系统论的8大基本原理

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。而对于非线性相互作用，整体的相互作用不再等于部分相互作用的简单迭加，部分不可能在不对整体造成影响的情况下从整体之中分离出来，各个部分处于有机的复杂的联系之中，每一个部分都是相互影响，相互制约的。这样就有了每一个部分都影响着整体，反过来整体又制约着部分。近代科学信奉原子论的分析观点，恰恰与近代科学信奉线性律，以追求运动方程的线性解为自己的崇高目标相一致。而当数学家最先证明实际上线性系统的测度几乎为零，即系统几乎都是非线性系统，这就已经告诉人们，我们的世界在本质上是一个非线性的世界，现实的系统几乎都是非线性系统。而从整体与部分的关系看来，这恰恰是说，系统具有整体性是必然的，普遍的和一般的。

系统的整体性，常常又被说成系统整体大于部分。古人已经天才地猜测到整体不同于部分，整体大于部分。所谓的整体大于部分，作为一个关于整体与部分关系的最一般哲学命题，其实质是说系统的整体具有系统中部分所不具有的性质，系统整体不同于系统的部分的简单加和即机械和。系统整体的性质不可能完全归结为系统要素的性质来解释。一般系统论的创立者贝塔朗菲就曾指出：“整体大于部分之和”，这句话多少有点神秘，其实它的含义不过是组合特征不能用孤立部分的特征来解释。系统是由要素组成的，整体是由部分组成的，要素一旦组合成系统，部分一旦组合成整体，就会反过来制约要素，制约部分。所谓的“整体大于部分”，也是这种情况的概括。系统具有整体性，但是不能归结为整体论。按照原子论传统，高层次现象归结为低层次实体来解释，事物整体行为归结以部分来加以解释，相应地，事物的质就归结为量来进行解释。片面地强调分析，体现的正是这样的原子论传统。从原子论出发，进行研究时要把对象整体分解为部分，整体就仅仅在对于部分的研究之中来加以理解，从而整体也就等同于部分了。换言之，部分也就取代了整体。事实上，这种理解也就把世界仅仅分解为了肢零破碎的部分，如果说还有整体的话，那么整体就等同于部分的简单加和。这正是原子论的分析观。传统的整体论，虽然正确地看到了原子论观点的局限性，而试图从整体上来把握事物，这无疑有其合理性。但是，由于时代科学水平的限制，这样的整体往往成为一种没有具体内容的整体。从而也就只是没有内容的整体性，或者也可以是暖味不清的整体性。一方面，这样的整体论，往往成为伪科学或非科学的避难所，在一定的意义上近代科学中的种种生命力论，活力论正是这样的整体论。另一方面，这种整体论，实际上又在很大程度上不再鼓励对于对象进行科学研究，整体就是整体，除此之外再也无话可说，从而实际上往往在科学的名义下就取消了科学。

2，系统层次性原理

‍

系统的层次性原理指的是，由于组成系统的诸要素的种种差异包括结合方式上的差异，从而使系统组织在地位与作用，结构与功能上表现出等级秩序性，形成了具有质的差异的系统等级，层次概念就反映这种有质的差异的不同的系统等级或系统中的高级差异性。

系统的层次性犹如套箱。系统是由要素组成的。但是，一方面，这一系统又只是上一级系统的子系统——要素，而这一级系统又只是更大系统的要素。另一方面，这一系统的要素却又是由低一层的要素组成的，这一系统的要素就是这些低一层次要素组成的系统。一系统被称之为系统，实际上只是相对于子系统即要素而言的，而它自身则是上级系统的子系统，即要素。客观世界是无限的，因此系统层次也是不可穷尽的。高层次系统是由低层次系统构成的，高层次包含着低层次，低层次属于高层次。高层次和低层次之间的关系，首先是一种整体和部分，系统和要素之间的关系。高层次作为整体制约着低层次，又具有低层次所不具有的性质。低层次构成高层次，就会受制于高层次，但却也会有自己的一定的独立性。有机体由器官组成，各个器官统一受有机整体的制约。但与此同时，各个器官又有自己的独立性，在发挥自己的功能时，有着一定的独立性。一个系统，如果没有整体性，这个系统也就崩溃了，不复存在了。相反的情形，一个系统，如果系统中的要素完全丧失了独立性，那也就变成了铁板一块了。这时，系统也就不存在了。系统的层次区分是相对的，相对区分的不同层次之间又是相互联系的。往往可以看到这样的情况，不仅相邻上下层次之间受到相互影响，相互制约，而且是多个层次之间发生着相互联系，相互作用，有时甚至是多个层次之间的协同作用。系统发生自组织时，系统中出现了众多要素，多个不同的部分，多个层次的相干行为，它们一下子全都被动员起来，使得涨落得以响应，得以放大，造成整个系统发生相变，进入新的状态。

系统的不同层次，往往发挥着不同层次的系统功能。如在大脑的三个主要层次中，最内层的爬虫复合体部分，信息加工主要涉及到机体的生理活动，包括调节躯体、内脏活动、对环境作本能性适应等。次内层是边缘系统，这里的信息加工不仅涉及到躯体内脏的活动，还体验着感情和情绪，与记忆密切相联系，即涉及到机体的心理活动。最外层的新皮层，这里的信息加工不仅与机体的调节、情感和情绪的调节相联系，更重要的是与理智和智慧相联系，这里调节着认识、学习、意志、抽象、预见等高级的反映意识活动。这里所说的三个主要层次，大致相当于古皮层、旧皮层和新皮层三个层次。一般而言，低层系统的要素之间具有较大的结合强度，而高层次系统的要素之间的结合强度则要小一些，随着层次的升高，结合强度也越来越小，这正如从客观世界最一般物质层次所表现的那样。要素之间结合强度较大的系统，具有更大的确定性，反之，要素之间结合强度较小的系统，则具有较大的灵活性。

3，系统开放性原理

系统的开放性原理指的是：系统具有不断地与外界环境进行物质、能量、信息交换的性质和功能，系统向环境开放是系统得以向上发展的前提，也是系统得以稳定存在的条件。

事物的发展变化，内因是变化的根据，外因是变化的条件，外因通过内因而起作用。为使外因通过内因而起作用，这就需要系统与环境之间，内因与外因之间发生相互联系和相互作用。否则，内因就只能滞留于内因之中，而外因则总是处于内因之外，而内因对于外因来说，只是潜在可能性。同样地，外因对于内因来说，也只是潜在的可能性。一个封闭的系统，系统与环境之间是没有任何联系的，内因与外因也就是不可能发生任何联系的。也就是没有相互作用的。现实的世界中，现实的系统都是开放系统。系统总是处于与环境的相互联系和相互作用之中，通过系统与环境的交换，潜在的可能性就有可能转化为现实性，转化为现实的东西。于是，通过开方，内因与外因发生相互作用，相互转化，引起系统发生质量互变。最初是系统从环境引入某种量的变化，发生某种量的变化，进一步的发展，终于发生了质的变化，量变转变成质变，进而又开始了新的量变。系统的开放，通常说的是向环境的开放。实际上，由于系统层次的相对性，那么从系统的层次性角度来看，这种向环境的开放即意味着系统的低层次向高一层次的开放。这同时也就意味着，正如系统的层次具有相对性，系统的环境也就具有相对性。反过来看，我们甚至可以说，系统的开放，同时也指系统向自己的内部的开放。系统向高层开放，便得系统可以与环境发生相互作用，可以发生与环境之间的既竞争又合作。而系统向低层开放，使得系统内部可能发生多层次的，多水平的，在差异之中协同作用，更好地发挥系统的整体性功能。这样来理解的开放就更为全面，就不再把开放仅仅理解为外在的东西，而成为内在的东西了。对外开放，对内搞活，实际上正是反映了这样的开放。

4，系统的目的性原理

系统目的性原理指的是，组织系统在与环境的相互作用中，在一定的范围内，其发展变化不受或少受条件变化或途径经历的影响，坚持表现出某种趋向预先确定的状态的特性。

近代科学以来，目的论是以作为机械论的对立面出现的，人们觉得机械论有不令人满意之处，尤其是机械论对于生命现象的描述难以令人满意。但是近代科学的目的论更难令人满意。总体上显得似是而非，似乎只有在生命界才表现得最为充分，运用于其他领域或只不过是一种拟人化，拟生命化的东西。在实践上，它往往摆不脱神秘的超自然力量的阴影，与全能的主宰，第一推动力有着千丝万缕的联系，难登科学大雅之堂。系统科学的兴起，赋予目的性以全新的科学解释，使之重新成为一个重要的科学概念。控制论的创立者们，从系统的行为角度分析了系统的复杂行为。把行为这样的概念变成了一个科学概念。维纳等人的一个重要结论就是：“一切有目的的行为都可以看作需要负反馈的行为。”因此，按照控制论的观点，目的行为也就成了受到负反馈控制的行为的同义语。这样。“目的”概念就变成了一个科学概念，从原来似乎只适用于生物界得以延拓，用来描述一般非生物系统类似人所具有的目的性行为。系统的目的性，在系统的发展变化之中表现出来，因此就必定是与系统的开放性相联系的。也就是说，一个合目的运动的系统，必定是一个开放系统。由于系统是开放的，通过系统与环境的物质，能量和信息的交换，使得系统受到环境的影响，从而该系统得以影响环境，并在一定意义上识别环境即针对环境的实际情况作出反应、作出调整、作出选择，使自己潜在的发展能力得以表现出来。这样一来，系统对于环境的输入必须作出反应，而且又要把自己的对于环境的反应输出给环境，从而影响环境。进而系统又要对于受到影响后发生了改变的环境的输入作出新的反应，于是，在这种周而复始的开放、交换之中，系统的潜在的发展能力得以表现，所谓目的性也就表现于其中了。而且，所谓的系统的潜在的发展能力并非某种超自然的神秘的力量它是由系统内部的复杂的反馈机制发挥作用的结果。从系统与环境之间的相互作用类型即线性作用与非线性作用方面，我们可以把系统分为单因果系统与目的的系统。近代科学的遗产之一，是独立质点的单向因果联系。在分析就是一切的旗帜下，整体被分解为部分，直至被分解为质点，生命有机体被分解为细胞，行为被分解为反射，知觉被分解为点状的感觉，相应地，因果关系也是单向的线性的关系。所谓的系统，也只是孤立单元的单因果系统，它与环境之间的作用也是线性的相互作用，而且正是系统内部的线性的相互作用成为了系统与外部的线性相互作用的根据。这时，系统中不同部分之间，不同要素之间的相互联系被忽略不计，相互作用似乎实际上不存在。相应地，环境向系统的一定输入必定引起系统向环境的一定输出，即一定的原因必定引起一定的结果。简单的线性系统就是这样的因果系统。与此相反，目的系统则是系统与环境之间存在着复杂的非线性相互作用的系统。这种复杂的非线性相互作用表现为系统的复杂的反馈机制的建立。结果，在相当大的范围内造成环境向系统进行不同的输入时，系统能够通过自己的反馈调节基本相同的输出，使系统仍保持不变的发展方向。在这样的意义上，系统之所以具有目的性，其根本原因在于系统内部以及系统与环境的复杂的非线性相互作用。系统的目的性表现出系统发展方向的确定性方面。由于自组织系统自保持、自调节自稳定，因而系统的发展就表现出某种确定不够的方向。这种确定方面在系统发展完成之后，人们回过头来考察系统的发展是，往往觉得系统的发展是多么确定不移，是多么地合乎预定的目标，以至配得上称作为“果决性”，即结果决定原因。其实，这不过是一种表面现象。这种确定性与机械决定论的决定性或确定性是有着原则性的区别的，机械论的决定论，一旦安装始条件给定了，一切也就完全地决定了。原因一定，结果也就一定，由一定的原因就可以推出一定的结果。而由系统的内在非线性相互作用所带来的发展变化的确定性则与此不同。在一定的发展阶段，在一定的范围之内，无论环境条件怎样改变，系统总是要朝着某种确定的方向发展，异因同果，具有等终结性。

5，系统突变性原理

系统突变性原理指的是，系统通过失稳，从一种状态进入另一种状态是一种突变过程，它是系统质变的一种基本形式，突变方式多种多样，同时系统发展还存在着分*，从而有了质变的多样性，带来系统发展的丰富多彩。

突变现象的普遍存在，使之很早就受到人们重视，在20世纪后半叶终于产生了专门研究突变现象的突变论。托姆的突变论研究的是连续作用的原因所导致的不连续结果。它认为“原因连续的作用有可能导致结果的突然变化。”突变理论研究的是几乎处处稳定的系统。系统状态发生改变，在系统科学中也称为“相变”，这是系统的质变。相变有平衡相变和非平衡相变之分。平衡相变形成的新结构是一种死结构。（如结晶），而非平衡相变形成的结构只能在开放系统条件下依靠物质和能量的耗散来维持其稳定性，即在演化发展中维持其稳定性，是一种活结构。系统自组织演化的相变当然也只能是非平衡相变。从无序到有序，从一种耗散结构到另一种耗散结构，从低及循环到高级循环，从一种有序态到另一种有序态，从一种混沌态到另一种混沌态，都是非平衡相变。通常人们在两层意义上谈论突变。一层是在系统的要素的层次，另一层是在系统的层次上。生物学中所谓的基因突变就是在系统的要素的层次上来谈论突变的。对于系统要素的突变，如果从系统整体上看，就可以被看作系统之中的涨落，这里不论是个别要素的结构功能发生了变异，还是仅仅是个别要素的运动状态显著不同于其他要素，都可以一律看作系统中要素对于系统稳定的总体平均状态的偏离。系统中要素的平衡是相对的，不平衡才是绝对的。系统中要素的突变总是时常发生的，突变成为系统中的发展过程中的非平衡性因素，是稳定之中的不稳定，同一之中出现的差异。当这种差异得到系统中其他子系统即要素的响应时，使子系统之间的差异进一步扩大，便加大了系统内的非平衡性。而特别是当它得到整个系统的响应时，涨落放大，整体系统一起地动起来，系统发生质变，进入新的状态。这就是自组织理论的一个重要结论：通过涨落达到有序。

6，系统稳定性原理

系统稳定性原理指的是，在外界作用下开放系统具有一定的自我稳定能力，能够有一定范围内自我调节，从而保持和恢复原来的有序状态，保持和恢复原有的结构和功能。

静止即稳定，平衡即稳定，这是一种机械论的观点，有其片面性。它是以牺牲系统自我运动和自我发展能力为代价的稳定性。而系统的稳定性是系统在发展和演化之中的稳定性。系统的稳定性，首先是一种开放中的稳定性。开放是系统发展变化的前提，也是“活”系统得以保持系统稳定的前提。这同时也意味着系统的稳定性都是动态中的稳定性。耗散结构理论之所以把自己叫做耗散结构，就是强调系统的稳定性是在与环境的动态的交换之中才得以保持的。在系统理论中，系统稳定性，目的性问题得到了进一步研究。维纳与坎农的助手罗森勃吕特发现了“负反馈”调节机制的重要作用。一个组织系统之所以具有受到干扰后能够迅速排除偏差，恢复到正常的稳定状态，其关键在于其中的负反馈机制。系统的稳定性原理，并不仅仅就稳定性来谈稳定性，而是在稳定与失稳的矛盾之中来把握稳定性。一般而言，在工程技术上，人们特别钟爱系统的稳定性，总是把系统中的稳定性——无论是动态的稳定性还是静态的稳定性——作为积极的东西来对待，而对系统中的不稳定因素作为消极的东西来对待。这对于工程技术，无疑是极为重要的。但是，我们却不能将工程上追求相对静止的态度无条件地推广为最一般的观点。一般而言，工程系统是一种被组织起来的系统，而不是一种自组织系统。自组织系统，总是处于演化之中的，无论它是物理化学系统，还是生物系统以至社会系统。所谓的系统的稳定性，决非绝对意义上的稳定性。任何时候，任何条件下，系统之中总是存在涨落的，这就已经表明系统的稳定性总是不完全的，总是在稳定之中存在着不稳定的。事实上，很多时候，即使系统在整体上是稳定的，系统之中也可能存在局部的不稳定性。而且，正是因为系统中存在不稳定的因素，这种最初是个别的，局部的不稳定的因素，在一定条件下得以放大，超出了系统在原先条件下保持自身稳定的条件，系统保持自身稳定的能力遭到破坏，才使得系统整体上失稳，从而进入新的稳定态。由此看来，系统中的不稳定因素，反而成为系统演化发展的积极因素。

7，系统自组织原理

系统的自组织原理指的是，开放系统在系统内外两方面因素的复杂非线性相互作用下，内部要素的某些偏离系统稳定状态的涨落可能得以放大，从而在系统中产生更大范围的更强烈的长程相关，自发组织起来，使系统从无序到有序，从低级有序到高级有序。

一系列系统理论，对于认识系统的自组织有着特别重要的意义。按照历史顺序，首先出现的主要是以既成系统为研究对象的一般系统论，控制论和信息论。对于控制论研究作出重要贡献的艾什比最先于20世纪50年代提出了“自组织系统”这个名称。20世纪60-70年代兴起的耗散结构理论，协同学、超循环理论、突变论、混沌学和分形学则是以系统的发生、发展为重点，探讨了系统的自组织演化问题。耗散结构对于理解系统演化的前提条件有基本的重要性。协同学阐述了子系统之间的竞争和协同推动系统从无序到有序的演化，超循环论指出相互作用构成循环，提出了循环等级学说，从低级循环到高级循环，不同的循环层次与一定的发展水平相联系，揭示了系统的自组织演化发展采取了循环发展形式。突变论与系统自组织演化的相变理论密切联系在一起，揭示原因连续的作用有可能导致结果的突然变化，揭示出相变的方式和途径、相变的多样性。对混沌和分形的研究，使得我们对于系统自组织的复杂性、系统自组织发展的整个过程有了更深刻的理解。于是这些系统自组织理论使我们认识到，充分开放是系统自组织演化的前提条件，非线性相互作用是自组织系统演化的内在动力，涨落成为系统自组织演化的原初诱因，循环是系统自组织演化的组织形式，相变和分形体现了系统自组织演化方式的多样性，混沌和分形揭示了从简单到复杂的系统自组织演化的图景。,

组织这一概念，通常可以作为名词来使用，也可以作为动词来使用。在作为名词来使用时，指的是系统内部的相互联系及其表现。也就意味着，如果说，系统内的相互作用是系统组织的内容方面，那么，系统组织的形式方面就体现为系统的结构形式和系统内要素之间和联系方式。由此看来，系统的组织，就是一个与系统的结构非常近似的一个概念，其区别主要在于，当人们使用组织概念时，除了包括系统的结构以外，往往还包括系统作为一个客观实体的含义。自组织表示系统的运动是自发地，不受特定外来干预地进行的，其自发运动是以系统内部的矛盾为根据，以系统的环境为条件的系统内部以及系统与环境的交*作用的结果。系统的自组织包含系统的自发运动的意思，同时还强调了这种系统的自发运动过程也是一个自发形式一定组织结构的过程。他组织，也称为系统的被组织。与系统的自组织恰恰相反表示的是系统的运动和形成组织结构是在外来特定的干预下进行的，主要是受外界指令的结果，在极端的情况下，就完全是按外界指令进行运动，进行组织。当然系统的自组织与他组织也是相对的，对于一个系统内部的子系统而言，子系统的运动和组织总是受到特定的制约，不可能有完全自由的自发运动和自组织，勿宁说是他组织的。

传统思维把系统中的涨落仅仅看作某种不利于系统稳定存在的因素，系统的自组织理论中，涨落则被赋予了新的意义，而并非全然消极的东西。通过涨落达到有序，这是系统自组织理论中的一个重要的基本结论。首先，涨落是使系统“认识”，进化阶段中更有序状态的诱因。没有涨落促使系统偏离原来的状态，系统仅仅停留在原来的状态，就不可能发现可能的“山外青山楼外楼”。通过涨落，首先是个别子系统超越常规，认识到其他新的状态，认识山外青山楼外楼，而后，当新的发现得到其他子系统的响应，并在整个系统内得以放大时，系统就被诱导进入新的或更有序的状态。其次，随机涨落驱动了系统中的子系统在取得物质，能量和信息方面的非平衡过程，使得系统中出现了差异，而且加大这样差距，特别是在临界区域附近的涨落由于非线性相互作用得以放大时，又进一步加剧了这种过程，使得慢变量与快变量区分开来，使快变量消失，使慢变量成为系统自组织的支配力量。由此可见，涨落本来是不稳定因素，但在一定条件下也可以变为建设性因素，诱发系统的自组织过程。系统的自组织真正得以实现，其内在根据则在于系统内部的复杂的相互作用，这是非线性相互作用。在线性相互作用下各种相互作用之间缺乏相互联系，不能产生合作作用，同时也谈不上竞争作用。系统实际上就不是一个有机的整体。但在非线性相互作用下，各种相互作用之间密不可分，相互之间有了竞争，同时也就有了合作，相互牵制，牵一发而动全身，表现出强烈的整体行为。作为个别的涨落才有可能得以被放大为整体的行为，从而引起系统的自组织，使系统的合乎规律的运动通过随机性表现出来。

8，系统相似性原理

系统的相似性原理指的是，系统具有同构和同态的性质，体现在系统的结构和功能，存在方式和演化过程具有共同性，这是一种有差异的共性，是系统统一性的一种表现。

系统具有某种相似性，是种种系统理论得以建立的基础。如果没有系统的相似性就没有具有普遍性的系统理论。系统具有相似性，最根本原因在于世界的物质统一性。系统的相似性，不仅仅是指系统存在方式的相似性，也指系统演化方式的相似性。系统结构的相似性，几何的，相对静止的相似性，体现的是系统存在方式上的相似性。而系统的过程的相似性，运动节律的、显著变动之中的相似环，体现的就是系统演化的相似性。系统演化的全过程——大圆圈，也体现从混沌到有序，再从有序到混沌的相似性。系统演化的每一相对完整的阶段——小圆圈，从一种有序到另一种有序的发展，也表现相似性。系统理论追求系统的一般性，相似性也体现着一般性，用贝塔朗菲的话来说，要发现种种系统研究中的共性。显然系统的一般性是不能代替系统的特殊性的。系统之间的差异是绝对的，而相似是有条件的。相似性可以不仅仅是任何结构意义上的可见的相似性，也可以是功能的，无形的意义上的非实体的相似性。系统规律的相似性，思维活动的相似性和关系的相似性等，都是后一种意义上的相似性。