历史上的系统整体观

作者:毛建儒 来源:系统科学学报 2006年2006月论文网

  系统整体观是系统科学的重要观点之一。在系统科学中,系统整体观得到了充分的发展。但系统整体观并不始于系统科学,早在古代它就出现了,而到了近代它又得到了一定程度的发展。
  1 中国历史上的系统整体观
  在中国的古代,系统整体观已开始萌芽、生长。例如《周易》中指出:“有天地,然后万物生长。盈天地之间唯万物”。[1] 这里,作者以代表天地的乾坤二卦起始,将象征万事万物的其余六十二卦置于其后,显示出要把握宇宙整体的意向。墨子的“一”与“多”,惠施的“至大无外,至小无内”等论述,都在一定程度上揭示了客观事物的整体性及辩证的层次关系。《吕氏春秋》中也包含着整体性的观点,如它认为任何事物都既与本部类(同行)的事物相联属,同时又与其他部类(异行)的事物相互作用,它们是宇宙总体的一个有机部分,受宇宙总体的决定,也对总体发生作用和影响。[2]
  特别需要指出的是,《黄帝内经》中的整体性观点最丰富。它认为人体器官各有不同的功能,它们既相区别,又相联系,构成一个有机整体。在这种整体观的指导下,认为人体某部分发生病变,可以影响到整个身体或器官,而全身的状况又可影响到局部的病理变化。例如,鼻子(明堂)的色泽可以反映五藏的健康状况。如果鼻部依四时迭次显示青春、夏红、长夏黄、秋白、冬黑,则表明五藏无病。人体的各个部分与耳壳的不同部位有确定性的对应联系。人体藏府或躯体患病时,其在耳壳的相应部位就会出现病变反应,如压痛、变形、变色等。
  《黄帝内经》又把人体放在一定的外界环境中进行考查与研究,在论及医学的几乎所有基本问题时,处处结合四时季节变化、地理水土、社会生活、思想情绪等方面的变化,形成了人体与外界环境相互感应的观点。[3] 例如,《黄帝内经》指出:“夫百病者,多以旦慧、昼安、夕加、夜甚。”[4]“朝则人气始生,病气衰,故旦慧;日中人气长,长则胜邪,故安;夕则人气始衰,邪气生,故加;夜半人气入藏,邪气独居于身,故甚也。”[5] 这就是说,朝为春,时辰在寅辰。此时阳气上升,人体抗病能力增长,病邪衰退,因而患者早晨有轻松爽快之感。日中为夏,时辰在已午未,此时阳光最盛,人体的抗病能力最强,故能压倒病邪而安宁。夕为秋,时辰在申西戌。此时阳气衰退,人体抗病能力随之减弱,故邪气转旺,病情加重。夜半为冬,时辰在亥子丑,此时阳气伏藏,人体抗病能力也潜存于内脏,下降至最低点,故邪气在体内横行,病情最为严重。
  除了理论上的整体观外,许多实际工程也包含着整体性的观点。[3] 例如,《梦溪笔谈》记录了一段丁谓巧妙运筹修葺皇宫的事例:“祥符中,禁火。时丁晋公主营复宫室,患取土远。公乃令凿通衢取土,不日皆成世堑。乃决汴水入堑中,引诸道竹木排筏及(般)[船]运杂材,尽自堑中入至宫门。事毕,却以斥弃瓦灰壤实于堑中,复为街衢。一举而三役济,计省费以亿万计。”[6] 这段话的意思是:宋真宗大中祥符年间,皇宫失火。丁谓负责修复。皇宫地处开封市中,取土烧砖,运送建筑材料,完工后废弃物的清理都是难题。丁谓的办法是,在宫外大路挖沟,就近取土。然后汴水流沟中,使外地载运木料等各种建材的船只,直抵宫门。宫室竣工后,将废弃物的砖瓦灰土杂物填入沟中,大路恢复如初。这样作,提前了工期,节省了巨额花费。
  联窑的动作也包含着整体性的观点。所谓联窑:“凡缸瓶窑不于平地,必于斜阜山冈之上。延长者或二、三十丈,短者亦十余丈,连接为数十窑。皆一窑高一级,盖依傍山势,所以驱流水湿滋之患,而火气循级透上……窑隔五尺许,则透烟窗,窑门两边相向而开。装物以至小器装载头一低窑。绝大缸瓮装在最末尾高窑。发火先从头一低窑起,两人对面看火色。大抵陶器一百三十斤,费薪百斤。火候足时,掩闭其门。然后次发第二火,以次结竟至尾云。”[7] 联窑系根据热气上腾的原理设计而成。这种结构使每一窑的余热得以充分利用,既节约了燃料,同时又使上面窑的温度大为升高。这是一种科学而经济的方法,它把诸多的窑联系起来,形成了一个整体优化的结构,充分体现了整体性的观点。
  2 西方历史上的系统整体观
  在西方的古代,系统整体观也同样开始了它的历程。例如,古希腊哲学家赫拉克利特在《论自然界》一书中,把世界看作“包括一切的整体”。[8] 爱利亚学派的创始人巴门尼德认为“存在”就是整体,他说,“存在不生不灭,它是整体,唯一和不动”。为什么说存在是整体呢?因为它的各个部分都完全相同,并且紧密联系在一起,因此它是不可分割的,是一个整体。[9] 恩培多格勒指出:世界万物的本原是火、水、土、气四种元素,即“四根”。世界上千差万别的事物都是由“四根”组成的。但是,任何一个整体物都不是各种元素即部分的简单组合和相加,整体具有部分所不具有的特性。例如:“在我们变灭的人(由各种元素)集合而成之前,以及在我们分解之后,我们就是纯粹的虚无”。[10] 这就是说,人作为一个整体,是由多种元素即许多部分构成的;但是,当各个部分(各种元素)组成整体(人)之前,或者反过来,当整体(人)分解成各个部分(各种元素)之后,都不具备整体(人)的性质。柏拉图也指出:对个别的具体事物来说,部分只是整体的部分,“部分不是许多个的部分,也不是一切的部分,却是一定的单个形式的部分,这个单个的形式我们叫做整体。是由一切组成的完备的一,部分即是这个部分。”所以,个别的具体事物既具有部分,又是一个整体,是部分与整体的对立统一。[11]
  亚里士多德比较详细地论述了系统整体观。他的观点概括起来主要是:一是从逻辑的定义出发,部分是包括在整体之中的。例如,一个音节由几个字母组成,这些字母就是音节的部分,音节包括字母。因为人们在给音节下定义时,是要说出组成的字母来的。二是相对于整体来说,部分往往是潜在的东西。在他看来,对有机的统一体来说,其部分离开整体就不成为部分,只有在与其他部分处于有机联系之中,它才成为有机整体的一部分。例如。例如,一个死体(尸)所具有的形状恰恰与一活人全然相同,但尽管它全然相同,总不是一个人。一只不由正当途径生成的手,而只是一只铜手或木手或任何其它物料制作的手,总是一只假名的手而已,不可能成为一只真手。三是对于整体来说,有的部分是主要的,有些则是次要的。主要的部分去掉以后就不再是原来的东西,因而就丧失其整体性;次要的部分去掉以后,原来的那个东西仍保持其完整性。他对此解释道:“对于一个整体事物施以剪裁,并不是任何部分均可截去;截去的部分,不应是那个起决定因素的部分,也不是不管其位置而截去其任何部分;例如一个杯,倘穿透一个洞,这不是‘剪裁’;只有杯柄或其突出的部分被截去,方可称为剪裁;一个人被‘剪裁’(截肢)不是说他的肌肉或脾脏被割掉,这是说他的手足或指被支解,而那一经解去的部分还须是不能再生。”[12] 四是对整体的理解,不能仅局限于它的组成部分,而应当考虑这些组成部分的相互联系。关于这个问题,他指出:“……当讨论到任何一个部分(构造),不管那一个器官或是一个内脏,这总不可专意于其物质成分,也不可径以这一部分直当作讨论的独立对象,每一个这样的部分必须从它与全形式的关系予以推求。相似地,建筑的真正对象不是砖、灰泥、或木材,而是房屋;自然哲学的主要对象也如此,这不是物质因素,而是(物质与形式的)综合,亦即实是的整体,脱离了这综合实是,自然诸事物无由得其真正的存在。”[13]
  到了近代,系统整体观又有一定程度的发展。例如,莱布尼兹认为,世界是事物的复合,“复合物不是别的东西,而是一些单纯物的一个堆积或聚集”,这些单纯物就是“单子”。单子并非孤立的“自在之物”,而是一个包含着内在矛盾和差异性的“自为世界”,亦即“每一个单子都是一个独立自在的统一体”。或者也可以说,“每一个单子全都本身就是一个总体,本身就是一个完整的世界。”单子之间既是完全独立的,又是相互联系的。由于每一个单子都是能够表象的,所以它们同时都是宇宙的表象。实际上“任何东西都不能限制单子只表象事物的一部分,”因而它犹如“宇宙的一面永恒的活的镜子,”能够表现其他一切事物的关系。这就是“一切事物对每一事物的联系或适应,以及每一事物对一切事物的联系或适应”,亦即事物之间的普遍联系。[14] 霍尔巴赫指出:“自然,从它最广泛的意义来讲,就是由不同的物质、不同的配合、以及我们宇宙中所看到的不同的运动的集合而产生的一个大整体。”[15] 康德强调整体高于部分,并以生命有机体为例,论证了整体与部分的相互关系;一是各部分只有在与整体相联系的情况下才能存在,比如把一个生物解剖成为各个组织器官之后,它们就不成其生物体的组成部分了。二是各个部分互为因果,互为目的与手段。三是生命体系具有自组织和自复制的系统功能。[16]
  黑格尔比较全面和深刻地论述了系统整体观。他的观点主要包括:一是世界上任何事物,无论天上或是地下,无论在自然界还是精神世界,都是许多方面内在联系着的整体。例如一朵花,它具有多种多样的性质,如香味、形状、颜色等,但一朵花并不是这些性质的机械凑合的堆集,它是一个整体,在一朵花里,这些性质彼此间是内在地、必然地联系着的。[17] 二是整体是由部分构成的,部分只有在整体中才成其为部分。例如,一个活的有机体的官能和肢体并不能仅视作那个有机体的各部分,因为这些肢体器官只有在它们的统一体里,它们才是肢体和器官,它们对于那些有机的统一体是有联系的,绝非毫不相干。只有在解剖学者手里,这些官能和肢体才是些单纯的机械的部分。但在那种情况下,解剖学者所要处理的也不再是活的身体,而是尸体了。三是部分一旦脱离整体,就不是原来意义上的部分了。例如一只手,如果从身体上割下来,按照名称虽仍然可叫做手,但按照实质来说,已不是手了。一个化学家取一块肉放在他的蒸馏器上,加以多方的割裂分解,于是告诉人说,这块肉是氮气、氧气、炭气等元素所构成。但这些抽象的元素已经不复是肉了。四是对整体的理解,不能仅通过部分来进行。整体的概念必定包含部分。但如果按照整体的概念所包含部分来理解整体,将整体分裂为许多部分,则整体就会停止其为整体。五是真理是科学系统。“真理的要素是概念;真理的真实形态是科学系统。”“科学只有借助于概念自己的生命,才能成为有机的系统。”“知识只有作为科学,或者作为系统,才是现实的,才能够表述出来。”“真理只有作为系统才是现实的。”[18]
  除了哲学家外,自然科学家也从不同角度论述了系统整体观。例如,在帕拉塞尔苏斯等医药化学家看来,所有物体,即使是矿物和化学化合物,都是活的,因为它们都是一种生命力所渗透,这种力是事物成长的原因,也是决定事物成长的形式。和帕拉塞尔苏斯一样,伯麦认为人是宇宙的具体而微小的整个翻版,并认为人是由人的内部精神力量支持的。人因此可以说是一个自主的小宇宙,自身就是一个小世界,正如大世界也自成一个完整的世界,由作为宇宙的灵魂或自然界的精神的上帝所支持一样。奥肯综合了伯麦等人的主要观点,提出了如下的思想:“人是上帝的完全体现。人是自然界发展的顶峰,因此必然把以前的一切囊括在自身之内,正如果子把果树以前的各个发展阶段包括在自身之内一样。一句话,人必然是代表整个世界的小像。”[19]
  居维叶认为一个动物的整体结构、机能和习惯都可以从它的一个部分,例如一根骨头或一个器官,合理地推论出来。他指出:“一个动物的所有器官形成一个系统,它的各部分合成一起并相互作用和反作用;一个部分发生变化必然会使其余部分产生相应的变化,……决定动物器官关系的那些规律,就是建筑在这些机能的相互依存和相互协助上的;这些规律具有和形而上学规律和数学规律同样的必然性……牙齿的形状意味着颚的形状,肩胛骨的形状意味着爪的形状,正如一条曲线的方程式含有曲线的所有属性一样。”[20] 施旺论述了生长的问题。他写道:“生长不是植根在整个有机体内的一种力量所引起的,而是有机体每一基本部分都有它自身的一种力量,你也不妨说有它自身的生命:这就是说,在每一基本部分内,许多分子的如此组合以释放出一种力量,使细胞得以吸引新的分子从而成长起来,而整个有机体只是通过各个基本部分的相互作用而存在的。在这种可能发生的事件上,形成营养上的积极因素的是那些基本部分。但根据上述观点,有机体的整体性实际上只能是一个条件,不可能是原因。”[21] 微耳和采纳了施旺的观点,他写道:“动物都是生命单位的总和,每一单位都具有充分的生命特征。生命的性质和统一性,不能在高等组织的某一特定点上,例如在人脑中见到,而只能在每一单独基本部分个别表现出来的具体的、经常反复的倾向性中见到。因此,主体即所谓个体的组成,必须比拟为一个社会组织或社会,其中若干个别的存在物相互依存着,然而每一个单元都有自己特殊的活动,并靠它本身的力量执行自己的任务。”[22]
  在自然科学家中,达尔文的系统整体观较为丰富。一是他提出了共同祖先的假设,认为相似的生物都是相互关联,从一个共同祖先传下来的;他指出,一切哺乳动物都来源于一个始祖种;一切昆虫都有共同的祖先;事实上,他认为一切生物都可追溯到一个单一的生命起源。二是他论述了食物链系统。他指出:“我从实验里发现,有几种三叶草必须靠土蜂的访问受精,因为别种蜂类都不能接触到它的蜜腺。……如果英格兰的整个土蜂都绝灭了或者变得极为稀少,同样三叶草也将会变得极其稀少或全部灭亡。然而,任何地方的土蜂数目又大都决定于野鼠的多少,因为野鼠毁灭它们的蜜房和蜂窝。至于鼠的数目,这大都决定于猫的数目的多少。因此,完全可以相信,如果一个地方有多数的猫类动物,首先通过鼠,再通过蜂的居间作用,就可以决定那个地区内某种花的多少!”[23] 三是他也告诉我们,自然界与人都是自组织系统,肯定会有一些共同的机制,循着这样的思路,他从人工选择来联想自然选择,从人的活动来联想生物的进化。这使他得以建立生物进化的理论。四是他找到了生物系统调控的手段。生物系统有序的两个主要标志:生态平衡和进化。一切生物都有高速率增加的倾向。但自然界的条件很难适应这种倾向。为了达到生态平衡,唯一的办法是淘汰一大批生物个体。怎么淘汰,用生存斗争。在生存斗争中,大量的个体被消灭,使生物系统达到了某种平衡。生存斗争还是生物进化的基础。因为在生存斗争中,一些生物个体被保存下来。这些被保存的生物个体能够更好地适应自然环境,是自然环境选择的结果。在自然选择中,生物个体的有利变异保存并遗传给后代。有利变异一代代积累下去,就形成了更能适应生存斗争环境的新种,这就是生物进化的过程。
  概而言之,系统整体观的历史源远流长。这既有客观的原因,也有主观的原因。客观的原因是:在自然界长期演化的过程中,形成了两类不同的物质:非生命物质和生命物质。生命物质不同于非生命物质,它的各个部分有着非常紧密的联系,只有从整体出发,才能把握它的各个部分以及自身的质。这种现象是系统整体观得以产生的客观基础。而主观原因是:一些学者在研究自然现象的过程中,发现生命现象不同于非生命现象。对生命现象的分析、研究,使他们能够步入系统整体观的“领地”,为系统整体观的建立“添砖加瓦”。
  系统整体观尽管有很长的历史,但它的真正发展是在20世纪50年代以后。在此期间,系统论、控制论、信息论、耗散结构论、协同学、超循环理论、混沌理论等一大批系统科学先后出现。这些系统科学深入研究了系统整体观及其表现,尤其是在定量化方面有重大的突破。这样,系统整体观的研究便发展到了一个新的、更高的阶段。



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