性假设的复杂巨系统（包括社会系统）问题提出经验性假设。综合集成思想与综合集成方法综合集成思想与综合集成方法但要证明其正确与否，仅靠自然科学和数学中所用的各种方法就但要证明其正确与否，仅靠自然科学和数学中所用的各种方法就显得力所不及了。如社会系统、地理系统中的问题，既不是单纯的逻显得力所不及了。如社会系统、地理系统中的问题，既不是单纯的逻辑推理，也不能进行实验。但我们对经验性假设又不能只停留在思辨辑推理，也不能进行实验。但我们对经验性假设又不能只停留在思辨和从定性到定性的描
33、述上，这是社会科学、人文科学中常用的方法。和从定性到定性的描述上，这是社会科学、人文科学中常用的方法。系统科学是要走系统科学是要走“精密科学精密科学”之路的，那么出路在哪里？这个出路就之路的，那么出路在哪里？这个出路就是人是人机结合以人为主的思维方式和研究方式。采用机结合以人为主的思维方式和研究方式。采用“机帮人、人帮机帮人、人帮机机”的合作方式，机器能做的尽量由机器去完成，极大扩展人脑逻辑的合作方式，机器能做的尽量由机器去完成，极大扩展人脑逻辑思维处理信息的能力。通过人思维处理信息的能力。通过人机结合以人为主，实现信息、知识和机结合以人为主，实现信息、知识和智慧的综合集成。这里包括了不同学科
34、、不同领域的科学理论和经验智慧的综合集成。这里包括了不同学科、不同领域的科学理论和经验知识、定性和定量知识、理性和感性知识，通过人知识、定性和定量知识、理性和感性知识，通过人机交互、反复比机交互、反复比较、逐次逼近，实现从定性到定量的认识，从而对经验性假设正确与较、逐次逼近，实现从定性到定量的认识，从而对经验性假设正确与否做出明确结论。无论是肯定还是否定了经验性假设，都是认识上的否做出明确结论。无论是肯定还是否定了经验性假设，都是认识上的进步，然后再提出新的经验性假设，继续进行定量研究，这是一个循进步，然后再提出新的经验性假设，继续进行定量研究，这是一个循环往复、不断深化的研究过程。环往复、不
35、断深化的研究过程。综合集成思想与综合集成方法综合集成思想与综合集成方法综合集成方法的运用是专家体系的合作以及专综合集成方法的运用是专家体系的合作以及专家体系与机器体系合作的研究方式与工作方式。家体系与机器体系合作的研究方式与工作方式。具体地说，是通过从定性综合集成到定性、定量具体地说，是通过从定性综合集成到定性、定量相结合综合集成再到从定性到定量综合集成这样相结合综合集成再到从定性到定量综合集成这样三个步骤来实现的。这个过程不是截然分开，而三个步骤来实现的。这个过程不是截然分开，而是循环往复、逐次逼近的。复杂系统与复杂巨系是循环往复、逐次逼近的。复杂系统与复杂巨系统（包括社会系统）问题，通常是
36、非结构化问题。统（包括社会系统）问题，通常是非结构化问题。通过上述综合集成过程可以看出，在逐次逼近过通过上述综合集成过程可以看出，在逐次逼近过程中，综合集成方法实际上是用结构化序列去逼程中，综合集成方法实际上是用结构化序列去逼近非结构化问题。图一是综合集成方法用于决策近非结构化问题。图一是综合集成方法用于决策问题研究的示意图。问题研究的示意图。综合集成思想与综合集成方法综合集成思想与综合集成方法这套方法是目前处理开放的复杂巨系统这套方法是目前处理开放的复杂巨系统（包括社会系统）的有效方法，已有成功（包括社会系统）的有效方法，已有成功的案例证明了它的有效性。的案例证明了它的有效性。综合集成方法综
37、合集成方法的理论基础是思维科学，方法基础是系统的理论基础是思维科学，方法基础是系统科学与数学科学，技术基础是以计算机为科学与数学科学，技术基础是以计算机为主的现代信息技术和网络技术，哲学基础主的现代信息技术和网络技术，哲学基础是辩证唯物主义的实践论和认识论。是辩证唯物主义的实践论和认识论。 主要内容主要内容q现代科学技术的发展现代科学技术的发展q系统与系统科学系统与系统科学q综合集成思想与综合集成方法综合集成思想与综合集成方法q综合集成理论与综合集成技术综合集成理论与综合集成技术q综合集成工程综合集成工程综合集成理论与综合集成技术综合集成理论与综合集成技术科学是认识世界的学问，技术是改造世科学
38、是认识世界的学问，技术是改造世界的学问，工程是改造世界的实践。界的学问，工程是改造世界的实践。从这从这样三个样三个层次来看，现代科学技术已有了巨层次来看，现代科学技术已有了巨大发展，人类对客观世界的认识越来越深大发展，人类对客观世界的认识越来越深刻，改造客观世刻，改造客观世界的能力也越来越强。今界的能力也越来越强。今天，科学技术对客观世界的研究与探索，天，科学技术对客观世界的研究与探索，已从渺观、微观、宏观、宇观直到胀观五已从渺观、微观、宏观、宇观直到胀观五个层次的时空范围，可用下图来表示：个层次的时空范围，可用下图来表示： 综合集成理论与综合集成技术综合集成理论与综合集成技术其中宏观层次就是
39、我们所在的地球，在地球上其中宏观层次就是我们所在的地球，在地球上出现了生命、生物，产生了人类和人类社会。相出现了生命、生物，产生了人类和人类社会。相应于这些不同部分和不同层次的研究，也就形成应于这些不同部分和不同层次的研究，也就形成了今天众多的科学领域和学科。了今天众多的科学领域和学科。 钱学森从系统科学思想出发，从整体上建立了钱学森从系统科学思想出发，从整体上建立了现代科学技术体系结构，在这个体系中，不同领现代科学技术体系结构，在这个体系中，不同领域、不同学科、不同层次的知识，相互关联、相域、不同学科、不同层次的知识，相互关联、相互影响共居一体，而且这个体系是开放的，随着互影响共居一体，而且
40、这个体系是开放的，随着科学技术的发展，这个体系也要发展。科学技术的发展，这个体系也要发展。综合集成理论与综合集成技术综合集成理论与综合集成技术客观世界是相互联系、相互影响、相互客观世界是相互联系、相互影响、相互作用的整体，因而反映客观世界不同部分作用的整体，因而反映客观世界不同部分不同层次规律的不同科学技术部门之间，不同层次规律的不同科学技术部门之间，如自然科学、社会科学和人文科学之间，如自然科学、社会科学和人文科学之间，也是相互联系、相互影响、相互作用的，也是相互联系、相互影响、相互作用的，我们不应把这些学问的内在联系人为地加我们不应把这些学问的内在联系人为地加以割裂，而应把它们有机联系起来
41、去研究以割裂，而应把它们有机联系起来去研究和解决问题。和解决问题。综合集成理论与综合集成技术综合集成理论与综合集成技术正如前面所说，现代科学技术的发展呈现出既正如前面所说，现代科学技术的发展呈现出既高度分化，又高度综合的两种明显趋势。在这后高度分化，又高度综合的两种明显趋势。在这后一发展趋势中，不仅有同一领域内不同学科的交一发展趋势中，不仅有同一领域内不同学科的交叉、结合，特别是不同领域之间，如自然科学、叉、结合，特别是不同领域之间，如自然科学、社会科学、人文科学之间的相互结合以至融合，社会科学、人文科学之间的相互结合以至融合，这已成为现代科学技术发展的重要特点。在这一这已成为现代科学技术发展
42、的重要特点。在这一趋势中，先后涌现出系统科学、管理科学、软科趋势中，先后涌现出系统科学、管理科学、软科学、非线性科学、复杂性科学等。在这个方向上学、非线性科学、复杂性科学等。在这个方向上的理论和应用研究，都应引起我们高度重视，这的理论和应用研究，都应引起我们高度重视，这里有很大的创新空间。特别是这方面人才的培养，里有很大的创新空间。特别是这方面人才的培养，显得更加迫切。这类人才是具有跨学科、跨领域显得更加迫切。这类人才是具有跨学科、跨领域研究能力和创新能力的复合型人才。研究能力和创新能力的复合型人才。综合集成理论与综合集成技术综合集成理论与综合集成技术对于这后一发展趋势，我们始终面临着如何把不
43、同领对于这后一发展趋势，我们始终面临着如何把不同领域、不同学科以及不同层次的知识综合集成起来的问题，域、不同学科以及不同层次的知识综合集成起来的问题，这样形成的知识，无论是科学理论还是应用技术，都将使这样形成的知识，无论是科学理论还是应用技术，都将使我们对客观事物的认识更加深刻，改造客观世界的能力也我们对客观事物的认识更加深刻，改造客观世界的能力也就更强。就更强。复杂性研究和复杂科学的积极倡导者复杂性研究和复杂科学的积极倡导者Gell-mannGell-mann，在他所著的在他所著的夸克与美洲豹夸克与美洲豹一书中，曾写道一书中，曾写道“研究已研究已表明，物理学、生物学、行为科学，甚至艺术与人类
44、学，表明，物理学、生物学、行为科学，甚至艺术与人类学，都可以用一种新的途径把它们联系到一起，有些事实和想都可以用一种新的途径把它们联系到一起，有些事实和想法初看起来彼此风牛马不相及，但新的方法却很容易使它法初看起来彼此风牛马不相及，但新的方法却很容易使它们发生关联们发生关联”。Gell-mannGell-mann虽然没有说明这里所说的新途虽然没有说明这里所说的新途径、新方法是什么，但从他们后来关于复杂系统、复杂适径、新方法是什么，但从他们后来关于复杂系统、复杂适应系统的研究来看，这个新途径和新方法就是系统途径和应系统的研究来看，这个新途径和新方法就是系统途径和系统方法。系统方法。综合集成理论与
45、综合集成技术综合集成理论与综合集成技术一般来说，复杂系统、复杂巨系统不仅有自然属性，还有社会属一般来说，复杂系统、复杂巨系统不仅有自然属性，还有社会属性和人文属性，这些属性寓于在同一个系统之中。研究这个系统不仅性和人文属性，这些属性寓于在同一个系统之中。研究这个系统不仅需要自然科学，也需要社会科学、人文科学，系统本身就把这些学问需要自然科学，也需要社会科学、人文科学，系统本身就把这些学问联系起来了。这就需要把这些学问综合集成起来，才有可能全面、深联系起来了。这就需要把这些学问综合集成起来，才有可能全面、深刻地去认识系统。刻地去认识系统。以管理科学为例，大家都认为管理科学是自然科学、以管理科学为
46、例，大家都认为管理科学是自然科学、社会科学、人文科学相互交叉、结合以至融合的研究领域。实际上，社会科学、人文科学相互交叉、结合以至融合的研究领域。实际上，管理科学所面临的研究和应用对象都是系统，这些系统通常都是复杂管理科学所面临的研究和应用对象都是系统，这些系统通常都是复杂巨系统，特别是社会系统中的问题。既有自然属性，又有社会属性和巨系统，特别是社会系统中的问题。既有自然属性，又有社会属性和人文属性。在这种情况下，我们需要的是把自然科学、社会科学与人人文属性。在这种情况下，我们需要的是把自然科学、社会科学与人文科学综合集成起来研究系统的管理问题，而不是把它们分割开来仅文科学综合集成起来研究系统
47、的管理问题，而不是把它们分割开来仅从自然科学角度或仅从社会科学、人文科学角度去研究，然后再拼起从自然科学角度或仅从社会科学、人文科学角度去研究，然后再拼起来。这是两种不同的研究路线，也是两种不同的研究方法。前者需要来。这是两种不同的研究路线，也是两种不同的研究方法。前者需要综合集成方法，后者还是还原论方法，方法不同效果也就不会一样，综合集成方法，后者还是还原论方法，方法不同效果也就不会一样，在实践中已有大量事实说明了这一点。在实践中已有大量事实说明了这一点。综合集成理论与综合集成技术综合集成理论与综合集成技术在现代科学技术向综合性整体化方向发在现代科学技术向综合性整体化方向发展过程中，综合集成
48、方法可以发挥重要的展过程中，综合集成方法可以发挥重要的基础作用。基础作用。从方法论与方法的特点上来看，从方法论与方法的特点上来看，综合集成方法本质上就是用来处理跨学科、综合集成方法本质上就是用来处理跨学科、跨领域和跨层次问题研究的方法论和方法。跨领域和跨层次问题研究的方法论和方法。运用综合集成方法所形成的理论就是综合运用综合集成方法所形成的理论就是综合集成的系统理论，集成的系统理论，钱学森提出的系统学，钱学森提出的系统学，特别是复杂巨系统学，就是要建立这套理特别是复杂巨系统学，就是要建立这套理论。国外关于复杂性的研究，实际上也是论。国外关于复杂性的研究，实际上也是属于系统理论范畴。属于系统理论
49、范畴。综合集成理论与综合集成技术综合集成理论与综合集成技术综综合合性性整整体体化化的的方方向向，不不仅仅有有科科学学层层次次上上的的理理论论问问题题，也也有有技技术术层层次次上上的的应应用用问问题题。在在这这方方面面，比比较较典典型型的的是是系系统统工工程程技技术术的的出出现现与与发发展展。系系统统工工程程是是组组织织管管理理系系统统的的技技术术. .它它根根据据系系统统总总体体目目标标的的要要求求，从从系系统统整整体体出出发发，运运用用综综合合集集成成方方法法把把与与系系统统有有关关的的学学科科理理论论方方法法与与技技术术综综合合集集成成起起来来，对对系系统统结结构构、环环境境与与功功能能进
50、进行行总总体体分分析析、总总体体论论证证、总总体体设设计计和和总总体体协协调调，其其中中包包括括系系统统建建模模、仿仿真真、分分析析、优优化化、设设计计与与评评估估，以以求求得得可可行行的的、满满意意的的或或最好的系统方案并付诸实施。最好的系统方案并付诸实施。综合集成理论与综合集成技术综合集成理论与综合集成技术由于实际系统不同，将系统工程用到哪由于实际系统不同，将系统工程用到哪类系统上，还要用到与这个系统有关的科类系统上，还要用到与这个系统有关的科学理论方法与技术。例如，用到社会系统学理论方法与技术。例如，用到社会系统上，就需要社会科学与人文科学方面的知上，就需要社会科学与人文科学方面的知识。
51、识。从这些特点来看，系统工程不同于其从这些特点来看，系统工程不同于其它技术，它是一类综合性的整体技术、一它技术，它是一类综合性的整体技术、一种综合集成的系统技术、一门整体优化的种综合集成的系统技术、一门整体优化的定量技术。它体现了从整体上研究和解决定量技术。它体现了从整体上研究和解决问题的技术方法问题的技术方法。综合集成理论与综合集成技术综合集成理论与综合集成技术系统工程的应用首先从工程系统开始的，系统工程的应用首先从工程系统开始的，用来组织管理工程系统的研究、规划、设用来组织管理工程系统的研究、规划、设计、制造、试验和使用。实践已证明了它计、制造、试验和使用。实践已证明了它的有效性，如航天系
52、统工程。直接为这类的有效性，如航天系统工程。直接为这类工程系统工程提供理论方法的有运筹学、工程系统工程提供理论方法的有运筹学、控制论、信息论等，当然还要用到自然科控制论、信息论等，当然还要用到自然科学技术有关的理论方法与技术。所以，对学技术有关的理论方法与技术。所以，对工程系统工程来说，综合集成也是其基本工程系统工程来说，综合集成也是其基本特点。特点。综合集成理论与综合集成技术综合集成理论与综合集成技术当我们把系统工程用来组织管理复杂系当我们把系统工程用来组织管理复杂系统和复杂巨系统（包括社会系统）时，处统和复杂巨系统（包括社会系统）时，处理工程系统的方法已不够用了，它难以用理工程系统的方法已
53、不够用了，它难以用来处理复杂巨系统的组织管理问题。在这来处理复杂巨系统的组织管理问题。在这种情况下，系统工程也要发展。由于有了种情况下，系统工程也要发展。由于有了综合集成方法，系统工程便可以用来组织综合集成方法，系统工程便可以用来组织管理复杂巨系统和社会系统了，这样，系管理复杂巨系统和社会系统了，这样，系统工程也就发展了，现已发展到复杂巨系统工程也就发展了，现已发展到复杂巨系统工程和社会系统工程阶段。统工程和社会系统工程阶段。综合集成理论与综合集成技术综合集成理论与综合集成技术从综合集成的系统理论到综合集成的系从综合集成的系统理论到综合集成的系统技术，中间也应有个过渡桥梁，它属于统技术，中间也
54、应有个过渡桥梁，它属于技术科学层次。有些学者曾提出把这门学技术科学层次。有些学者曾提出把这门学问称作问称作“集成学集成学”。考虑到综合集成的内。考虑到综合集成的内涵和外延比通常所说的集成要广泛而深刻，涵和外延比通常所说的集成要广泛而深刻，因而称作因而称作“综合集成学综合集成学”可能更贴切一些。可能更贴切一些。从这个角度来看，工程控制论就是针对工从这个角度来看，工程控制论就是针对工程系统控制的综合集成理论。程系统控制的综合集成理论。主要内容主要内容q现代科学技术的发展现代科学技术的发展q系统与系统科学系统与系统科学q综合集成思想与综合集成方法综合集成思想与综合集成方法q综合集成理论与综合集成技术
55、综合集成理论与综合集成技术q综合集成工程综合集成工程综合集成工程综合集成工程把综合集成理论与技术用于改造客观世界的实把综合集成理论与技术用于改造客观世界的实践中，就是综合集成工程践中，就是综合集成工程。对对任任何何一一项项具具体体实实践践或或工工程程，都都是是一一个个具具体体的的实实际际系系统统，是是有有人人参参与与的的实实际际系系统统。因因此此，社社会会实实践践是是系系统统的的实实践践，也也是是系系统统的的工工程程。这这样样一一来来，有有关关实实践践的的决决策策与与组组织织管管理理等等问问题题，也也就就成成为为系系统统的的决决策策与与组组织织管管理理问问题题，在在这这种种情情况况下下，系系统
56、统的的理理论论方方法法和和技技术术应应用用到到社社会会实实践践或或工工程程中中去去，不不仅仅是是自自然然的的，也也是是必必然然的的。由由此此看看出出系系统统科科学学对实践的重要意义。对实践的重要意义。综合集成工程综合集成工程人们在遇到涉及的因素多而又难于处理的实践人们在遇到涉及的因素多而又难于处理的实践问题时，往往脱口而出的一句话就是：这是系统问题时，往往脱口而出的一句话就是：这是系统工程问题。这句话是正确的。其实这句话包含两工程问题。这句话是正确的。其实这句话包含两层含义：一个含义是，在实践层次上，这是系统层含义：一个含义是，在实践层次上，这是系统的工程或系统的实践，另一个含义是，在技术层的
57、工程或系统的实践，另一个含义是，在技术层次上，既然是系统的工程就应该用系统工程技术次上，既然是系统的工程就应该用系统工程技术去处理。可惜的是，人们往往只注意到了前者，去处理。可惜的是，人们往往只注意到了前者，却忘记了要用系统工程去解决问题。却忘记了要用系统工程去解决问题。综合集成工程综合集成工程要把系统工程技术应用到实践中，就必须有个要把系统工程技术应用到实践中，就必须有个运用它的实体部门。运用它的实体部门。以航天为例，航天系统中每以航天为例，航天系统中每种型号都是一个工程系统，对每种型号都有一个种型号都是一个工程系统，对每种型号都有一个总体部，总体部就是运用系统工程技术的实体部总体部，总体部
58、就是运用系统工程技术的实体部门。总体部由熟悉这个工程系统的各方面专业人门。总体部由熟悉这个工程系统的各方面专业人员组织，并由知识面比较宽广的专家（称为总设员组织，并由知识面比较宽广的专家（称为总设计师）负责领导。根据系统总体目标要求，总体计师）负责领导。根据系统总体目标要求，总体部设计的是系统总体方案，是实现整个系统的技部设计的是系统总体方案，是实现整个系统的技术途径。术途径。综合集成工程综合集成工程总体部把系统作为它所从属的更大系统的组成部分进总体部把系统作为它所从属的更大系统的组成部分进行研制，对它所有技术要求都首先从实现这个更大系统的行研制，对它所有技术要求都首先从实现这个更大系统的技术
59、协调来考虑；总体部又把系统作为若干分系统有机结技术协调来考虑；总体部又把系统作为若干分系统有机结合的整体来设计，对每个分系统的技术要求都首先从实现合的整体来设计，对每个分系统的技术要求都首先从实现整个系统技术协调的角度来考虑，总体部对研制中分系统整个系统技术协调的角度来考虑，总体部对研制中分系统之间的矛盾，分系统与系统之间的矛盾，都首先从总体目之间的矛盾，分系统与系统之间的矛盾，都首先从总体目标的需要来考虑。运用系统方法并综合运用有关学科的理标的需要来考虑。运用系统方法并综合运用有关学科的理论与方法，对型号系统结构、环境与功能进行总体分析、论与方法，对型号系统结构、环境与功能进行总体分析、总体
60、设计、总体协调，包括使用计算机和数学为工具的系总体设计、总体协调，包括使用计算机和数学为工具的系统建模、仿真、分析、优化、试验与评估，以求得满意的统建模、仿真、分析、优化、试验与评估，以求得满意的和最好的系统方案，并把这样的总体方案提供给决策部门和最好的系统方案，并把这样的总体方案提供给决策部门作为决策的科学依据。一旦为决策者所采纳，再由有关部作为决策的科学依据。一旦为决策者所采纳，再由有关部门付诸实施。航天型号总体部在实践中已被证明是非常有门付诸实施。航天型号总体部在实践中已被证明是非常有效的，在我国航天事业发展中，发挥了重要作用。效的，在我国航天事业发展中，发挥了重要作用。综合集成工程综合
61、集成工程这个总体部所处理的对象还是个工程系统。但这个总体部所处理的对象还是个工程系统。但在实践中，研制这些工程系统所要投入的人、财、在实践中，研制这些工程系统所要投入的人、财、物、信息等也构成一个系统，即研制系统。对这物、信息等也构成一个系统，即研制系统。对这个系统的要求是以较低的成本、在较短的时间内个系统的要求是以较低的成本、在较短的时间内研制出可靠的、高质量的型号系统，对这个研制研制出可靠的、高质量的型号系统，对这个研制系统不仅有如何合理和优化配置资源问题，还涉系统不仅有如何合理和优化配置资源问题，还涉及到体制机制、发展战略、规划计划、政策措施及到体制机制、发展战略、规划计划、政策措施以及
62、决策与管理等问题，如下图所示。以及决策与管理等问题，如下图所示。 综合集成工程综合集成工程显然，这个系统要比工程系统复杂得多，属于显然，这个系统要比工程系统复杂得多，属于社会系统范畴。如果说工程系统主要需要自然科社会系统范畴。如果说工程系统主要需要自然科学技术的话，那么这个研制系统除了自然科学技学技术的话，那么这个研制系统除了自然科学技术外，还需要社会科学与人文科学。如何组织管术外，还需要社会科学与人文科学。如何组织管理好这个系统，也需要系统工程，但工程系统工理好这个系统，也需要系统工程，但工程系统工程是处理不了这类系统的组织管理问题，而需要程是处理不了这类系统的组织管理问题，而需要的是社会系
63、统工程。的是社会系统工程。应用社会系统工程也需要有个实体部门，这个应用社会系统工程也需要有个实体部门，这个部门就是钱老提出的运用综合集成方法的总体部，部门就是钱老提出的运用综合集成方法的总体部，这个总体部与航天型号的总体部比较起来已有很这个总体部与航天型号的总体部比较起来已有很大的不同，有了实质性的发展，但从整体上研究大的不同，有了实质性的发展，但从整体上研究与解决问题的思想还是一致的。与解决问题的思想还是一致的。 综合集成工程综合集成工程综合以上所述，可以看出综合集成思想是钱学森系统综合以上所述，可以看出综合集成思想是钱学森系统科学思想的重要发展。综合集成思想在方法论层次上的体科学思想的重要
64、发展。综合集成思想在方法论层次上的体现就是综合集成方法。运用综合集成方法所形成的系统理现就是综合集成方法。运用综合集成方法所形成的系统理论与系统技术，是综合集成思想在科学、技术层次上的体论与系统技术，是综合集成思想在科学、技术层次上的体现。综合集成工程则是综合集成思想在实践层次上的体现，现。综合集成工程则是综合集成思想在实践层次上的体现，而综合集成思想在哲学层次上的体现就是大成智慧。这样，而综合集成思想在哲学层次上的体现就是大成智慧。这样，从综合集成思想、综合集成方法、综合集成理论、综合集从综合集成思想、综合集成方法、综合集成理论、综合集成技术到综合集成工程，就构成了钱学森综合集成体系成技术到综合集成工程，就构成了钱学森综合集成体系，这个体系必将对现代科学技术发展产生重大影响，特别是这个体系必将对现代科学技术发展产生重大影响，特别是对科学技术向综合性整体化方向发展中，将发挥重要作用，对科学技术向综合性整体化方向发展中，将发挥重要作用，这是钱学森对现代科学技术发展的重大贡献，是中国乃至这是钱学森对现代科学技术发展的重大贡献，是中国乃至整个人类的宝贵知识财富和思想财富。整个人类的宝贵知识财富和思想财富。 谢谢！谢谢！
