系统科学、系统工程和体系的发展

. 引言
从上个世纪 $" 年代贝塔朗菲提出一般系统理论以来进入 )" 年代出现了复杂系统，其中值得特别提 出的一个是钱学森提出的从简单系统到复杂系统、 进而到开放复杂巨系统 （如社会、 生物、 经济、 军事、 环境 等复杂系统） 并进而提出了从定性到定量综合集成的方法论及综合集成研讨厅， 另一个是圣菲研究所提出 的复杂自适应系统以及多主体仿真系统的新建模和方法 * !" 世纪 )" 年代末系统工程规模变得更大更复 杂， 以复杂自适应系统为理论指导的体系 （ 454.26 =? 454.264） 出现， 为系统工程应用打开更新的领域 *
9:2 ;2<2-=>623. =? 454.264 4@/23@2 ，454.264 231/322A/31 B3; 454.26 =? 454.264
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（0@B;265 =? +B.:26B./@4 B3; (54.264 (@/23@2，F0(，G2/H/31 %""%)"，F:/3B） !"#$%&’$： 9:/4 >B>2A I/-- /3.A=;,@2 .:2 32I ;2<2-=>623. =? 454.264 62.:=;=-=15， 454.264 4@/23@2， 454.264 231/322A/31 B3; 4=62 32I .2@:3/J,24 B3; 62.:=;4 ?=A 454.264 4@/23@2 B3; 454.264 231/322A/31* K3 .:2 B4>2@. =? 4 N $"’ 4 .= .:2 4=?. 454.26 454.264 62.:=;=-=15 .:2 :/4.=A5 :B4 L223 .AB@2; ?A=6 :BA; 454.26 62.:=;=-=15 /3 .:2 %)M"’ ’ ， ’ 62.:=;=-=15 /3 %)#" ?/3B--5 .= .:2 =A/23.B- 454.26 62.:=;=-=15 /3 %))" 4* K3 454.26 4@/23@2 .:2 454.26B.=-=15， =>23 @=6>-2O 1/B3. 454.26，@=6>-2O B;B>./<2 454.26 B3; 4=62 4>2@/?/@ 454.26 4@/23@24 I/-- L2 /3<=-<2;* P=A 454.264 231/322A/31 :2A2 I2 I/-- 26>:B4/Q2 24>2@/B--5 .:2 454.26 =? 454.264 ;2<2-=>2; A2@23.-5* P/3B--5 .:2 32I .2@:3/J,24 @=6>-2O 32.I=AR，6,-./&B123. B3; 62.:=;4 ?=A 454.264 4@/23@2 B3; 454.264 231/322A/31，4,@: B4 4=?. @=6>,./31 ， 4/6,-B./=34 B3; 1B,12 6=;2-/31，<BA/=,4 /3.21AB./=3 .2@:3/J,24，<BA/=,4 6/3/31 .2@:3/J,24 B3; ;/4@,44/=3 :B-- 2.@* ()* +,%-#： 454.264 4@/23@2；454.264 231/322A/31；454.26 =? 454.264
［"］ 己应有的地位 !
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硬系统方法论 切克兰特提到的 # 个硬系统方法论有下述 # 个： ・ 运筹学 （ $%&’(%)*+ ,- *. ! ，/012） ・ 系统工程 （3445, 6 7*(%*,.， /012；8*..，/09"；:*;,，/02<） ・ 系统分析 （/0 世纪 1= 年代兰特公司提出来的，>&*5, 6 ?4&(%,’， /09<） ・ 系统动力学 （ @4’’,A-,’， 叫系统动力学） /09" 叫工业动力学，/02" 年扩大到社会问题， !
系统科学、 系统工程和体系的百度文库展
顾基发
（中国科学院 数学与系统科学研究院， 北京 %""%)"） 摘要： 概要介绍系统方法论， 系统科学， 系统工程的新发展， 以及系统科学和系统工程的新技术和新方 法 * 在系统方法论中着重介绍从上世纪五、 六十年代的硬系统方法论， 到八十年代的软系统方法论一直 开放复杂巨系统、 复杂自适应系统， 以及一些专 到九十年代的东方系统方法论 * 系统科学将涉及系统学、 门的系统科学 * 在系统工程中特别强调近年来新发展的体系 * 最后将介绍近年来在系统科学和系统工程 新的技术和方法， 例如软计算， 复杂网络， 新建模和仿真 （+,-./&0123. 454.26， 规范建模） ， 各种集成技术， 各 种挖掘技术， 研讨厅 * 关键词： 系统科学；系统工程；体系 中图分类号： 7)8&" 文献标志码： 0
!""# 年 $ 月
系统工程理论与实践
增刊
! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 文章编号： （!""#） %"""&$’## ("&""%"&")
进一步说到系统 "==2 年 1/ 届国际系统科学研究会的大会讨论中有人认为系统动力学也有软的部分， ［B］ 动力学 “心是软的， 身体是硬的” ! !"# 软系统方法论 切克兰特提到的软系统方法论主要是他的软系统方法论， 但是很快有一批软的系统方法论出现， 例如
［#， 1］ 比较提的多的有 ：
・ ::7 （软系统方法论 :4C- :DA-,) 7,-%454.4;D，$%,(E.*+5， ； /0</） ・ :F:G （战略假设表面化与检验，7*A4+ 6 7H-’4CC， ； /0</） ・ :$ （战略选择，@’H,+5，/0<2） ； ・ IJ （对话式计划，F(E4CC， ； /0</） ・ :KLF （战略选择发展与分析，M5,+，/0<B） ； ・ J:7 （问题结构法，N4A,+%,*5，/0<0） ； ・ O:L （生存系统建模，?,,’，/020） ； ・ $:G （批判式系统思考，P.’H(%， ； /0<B） ・ 8DQ,’;*), （超对策，?,++,-，/0<=） ； ・ 7,-*;*), （亚对策，84R*’5，/02/） 等! 进入上世纪九十年代由于出现了一批系统方法论， 这就有一个如何选择合适方法论的问题， 于是有人 提出 G:I 的方法论 （系统总干预，@.445 6 S*(EA4+， ， 更有人认为一些大的复杂系统问题不能单一使用 /00/） ［"］ 某个方法论， 最好是互补地使用， 即相互取长补短来解决一些实际系统问题 ! !"$ 东方系统方法论 强调东方系统思考在一些西方学者， 如普里戈金、 哈肯、 卡普拉、 普里斯曼在上世纪八十、 九十年代已 开始提出来了 ! 作为东方系统方法论提出则是九十年代上旬， 作者曾与椹木义一讨论中、 日之间如何就系 统方法论的合作研究中形成， 开始只提到西诺雅卡系统方法论和综合集成方法论， 后来椹木建议用一个更 大的名词 T 东方系统方法论， 并就此进行合作研究 ! 到 /00# 年作者在访问英国霍尔大学系统研究中心时 与朱志昌共同提出一个东方系统方法论U物理事理人理系统方法论， 同时开始推动中、 日、 英三方为促进东 西方系统方法论的交流 ! /001 年在北京召开了第一届系统方法论： 跨文化学习与整合的可能性讨论会 （由 8&.. P+HV,’AH-D 出版了论文集 :DA-,)A 7,-%454.4;D：J4AAHWH.H-H,A C4’ $’4AAU(&.-&’*. X,*’+H+; *+5 I+-,;’*-H4+， "B T "1 ［9］ ， ， ） 在这次会议上曾介绍了一批东方系统方法论： 7*D /001 ?,HYH+; ! :%H+*D*E*+* ADA-,) *QQ’4*(%（ :*R*’*;H， Z*E*D*)*， Z*E*)4’H，/0<2） 综合集成系统方法论（钱学森、 于景元、 戴汝为， 钱学森 /00"） /00=， 旋进原则（王浣尘， /00"） 物理事理人理系统方法论 （顾基发、 朱志昌， /001） 元决策 （王众托， /00/） 和谐理论 （席酉民， /0<2） 规范化管理理论与应用 （李习彬， /00B）
［<， #］ 后形成下面的系统运动图 （图 "） !
图"
［#］ 系统运动图
$ 系统科学的发展
$"! 系统学 从上世纪 七 十 年 代 起 系 统 科 学 中 出 现 不 少 新 的 学 科 分 支， 如耗散结构 （ =(*2+2*%’， 、 协同学 "#># ） 、 超循环 （ A*2’%， 、 突变理论 （ BC+6， 、 混沌学（D+(@’ E F*， 、 分形 （H)%1’,I(+&， （ ?)@’%， "#;"） "#;7） "#;7） "#;G） 我国学者从 "#<> 年起由钱学森亲自参加的系统学讨论班， 集中—批学者对各个分支逐一介绍并 "#;J）等，
［"8］ （ 345&’6)&+,+24） 且作出点评 ! 钱学森希望由此形成我国的系统学并给出英文名词 ! 这无疑是我国系统科
学界一个重要发展方向 ! $"$ 复杂自适应系统 圣菲研究所在九十年代中提出了复杂自适应系统 （K’,,L6)%%， ， 给系统科学界带来一类新的复杂 "##M）
［""， "7］ 系统， 特别在促进复杂性的研究影响极大 ! 3C’)(1 在 788> 年比较系统地给出了包括复杂自适应系统 ［"J］ 在内的复杂系统的定义， 在下面图 7 中我们给出了其中 N)(LD)6 一个描述复杂系统特征的图 （见图 7） !
"7
系统工程理论与实践
788< 年 > 月
以后又在日本和英国开了第二和第三届会议 ! "### 年由于作者和中森义辉都在日本先端科学技术大 学知识科学学院工作， 而发起了国际知识科学和系统科学会议 （ $%&’(%)&*+%), -+%.’(’%-’ +% /%+0,’12’ )%1 ［;］ 至今已开了八届， 每届都有系统方法论的专题 345&’65 3-*’%-’5，7888，9):)%） ! !"# 系统运动图 切克兰特为了说明系统方法论在不断前进画过一个系统运动图， 但是没有提到中国的古代系统思想 史， 也没有上世纪九十年代中后期出现的东方系统方法论以及复杂自适应系统等， 因此作者加以补充整理
/ 系统方法论的发展
国内外从上世纪五十到七十年代一直是以着重定量模型和优化的系统方法论为主， 后来切克兰特称 之硬系统方法论 * 到八十年代由于处理社会系统以及涉及人因素较多的系统还有不确定因素较多的战略 问题等出现一批软的系统方法论 * 这些软的方法论比较着重定性， 概念模型， 而且不再过分追求最优解而
［%］ 是只要能找到可行满意解就可以， 而且强调是不断学习的过程 * 到了九十年代日本提出了西诺雅卡方法
收稿日期： !""’&%"&%) 作者简介： 顾基发 （%)SM N ） ， 男， 浙江镇海人， 博士， 副研究员， 博士生导师， 研究方向： 运筹学， 系统工程， 系统科学 *
增刊
系统科学、 系统工程和体系的发展
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论， 中国提出了综合集成方法论和物理事理人理系统方法论， 还有旋进原则方法论， 元决策， 和谐理论和规 范化管理理论等都有一些新的特点， 例如主张软、 硬结合， 定性、 定量结合， 主观、 客观结合， 人、 机结合， 此 外强调东方自己的哲学、 文化和传统因而冠上东方系统方法论 ! 我们应该完善它而且要在世界上去占据自
图 7 中描述系统特征从多个方面来表述： 从结构方面看， 它是由非常多的元素， 简单子系统， 很多组件组 "） 成， 它们具有不同的标度， 相互之间是动态的交互作用的； 它们具有层次性， 自组织性和涌现的现象； 7） J） 在时间标度上它是演化的， 有可能出现混沌； 跨学科 ! M） $"% 系统科学 系统科学作为一个学科对其正式应包括的内容并没有较明确的说法 ! 因此在上世纪末中国系统工程 学会在许国志的领导和关心下组织专家队伍集体编写了一本 “系统科学” （7888 年出版） ! 该书系统阐述了 对各类系统的结构、 功能和演化、 有普适意义的动力学系统理论 （包括分岔、 混沌等） 、 自组织理论、 随机性 理论， 以及简单巨系统、 复杂适应系统、 开放的复杂巨系统的理论， 对信息论、 控制论、 运筹学、 系统工程方 法论等系统工程技术也作了简要介绍 ! 该书还曾得到中国图书奖， 被很多有关系统科学教育部门作为教科