第四章.係統與係統觀思維 第一節 係統概述
一、係統的概念和含義
最常見的一個定義關於係統是趨向某個共同目標而一起工作的一組相關聯的組件。這個定義是指集體執行一個重大動能相互作用部件的多重性。
人們對係統的認識有一個發展過程。係統（System）一詞出現在希臘語中，原義為Syn有“共同”和“給以位置”的含義。係統意味著事物的共同部分和每一事物在總體中應占據的位置。盡管概念原始，但其深刻的含義，不能為許多人所接受，常常引起誤解乃至錯誤。
隨著科學技術的發展，係統被賦予了進一步的含義，如係統是“以規則的相互作用又相互依存的形式結合著的對象的集合”，“有組織和被組合化的全體”“結合著的全體所賴以形成的諸概念和諸原理的複合體”……
綜上所述，可以認識到係統是一個整體，它的組成部分是有組織的，相
·第四章.係統與係統觀思維·
互之間有依存與作用關係。同時，係統不僅有實體部分，還有賴以形成的概念部分。事實上一輛汽車、一台機器、一個工廠、一個學校乃至國家行政機關都是在一定指導思想和方針、方式下形成的。強調實體部分而忽視概念部分或反其道而行之都會導致對係統的曲解，從而造成對問題處理不當而帶來損失。係統整體行動是有目的的，係統中的構成要素為服從目的需要而持有的秩序與聯係。從任何人造係統的開發與建立都是有明確的目的性並在目的指引下實施的。離開目的性，必將造成係統過程的盲目性或模糊性，以致無果而終或“先天不足”。
根據Jonson等人的定義“係統是為按計劃完成特定目標而設計的結構因素安排序列”。這裏包含三種思想：第一作為係統的設計標準需要明確應該完成的目的和目標；第二必須進行構成因素的設計，建立他們的序列；第三，能量和財、物等的輸入必須按計劃分配。這些思想表明，係統在完成特定目標時必須有物質、資金，信息、能量等的計劃安排與保證。
應當指出關於係統的認識與討論還在不斷地深入與發展。
對於係統的定義，尚無明確的統一認識，相對權威的文獻中有一些較為通用的解釋：美國《韋氏（Webster）大詞典》中“係統”一詞被解釋為“有組織的或被組織化的；結合著的整體所形成的各種概念和原理的綜合；由有規則的相互作用、相互依存的形式組成的諸要素集合等”。
《中國大百科全書·自動控製與係統工程》卷，解釋“係統是由相互製約、相互作用的一些部分組成的具有某種功能的有機整體”。日本的JIS標準中，
“係統”被定義為“許多組成要素保持有機的秩序，向同一目的行動的集合體。”很多著名學者專家對“係統”也做了一些經典論述，含義相近不再一一敘述，綜合以上記載係統可以定義為：
係統是由若幹可以相互區別（獨立）相互聯係而又相互作用的元素組成，在一定層次結構中分布，在給定的環境約束下，為達到整體目的而存在的有機集合體。
這個係統本身往往又是它所從屬的一個更大係統的組成部分。由於係統概念是逐步形成的，至今對係統的認識也還沒有結束，係統的概念還在發展。因此對係統概念的理解應持發展的觀點。對係統概念的理解必須從以下幾方麵去考慮：
首先，係統必須由兩個或兩個以上的要素（部分、要素）組成。要素是構成係統最基本單位，因而也是係統存在的基礎，係統離開了要素就不成其為係統。構成係統的要素隨係統的不同而不同，要素的目的多少是由係統的複雜程序所決定的。
其次，係統是按一定方式結合的有機整體。係統整體與要素、要素與要素、
整體與環境之間存在著相互作用和相互聯係的機製。例如鍾表是由齒輪、發
條、指針裝配而成的，但隨便把一堆齒輪、發條、指針放在一起不能構成鍾表，
必須按一定的結合關係裝配起來才行。
最後，任何係統都有特定的功能，是整體具有且不同於各個組成要素的
新功能。這種新功能使係統內部有機聯係的要素以及係統以整體方式和係統
環境之間相互作用所決定的。我國古代諺語說：，
“三個臭皮匠頂上一個諸葛亮”
說的是幾個普通人組織起來集思廣益的集體智慧是驚人的。但又說：“一個和
尚挑水吃，兩個和尚抬水吃，三個和尚沒水吃”。一正一反的例子恰恰說明：
係統如何來組織以滿足特定的係統功能是係統發揮最大作用的關鍵。
任何事物都是係統和要素的對立統一體，係統與要素的對立統一是客觀
事物的本質屬性和存在方式，它們相互依存、互為條件，在事物的運動和變
化中，係統和要素總是相互伴隨而產生，相互作用而變化。
二、係統的類型
係統的定義可以概括為相互聯係的元素的有機集合體。“集合”強調的是
它所包含的元素之間的某種“相似性”或“共同之處”，因為有共同之處，可
以在思考中把它作為一個整體。例如紅茶的集合，元素應全是紅茶，花、青、
黑、白、綠、苦茶均不可混入，否則將不是“紅茶集合”的整體性。如果“紅茶”
的集合加上某些限製，比如“祁門紅茶”則“集合”範圍隨之縮小，同時“集合”
元素的共同之處卻隨之增多，如“祁門紅茶”集合中的元素共同之處又增加
了皖南的氣候、土壤等環境因素。事實表明集合元素必定具有某些“共同之處”
這是對“集合”思考中判斷是否是一個整體的前提。“集合”元素的共同點或
相似處可以是物理因素，也可以是非物理因素。比如某公司資產可以是房地
產、設備、資金、股票、有價證券、“知識產權”價值等，盡管物理性差別很大，
卻在同屬某公司的觀念下放到統一集合中考察。
係統的概念與集合不同，雖然也含有“集合性”的含義，卻主要強調元
素之間的“關係”與“聯係”，有目的的形成結構，而非考察其元素是否有相
似性或共同之處。性質完全不同的若幹元素無論是固態、液態，物質的還是
非物質的，有生命的還是非生命體……隻要彼此相關，相互影響（直接的或
間接的）都可以納入一個係統之中。與“集合”靠相似性“整合”不同的是，
係統之所以“整合”眾多的元素或成員，則是依靠元素（或成員）之間的相
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互關係，所以集合的標誌在於其內在的特征性，盡管不同的集合內部相似性各不相同（設備、工具、人、技術），而其標誌在於結構性形態特征，即不同的係統以不同的元素和元素之間不同的關係相區別。元素不同，係統自然不同；即使元素相同，彼此之間關係不同，係統也是不同的。
作為係統的元素可以是任何對象，無論是物質的還是非物質的，隻要這些對象彼此以特定的關係聯結在一起成為思考的整體。因而對元素的性質沒有任何限製，期間的關係也可以是各種各樣的，所以可能有無窮無盡的係統。通常任何可認證的對象，但凡需要考察其內部關係，都可以作為係統，保持適當的關係。
集合和係統都具有各自的特征性，因而可以進行分類（集合的特征性在於其元素的相似性，因此進行分類相對簡單）。單就係統而言，係統的特征性來自其元素之間的關係，內部結構和表征形態，而關係本身又依賴於元素的特性所以分類相對複雜。下麵將側重於係統的結構和形態特征所做的係統分類分別作一些簡單介紹。
1．依據係統整體性（結構特征性）的係統分類
根據元素的性質，可以把係統劃分為物質係統、運動係統和思想係統三大類。
（1）物質係統
物質係統：從物質的最小顆粒——誇克和基本粒子開始至原子、分子，宏觀物體一直到宇宙天體構成物質係統。物質係統又可以根據其存在形態、特征和運動形式繼續延續分類。
首先，在宏觀物體集合中按物態又可分為氣體、液體、固體以及這些物態的各種成形或不成形（形態不固定）的組合。
其次，以物體的生命體征劃分物質係統又可劃分兩個序列。第一個序列，有機自然界序列：即從病毒、細胞、組織、器官到生物個體、群體。這是一個重要序列，社會運動就產生於生物和人的群體活動之中。第二個序列無機物質：如水、空氣、岩石……這是一個隻能參考物理、化學過程的集合。
最後，按物質運動形式劃分則有物理係統、化學係統、生物係統、心理係統等，與相應係統對應的運動形式則隻有物理運動、化學運動，有機生命體和思維運動等。
從以上對物質係統的分類可以認識到每種係統中都有各式各樣、千變萬化的情形，雖然人是生命體，參與生命繁衍和思維等過程，但其物質係統的運動過程也必須以較簡單或低級的運動形式為基礎。如跳傘過程，隻是作為“重量”一部分的物理運動。又比如汽車通常作為機械係統，但其控製部分為電氣或電子係統，動力（內燃機）的生成、塗裝乃至腐蝕均屬化學過程。操縱（除無人駕駛）則為人機過程。這一切表明係統的劃分標準並非一成不變，而是根據需要有一定的靈活性，視具體情況而定。然而這一切又是係統創新過程必須麵對的實質性問題。
（2）運動係統
運動是物質的最基本特性。係統是由基本元素構成的，最基本的元素相
當於係統中最小顆粒應當說是“狀態”，不同的運動形式均有不同的“狀態”。
目前科學發展水平，比較明確的大約隻有各種各樣基本物理運動形式的狀態（如粒子的力學狀態使用了三維坐標和3個動量分量來表達）。因而討論係統運動狀態，隻能一般的把狀態作為“運動在空間和時間中的表現”，即每個時刻運動總會有一個狀態，在空間中呈現某種分布，如流體力學或空氣動力學中狀態便是液體或氣體在一個時刻的速度分布（速度場）。狀態是瞬間的、有
限的，時延中也就有無窮多的狀態；因而，以狀態為基本元素討論係統運動，
除少數必要的技術場合，顯然是很不方便的。
有限時延中所有狀態的有序排列稱之為“過程”。以過程作為運動係統的
元素，等於把時延中所有狀態合並為“元素”（組成元素），或相當於不去逐
個考查線上的“點”而考察“線段”一樣。分組可以根據“組元”（小組）的
運動規律分成小組、大組或更大的組，這樣運動係統以有限的過程為元素，
就使運動係統問題的考察得到了簡化。
過程一般可以分為兩種情形，泛指過程和特指過程。泛指過程代表一段
時延中所有狀態組成的序列，未必個個都有明確定義。特指過程是固定和專
門的狀態序列，其中主要狀態甚至所有狀態都有明確定義，如震動過程、加
熱過程、消化過程、計算過程、比賽過程、演出過程、審判過程、讀判過程、
調查過程、創造過程等。
運動係統是若幹特指過程按一定時序組合而成，如果把它做總過程，所
有特指過程則是它的子過程。子過程之前彼此之間關係明確，前後順序，並
行和條件轉移，都有內在規律和條件規範。按照定義，係統元素之間有確切
的關係以表達係統的結構，過程組合顯然得結合係統的定義，它們便是“附著”
在物質係統之上的運動係統。
運動係統中的特指過程有時被稱為步驟，兩者不完全等價，但一般可以互換使用。代表一類特指過程的特別組合也稱之為“模式”，模式以特指為前提條件。表達運動的外部表征，必須特征明確，包含可重複性。如周期震
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動，許多物體都進行此項運動，所以成為公認的震動模式，在某種意義上它可以代表一個類概念。社會生活中，政治、經濟、文化、教育、生活各個方麵，人的行為乃至政府、企業的集體行為也都帶有很多重複性（如選舉、執法、經濟性合同等），也存在行為模式。模式必定是特征性的，所以一經定義便無須逐一描寫其中的特指過程。其中主要步驟或過程序列社會認為是已知的，在創新過程中可以作為子係統或過程移植，或作為創新目標進行質的改變和創造。
運動係統的結構實質就是過程的排列或步驟。現代計算機就是按照這樣的方式進行的，它的每一步驟都是一個特指的過程。“程序”即為步驟的排列或步驟的總稱（有時也代表特指的步驟，如這道程序……），當用作總稱時程序就是係統。借用計算機科學的術語，運動係統的結構或程序稱之為“軟件係統”，由物質元素構成的為“硬件係統”。運動是物質的運動，運動係統要以物質係統為承載才能展現“軟件”的內容與功能。因此，可以理解運動係統的結構必須依賴於物質係統的結構，各種特定的軟件係統隻能在符合要求的硬件係統中才能被執行，因為運動係統的結構隻有在符合要求的物質係統中才能形成和維持運作。