第五章.技術與技術係統 第三節 技術係統的結構與環境
“結構”一詞表示一個整體各組成部分的搭配和排列。一般係統的結構是從內部描述係統各要素（元素）係列相互之間的聯係（關係），即各要素（元素）之間相對穩定，有一定規則的聯係方式的總和。因為係統通常依據結構不同，也即依靠要素（元素）之間關係相區別的，因此可說結構進一步體現了係統的特性。
與結構概念相關的還有“秩序”、它們意義相近、
“組織”和“環境”的概念，甚至等價。有結構就有秩序。如果要素（元素）之間沒有明確關係、雜亂無章，沒有秩序也就沒有結構；比如一堆散沙，沙粒之間都存在著位置關係（方向與距離），但是關係混亂，沒有明確的規則也就是沒有秩序，雖然也可以稱之為係統，但是沒有“結構”或者說隻有隨機性結構；而房屋、家具之類這種的空間關係，結構直觀，並可以推廣到分子、用品、機器等。在概括元素及其關係上係統和結構概念大致是相當的，因為每個係統都是有其內部結構，而任何獨立的結構也可以作為係統看待。
本節將重點分析技術係統的結構與環境及其相關問題。
一、技術係統的結構分類
係統的定義中蘊含著它與結構概念的重疊性，係統是對象性概念，而結構卻有代表特性，結構必須附著於係統，結構的分類也與係統的分類密切相關。如前文所述，係統有物質、運動和思想三個大類。技術係統結構也可沿襲係統分類再概括結構特征，進一步增加含義和內容，一個重要因素是因為物質和運動是密不可分的，因而，也必然對分類產生影響。
1．物質係統的結構分類
物質係統關注的是空間結構的相對穩定性，沒有穩定性的特征結構，瞬息萬變，思想難以把握，也就沒有利用價值。這類結構可分為靜態結構和自組織兩種結構。
（1）靜態結構。
靜態結構是相對穩定（沒有時空變化）的結構。這類結構是由動力學方法實現，靠靜力學平衡維持。一旦失去穩定，結構也隨之遭到破壞。靜態結構又分為天然生成的自然結構和人造結構實體兩種。
①自然結構。自然結構是自然生成的。如天然晶體、分子、原子都有相對穩定的平衡位置，晶體點陣也屬靜態結構。
晶體生成時，分子、原子、隨溫度降低，熱運動減緩，各自達到一定的平衡位置，構成晶體動力學過程。這種平衡仍然是相對平衡，因為在達到平衡位置後，由於剩餘能量並不停止運動而是圍繞平衡位置震動，並隨溫度而變化（如熱脹冷縮），但移動不大，使晶體仍然保持其外形。在特殊條件下晶體形態才發生改變：一是在“絕對零度”下停止震動，一是達到熔點才徹底融化。
②人工結構。人工結構即人工打造的結構，人工結構又可以分為實體結構和概念結構。首先，實體結構，是以物質形態呈現的。如家具、機床、房屋等這些結構，
一般必須借助外力的動力學過程，將元素（零件）或子係統（部件）裝配在一起，停止相對運動並以一定的靜力學關係，維持一定的強度以保持位形和使用功能。
其次，概念結構，是以概念/組織形成的結構。如社會的組織結構和管理規範結構等。概念結構，一般是根據一定規範程序或組織原則、製度、規章、法律、政綱等構建結構。構建結構的理論依據同樣也是一種概念結構，因此概念結構形成過程則是相互作用的共同發展過程。
（2）自組織結構。
所謂自組織結構是指係統在獲得空間的、時間的或功能的結構過程中，在沒有外界環境特定幹預下產生結構或功能的係統結構。自組織結構，同樣有自然結構和人造結構之分。
自然結構包括生命體動植物之類，它們都具有相對穩定的空間結構，其形成依靠自組織過程。這是一類特殊的動力學過程，與靜態結構區別在於其結構不依靠靜力學平衡，而是保持一種“動態平衡”。
人造自組織結構是相對他組織結構而言的。為增加對自組織係統及其結構的了解，首先對他組織係統作簡單介紹：他組織係統是在外力（他組織力）支配下的係統組織，他組織過程的特點是原因與結果，指令與行動之間的作用（激勵）和響應的過程。這種原因與結果，指令與行動之間的界限絕對分明，原因與指令，都是他組織的作用項。
在實際係統中，他組織係統是可以向自組織係統轉化的；根據反饋原理，
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係統行為之“果”作為影響係統未來之“因”，並有正負反饋相結合，自組織即可實現。比如飛行器的控製，首先是按照指令運行的，但在控製過程中，要受到運行狀態的反饋信息的作用加以調整，這表明他組織力要受到係統行為結果的影響，也即受到係統動態規律的影響。起支配作用的外力也轉變而成“狀態變量”，仍是自組織力，則他組織係統轉化自組織係統。
一般技術係統都是他組織與自組織係統相結合的係統，係統結構也是相應的。技術係統是由輸入子係統、運作子係統和輸出子係統組成的整體。輸入子係統對其他兩個子係統而言，是他組織力。這時作為三維整體係統而言，起支配作用外力轉變而成“序參量”仍是自組織力，因而技術係統是自組織係統。若將輸入子係統作為外部他組織力或控製力，則另外兩個子係統為內部的一維係統是自組織係統。這時技術係統就成為內部和外部構成的二維係統。
一台加工中心輸入係統（指令、原材料、動力）為外“作用力”，此時加工中心則為自組織係統；如果將輸入係統作為狀態參量輸入或將其整體納入自動生產線成為一級子係統，則加工中心就轉化為自組織係統。
在複雜的技術係統中，既存在他組織性，也存在自組織性，二者結合，才能產生更高的組織形態。
在社會技術中這種形式更為常見，如財務係統、市場係統等對應自組織係統的結構均為自組織結構。
2．運動係統結構與軟件結構
（1）、運動係統結構。運動係統涉及狀態和過程兩個基本概念。狀態是運動的瞬間表現，其內涵相當複雜。如生物的瞬間表現、電荷的
空間分布、子彈飛行的瞬間方位，都難以說清。雖然這些都可以歸結為技術問題，通過研究的深化，得到確切的描述，但是這種通過運動在空間中的實現來把握的單個狀態，沒有時間結構，隻有凝固的空間結構，難以表述成確切的內涵。
以“狀態”作為運動係統的基本元素，使用時仍然很不方便，因為狀態是瞬間的，多個狀態順次出現，頻率和重複次數各不相同，會產生狀態無限多或無序狀態；因而對於運動係統，如前所述一般采用有限時延的“過程”作為元素才比較實用。
冠名的“特指過程”必須是對應的狀態序列能夠多次重複出現的。不僅同一係統重複，類似的係統在類似的條件下也必須能重複，才可以使“過程”的冠名成為類概念，涵蓋一類相同的狀態序列。這就意味著運動是有規律的，在相同條件下，類似的係統將做類似的運動，產生類似的狀態序列是符合規律的必然結果；如物理學中的周期運動、離心運動、機械力學中的螺旋運動、切削運動乃至生物跳躍運動等。應當說明的是，重複性暗含規律混沌運動，也同樣受到動力學規律的支配；例如，顆粒狀物體無規則下落受摩擦力影響形成的摩擦角與摩擦錐而形成的堆積。
周期運動是比較典型的可重複運動。係統周而複始地重複先前的狀態序列，在一個周期內部，各狀態都有固定的排列。諧和運動（簡諧運動）是最簡單的周期運動，例如鍾擺，它的坐標和動量都隨時間按正弦或餘弦規律（周期函數）振動，形成固定的狀態序列。這些函數便描寫了以鍾擺的狀態為元素的運動係統的“結構”。將這周期中固定狀態序列看作整體，它就代表一類特指過程。而鍾擺全部運動，隻是該序列的穩定的重複，成為動中有靜的“定態”（周期長度不隨時間改變）。隻有在這種條件下運動係統的結構才能通過引入“過程”的概念得到簡化。顯然，使簡化成為可能在於客觀存在的自然規律，對鍾擺而言就是力學的規律。為拓寬對過程在運動係統中構成了的認識，可以把周期運動的條件放寬（不限於單純的諧和振動），允許振幅輪廓任意變化；但必須由順序固定的狀態序列組成完整的周期，由該固定狀態序列的重複產生全部過程，可以生成更好的運動形式。由於序列是固定的，所重複時也有嚴格相同的時延或周期，這種一般的周期運動可以分解若幹諧和運動的疊加，可以用傅裏葉分析（Fourieranalysis）處理。再進一步說，在複雜的係統中，周期的延時乃至狀態是否嚴格重複的限製都可以放寬；隻要保留主要狀態特征，重複則是各主要特征的順序再現。這些運動形式或相對固定的狀態序列，依然是過程的片段，以它們作為整體也等於分組，而且可以冠名使敘述方便。以此類推，小組之上可有大組，大組之上還有更大組，再加上不同過程的不同組合，則可以使運動係統形成層次結構。
讓我們用生活中最簡單的例證來說明“特指過程”的相關問題。實際生活中，人人都會“跳躍”動作，“跳躍”就是一個特指過程。跳躍必須經曆下蹲（或微屈）、蹬地、騰空、落地幾個過程，每個過程又可分解成若幹狀態，如下蹲就有屈腿收腹，重心下移等狀態。這些過程結構都是不能隨意改動的，由此可見運動係統的結構是由客觀規律決定的。跳躍的過程也可以進行多次組合。比如：跳躍，是籃球比賽中許多模式之一，或是投籃這個更大行為模式的組成部分；籃球賽事，又是諸多競技活動的一個組成部分。如此等等，最後可以歸結為所有各式各樣的競技活動，又是社會的一種行為模式（體育
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運動）。
上述列舉的各種過程或模式，都隻表達運動係統結構的主要特征。放寬過程或模式中狀態序列必須嚴格一致的要求，忽略次要差別，隻按主要特征將不同運動結構認作“同類”過程或模式（如把不同的跳躍都稱之為“跳躍”）；目的在於在複雜係統中引入物理學中經常使用的“定態”概念，以更加方便地描寫運動的結構。
定態便是運動的基本形式或過程和模式的基本結構不隨時間改變的情形。鍾擺運動是定態，連續跨欄也是定態（盡管每次跨欄並不完全相同）。在人類社會中，相對成熟的生產技術流程、約定的社會行為規範、道德規範、經濟和政治製度等，一切稱為社會秩序的東西，隻要不是處於調整變動中，都具有定態的特征，因為它們都表示人或社會組織相關的運作需要遵從確定的方法、步驟或途徑，都不可能隨便行動。這些流程、規範、準則、製度或習俗等都在適當的“層次”上表達基本相同的過程結構或行為模式結構；存在固定的狀態結構、過程結構或模式結構，完全是受客觀規律支配的，包括自然規律（物理、化學、生物學規律）和社會規律，研究這些運動係統的結構是認識和把握客觀規律的基本途徑。事實上，人類正是首先觀察到重複出現的運動結構（過程或模式），然後才意識和總結現實存在的客觀規律，並以此為基礎不斷地開展創新活動（但不能違背客觀規律）。
客觀存在的“定態”是理想化的過程或模式。鍾擺的運動似乎是有嚴格的周期的，實際運動中也受到氣流的阻力、本身節點的摩擦等因素影響，也是有差異的。生產中相對穩定的工藝流程也同樣受動力摩擦與磨損、溫度變化、人為因素影響而在一定公差範圍內變動；社會規範更是如此。這些都是需要通過定量或定性分析，尋求原因，在保證基本過程模式條件下（規律性）查找原因，提高其精確程度。
（2）軟件結構。
軟件結構是人工創造的係統結構，通過軟件設計，以數據和運行指令組合為程序結構。這些數據和運行指令都由特指過程組成，例如數據由鍵盤輸入到指定存儲單元的過程；任何數據或文字在二進製中都有確定的表達式，運行指令也同樣表示為二進製代碼，它們的輸入、傳遞、執行都對應計算機內部直到基本電路單元嚴格規定的過程。
3．思想係統結構
思想係統是思維活動積澱而成的觀念係統，屬於“超時空結構”。思想結構最基本的要素是概念，概念需要明確的定義，因此一個概念總是與若幹其他概念發生聯係。傳統的概念的形成，需要經過感覺、知覺和表象三個階段，由於概念和表象是有區別的，即概念具有分解的形式，可以列舉它的內涵（表象則不行）。所以，概念的定義應具有靈活的方式，這不僅是概念可以定義的基礎，而且這個特性也代表著形象思維與邏輯思維之間的本質區別。形象思維中的一般表象是未經分解的，但仍然能夠作為思考元素，包括在觀念之中；在某種意義上，也允許作為基本要素，納入形象思維的思想係統。表象不僅是創造性思維的原始基礎，而且可以通過其他“可以意會”交流傳遞信息，而獲得普通的性格。因此，創意性外觀設計，廣告等就是通過表象傳達美與時尚。
概念作為思想係統的元素有兩種作用，一是通過定義同其他概念發生關係，一是通過判斷確定同其他概念相聯係。每個帶有普通意義的判斷（如全稱判斷）都具體表達了思想係統的結構。思想係統或其元素之間的關係都是語言和邏輯的關係，如邏輯上相互獨立、包容、同一、遞推、否定、一致、矛盾等；這些關係，在不同概念和判斷之間的“匹配”，決定了思想體係結構的內容和實質。
一切科學，技術成果都是借助語言文字，依靠定義、概念建立嚴格的思想體係結構，突顯內容和性質，進行信息交流、推廣和付諸實施的。而在社會實踐中往往由於思想體係係統的缺陷、不完整而造成表述不清甚至無法實施。如概念不清、結論不完善、內容歧義、規則矛盾等造成指導錯誤，難於實施和檢驗，因此，必須引起高度重視。思想係統本身不能判斷自身的真理性，隻有在它同實際的關係中才能判斷，然而“實際”決不屬於思想（礦石的概念屬於思想係統，礦石本身不是），所以這種關係不能容於思想係統之內。思想係統中的判斷都是概念之間的語言和邏輯關係，通常要求判斷的語法正確，不包含邏輯矛盾。