42 七 贝塔朗菲谈生命科学中的系统论

知己知彼，百战不殆。

《孙子兵法·谋攻》当前，高中生物复习教学存在重复章节的知识传授以及大量题海训练方式，复习效率低、时间周期长、师生承受着很大的身心负担。

针对此现状，笔者采用了“系统论”的方法来构建高中生物复习。

贝塔朗菲强调，任何系统都是一个有机的整体，它不是各个部分的机械组合或简单相加，系统的整体功能是各要素在孤立状态下所没有的性质，即整体大于部分之和，反对那种以局部说明整体的机械论的观点，同时认为，系统中各要素不是孤立地存在着，每个要素在系统中都处于一定的位置上起着特定的作用，要素之间相互关联，构成一个不可分割的整体。

因此，从分子、细胞、个体、生态系统等“系统”层面铺开，按照结构、功能、调节与稳态顺序进行有序整合，通过核心概念的生成过程以及概念之间内在联系的方式，将各层面“系统化”，不仅形成了学科内知识的综合与应用，更有利于学生形成并认同生物学科的一些思想和方法，如结构与功能相适应的观点、事物之间具有普遍联系的观点等。

教育期刊网/1 “分子”系统的层面分子是由元素、原子构成单体或基本单位，通过一定的化学键进而形成的。

不同分子的结构不同，其功能也不相同。

生物体内的分子并不是孤立的，分子与分子之间在生物体内也存在着某种联系，这种联系将各分子之间形成一个整体。

因此，可用“系统”的方法去建构概念，并同时建构思维导图整合概念与概念之间的关系（图1）。

再通过概念的内涵与外延的分析展开，从而形成“知识系统树”，使学生结合身边熟悉的生命现象加以深化理解与应用。

如在种子的形成与萌发过程中，种子内的糖类和脂肪如何变化？糖尿病患者为什么不宜口服胰岛素制剂？酶制剂为什么可以低温保存而不能放置于高温下，这与其分子结构的关系如何？核酸如何控制蛋白质的合成？日常生活中摄入过多的蛋白质、糖类或脂肪对人体的健康是否有利？人体又是如何进行相应的调节呢？2 “细胞”系统的层面细胞这一系统层面可从外到内，即边界（细胞膜）――细胞质――细胞核;从结构到功能，即流动镶嵌模型――选择透过性、线粒体――细胞有氧呼吸、叶绿体――光合作用、核糖体――蛋白质合成、细胞核――细胞代谢控制中心;从代谢到调节，即光合作用――影响因子、细胞呼吸――酶、细胞增殖――调节因子、细胞癌变――致癌因子方式展开复习，同时教学中以生物学科的思想与方法为目标，渗透教学的每个环节，以达到举一反三的学习效果。

读贝塔朗菲及一般系统理论有感路·冯·贝塔朗菲(1901-1972) 20世纪杰出的思想家之一。

以其渊博的知识、浓厚的人文科学修养，创立了本世纪具有深远意义的一般系统论，使他的名字永久地与系统理论联系在一起。

都说父母是孩子的第一任老师，我认为贝氏的成功与他的父母对他的教育离不开，他成长于一个学术氛围浓厚的家庭，环境造就人。

其次与他自身广泛的兴趣爱好有紧密关系，他从生物学领域出发，涉猎医学、心理学、行为科学、历史学、哲学等诸多学科。

多学科的知识储备使他对事物有一个系统综合的认识，这为他以后提出一般系统理论奠定了良好的基础。

对于贝塔朗菲的生平就不一一做介绍，但对他一生的学者生涯我想可以用“颠沛流离”来概括。

从一个学术氛围浓厚的家庭再到一个战乱的年代，他的后半生是颠簸的，但也许又可以说是环境造就了他。

贝氏一生最伟大的就是提出一般系统理论，当然这期间是曲折的。

对于一般系统理论，今天的学者有着各自不同的见解，在学术上还未达到一致意见，通过资料可以看到对于贝塔朗菲及一般系统理论早在20世纪90年代初中国学术界对其就做出多种评价，只是由于种种原因后来又趋于沉寂。

所以，本文也是通过所查阅的资料做出个人理解。

阅读资料的时候突然觉得人总是需要老师来引导的，尽管是大学生，但如果没有老师的介绍我想我今后还是不会了解到一般系统理论的。

通过对贝塔朗菲生平的了解觉得贝氏是一个敢于大胆提出疑问、反对权威的具有自身独特思想与见解的学者。

这从他对石里克的态度就可以看出，一方面他一生都敬重仰慕石里克，但这并不妨碍他对石里克所代表的哲学观点的反驳。

再者他勇于反对当时生物学中机械论的思想，强调生物学中有机体概念，主张把有机体当作一个整体来考虑。

我想贝塔朗菲创新的思维与独特的见解成为他以后理论创立的良好条件之一。

贝塔朗菲的“一般系统论”的内容是丰富的，本文主要对其中主要几个重要内容进行分析。

1932年贝塔朗菲在《理论生物学》第一卷中首次提出“开放系统”，对于他在里面写到的“生命的形式不是存在着而是发生着，它们是通过有机体同时又是组成有机体的物质和能量的永恒流动的表现形式”我是这样理解的：如果生命是存在着的，它终有一天会结束，此“结束”不是单个人单个个体生命的结束，如果说是单个个体的话总会有结束的那天，所以是整个具有生命的有机体生物系统的结束；而如果生命是发生着的那所有生命都将永恒流动不会结束，也就是从古至今整个生物系统的发生，不同的生命体以不同的有机构成而延续。

一般系统论的历史背景系统的存在是客观事实，但人类对系统的认识却经历了漫长的岁月,对简单系统研究得较多,而对复杂系统则研究得较少。

直到20世纪30年代前后才逐渐形成一般系统论。

一般系统论来源于生物学中的机体论，是在研究复杂的生命系统中诞生的。

1925年英国数理逻辑学家和哲学家阿弗烈·诺夫·怀海德在《科学与近代世界》一文中提出用机体论代替机械决定论，认为只有把生命体看成是一个有机整体,才能解释复杂的生命现象。

系统思维最早出现在1921年建立的格式塔心理学，还在工业心理学研究中1958年Parry J.B.提出了系统心理学(system psychology)的词汇与概念。

1925年美国学者A.J.洛特卡发表的《物理生物学原理》和1927年德国学者W.克勒发表的《论调节问题》中先后提出了一般系统论的思想。

1924～1928年奥地利理论生物学家L.von贝塔朗菲多次发表文章表达一般系统论的思想,提出生物学中有机体的概念，强调必须把有机体当作一个整体或系统来研究，才能发现不同层次上的组织原理。

他在1932年发表的《理论生物学》和1934年发表的《现代发展理论》中提出用数学模型来研究生物学的方法和机体系统论的概念，把协调、有序、目的性等概念用于研究有机体，形成研究生命体的三个基本观点，即系统观点、动态观点和层次观点。

1937年贝塔朗菲在芝加哥大学的一次哲学讨论会上第一次提出一般系统论的概念。

但由于当时生物学界的压力，没有正式发表。

1945年他发表《关于一般系统论》的文章,但不久毁于战火,没有引起人们的注意。

1947～1948年贝塔朗菲在美国讲学和参加专题讨论会时进一步阐明了一般系统论的思想，指出不论系统的具体种类、组成部分的性质和它们之间的关系如何，存在着适用于综合系统或子系统的一般模式、原则和规律，并于1954年发起成立一般系统论学会(后改名为一般系统论研究会),促进一般系统论的发展,出版《行为科学》杂志和《一般系统年鉴》。

2007 第九卷 第一期 V o.l9N o.1本期中医药现代化科技论坛:系统生物学与中医药的发展编者按 ∀系统生物医学#是系统论与医学在全新的技术背景下的结合,在系统理论指导下,把人体作为一个完整的系统加以研究。

通过大规模提取各类生物信息,深入研究基因组、蛋白组和代谢组等生物信息与环境信息的相互作用,阐明发病机理,研究新的诊断和治疗技术,从而引领现代医学进入预测性、预防性和个性化的时代。

中医学是生命科学的一个组成部分,是一个复杂的巨系统,∀整体观#、∀动态观#、∀辩证观#是中医理论的特色,与系统生物医学的研究思路不谋而合。

2006年11月16~17日,在北京召开了主题为∀系统生物学与中医药的发展#的香山科学会议第291次学术讨论会,陈竺教授、刘德培教授、王永炎教授和陈凯先研究员担任会议执行主席。

医药学、中医药学、中西医结合、生命科学、系统科学、哲理数学、化学等相关学科的35名专家学者应邀参加了会议。

会议中心议题有∀系统生物医学与中医药#、∀复杂性系统科学方法与中医药的发展#、∀系统生物学的思路和方法在中医药研究中的运用#、∀医学发展趋势和前景分析#。

与会专家围绕系统生物(医)学、复杂性系统科学与中医药的发展、中医的发展如何借鉴系统生物医学等现代生命科学文明成果等相关问题展开讨论与交流。

为使广大读者深入了解会议的核心内容,在上海中医药大学中医复杂系统研究中心协助下,本刊组约了会议的重点稿件将陆续刊载,以飨读者。

中医药研究中系统论与还原论的关联关系∃王永炎 (中国中医科学院 北京 100700)摘 要:本文论述了中医药研究中系统论与还原论的关联关系。

作者认为:21世纪生命科学研究需要在整体论、系统论指导下的还原分析,应融入非线性复杂性科学;中医药学是科学人文水乳交融的学科,他体现了中医学原创思惟、原创成就与原创的优势;组学的发展,带来了海量的数据,对海量数据的处理亟需系统论意义指导下的还原分析;中医从整体论的角度出发,从望闻问切对神色、形态、症状、体征信息的收集、观察,进一步分析证候,证候就是一种生理、病理的过程与状态。

哲学系统系统论的故事话说很久很久以前啊，有个叫亚里士多德的大哲学家。

这老兄可不得了，他就像是哲学界的开荒牛。

他那时候看世界啊，就开始有了系统论的雏形。

他把世间万物都分类，什么动物、植物的，就像把一堆杂乱的玩具按照不同的类型放进不同的盒子里。

比如说，他觉得动物可以按照有没有血来分类，这就是一种简单的系统思维，想把复杂的生物界变得有条理。

然后时间来到近代，有个叫贝塔朗菲的人，这家伙可算是把系统论正儿八经地推到大家面前。

他就像是一个大厨，看着哲学和科学这桌大菜，发现有些食材（知识）是可以按照系统这个特别的菜谱来烹饪的。

想象一下，你家里有一堆各种各样的东西，衣服、书本、小摆件啥的，乱七八糟地堆着。

贝塔朗菲就说，咱们不能这么乱，得把它们看成一个系统。

比如说，你这个家就是一个大系统，衣服的收纳方式、书本的摆放位置，它们之间是相互影响的。

如果你的衣柜太小了，可能衣服就会堆到书桌上，影响你看书的心情，这就是系统内部各个元素的相互作用。

有这么一个故事，一个工厂，以前只关注生产环节，拼命让工人加班加点生产产品。

但是按照系统论来看啊，这个工厂是一个整体系统，除了生产，还有销售、原料采购、员工管理等很多部分。

就好比一个人的身体，光让手不停地干活，不管身体累不累，腿能不能支撑得住，那肯定不行啊。

后来这个工厂按照系统论来调整，发现原料供应不足的时候，就不能盲目生产，不然生产出来的东西也只能堆在仓库里。

销售渠道要是没打通，生产再多也赚不到钱。

这就是系统论在实际生活中的魔力，让人们从整体看问题。

再说说生态系统吧。

以前人们乱砍树、乱捕杀动物，觉得只要自己过得好就行。

但从系统论的角度看，大自然是一个超级大的系统。

森林里的树、动物、微生物，还有土壤、水源等等，都是这个系统的一部分。

你要是把树都砍光了，鸟儿没地方住，虫子没东西吃，土壤可能会流失，水源也可能被污染，最后倒霉的还是人类自己。

就像一个齿轮坏了，整个机器就运转不灵了。

在社会领域也一样。

系统论的8大基本原理系统论的基本原理系统论是研究系统的一般模式，结构和规律的学问，它研究各种系统的共同特征，用数学方法定量地描述其功能，寻求并确立适用于一切系统的原理、原则和数学模型，是具有逻辑和数学性质的一门科学。

系统论、信息论、控制论俗称老三论。

贝塔朗菲强调，任何系统都是一个有机的整体，它不是各个部分的机械组合或简单相加，系统的整体功能是各要素在孤立状态下所没有的性质。

系统中各要素不是孤立地存在着，每个要素在系统中都处于一定的位置上，起着特定的作用。

要素之间相互关联，构成了一个不可分割的整体。

要素是整体中的要素，如果将要素从系统整体中割离出来，它将失去要素的作用。

正象人手在人体中它是劳动的器官，一旦将手从人体中砍下来，那时它将不再是劳动的器官了一样。

系统论的基本思想方法，就是把所研究和处理的对象，当作一个系统，分析系统的结构和功能，研究系统、要素、环境三者的相互关系和变动的规律性，并优化系统的观点看问题。

系统论认为，开放性、自组织性、复杂性，整体性、关联性，等级结构性、动态平衡性、时序性等，是所有系统的共同的基本特征。

这些，既是系统所具有的基本思想观点，而且它也是系统方法的基本原则，表现了系统论不仅是反映客观规律的科学理论，具有科学方法论的含义，这正是系统论这门科学的特点。

1，系统的整体性原理系统整体性原理指的是，系统是由若干要素组成的具有一定新功能的有机整体，各个作为系统子单元的要素一旦组成系统整体，就具有独立要素所不具有的性质和功能，形成了新的系统的质的规定性，从而表现出整体的性质和功能不等于各个要素的性质和功能的简单加和。

从相互作用是最根本原因来看，系统中要素之间是由于相互作用联系起来的。

系统之中的相互作用，是大量线性相互作用，这就使得系统具有了整体。

对于线性相互作用，线性相互作用的各方实际上是可以逐步分开来讨论的，部分可以在不影响整体性质的情况下从整体之中分离出来，整体的相互作用可以看作各个部分的相互作用的简单迭加，也就是线性迭加。

贝塔朗菲的系统论
贝塔朗菲的系统论认为，一个系统是由相互作用的部件组成的整体。

这些部件可能是物质实体、概念或过程，它们彼此相互影响并协同工作，以完成特定的功能或达成特定的目标。

系统论还包括研究系统的行为、结构、聚合和分解，以及系统与其环境之间的相互作用。

系统论可以用来研究从纳米技术到全球经济的各种系统。

贝塔隆菲强调，系统论的核心思想是整体性和耦合性。

整体性指整个系统的行为和性质与其组成部分的特征和行为有关，而耦合性指不同部分之间的相互作用。

因此，系统论是一种“整体-部分”思考方式，可以帮助我们更好地理解和处理复杂的事物。

实际上，系统论已被广泛应用于许多领域，包括管理、工程、社会学、心理学、生物学、物理学等等。

它不仅帮助我们更好地理解事物的复杂性，还能帮助我们做出更优质的决策，并改善我们的生活和工作。

总之，贝塔隆菲的系统论是一种有益的思考框架，可以帮助我们更好地理解和应对复杂性。

它强调整体性和耦合性，并适用于各种领域和应用。

浅谈用系统论的整体原理改进语文教学作者：张雅惠来源：《陕西教育·高教版》2010年第02期系统论是奥地利科学家贝塔朗菲于二十世纪四十年代创立的一门学科。

系统论告诉我们：处在一定相互联系中，与环境发生关系的各个组成部分构成的整体，即是系统。

自然界是一个巨大的系统。

人类社会是一个大系统。

人类的思维也是一个复杂的系统。

任何系统又都是有结构的。

没有结构的，仅由孤立部分组成的系统是不可能的。

用这一原理来观察教学就不难理解，教学是一个大系统，而各门学科的教学则是子系统。

无论大系统或子系统，组成系统的各个要素都不是孤立的，是有结构的，有内部联系的。

根据这一原理，对任何一门学科，都不能把它仅仅分割为一条条孤立的知识进行教学，而应当特别注意各部分知识之间的内在联系，即结构。

通过教学，不仅要使学生理解各个部分的内容，而且要使学生理解各部分内容之间的联系。

再进一步说，不仅要掌握该学科知识间的内在联系，而且要掌握该学科与相邻学科的外在联系。

系统论的整体原理还告诉我们：系统整体的功能不等于各孤立部分的功能之和。

一个在德育、智育、体育、美育各方面都取得良好成绩的学生，他表现出来的创造功能，决不是各部分功能的代数和，而是远远超过部分功能之和。

根据这一原理，我们在教学中，需要首先从整体上把握问题，然后研究部分，研究部分与部分之间的关系，最后综合为整体以解决问题。

其公式可表示为：整体—部分—整体。

这也就是我们常说的分析综合法。

分析，即认识系统的要素与要素之间的关系，并注意各要素在该系统中的地位，这是从整体到部分的方法。

综合，即把诸要素结合起来成为一个有机的整体，并注意系统与环境的相互影响，这是从部分到整体的方法。

遵循这一公式进行教学，就能够把系统的而不是孤立的、完整的而不是零散的知识教给学生，使之表现出强大的整体功能。

用这样的原理怎样改进语文教学呢?1、瞻前顾后，左顾右盼我们通常看到的情况是：教小学的只管小学这一段，教初中的只管初中这一段，甚至教某年级的只管本年级这一段，或者教语文的只管语文，对史、地、生、化、政等从不过问。