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系統科學發展概論 封面

系統科學發展概論

吳今培 李學偉

3820人在讀
21.1萬字總字數
¥19.6定價

內容簡介

系統科學經過半個多世紀的發展取得了豐碩的研究成果,界定了明確的研究對象,構築了系統的理論結構並建立了較爲完備的方法論框架。待到20世紀80年代中葉,系統科學以跨學科性、綜合性的研究進路,探索不同複雜系統的共性,構建系統複雜性湧現和演化的一般性理論及思維範式,標誌着人類科學研究又進入了一個新的歷史時期。可以說,一場激動人心的科學觀念的革命瞬間照亮了各個學科領域,其中科學思想的變革更是深遠和廣泛。

讀者書評

★★★★★

一本絕對的好書。看到有說沒解決實際問題的,可能沒看到它只是一本概論。沒有學術味的晦澀,兩位國內的教授如此博學並言簡意賅,口語化到幾乎都是最簡單的模型和非常生動的比喻描述涉及衆多的複雜系統科學問題。滄海遺珠一點不爲過。相信時間的淘洗終將會讓它成爲神作。

★★★★★

本書用通俗易懂的語言深入淺出地闡明瞭系統科學發展中所遇到的一些重要課題,以及科學家們爲解決這些問題提出的思想、理論和方法,揭示了系統科學發展的前沿與熱點。其內容既不過於艱深,又不陷於一般的科普,爲廣大讀者走進系統科學,接受系統思維的薰陶,感受系統科學文化的魅力,提供了參考。 雖然本書也沒有針對現實中某一類問題給出解決方案,沒有深刻的剖析,讓理論變得可觸摸,管用,仍浮於表面;然而卻從不同角度,宏觀上給出了較爲廣泛的熱點理論,給人指引,雖未解決任何實際問題,但卻提供了思路,拓展了認知,讀後讓人瞭解到更廣闊的他人的觀點和認識。

★★★★★

20 世紀物理學革命具有顛覆性,顛覆了牛頓物理學的舊思維,從而亦顛覆了19 世紀的舊哲學。如果仍以19 世紀的學術思維解讀從傳統到現代的跨越,那就仍停滯在19 世紀。如果不能深究量子物理學的哲學意蘊,那就沒有真正趕上 20 世紀以來的學術前沿。這段科學史課程必須補上,否則就難以弄懂系統科學。

★★★★★

以一本書的圖景介紹了系統科學發展的整體脈絡,對系統科學的歷史、分類、組成及核心理論作了深入淺出的講解,並在相關領域的應用作了點題,值得一讀。

★★★★★

非常可以,學校裏面應該教一教。放在初中階段最好。 內容來說前面一半收穫最大,乾貨多,越到後面越水,最後兩章基本沒收穫。

★★★★★

從基本粒子自旋到原子的波粒二象性,從基因工程人工智能到生態系統宇宙文明,從元素到有機物,從組織到生命,從人到神,從確定性到不確定性,從線性到非線性...從遠古到現代,知識從哪裏來?到哪裏去?如何越來越有力量?如何越來越先進? 知識由內而外的力量是如何具象的?像一棵文明之樹:哲學→RS知識系統↑(顆粒度↓)→非線性系統科學→模糊集合論→羣論→信息論圖論拓撲學→各種數學工具↑→概率論→集合論→邏輯學→微積分→代數幾何。數圖二象性(通用)計算變換讓文明樹與世界越來越契合。還有化學、物理學、生物學一起長起來。 知識演進體系的方向是這樣的,隨着知識越來越多,有限知識就被分類得越好,這個方向就越明晰,文明之樹就枝繁葉茂。背景就是人類用滾雪球式有限知識去度量無限宇宙。如果是用一片葉子,它像一面只能看到鏡像的鏡子牛頓手裏的分光鏡;如果是用一棵樹,它像一架望遠鏡和顯微鏡。 用不同維度描述複雜性系統。文明的方向是還原論和系統論相互作用的結果。 還原論:論域∪,實域R,方法論, 系統論:耗散,協同,漲落,非線性相互作用,自組織,實體關係組織的迭代方程,元胞自動機,複雜性網絡 系統科學是知識產生的逆向工程,地球生命的起源是太陽給的負熵,物質能量信息成爲文明發動機,也許有一天人類可以完成逆向造神工程,超越地球文明。 現代科學越來越精微,現代技術越來越精密,而歷史裏原來一直都可能有先進。

★★★★★

重要的問題基本上都包含系統。 1.系統的重要性 放眼我們這個世界,幾乎所有複雜的問題中都包含了系統,例如圖中的水的循環系統,能源問題、全球變暖的問題、食物與人口的問題,社會問題等等,其中都包含了非常複雜的系統。 這些系統我們可以大致分爲這麼幾類: 自然系統(Natural system)——水循環、天氣、和生態系統; 信息系統(Information system)——操作系統、域名系統、雲服務系統; 社會系統(Social system)——語言、法律、組織系統; 混合系統(Hybrid system)——醫療體系和教育體系。 2.識別系統 並不是所有的事物都是系統。根據德內拉·梅多斯的理論堆和系統是相對立的兩個概念。堆是指堆在一起的一堆東西,就像樂高積木,剛買回家的時候只是一堆積木,只有通過人的再次創造——拼接——之後才形成了系統。從這個例子我們可以看出,堆和系統的區別就在於要素與要素之間的連接。 “系統並不僅僅是一些事物的簡單集合,而是一個由一組相互連接的要素構成的、能夠實現某個目標的整體。”“從這以定義可見,任何一個系統都包括三種構成要件:要素、連接、功能或目標。” 因此,並不是所有的所有的事物都是系統,我們判斷一個事物是否是系統需要去考量這個事物是否包含這三個要件——要素、連接、功能或目標。 3.理解 系統有着宏觀系統和微觀系統兩個極限。作爲架構師,當我們在做架構設計的時候要明晰產品的界限(boundary),同樣也是系統的界限。 4.範圍 根據對系統性思維知識點的難易程度,我將這一些列知識點劃分成了四個部分:第一部分主要是概論、計算系統和通訊系統;第二部分主要是控制系統和產品服務生態學;第三部分是信息結構和信息架構;第五部分是心智模型和概念模型。由淺入深的讓大家去理解什麼是系統性思維。 5.價值 學好系統思維,在架構設計產品的時候擁有全局觀,可以以更加全局的角度去思考問題;知道如何去構建模型,知道如何去抽象系統;知道如何分析系統,通過圖形化的形式來表現系統,知道如何抓住產品的本質和關鍵點;如何運用系統,通過系統性的思維來改善產品的體驗。 6.系統方法 霍爾三維結構模型 WSR 錢學森綜合集成 軟系統 等等。

★☆☆☆☆

邊界消解與隱喻過載:評《系統科學發展概論》的學術規範失守--- ❕本書評含有關鍵情節透露❕ --- 作爲一本命名爲《系統科學發展概論》的著作,本書極易讓讀者期待看到關於系統科學發展史、核心數學模型、經驗邊界、學界爭鳴以及不同範式演進的嚴謹梳理。然而,本書卻花費了大量篇幅處理科學概念的哲學延伸與規範性價值判斷。 當然,任何作者都有選擇其哲學立場的自由,但從學術規範與概念澄清的視角來看,本書在論證的嚴密性與概念的精確性上存在明顯的結構性失焦。簡言之,本書的核心問題在於,未能釐清“經驗事實、哲學解釋與價值宣告”之間的論述邊界,導致一本概論性質的科普著作,在很大程度上演變爲以科學術語爲喻體的特定哲學寓言。 以下將對本書的各類邊界消解的問題進行具體分析。 一、核心問題:系統性混淆不同層級的論證 在現代學術規範的論證體系中,陳述必須嚴格區分不同的層級:經驗事實、科學模型、方法論原則、本體論承諾,以及規範性的倫理與價值判斷。每跨一個層級,都需要引入新的邏輯前提與獨立論證。 然而,本書作者始終沒有承擔跨越邊界之後新增的論證責任——在處理這些層級時,作者往往採用一種近乎“自動連通”的論述結構: 經驗/模型事實 → 特定哲學解釋 → 規範性價值判斷 → 人生/社會啓示 例如在第5章第4節(5.4.5)中: 熱力學之鐘正永遠滴答滴答往前走,不可逆轉。它告誡人們:無論我們做什麼事情,都應當考慮所做事情現在和將來對自己、他人、全人類、所有生物和環境的影響,即增熵的問題。 作者從“熱力學第二定律”這種自然規律,直接推導出了“人類無論做什麼事情,都應當考慮增熵的問題”這一規範性命題。這在哲學論證中屬於典型的“實然”向“應然”的無論證跳躍。科學定律描述自然的客觀圖景,而“應當如何”屬於價值哲學與倫理學範疇,物理學方程式無法自動衍生出道德義務。此類跳躍在書裏不是個例。這種層級的混淆,容易使讀者誤以爲“科學定律已經自動證明了某種人生哲學”。 二、範疇錯位:未能區分“科學共識”與“哲學解釋” 無論科普還是學術論文,在現代科學寫作中,科學話語必須具備其明確的邊界。而本書在引出作者偏好的哲學框架做論述時,幾乎始終採用一種全知的言說語氣:“系統科學說明……” 、“系統科學證實……” 、“科學告訴我們……”,隨後,文本便迅速切入馬克思主義、自然辯證法和/或一些東方哲學的討論。 例如原書4.5.1(注意引文粗體): “物質自運動”是辯證法的一個重要思想,它有兩方面的含義:一是認爲運動的源泉來自物質世界本身,世界的運動不是由什麼神祕的力量或上帝的第一推動引起的。二是認爲物質運動的動力在於物質內部,是自身的運動,物體之中必定有某種力量引起自身的運動,其最終源泉在於物體內部的矛盾。唯物主義關於“物質自運動”的思想有力駁斥了唯心主義關於上帝創造世界的觀點,從而確立了唯物辯證法的自然觀。但是受到當時科學發展水平的限制,“物質自運動”的思想沒有得到進一步的科學理論加以證實之前,還只是一種帶有思辨性的哲學思想。 現代科學告訴我們:物質運動在形式上可以區分爲物理運動、化學運動、生命運動、思維運動等,但它的內容都是物質、能量和信息的相互作用。協同論認爲,當來自外部環境的物質和能量聚積達到一定程度時,子系統之間相互作用越來越強,系統便形成了協同運動。通過這一協同作用,系統從無序走向有序,不僅發生量變,而且發生質變,如使磁鐵從失去磁性又重新擁有磁性。哈肯指出,協同作用之所以成爲事物運動發展的動力,在於它促使各子系統之間耦合,產生相干效應。這種相干效應是一種整體效應,它使系統各遊離獨立的子系統按一定方式在大範圍內相互連結,相互促進,從而產生新的質,形成新的結構。這說明物質運動的源泉和動力在於物質本身。普利高津耗費了20年的心血而創立的耗散結構論,則從系統自組織產生的外部與內部條件的角度,回答了一個新的高級組織是怎樣從原始的相對無序、對稱、低級組織程度自發地產生出來的問題。總之,系統自組織理論不僅有力地駁斥物質運動的外力論,科學地證實了“物質自運動”思想,而且還進一步豐富了“物質自運動”的內在機制、規律和進化形式。 從論證邏輯來看,這種論述方式實質上製造了一種典型的範疇錯誤。 在系統科學(如協同論或耗散結構論)的範式內,“自組織”或“序參量演化”是一個有着嚴格邊界的技術性概念,它描述的是具體物理或數學系統在特定非平衡態邊界條件下,通過非線性動力學機制自發形成宏觀結構的過程。這屬於經驗與機制的範疇。而辯證唯物主義或自然辯證法中的“物質自運動”,則是一個高度抽象的哲學本體論承諾。 進一步說,具體科學可以作爲哲學的一種解釋資源,卻不能在沒有新增論證的情況下自動構成對後者的證明(原文:“科學地證實了“物質自運動”思想”)。 作者通過諸如“現代科學告訴我們……科學地證實了思想”這樣的全知修辭寫作方式,在兩種論述層級之間進行了語言嫁接,然而,這種缺乏中介論證的跨範式躍遷,看似賦予了哲學論述以“科學權威”,實則既消解了科學概念的確定性,也矮化了哲學思辨的獨立價值。 當代科學界不少作者在自己的科普讀物裏跨越這一邊界時,通常會明確作出類似這樣的聲明:“以下屬於對該科學理論的特定哲學闡釋/學界仍存在不同的本體論爭鳴。”然而顯然,本書缺乏這種必要的學術審慎。 三、跨學科論證斷層:缺乏支點的隱喻飛躍 本書在進行跨學科討論時,經常在完全不具備同構性的學科領域之間進行概念躍遷,如: 熱力學熵 → 心理狀態/行爲類型 → 社會運行成本 → 社會監管制度 在第5章(同前,5.4.5,至節末)中: 人類也可被分成低熵和高熵兩類。心理學家稱高速、高能者爲A型人,這些人想要做的事太多,被捲進大量的活動之中,把越來越多的事物塞到越來越不夠用的時間裏。他們生活在快速車道中,結果,快速、高熵的生活方式開始對人的健康造成危害。心理學家和醫生都會給予他一個同樣的忠告:放慢生活節奏,降低生活熵值,以低速、低能的B型人的生活方式生活。 作者將心理學上的A型人格直觀地稱爲“高熵的人”,進而將錯綜複雜的現代社會系統直接冠以“高熵社會”之名。這種論證更接近一種修辭性的概念隱喻,而不是嚴格意義上的跨學科學術論證。作者並未在物理學定義的熵(正比於可實現微觀狀態數的對數)與社會組織度之間建立起任何嚴謹的數學或邏輯支點,而是僅僅依賴詞語表面含義的相似性進行推論,卻又試圖用熱力學第二定律的“科學權威”來爲心理學/社會學結論背書。 四、跨語境語義漂移:未加說明的概念泛化 科學概念的生命力在於其定義的確定性(Determinacy)。而本書在闡述“複雜性”、“熵”、“有序/無序”等核心話題時,任由其語義在不同的敘事語境中發生劇烈的漂移。 還是以“熵”爲例,文本最初將其引入爲基於統計物理與微觀狀態概率的物理量;但在後續論述中,它悄然變成了日常語境中的“混亂”,再泛化爲“社會運轉的時間與費用成本”,最終淪爲“人生應當放慢節奏、警惕健康危害”的規範性戒律。如果作者明確聲明“此處僅作爲啓發式比喻”,尚不失爲一種修辭手法;但在嚴肅的系統科學框架下進行同名術語的無縫切換,會導致讀者誤以爲整個推導過程始終維持着物理學或某種定量學科的嚴密性。 五、方法論的封閉性:將方法論爭議表述爲可選討論 在第6章(6.1)探討複雜性的定義時: 據統計,西方學者已提出45種複雜性定義,但至今還沒有一個公認的嚴格的科學定義。由於多樣性、差異性是複雜性固有的內涵,因此,目前也許不必追求一個符合科學規範的複雜性統一定義。從哲學觀點看,複雜與簡單是一種辯證關係。事物的複雜性是從簡單性發展起來的。我們既要承認複雜性同簡單性有着本質的區別,存在各自的核心部分的本質規定性,又應該承認它們是相對的、模糊的概念。(下略) 作者首先承認了一個經驗事實:“西方學者已提出45種複雜性定義,至今還沒有一個公認的嚴格的科學定義。” 這是一個客觀的科學史實。 然而,文本緊接着卻給出了一個獨斷的方法論結論:“因此,目前也許不必追求一個符合科學規範的複雜性統一定義。”然後跳到哲學討論。 從文本分析的角度來看,“目前尚未統一”並不能邏輯地推出“不必追求統一”,如果希望這一推論成立,作者還需要進一步說明“可以省略統一定義”的(科學)規範性論述。從知識演進的規律來看,追求核心概念的精確化與統一化,往往是推動學科走向成熟的核心動力。本書直接將作者個人的哲學方法論立場包裝成了事實衍生出的定論,縮小了該議題背後的科學與方法論討論空間。 六、視域擱淺:哲學討論缺乏多元比較 如果一本書明確要探討“系統科學與哲學”的交匯話題,那麼從論述嚴謹這一基本要求出發,作者作爲相關科學領域的學者,或多或少應當向讀者展示覆雜性、自組織、整體湧現等系統科學問題的多元哲學詮釋景觀。 實際上,現代分析哲學、心靈哲學、科學實在論、批判實在論以及過程哲學,都存在對系統科學理論進行深刻闡釋的嘗試。然而,本書在討論系統科學話題與哲學的關聯時,始終將辯證唯物主義和自然辯證法作爲默認且唯一的哲學座標系。 如果作者希望將本書定位爲某一哲學傳統語境下的系統科學概要,那麼這種寫法並無不可;但當書名採用《發展概論》這一具有綜述性質的命名時,讀者自然會期待不同理論傳統之間的比較,而不僅侷限於某一特定哲學框架。這使得本書在性質上偏離了客觀中立的“系統科學發展概論”,而更像是一本《系統科學的辯證唯物主義解讀》。在沒有提供平行理論對比的情況下,這種單一框架的敘事抹平了系統科學哲學意涵的豐富性。 七、過度簡化基礎概念 作爲一本二十餘萬字的系統科學專著,本書在一些基礎物理與生物學概念的介紹上表現出令人遺憾的過度簡化甚至是誤導: 將“熵”等同於日常的“無序”:忽略了熵在與統計力學中關於微觀態概率的精確表述,容易引發概念泛化。 達爾文生物進化論的時間觀是一種進化的時間觀,這種進化也是不可逆的,它認爲生物的進化是一個由簡單到複雜、由低級到高級,單細胞逐漸被淘汰,演化爲結構更加有序,功能更爲複雜的多細胞結構的過程。這是一個熵趨於減少的演化過程。它描繪了一個同熱力學第二定律完全相反的進化圖景。 將“生物進化”簡單描述爲“熵趨於減少的過程”:這一經典的“演化悖論”表述在現代非平衡態熱力學中早已有更精確的解釋(開放系統通過與環境交換能量和物質,可以維持甚至形成局部低熵結構),將其對立爲“完全相反的進化圖景”,有刻意製造戲劇化衝突以引入哲學調和的嫌疑。 將“還原論”一概概括爲“整體等於部分之和”的疊加原理:事實上,現代科學與哲學中的還原論(如認識論還原、本體論還原)遠比這種樸素的機械還原論複雜得多。 混淆了主客觀領域的複雜性定義:文本在論述中未能有效區分本體論上的複雜性(系統固有的非線性、湧現性)與認識論上的複雜性(主體認知能力的侷限),傾向於將複雜的系統特性泛化爲主客觀認知的循環過渡。 八、總結 如果本書只是名爲《系統科學的辯證唯物主義闡釋》,那麼從特定哲學框架的立場來看,它的論述邏輯是完整閉環的。但是,冠以“發展概論”之名,它就應當承載起作爲中立、嚴謹的科學傳播載體的職責。 本書最大的遺憾,在於它在介紹一個本應最強調“模型邊界、層次約束、定義嚴密性與適用範圍”的學科時,卻頻繁地主動消解論述邊界——它允許科學理論在沒有嚴格邏輯/規範論證作爲過渡的前提下,直接漂移爲一種哲學框架或人生哲學的隱喻。這種寫作方式不僅未能將系統科學與哲學批判深度結合,反而在一定程度上由於隱喻性表達的持續擴張、意外地稀釋了科學概念本身的清晰性與嚴謹性。對一本面向公衆的科普作品而言,這種邊界消解,無疑會放大近似表達對普通讀者造成的系統性概念混淆。 總結以上,本書的問題在於沒有明確告訴讀者:某些論述已經離開經驗科學、進入哲學解釋或價值判斷的層級,作者也沒有承擔由此新增的論證責任。 --- 附:本文並非反對作者採用的哲學框架,而是主張:當一種哲學解釋進入科普文本時,作者應明確指出它的解釋性地位,並將其與經驗事實保持區分;經驗科學、哲學解釋與規範判斷之間應當保持清晰的論證邊界。

★★★☆☆

此書展示了不同領域的系統論視角。前半部分數理內容較多,需要一定的系統論基礎(很多名詞都有深刻的定義,並非字面含義),後半部分越來越軟,開始轉向社會科學、管理科學方面的視角。 個人感覺後面的邏輯性不是很強,理論(系統論角度)對現實的擬合也不那麼好了。因爲系統論產生於數理學科,諸如模糊性、複雜性、湧現性、結構、環境、功能等詞語都有嚴格的數理描述,因此在擬合數理模型時有着很不錯的直觀。然而運用於社會時,它更像一種insight,一種思路的啓發,也沒有那麼硬核了。

★★★★★

系統論、信息論、控制論曾是上個世紀末的學術熱點,再到後來的耗散分形自組織,大量的學者都往這方面靠近。看起來的學術藍海,如今卻鮮有人問津,也許是這裏不再是前沿的緣故?本書涉及的範圍很廣,除了本業控制新老三論,對於複雜以及熱力學也有所討論。但是更多的,還是對前人成果的雜糅綜述,顯得有些大而不精。另外,有些認識顯得有些過時。總體而言,還是具備相當的閱讀價值。

書籍信息

作者吳今培 李學偉
出版社清華大學出版社
出版時間2010-04-01
ISBN9787302221739
分類科學技術-自然科學
格式EPUB
完結狀態連載中
章節數71