科技进展

    □ 樊 瑛 狄增如

    推进系统科学的发展已经成为国际学术界的重要目标，其对我国中长期科学发展的重要意义也逐渐被大家所认识和接受。相信在已有科学理论基础上，伴随着数学工具的创新，以及普适概念和规律的不断认识，钱学森先生创建系统学学的愿望一定会实现。

    上个世纪80年代初，钱学森先生将主要的学术精力致力于创建系统学，他提出现代科学技术的九大学科部类体系，由此确立了系统科学体系的框架，使系统科学走上了全面发展的新阶段。

    在这个体系中，系统科学作为在系统论基础上发展起来的新兴学科，被认为是与数学、自然科学、社会科学等相并列的一个基础学科门类。它是从整体与局部的关系角度来研究客观实际的。在钱学森和其他专家学者的共同推动下，国务院学位委员会于1990年增列系统科学为理学门类中的一级学科，推动了系统科学学科建设在全国范围内的发展。

    郭雷院士发表的《系统学是什么》一文中为系统科学给出了非常好的定义。他指出：“系统科学的研究对象是‘系统’自身，其目的是探索各类系统的结构、环境与功能的普适关系，以及演化与调控的一般规律。”它的核心科学内容包括系统方法论、系统演化论、系统认知论、系统调控论和系统实践论。而在科学方法论上超越还原论，在系统论的思想和方法指导下开展科学探索，是发展系统科学的必由之路。

    钱学森强调，系统论是还原论与整体论的辩证统一。而郭雷院士则进一步指出，正是这种统一使系统论超越还原论成为可能，他还建议三个方面的结合来发展和应用系统方法论：一是整体指导下的还原与还原基础上的综合相结合（或“自上而下”与“自下而上”方法相结合）；二是机理分析与功能模拟相结合；三是系统认知与系统调控相结合。郭雷强调，中国传统文化思维与西方近现代文化思维优势的恰当结合，对系统方法论发展具有重要意义，并且复杂性科学有望成为连接自然科学与社会科学的重要桥梁。

    国际上富有远见卓识的学者也早就意识到了复杂性研究在未来学术发展中的意义。上个世纪中叶就已经有科学家注意到了复杂性这一科学方向，目前系统科学与复杂性研究已成为21世纪基础科学发展的一个重要方向。

    《科学》杂志在1999年就曾发表专辑阐述了复杂性研究对众多学科的可能影响，2009年，《科学》杂志又以复杂系统与网络为主题，发表一集专刊，其中特别强调了复杂系统的结构与功能关系，指出从网络结构的层面，理解生命、生态、社会、经济等复杂系统的性质，应该是未来复杂性研究的重要方向。

    关于系统科学，国际上也有许多阐述和认识，其中的一个定义非常简洁，把系统科学的研究对象、研究方法和研究目标表达得非常清楚。系统科学就是要超越还原论，用系统论的思维和方法，研究各个领域里面的复杂系统，并最终获得对各种各样复杂系统普适规律的认识。

    显然，系统科学对复杂系统性质和演化规律的探讨，科学目标在于揭示各种系统的共性和在演化过程中所遵循的共同规律，并进而为系统科学在科学技术、生物、经济、社会等领域的应用提供理论依据。

    鉴于系统科学研究的内容、特点及目前的发展水平，又由于各种学科领域，如物理、化学、生物学、经济学、工程技术领域等的研究对象包括各种类型的复杂系统，所以系统科学的发展离不开对具体系统的深入探讨，并通过对具体系统结构、功能及其演化性质的研究，寻求复杂系统的一般机理与运动规律。所以从这样的意义上来讲，发展系统科学一方面要求我们从各个领域、不同的角度来展开，加深对具体系统的认识，同时希望通过这样的研究，来形成系统科学的核心概念和理论体系。

    我们能够实现获得统一、普适的科学认识这一科学目标吗？答案是肯定的。郭雷院士指出：从中国古代的系统思想的建立与发展，到过去几百年间，各门科学针对客观世界不同时空尺度范围的具体对象所进行的大量关于结构与功能关系的研究，再到当今不断发展的系统理论与系统方法，都是共性系统学规律存在并可被认识的明证。而复杂科学的发展，也从许多方面不断验证和强化基本认识和追求，让我们对普适规律的挖掘越来越充满信心。

    事实上，在复杂网络研究中，小世界网络、无标度网络的概念，基本都是通过类似的研究发展起来的。从社会网络、生物网络到技术网络等，虽说处于不同领域、针对不同的对象，各种现实世界的复杂网络大多具有相似的结构特征，因此，可以建立普适的概念和方法去开展研究，并进而逐步发展成为可以普遍应用的网络科学。

    （作者单位：北京师范大学系统科学学院）