系统论(一)——系统的理解
系统论是美籍奥地利理论生物学家贝塔朗菲(Bertalanffy)创立的,他发表的专著《一般系统理论基础、发展和应用》(1968年)总结了一般系统论的概念、方法和应用。该书被公认为是这门学科的代表作。系统论是把所研究和处理的对象,当作一个系统,分析系统的结构和功能,研究系统、要素、环境三者(即系统和要素、要素和要素、系统和环境)的相互关系和变动的规律性,并优化系统观点看问题。系统论不仅在于认识系统的特点和规律,更重要地是利用这些特点和规律去控制、管理、改造或创造一个系统,使它的存在与发展合乎人的目的需要。换句话来说,研究系统的目的在于调整系统结构,协调各要素关系,使系统达到优化的目标。
1.1系统的核心观念
系统论作为一门跨学科的综合性科学,为理解和解决复杂系统问题提供了重要的理论基础和方法工具。通过对系统的整体性、层次性、动态性和环境依赖性的研究,系统论不仅在科学研究中发挥重要作用,也为工程、管理和社会发展提供了新的视角和方法。未来,随着技术进步和科学研究的深化,系统论必将继续发展,并在更多领域中发挥更大的作用。
一般系统论把系统定义为:由若干要素以一定结构形式联结构成的具有某种功能的有机整体。系统论核心思想是系统的整体观念。贝塔朗菲强调,任何系统都是一个有机的整体,它不是各个部分的机械组合或简单相加,系统的整体功能是各要素在孤立状态下所没有的性质。他用亚里斯多德的“整体大于部分之和”的名言来说明系统的整体性,反对那种认为要素性能好,整体性能一定好,以局部说明整体的机械论观点。同时认为,系统中各要素不是孤立地存在着,每个要素在系统中都处于一定的位置,起着特定的作用。要素之间相互关联,构成了一个不可分割的整体。要素是整体中的要素,如果将要素从系统整体中割离出来,它将失去要素的作用。
1.2 系统的三元素
万事万物的本质是系统。世界上的任何事物都可以被看成是一个系统,系统是普遍存在的。大至渺茫的宇宙,小至微观的原子,其本质都是一个个的系统。一粒种子、一群蜜蜂、一台机器、一个工厂、一个学会、一个经营班子……都是系统,整个世界就是系统的集合。例如,一群蜜蜂就是由一个独裁统治的蜂王和成百上千只“好吃懒做”的雄蜂以及数千乃至数十万只勤劳可爱、生产蜂产品的工蜂所组成的有机系统。“蜂王”是受精卵得到完全发育的雌蜂,是众蜂之母;“工蜂”也是雌性蜜蜂,但生殖系统远远比不上蜂王,只擅长做工;雄蜂生存的唯一价值就是寻找“处女”蜂王进行交配,繁殖下一代。
ISO9000标准将系统(System)定义为“系统是相互关联和相互作用的一组要素”。System的含义也表示体系,当描述自然物质属性对象时称之为系统,如自动控制系统、计算机系统;当描述社会组织属性对象时人们称之为体系,如政府行政管理体系、企业管理体系等。我们可以按以下四元素来理解系统的概念:
(1)组分(Constituents)
系统是由若干互相关联的组分所构成的有机整体。所谓组分,泛指构成系统的基本单元,可以是元素、要素、部件、模块,甚至子系统。系统观强调,不论对象的性质如何,只要具备一定的内在组织关系并共同实现某种功能,都可以视为一个系统。这种视角避免了对孤立个体的片面理解,而是强调组分的整体协同。组分之间可能具有异质性与层次性,在大型复杂系统中尤其明显,构成系统分级结构的基础。
(2)结构(Structure)
结构是指组分之间相互联系和相互作用的方式,是系统组织方式的表达。它不仅决定了系统的运行机制和信息流动方式,还影响系统的稳定性与适应性。结构是系统存在的形式基础,构成系统“骨架”,其本质是关系的网络化、拓扑化表达。结构与组分是系统的两个基本子概念,前者关注“联系”,后者关注“实体内容”,二者不可互相替代。在系统分析中,结构决定系统是否具备反馈、层级、循环、模块化等关键特性。
(3)环境(Environment)
环境是系统以外但对系统行为具有影响的集合,是系统开放性的体现。系统通过边界与外部环境进行物质、能量和信息的交换,从而实现维持、自组织和演化。系统边界是系统与环境之间的界面,它既保护系统内部的结构稳定,又允许外部输入的进入与输出的释放。在社会系统中,外部环境包括宏观政策、行业动态、社会资源等;在技术系统中,环境可能包括技术标准、用户需求等。系统环境动态变化,是系统适应性与鲁棒性分析的重要前提。
(4)功能(Function)
系统的功能并非简单等于其组分功能的线性叠加,而是组分之间在特定结构下相互作用、与环境互动并形成协同效应的结果。这种超越部分之和的性质,称为涌现(Emergence)。功能是系统整合运行过程中产生的整体能力,体现了组织性、层级性与动态性。例如,企业管理系统的功能不只是各子模块的信息处理能力,而是各模块协同后能支持复杂决策、优化流程、提升反应能力的整体能力。功能的产生是多维因子的综合结果:组分效应、结构耦合、环境反馈与系统规模扩展共同作用。真正意义上的系统功能,是“系统之为系统”的体现,是“1+1>2”的整体涌现行为。
系统功能是系统组分、结构、环境的函数,从而系统的四元素可约减为三个,这是分析认识系统的关键所在。
1.3系统环境与边界
系统环境是指存在于系统之外的、系统无法控制的自然、社会、经济、技术、信息和人际关系的总称。系统和环境是依据时间、空间、研究问题的范围和目标划分的。因此系统和系统环境是相互依存、相互制约的、动态变化的概念。
| 系统边界 | 系统模式 |
|---|---|
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系统环境的变化对系统有很大的影响,系统与环境是相互依存的,系统必然要与外部环境产生物质的、能量的和信息的交换。能够经常与外部环境保持最佳适应状态的系统,属于积极的开放的系统;不能适应环境变化的系统是难以生存的。
系统与系统环境交互部分就是系统的边界,它决定了哪些元素属于系统,哪些不属于。从空间结构看,边界是把系统与环境分开的所有点的集合。从逻辑上看,边界是系统构成关系从起作用到不起作用的界限,系统活动的界限,系统从存在到消失的界限。边界是系统与环境的分界面,用以区分系统所包含的要素的界限。边界实际上一种人为的区分,是人们出于观察、思考、理解、表达、交流等方面的需要,在心理上设定的或社会上一般公认的虚拟的界限。从某种意义上讲,每一种事物都与其他事物存在着联系,或多或少,或深或浅。如海洋与陆地并不存在泾渭分明的界限,社会学与人类学也很难截然分开。我们研究的实际系统很少有真正的边界,所以这给我们后面要讲到的划分边界带来了难度。
确定系统边界对于理解系统的功能和作用至关重要。系统边界的定义涉及多个层面。首先,在物理层面,边界可以是具体的物理界限,例如建筑物的墙壁或计算机的硬件外壳。其次,在逻辑层面,边界则是系统所涉及的功能、服务和数据范围,例如企业管理系统的各个模块之间的接口。系统边界有助于明确系统的输入、输出和接口。输入是系统从外部环境接收的数据或资源,输出是系统向外部环境提供的结果或服务。接口则是系统与外部环境进行交互的点,例如网络协议接口或用户操作界面。识别系统边界能够帮助系统设计者和管理者明确系统的作用和限制,确保系统的设计符合需求,避免功能遗漏或过度复杂。清晰的边界定义还可以提高系统的安全性和可维护性,因为明确的边界能够更好地保护系统免受外部威胁,并简化故障诊断和系统更新。
- 边界存在的意义
系统边界指的是系统与外部环境之间的分界线。它可用帮助明确系统的组成:通过定义边界,可以确定系统的组成部分,从而更好地理解系统的结构和功能。
分析系统的环境交互:边界确定了系统与外部环境之间的交互方式,这有助于分析系统如何与其外部环境进行信息、能量或物质的交换。简化分析:明确边界可以将复杂的环境因素排除在外,使得系统分析变得更加简单和集中。管理和控制:系统边界有助于制定管理和控制策略,明确哪些因素是可控的,哪些是外部不受控制的变量。
参看上面系统模型图,云朵表示的是流量的源头和去处。为了便于讨论,我们对其进行简化和忽略。这里的云朵标记着便是系统图的边界。明确边界让事情简单化,条理化。在系统思考中,是采用系统动力学建模的思路,所以首要步骤先是确定目标,紧接着是要确定边界。只有明确了系统边界,才能继续进行下一步的分析和设计等工作。
- 如何划定边界
划定系统的边界是系统分析中的关键步骤。首先,需要明确系统的目标和功能,识别出系统的核心组成部分和主要功能模块。这有助于确定哪些元素必须包含在系统内,哪些可以被排除在外。其次,考虑系统与外部环境的交互,包括信息、物质、能量的流动。边界应该包围那些需要重点控制和管理的部分,同时识别出必须与外部环境进行交互的接口。通过分析这些交互,可以进一步明确哪些是系统内部的要素,哪些是外部环境的一部分。此外,边界划定还需考虑系统的层次结构。对于复杂系统,可以采用分层的方法,在每一层次上定义子系统的边界,并确保各层次之间的协调。最后,系统边界应具有一定的灵活性,以适应外部环境的变化和系统自身的演化。因此,在划定边界时,应为未来的扩展和调整留有余地,例如我们要研究车子的库存系统,这里涉及到很多的要素,从生产端,包含了原材料,原材料的加工,甚至供给;销售端又涉及用户的汽车保有量和折旧报废等。
- 边界设定的陷阱
如果边界划定得太窄:一些对系统行为有显著影响的因素未被认真分析和对待,系统就可能产生令你意想不到的行为。就是我们常说的“副作用”。如你想解决城市交通拥堵问题,而未考虑到人们的居住、生活模式,这一问题将很难得到有效解决,一些对策甚至可能会引发更大的问题。比如,你建起一些快速路,试图缓解交通压力,但这吸引了一些房地产公司在快速路沿线开发地产项目;相应地,这些地产项目又增加了更多的交通流量,导致高速路也开始拥堵起来。这就是边界划定太窄导致的意想不到的结果。
如果边界划分过大:一味地想着“我的模型比你的大”,最后结果堆积了大量的信息,除了浪费了精力,也容易遮掩问题的真实答案。如你需要考虑家门口的河流治理问题,只需要考虑这条河的上游下游,以及河流两岸的土壤和地下水,而就不需要考虑其他河流的影响,或者考虑地球水循环的问题。这显然是浪费精力。
思维的定势:思维定势也会影响我们边界的划分。因为通常人脑是偷懒的,一旦我们头脑中划定了一些边界,就会变得根深蒂固,甚至理所当然,这就是我们所说的思维定势,所以为了避免思维僵化,我们要做的是每次面对一个新的任务和目的时候,都要忘掉上一次任务中行之有效的边界划分。而是要针对当前的问题需要,创造性的划定最合适的边界。
我们是不是把所有因素都要考虑在内呢?这取决于我们要研究的是哪个系统,这些存量是否对于我们所关注的系统行为变化有显著影响。如果原材料的供应充足而稳定,而且顾客对汽车的需求是持续的,那么两端用云来表示划定边界就是有效的。而如果情况相反,划定边界就不能将这些要素笼统的用云来替代了,需要扩大边界让这些存量要素都要纳入系统的边界进行考虑了。所以简单而言,划定边界要把握两个原则:其一、依据目的。(想想自己的研究目的,包含时间维度的。)其二、尽可能缩小边界。(如变量对结果无显著影响,就不需列入边界内。)经济管理环境是经济管理系统得以存在的根本,必须充分考虑和分析系统与经济管理环境的相互关系,诸如产业政策、与其他外部组织的联系(输入输出关系)、市场等方面的变化等。
1.4 系统的特征
(1) 集成性。系统至少是由两个或两个以上可以相互区别的要素 (或子系统) 组成的,单个要素不能构成系统,完全相同的要素,数量虽多亦不能构成系统。
(2) 相关性。系统内每一要素 (子系统) 相互依存、相互制约、相互作用而形成了一个相互关联的整体,这种要素 (子系统) 间的特定“关系”体现出了系统的整体性,要素相同而关联关系不同,系统表现的整体特性不一样。也正是这种“关系”,使系统中每个要素的存在依赖于其他要素的存在,往往某个要素发生了变化,其他要素也随之变化,并引起系统变化。
(3) 目的性。人工系统和复合系统都具有明确目的,即系统表现出的某种特定功能。这种目的必须是系统的整体目的,不是构成系统要素或子系统的局部目的。通常情况下,一个系统可能有多重目的性。
(4) 层次性。一个复杂的系统由许多子系统组成,子系统可能又分成许多子系统,而这个系统本身又是一个更大系统的组成部分,系统是有层次的。如生命体有细胞、组织、器官、系统和生物体几个层次,企业有个人、班组、车间、厂部等几个层次。系统的结构,功能都是指的相应层次上的结构与功能,而不能代表高层次和低层次上的结构与功能。一般来说,层次越多其系统越复杂。
(5) 环境适应性。系统所具有的随外部环境变化相应进行自我调节、以适应新环境的能力。系统与环境要进行各种形式的交换,受到环境的制约与限制,环境的变化会直接影响到系统的功能及目的,系统必须在环境变化时,对自身功能作出相应调整,不致影响系统目的的实现。没有环境适应性的系统,是没有生命力的。
(6) 动态性。首先,系统的活动是动态的,系统的一定功能和目的,是通过与环境进行物质、能量、信息的交流实现的。因此,物质、能量、信息的有组织运动,构成了系统活动动态循环。其次,系统过程也是动态的,系统的生命周期所体现出的系统本身也处在孕育、产生、发展、衰退、消灭的变化过程中。系统的演化是进化和退化相互渗透的复杂演化,进化中有退化,退化中有进化。如何使系统演化不断地从无序向有序发展,又从有序向无序发展,一步一步走向更高的有序状态,关键是要多方面寻找并抓住相关的控制项。
1.5 现实中的经济系统
经济系统是由相互联系和相互作用的若干经济元素结合成的,是具有特定功能的有机整体。广义的经济系统指物质生产系统和非物质生产系统中相互联系、相互作用的若干经济元素组成的有机整体。亚太地区经济系统、国民经济系统、区域经济系统、部门经济系统、企业经济系统等都是广义的经济系统。经济系统是社会系统的重要组成部分,一般可分为微观经济系统和宏观经济系统。微观经济系统指单个经济实体,如企业、公司、商店等。通常把企业进行系统管理的经营管理技术称为企业系统工程,而把宏观经济系统工程简称为经济系统工程。它着眼于整个国民经济总量分析,如社会总产值、国民收入、社会消费、投资结构、物价水平和工资水平等。经济系统工程从宏观上对经济系统实现最优控制或次优控制。它主要应用经济数学模型来分析和研究经济系统的动态过程和结构特性,预测经济变量的变化规律,制订经济发展规划,提出国民经济宏观控制和调节的最优方案。
经济系统是一个高度复杂且动态演化的巨系统,其运行机制与结构特征远比一般工程系统更为复杂。与其他系统相比,经济系统具有以下几个显著特点,这些特点不仅体现了其系统性的独特性,也对其分析和管理提出了更高的要求。
首先,经济系统的复杂性远超一般工程系统。经济系统由众多子系统(如产业系统、金融系统、劳动力市场等)构成,各子系统之间存在多层次、非线性、动态反馈等复杂关系。例如,在一个宏观经济系统中,财政政策的变动可能通过消费、投资、进出口等多重路径影响经济增长、就业和通胀,表现出典型的多变量交互与动态联动。这种复杂性使得对经济系统的建模、预测和控制都变得极为困难。
其次,经济系统是一个由人直接参与的系统,其主体是具有意识与行为意图的人。这意味着人的偏好、判断、情绪和决策方式会直接影响系统的运行轨迹,造成经济系统具有明显的非确定性和模糊性。例如,在金融市场中,投资者的情绪变化往往会放大市场波动,形成“羊群效应”,进而引发系统性金融风险。这种人参与性也导致经济规律往往是统计意义上的,而非确定性的。
第三,经济系统目标具有多样性和复杂性。不同于工程系统多以技术效益或成本最小化为单一目标,经济系统需综合考虑经济效益、社会效益与环境效益等多重目标。例如,一个城市在进行交通基础设施建设时,既要提高交通效率(经济效益),又要保障居民出行公平性(社会效益),还需控制碳排放与环境污染(生态效益)。这些目标之间往往存在冲突,如短期增长与长期可持续发展之间的张力,因此经济决策往往面临多目标权衡问题。
第四,经济系统具有高度开放性。经济系统与外部环境之间存在频繁的物质、能量与信息交换,这种开放性决定了其运行不可能独立于外部环境。例如,中国的对外贸易结构受全球市场供需变动、国际政策变化(如关税政策、汇率波动)以及地缘政治的影响。在这种背景下,中国强调建设“双循环”新发展格局,就是为了在维持经济开放性的同时增强经济韧性与自主性,防范外部冲击带来的系统性风险。
经济系统的复杂性、人参与性、目标多样性与开放性等特点,使得其分析方法不仅要借鉴系统工程与控制论的工具,更要融合行为科学、生态学与信息科学的理念与方法。例如,在城市经济治理中,可以结合系统动力学模型与多目标优化技术,辅助政府制定更科学、可持续的政策。这些综合方法的应用,有助于我们更准确地理解经济系统的运行机制,并实现对复杂经济现象的有效管理与干预。
总结
系统论的核心思想是系统的整体观念,系统中各要素不是孤立地存在着,每个要素在系统中都处于一定的位置上,起着特定的作用。要素之间相互关联,构成了一个不可分割的整体。要素是整体中的要素,如果将要素从系统整体中割离出来,它将失去要素的作用。正象人手在人体中它是劳动的器官,一旦将手从人体中砍下来,那时它将不再是劳动的器官了一样。我们常说的要有系统的思维,就是要有对事物构成的关键要素要有什么洞察力同时能够识别要素之间的因果关系,从而来判断和预测事物发展的变量的走向,达到把握和主导事物发展结果的思维的体系。所以思维系统思维的建立,是我们整个成长过程当中,非常重要的一个方式。简而言之:我们永远不能孤立地去考虑问题和事物,而应该不断地追问自己:
它的背景和场景是什么?
它为什么会出现?
它的出现带来了什么、导致了什么?
也就是把我们研究的对象本身,通过深入挖掘底层,不断地建立联系,来将它跟我们已知的系统、体系,联系起来,从整体的角度去看待问题。



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