豆花粉图片大全:钱学森的系统科学思想及其实践意义

钱学森的系统科学思想及其实践意义
 
时间:2010年12月01日 09时00分   来源:《求是》   作者:涂元季  
 
　　党的十六届三中全会提出科学发展观以后，全党上下都在学习贯彻执行。这里，我向大家介绍一位老科学家是怎样从科学的角度理解科学发展观的，他从系统科学的角度对贯彻执行科学发展观又提出了什么建议。　　我作为钱老的秘书和学术助手，在他身边工作多年，对他的系统科学思想有所理解。钱老早年在美国从事导弹控制研究的过程中，认识到自动控制技术的重要性，在维纳《控制论》的基础上，于1954年写出了享誉国际学术界的《工程控制论》，讲的主要就是对系统的调节与控制。这可以说是钱老系统思想的萌芽。1955年回国后，在主导“两弹一星”的成功实践中，钱老运用、发展了这一思想和方法，提出了系统工程的管理理论，继而又把它推广到社会、经济等各个管理领域，开创了系统科学这一大的学科门类，产生了深远的影响。　　系统科学研究的是一个系统的内部结构，各分系统之间相互联系和协调互动的发展关系，以及系统和其外部环境之间的相互影响，强调的是系统各部分之间的有机联系和协调发展。以钱学森为代表的中国学派的系统科学思想总的学术观点是辩证唯物主义的，与科学发展观所蕴含的社会和谐及统筹兼顾的思想观点是完全一致的。外国人也搞系统科学研究，也有一些学派，其中不乏有成就者。钱老说，他们的有用成果我们要吸取，但他们在思想方法上的某些机械唯物论我们要避免。　　钱老说，以胡锦涛同志为总书记的党中央提出的科学发展观是一个重大战略思想。这个战略思想在“发展”前面加上“科学”两个字，这就使它不仅具有重大的现实意义，而且具有深远的历史意义。他认为，就是到了社会主义的中级阶段和高级阶段，我们的发展还是要讲科学，还是要坚持科学发展观。只不过随着科学技术的发展，科学的内涵在发展变化而已。所以，“科学发展”这4个字的包容性是很强的，犹如一条“发展定律”，应该是永远成立的。作为科学家，他认为，凡是称得上“科学”的，就是永恒的。钱老说，全社会哪一个方面、哪一项事业、哪一个地区的发展不要讲究科学呀?要真正做到科学发展、统筹兼顾，就不能只讲部门利益、地区利益，就一定要从总体上思考和解决问题。要讲总体优化，而不是部门优化和地区优化。钱老回顾说，我们过去搞导弹，搞卫星，为什么设立总体设计部，就是为了实现总体优化。那时我们就明白，一个部件的优化不等于总体优化，只有所有部件的性能相互协调才能实现总体优化。他认为，这就是周恩来总理晚年对他说的，你们这一套系统工程也可以用于国民经济其他方面的道理。　　钱老认为，在一个工程项目上搞系统优化比较容易，要把航天系统工程那套具体的管理细节和计算方法用到国民经济建设上，问题又出现了。因为社会的建设和发展比一个具体工程问题复杂多了，不确定的因素太多又变化无常，许多因素无法定量计算，也就无法做出准确预测，只好凭经验，摸着石头过河。为了寻求一套科学方法，他在晚年曾进行过长期不懈的探索和思考，与系统工程专家、自然科学家、社会科学家、数学家、生物医学家甚至哲学家等多个领域的专家学者们进行过广泛的讨论，其目的只有一个，就是怎样使我们的决策不完全靠经验，拍脑瓜，使我们的社会主义建设进行得更科学一点。他认为，要想做到科学化，就要能精确地计算，用计算预测未来。他的理想就是一项政策的“出台”，像发射人造卫星那样，一旦发射出去，它在天上如何运行我们事先基本知道。　　但钱老明白，复杂的社会系统不同于航天工程系统，事实上是做不到那么精确的。怎么办？钱老用系统科学思想研究社会这个复杂系统时，提炼出了一个“开放的复杂巨系统”的概念，而且他和同事们在总结实践经验和复杂系统案例的基础上，还提出了一个处理这种“开放的复杂巨系统”的方法论，即从定性到定量的综合集成方法。这个方法虽然达不到工程系统那么精确，但通过努力，其精度还是可以满足社会系统运作要求的。钱老认为，学点系统科学知识，懂点从定性到定量的综合集成方法，对我们贯彻落实科学发展观是有助益的。　　什么叫从定性到定量的综合集成方法？钱老说，所谓“定性”，就是在我们认识和解决一个问题时，首先要对它有一个感性认识。感性认识来自人从社会实践中感悟到的经验知识，是人接触到一个新鲜事物以后在大脑中形象思维的结果。当我们对这个事物的经验知识积累得多了，就可能对事物的整体形成一个初步的定性认识，或叫一个初步的理论框架或体系。钱老说，不要小看这个定性认识，它是我们着手进一步处理复杂问题的前提。如果你的认识不是辩证唯物主义的，下一步的数学处理就没有多大意义了。这个定性的理论框架是什么？打个比方说，它不是一个事物的“摄影图片”，而是这个事物抽象出来的“素描”。有了这个正确的定性的理论框架，我们就可以用科学方法进行结构化处理，将一个高度复杂的非线性问题，逼近有序的结构化，然后运用现代数学设计数学模型。一个复杂事物的方方面面可能需要许多模型来描述，这就是所谓的“模型体系”。这时我们就可以用对模型的研究来反映对实际系统的研究了。　　有了模型体系，就可以上计算机运算了。这一步的实质就是借助计算机作系统仿真，它相当于在实验室内对系统做实验研究，对系统的动态特性和未来行为进行预测。模型的设计及其计算过程是一种严密的数理推理，是反映人的逻辑思维的。当我们得出了精确计算结果，人的认识就豁然明确了，原来那种初步的、模糊不清的整体概念也因为有了各部分之间的量化关系而变得清晰了。这就使人的认识上升到一个更高的层次，即理性认识，也就是从“定性”达到了“定量”。所以钱老说，形象思维是宏观的，逻辑思维是微观的，一旦人们将宏观与微观相结合，即形象思维和逻辑思维相结合，就会产生创新思维。从思维科学上讲，综合集成方法就是将人的形象思维和逻辑思维结合起来，将人的智慧和计算机的运算能力结合起来，实现钱老所说的“人机结合”，优势互补。由此使人的认识借助计算机的数值计算在理论上得到升华，创新我们的思维成果。　　钱老自己在评价他这个科学方法时曾说，其实我们的贡献也不大。我们只不过是用现代科学技术方法和现代数学及计算手段来具体实践毛泽东同志所说的从感性认识到理性认识。而且，在具体操作综合集成方法时，还要运用《矛盾论》的思想，准确抓住一个复杂问题的主要矛盾，舍弃次要矛盾，将问题加以简化，才可以用数学方法进行描述，上计算机计算，使理性认识更精确化、更科学化一些。　　毛泽东同志在《实践论》中说，从感性认识上升到理性认识并不是一次完成的。以钱学森、于景元、戴汝为三人署名的论文《一个科学新领域——开放的复杂巨系统及其方法论》中指出，从定性到定量的综合集成过程也要反复多次。这个反复主要是由专家群体对计算机运算的结果进行评价。如果专家依据多年的、可靠的实践经验(钱老认为，这个可靠的经验一定是有科学道理的，只不过现在还没有提炼成理论)判断，认为计算机运算结果在哪个方面不合适，说明我们设计的数学模型还没有完全反映客观实际，或者没有抓准实际问题中的主要矛盾。系统工程专家要回头修改数学模型和调整参数，再运算，最终计算的结果要令专家们满意为止。这就在实际操作从定性到定量的运算过程中加入了经验成分。这是不得已而为之的，因为现代科学的理论知识还不能完全解决这种复杂社会系统问题。　　对此，钱老曾经有过一段精辟论述。他说：“当人们寻求用定量方法处理复杂行为系统时，容易注重数学模型的逻辑处理，这样的数学模型看起来‘理论性’很强，其实不免牵强附会，脱离实际。与其如此，倒不如从建模一开始就老老实实承认理论的不足，而求助于经验判断，让定性的方法与定量的方法结合起来，最后定量”。　　对于这段论述，全国政协原副主席、时任上海市市长的徐匡迪院士曾这样评价：钱老“对复杂行为系统建模的‘点’‘拨’，真是发人深省，对我来说真有醍醐灌顶、茅塞顿开之感”。他举例说，自己在1991年主持上海市综合经济工作期间，为实现科学管理，曾力图建立上海“投入产出模型”、“物资供求与价格模型”以及“生产要素与经济增长的相关模型”。但由于过分追求数学模型的逻辑处理，而忽视了社会系统中的其他不稳定因素，所建模型与实际情况的相关性甚低（≤0.70）。以后了解了过去六个五年计划执行中出现过的非经济因素（政治运动、行政干预、意识形态波动等），加以综合判断，剔除某些项目及年、月后，即钱老所说“求助于经验判断，让定性的方法与定量的方法结合起来，最后定量”，模型的相关性就提升到0.9以上，就符合复杂系统的实际了。以后，上海市的人口预测、中小学生规模预测、外来劳动力需求总量预测等，大都采用了钱老所说的方法，取得了较满意的结果。　　当然，运用钱老这套综合集成方法需要具备一定条件。首先需要有懂得系统工程和系统科学的专家；针对需要解决的具体问题，要有具备相关知识的专家；还要有计算机专家，组成一个“专家体系”。当然也需要一定的计算工具、显示和模拟设备等“硬件”系统。在具体运作的过程中，专家群体要充分发扬学术民主，激励创新的火花。而专家群体的负责人或叫首席科学家最好是一位科技领军人物，他要有能力将大家的意见综合集成起来，提炼出有思想性的见解。钱老将这样的“软件”系统和“硬件”设备综合起来，统称为“从定性到定量的综合集成研讨厅”。必须说明的是，钱老所说的这个“厅”的硬件系统可以是高级的，需要大量投入的；也可以是低级的、初步的。　　钱老提炼出“开放的复杂巨系统”及其方法论所依据的实际案例，就是中国航天科技集团公司710所于景元等人在宋平同志的大力支持下，于上世纪80年代中后期，为国务院所做的解决粮油价格倒挂问题的系统工程成果。中国科学院自动化研究所戴汝为院士在国家自然科学基金委员会支持下研制的“支持宏观经济决策的人机结合综合集成体系”，可以说是一个先行的可贵探索。宋健院士在任国务委员期间主持的多学科“夏商周断代工程”是又一项综合集成工程，钱老曾给予高度评价。　　钱老认为，在贯彻落实科学发展观的过程中，如果能够运用综合集成方法，便可以使我们对问题有一个全面综合的量化认识，在统筹各方面的发展时也会有一个恰当的定量兼顾。钱老曾在论文和讲话中多次介绍于景元等系统工程专家和经济管理专家们当年解决粮油价格倒挂问题的工作过程，以说明综合集成方法的由来和形成。钱老还在一篇论文中举过两个早年的通俗例子，说明综合集成方法的基本概念，这里只引用其中的一个例子：　　100多年前欧洲普法战争时，恩格斯常常在报章上发表关于战争趋势的评论。有一次他预见几天之内就要发生一次战斗，并预见到两方的胜负，便立即写了一篇文章，用当时最迅速的通信方法送到伦敦《派尔—麦尔新闻》发表。这场战斗的结果，与恩格斯的预见完全一致。那么，恩格斯是不是有什么特殊的消息渠道，从而得知对峙两军指挥员的意图了呢？没有。恩格斯知道的也就是报纸上公开刊登的消息，但是他谙熟历史唯物主义，而且对军事理论造诣良深。因此他能够运用这些知识先建立一个战场发展的“理论框架”，然后把报纸等公开消息中的点滴素材，“安放”在框架相应的位置上，这也就明确了其相互关系。如果因果关系在框架中不十分合适，再进行调整。最后整个框架包含的内容就形成一个完整的总体，战斗的结果也就显示出来了。　　钱老后来说，恩格斯当年研究的战争问题当然是一个“开放的复杂巨系统”，他所用的方法，其实就是对点滴信息的综合集成。综合集成方法重在“集成”，如果没有集成的思想，只是综合，那充其量只是“拼盘”，只有综合起来又加以集成，才会得出一个事物的有机整体。钱老认为，恩格斯在当年能够做到的事，今天我们有系统工程方法和计算机网络技术作为辅助手段，搞综合集成应该没有什么问题。　　2008年1月19日，胡锦涛总书记在看望钱老时，对他的系统工程和系统科学理论作了高度评价。胡总书记说：“您这个理论强调，在处理复杂问题时一定要注意从整体上加以把握，统筹考虑各方面的因素，理顺它们之间的关系。现在我们强调科学发展，就是要注重统筹兼顾，注重全面协调可持续发展”。钱老听后十分感谢。按照他从系统科学角度的理解，胡锦涛总书记说的“从整体上加以把握”就是系统科学最基本的原理；“统筹考虑各方面的因素”既含有“综合”，也含有“集成”的意思；“理顺它们之间的关系”则主要是指“集成”。而“现在我们强调科学发展，就是要注重统筹兼顾，注重全面协调可持续发展”一句，则是最后归纳总结了科学发展观所蕴含的系统工程、系统科学原理及其方法论。　　钱老在胡锦涛总书记看望以后对我们说，总书记朴实精练的语言，蕴含着丰富的系统科学内涵，你们要认真学习领会。根据胡锦涛总书记这个谈话，钱老认为，在贯彻落实科学发展观的过程中，各级领导干部学点系统科学知识，懂点综合集成方法是有好处的。它有助于我们从总体上把握并解决问题，使我们的工作多一点科学性和预见性，少一点片面性和盲目性。这也是这位老科学家在去世之前的一点希望。我认为钱老的这个希望与刚刚闭幕的中共十七届五中全会公报中强调的“要增强工作的原则性、系统性、预见性、创造性”是完全一致的。　　在纪念钱老逝世一周年之际，如果我们在贯彻落实科学发展观的过程中能突破传统的方法，引入一点现代科学的方法——钱老开创的系统工程和系统科学的方法，我们的社会主义现代化建设一定会进行得更有成效，钱老的在天之灵也一定会感到欣慰的。　　附记：钱老是《红旗》杂志和《求是》杂志的忠实读者，在50多年间，一直保持着自费订阅、每期必读的习惯，发现好文章就向人推荐，直至去世之前。
 
**********转载请注明来源：求是理论网，原文网址：http://www.qstheory.cn/zxdk/2010/201023/201011/t20101126_57750.htm