钱学森弹道提出的"开放的复杂巨系统"有哪几个方面的层次

钱学森开放复杂巨系统理论视角下的科技创新体系 - 以城市管理科技创新体系构建为例
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钱学森开放复杂巨系统理论视角下的科技创新体系
—以城市管理科技创新体系构建为例
北京大学遥感与地理信息系统研究所,北京100871
Institute of Remote Sensing and GIS,
University
Abstract: Science & Technology
Innovation System in knowledge-based society is studied in perspective of
complexity science. Starting from the double helix structure of technology innovation,
science and technology innovation is analyzed as interaction of scientific
research, technology development and application innovation. With science and
technology innovation system in urban management as an example, three
subsystems, namely, knowledge innovation system lead by scientific research,
technology innovation system supported by standardization, and management
innovation enabled by modern ICT, are constructed and analyzed from the
perspective of Open Complex Giant System Theory by Qian Xuesen. The convergence
and interaction of the three subsystems triggered the paradigm shift of scientific
research, technology innovation and management innovation, which lead to
innovation
knowledge-based society. This construction can be borrow directly to other
modern service-oriented industry, and is also revelatory to construction of
science and technology innovation system in a knowledge-based society.
: Knowledge Society, Science
& Technology Innovation System, Innovation 2.0, Urban Management, Complexity
科技进步推动了复杂性科学的发展,让我们以全新的视野审视现代经济社会的发展及其科技创新支撑[1]。钱学森关于开放的复杂巨系统理论,根据组成系统的子系统数量和种类的多少以及他们之间关联的复杂程度,将系统分为简单系统、简单巨系统、复杂巨系统。复杂巨系统一般都是开放的,因此又称为开放的复杂巨系统。还原论这类传统方法不能很好的处理开放的复杂巨系统,需要引入定性定量相结合的综合集成方法来研究相关问题。以开放的复杂巨系统理论为代表的复杂性科学开辟了一个科学新领域[2]。人类社会是典型的开放的复杂巨系统,包括政治、经济、文化在内的社会系统及其环境系统或地理系统都是开放的复杂巨系统,需要以开放的复杂巨系统及其方法论指导其实践 [3]。
信息通信技术的融合与发展推动了信息社会及知识社会的形成和发展,深刻的改变着人们生活、工作方式、组织方式、社会形态与创新模式。以用户为中心、以社会实践为舞台、以大众创新、共同创新、开放创新为特点的创新2.0模式(面向知识社会的下一代创新)正在逐步显现[4]。开放的复杂巨系统理论强调知识、技术和信息化的作用,强调人的作用,特别强调知识集成、知识管理的作用,也将对知识社会环境下科技创新体系的构建提供重要指导。本文将在技术创新双螺旋基础上,进一步考虑知识管理与创新的作用,从科学研究、技术进步与应用创新的协同互动入手,基于钱学森开放的复杂巨系统理论视角,结合北京市的探索与实践,以城市管理科技创新体系建设为例,尝试分析由知识创新、技术创新以及信息技术引领的管理创新三大子体系组成的科技创新体系构建。
1. 复杂性科学视野下的科技创新体系
21世纪全球经济和社会发展日益表现出三个重要特征:一是以知识为基础的社会,即知识经济时代的到来;二是全球化的国际环境,即经济全球化;三是可持续发展的增长方式。这种变化和趋势都与科技创新有着直接的关系。科技创新涉及政府、企业、科研院所、高等院校、国际组织、中介服务机构、社会公众等多个主体,包括人才、资金、科技基础、知识产权、制度建设、创新氛围等多个要素,是各创新主体、创新要素交互复杂作用下的一种复杂涌现现象,是一类开放的复杂巨系统。创新是一个价值实现的漫长过程,技术进步要对经济发展产生作用,必须采取产品的形式[5]。技术创新通过产品形式服务应用实现价值,因此技术创新也被称为技术进步与应用创新双螺旋作用的产物。进一步从这个技术创新双螺旋出发,拓展视野,技术创新的力量源泉来自科学研究与知识创新,来自专家和人民群众的广泛参与。科技创新正是科学研究、技术进步与应用创新协同演进下的一种复杂涌现,是这个三螺旋结构共同演进的产物。
知识社会环境下,社会形态越来越呈现出复杂多变的流体特性,传统的社会组织及其活动边界正在消融。信息通信技术发展引领的管理创新,也同时成为了信息时代和知识社会科技创新的主题,开放的复杂巨系统及其综合集成方法也正是在这个时代所催生,反过来又作用于我们这个时代经济社会发展,指导科技创新体系的建设。随着社会形态的演化,传统意义的实验室的边界以及创新活动的边界也随之消融,创新正在由生产范式向服务范式嬗变,以生产为中心的创新模式正在向以人为本的创新模式转变[7]。创新也不再是少数人的专利,而应成为民主的参与[8]。开放的复杂巨系统视野下的科技创新,高度重视人的作用。而技术的融合与发展以及科技创新的复杂涌现特性为大众创新、开放创新、共同创新以及科技创新体系的构建提供了新的机遇。应对知识社会的机遇与挑战,不少国家和地区都在对以人为本的创新2.0模式进行探索。欧盟正在迅速发展的Living Lab、麻省理工学院的Fab Lab以及北京正在实践探索的AIP应用创新园区就是很好的面向知识社会的下一代创新模式代表。
科技创新体系一般认为是源于技术创新、制度创新和国家创新体系的研究。目前科技创新体系的研究主要从国家、区域、产业、企业四个层面,从各创新主体、创新要素的相互关系和作用开展研究。我国的技术创新政策更多偏重于干预技术创新的供给和环境,而对于技术创新的需求重视不够[9]。关于科技创新体系的研究则主要基于高新技术发展方面展开的,而忽视了经济中传统产业以及服务业的研究[10]。在社会发展及科技创新由生产范式向服务范式转变,创新形态发生嬗变,现代服务业日益成为现代知识社会重要产业的背景下,我们有必要站在用户需求、行业发展的角度,来研究知识社会环境下的科技创新体系建构。
2. 信息通信技术、现代服务业与城市管理
现代城市管理是现代服务业的重要组成部分,信息通信技术在重塑现代服务业新形态的同时,也重塑着现代城市管理,为城市管理与服务带来了新的机遇。现代服务业是以现代科学技术特别是信息通信技术为主要支撑,建立在新的业务模式、服务流程和管理方式基础上的技术和知识密集型的服务产业。现代服务业不但包括基础的通讯与信息服务,也包括生产与市场服务,既包括个人消费,也包括公共服务[11]。现代城市管理作为公共服务的重要内容,在信息通信技术支撑下直接服务于城市发展与民生,具有典型的现代服务业特性。
从复杂性科学的视角审视城市管理,现代城市及其管理是一类开放的复杂巨系统[12]。随着社会经济的发展,城市化作为人类文明进步的一种制度创新,通过改变劳动力、资本的空间分布从而大大提高了人类创造财富的效率和经济发展速度,进而演化出结构高度交错繁复的城市系统,成为区域政治、经济、文化、教育、科技、信息和创新中心。对城市这个复杂巨系统的管理同样呈现出多维度、多结构、多层次、分系统从宏观到微观的纵横交织、错综复杂的动态非线性复杂巨系统特性[13]。现代城市管理者有必要借鉴现代服务业的发展经验,充分依托现代信息通信技术,利用信息技术引领的变革浪潮,以开放的复杂巨系统理论为指导,通过面向服务的科技创新体系的建设,走出科技创新支撑和引领下的现代城市管理之路。
3.科技创新体系构建——以城市管理科技创新体系为例
基于现代服务业及城市管理在知识社会科技创新中的典型性,我们将以城市管理为例对科技创新体系的构建进行分析。开放的复杂巨系统理论视角下的城市管理科技创新体系内核结构由专家体系、技术支撑体系、数据信息体系组成[12](见图1)。对这个体系内核构成逐一审视。其中专家是知识的载体,通过知识的组织、使用、管理和创新,充分激发和发挥人的主动性,是技术发展、社会进步不竭的动力,科学创新或知识创新正是这样一个过程。而技术支撑是人不断用新的技术、方法和手段来替代体力和脑力劳动,创造新的价值,技术创新正是这样一个技术、经济一体化的实现过程。信息技术引领创新的时代背景下,数字信息背后的力量让我们不断经历信息化革命带来的社会变革,现代科技引领的管理创新与制度创新同样是科技创新体系的重要内容。
图1 城市管理科技创新体系内核构成图[12]
城市管理直接面向城市发展与市民服务,因此必须强化应用和需求导向,以科学认识城市、科学运行城市、科学服务城市为目标。城市管理科技创新体系以科学研究为先导、以标准化为支撑、以信息化为载体,其由城市管理知识创新、应用创新导向的技术创新、信息技术引领的管理与制度创新三大体系构成;其中,城市管理知识创新体系由依托跨领域专家的城市管理科学研究为先导,应用创新导向的技术创新体系以标准化为轴心、技术为支撑,而信息技术引领的管理与制度创新体系则以数据信息为依托、信息化为载体实现城市管理信息化到信息化城市管理的跨越(见图2)。跨领域专家和大众参与的知识管理与创新以及标准化、信息化是现代城市管理区别于传统城市管理的重要特征,也是现代服务业区别于传统服务业、现代管理区别于传统管理的重要特征。
图2 城市管理科技创新体系构成图
3.1城市管理知识创新——科学研究体系
知识体系既包括科学知识,也包括技术知识、管理知识,既包括现代科学技术知识、也包括经验、哲学知识。开放的复杂巨系统及其方法论强化了知识这一极其重要的因素,通过强调千千万万的专家、公众、各方代表等的参与,科学完美的实现了民主集中制,其意义远远超过了科学技术的发展与进步,“人民群众才是历史的创造者!”[2]。专家是知识的载体,知识管理与创新必须重视专家的作用,充分发挥人的作用。不但要通过科学技术研究的组织实现跨学科、跨领域专家知识的综合集成与创新,还要加强科技情报、科技交流与合作加强知识的共享与交流,通过教育、培训等方式“不拘一格降人才”。知识社会环境下以人为本的创新2.0形态给进一步发挥大众在科技创新中的作用提供了更加广阔的天地,科学技术传播与普及将进一步发挥人民群众的创造性,借助现代科技的支撑,通过各方专家和大众参与的开放式科学研究新形态,即科学2.0,发挥知识的创新源动力作用。
建立城市管理知识创新支撑体系需要依托跨学科、跨领域专家以及大众的参与,以科学研究为先导,以科研项目组织为载体,加强科学技术研究、科技情报、科技合作与交流、科学技术传播与普及、教育与培训。在处理现代城市及其管理这类开放的复杂巨系统的问题过程中,需要以定性与定量相结合的综合集成研讨厅体系为指导,加强知识管理,充分集成管理、系统工程、信息技术等跨领域专家组成的专家队伍、各城市管理职能部门以及公众的智慧,面向城市运行与发展的需求,对所研究的城市管理问题进行跨专业、全方位的交叉研究和分析,做到科学认识现代城市及其管理规律,科学认识城市管理科技创新发展规律及其作用机理,促使城市管理领域的科研工作、技术研发、试点示范、标准化、信息化等工作围绕社会需求展开。知识创新体系建设还要注重科学研究与教育培训、科技普及的互动和融合,形成高素质人才的涌现和大众创新能力的提升以推动开放创新、大众创新。以专家为依托、大众参与的城市管理知识创新或科学研究体系是发挥科技对城市管理的知识引领和决策支撑作用的力量源泉。
3.2应用创新导向的技术创新——技术支撑体系
技术进步和应用创新的双螺旋演进催生了技术创新。技术创新体系不仅需要高新技术园区、企业联盟等技术进步方面的制度设计,通过资金、技术、人才等创新要素的集聚孵化高新技术、高新企业;也同样需要应用创新园区、Living Lab等面向应用创新的制度设计,通过用户、需求的集聚与互动孵化新的应用,以用户需求带动科技进步与经济社会发展[1]。
现代城市管理作为现代公共服务业的重要组成部分,直接服务于公众。在城市管理领域构建技术支撑体系必须面向需求,以标准化工作为轴心,以AIP、Living Lab等面向知识社会的应用创新平台建设为载体,依托技术创新与推广工作,以科技试点示范带动,推动面向应用的宜居城市建设与管理关键共性技术研发与应用,以“三验”机制、技术公告等技术创新政策为引导,发动政、用、产、学、研各方力量,建立应用创新导向的城市管理技术创新体系。应对知识社会的机遇与挑战,北京市通过“三验”机制的建设,探索需求为驱动的城市管理应用创新园区(AIP)模式[15]。所谓“三验”,也就是体验、试验、检验。其中“用户体验”是关键,是以人为本、以用户参与的创新2.0的核心体现[4]。城市管理应用创新园区的探索,通过用户的集聚、需求的集聚以及各创新主体、创新要素的互动,推动面向用户的价值实现;通过“三验”机制的建设谋求科学研究、技术创新与教育培训、科学传播的融合,谋求需求与技术的对接,谋求科技发展与社会发展的耦合;通过技术进步与应用创新的技术双螺旋驱动,构建一个高效的有利于创新涌现的创新生态。
标准是科学、技术和实践经验的总结。标准化在科技创新体系中扮演着重要的技术支撑作用,是技术创新体系的轴心。早在七十年代,钱学森就提出要加强标准化工作及其科学研究以应对现代化、国际化的发展环境[14]。随着科学发展、技术进步和社会经济实践的进展,标准化是一个不断演进的动态过程。动态标准化过程体现了科技创新的演进,标准化与知识产权结合有助于推动自主创新,标准化进一步与AIP“三验”结合带动开放创新。通过标准化以及相关技术政策的实施,可以整合和引导社会资源,激活科技要素,推动自主创新与开放创新,加速技术积累、科技进步、成果推广、创新扩散、产业升级以及经济、社会、环境的全面、协调、可持续发展。
3.3信息技术引领的管理创新——信息化体系
创新是一个价值实现的过程,创新过程中各层次、各环节以及各要素之间复杂交互作用中,不仅有技术性要素,更有大量的非技术要素,并且非技术要素带动的管理创新、制度创新有时会起到决定性作用[16]。信息技术引领的现代科技的发展以及经济全球化的进程,推动了管理创新,这既包括宏观管理层面上的创新——制度创新,也包括微观管理层面上的创新[17]。现代科技引领的管理创新无疑是我们所在这个时代创新的主旋律,也是科技创新体系的重要组成部分。信息化,正是一个科技和管理与服务融合和互动的典型过程。
信息通信技术的融合与发展,为组织的流程再造、业务整合、服务创新以及管理重新塑提供了技术上的支持,再造了实时企业和流畅政府[18]。管理与服务是一个事物的两面。信息技术在城市管理中的应用,不仅有利于解决政府内部以及政府与市民、与社会之间的信息不对称问题,也为构建政府、市场、社会三者和谐互动的城市管理与服务新格局提供了新的契机[19]。城市管理信息化不仅在于及时获取信息、实现高效良性互动,还在于进一步依托智能感知、数据挖掘、人工智能等信息传感与分析技术,完善城市管理的数据标准、信息规范、日报采集、智能感知、体征识别、预警预报、政策模拟、专家会商和方案优化,实现科学管理、高效服务,实现人人参与共建、共治、共享智慧城市的美好图景。
信息化体系以城市管理信息化建设为载体,着眼信息化城市管理与服务重塑,面向智慧城市发展需求,整合数据信息资源,强化感知,重塑流程,优化服务,支撑决策,以信息技术为依托实现规划、建设、运行一体,决策、执行、监督协力,政府、企业、市民互动,并通过智能感知、无线技术、泛在网络的广泛应用做到城市管理与服务信息化、标准化、精细化、社会化、动态化、智能化,使城市运行科学、高效、充分、有序,推动公共管理与服务创新,实现城市管理信息化向信息化城市管理的嬗变,实现数字城市向智慧城市、信息化城市的嬗变。北京市以东城区为试点,创建了网格化城市管理新模式[20],构建了基于电子公务模式的信息化城市管理系统[19],并初步建设了常态与非常态、管理与服务、日常运行与应急管理一体的面向智能感知、预警分析、科学决策、高效服务的城市运行系统[21],探索建设了面向知识社会的城市管理应用创新园区,实现了由传统城市管理向现代城市管理的跨越,为现代科技引领的管理创新与制度创新做了最好的注释。
3.4构建面向知识社会的科技创新体系
综上所述,现代城市管理作为典型的现代服务业,其科技创新体系的构建可推广到各类现代服务业的科技创新体系。现代服务业科技创新体系由行业跨领域知识创新、应用创新导向的技术创新、信息技术引领的管理与服务创新三大体系构成(见图3)。其中,行业知识管理与创新体系以跨专业跨领域专家和大众参与的现代服务业科学研究为先导,应用创新导向的技术创新体系以标准化为轴心,而信息技术引领的管理与服务创新体系则以信息化为载体。进一步审视知识社会环境下的科技创新体系,其应由知识创新、技术创新以及科技引领的制度与管理创新三大体系建构(见图4)。其中,知识创新系统依托跨领域专家与大众的参与,以科学研究为先导,强化知识管理、强化科学研究与教育培训及科学传播的融合;技术创新由技术进步与应用创新双螺旋驱动,以标准化为轴心,强化政用产学研一体的需求与价值实现;现代科技引领的管理与制度创新则以信息化为载体,以信息通信技术引领的管理创新为其典型特征,强化管理与制度的重塑。在现代科技发展催生知识社会,科学与技术相互渗透,技术创新与管理创新、制度创新相融合的背景下,这三个体系也不可能是彼此独立的,而是相互渗透,互为支撑,互为动力的,推动着科学研究、技术创新和管理与制度创新的新形态,共同塑造了面向知识社会的下一代创新形态,也就是创新2.0。
图3 现代服务业科技创新体系构成简图
进一步审视知识社会环境下的科技创新体系,其应由知识创新、技术创新以及科技引领的制度与管理创新三大体系建构(见图4)。其中,知识创新系统依托跨领域专家与大众的参与,以科学研究为先导,强化知识管理、强化科学研究与教育培训及科学传播的融合;技术创新由技术进步与应用创新双螺旋驱动,以标准化为轴心,强化政用产学研一体的需求与价值实现;现代科技引领的管理与制度创新则以信息化为载体,以信息通信技术引领的管理创新为其典型特征,强化管理与制度的重塑。在现代科技发展催生知识社会,科学与技术相互渗透,技术创新与管理创新、制度创新相融合的背景下,这三个体系也不可能是彼此独立的,而是相互渗透,互为支撑,互为动力的,推动着科学研究、技术创新和管理与制度创新的新形态,共同塑造了面向知识社会的下一代创新形态,也就是创新2.0。
&& 图4 面向知识社会的科技创新体系构成简图
复杂性科学的发展、知识社会的到来为科技创新支撑经济社会发展提供了更加广阔的机遇。钱学森先生关于开放的复杂巨系统理论及其方法论对我们当前的科技创新工作具有深刻的指导意义。复杂性科学视野下面向知识社会的科技创新体系的构建,需要以科学发展观为统领、以用户为中心、需求为导向,系统梳理经济社会发展的重大需求,把握知识社会下创新2.0新趋势,以人为本,从科学研究、技术进步与应用创新的协同互动入手,构建政、用、产、学、研多方协同驱动的多元化科技创新系统,探讨科学2.0、技术2.0、管理2.0的结构变革特征、动态关联机制和发展演变趋势。本文以城市管理科技创新体系构建为例,围绕跨领域知识创新、双螺旋驱动的技术创新、现代科技引领的管理与制度创新,以科学研究为先导、以标准化为支撑、以信息化为载体构建了知识社会下、面向创新2.0的科技创新体系。现代城市管理科技创新体系的构建不仅对实现传统城市管理向现代城市管理的跃迁有重要的指导意义,也将对面向服务的科技创新体系构建提供直接的借鉴,对知识社会条件下国家、区域、行业科技创新体系的建构具有重要的参考价值。现代经济、社会、环境与发展必须以开放的复杂巨系统理论为指导,通过面向知识社会的科技创新体系构建,走出科技创新支撑下的可持续发展之路。
钱学森先生博大精深的学术思想、高风亮节的精神品质深深的影响、感染着我。就在本文即将付梓之际,惊闻钱老仙逝。他带走了一个时代,他的睿智与远见更超越了一个时代。自2006年,结合城市管理的复杂性研究本文作者提出了要以钱学森的开放的复杂巨系统理论为指导构建城市管理科技创新体系,走出科技支撑下的现代城市管理之路,并初步构建了城市管理科技创新体系的内核构成图。此后,在钱学森先生及其开放的复杂巨系统研究团队于景元、钱学敏、赵光武、马蔼乃、苗东升的启迪、指导和帮助下,围绕知识社会条件下科技创新体系的构成与内涵,结合城市管理科技创新体系建设进行的探索一直没有停止,围绕科学认识城市、科学运行城市、科学服务城市的科技创新实践逐步深入,知识创新、技术创新、信息技术引领的管理创新三个体系已现雏型。在城市管理科技创新体系建设的探索及本文的成文过程中也得到了北京市市政市容管理委员会陈文占、陆海军、陈永、武利亚、李立明、李如刚、刘建平、汪央、朱慧、张冉等同仁以及北京大学杨开忠、邬伦、路风教授、清华大学张楠博士的大力指导、支持和帮助,在此一并表示感谢。巨星陨落,精神永存。悲痛之下,谨以此文缅怀纪念民族魂魄、科学巨擎、我们永远的钱老——人民科学家钱学森先生!
参考文献:
, 1992,(05)
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钱学森大成智慧理论视角下的创新2.0和智慧城市
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钱学森与“大成智慧”
&&&&提要&&&&“大成智慧”的核心是科学与哲学的结合。为此,不仅要利用人―机结合的思维体系,下苦功夫掌握广博的知识、经验,还要从实际出发,实事求是,善于思考,反复实践,努力树立起反映新世纪的世界观、人生观、科学观、方法论。&&&&新世纪伴着春风走来了。&&&&可以预料,这将是高科技群体飞速发展和新的科技革命相继到来的世纪;这将是又一次伟大的“文艺复兴”和大智大德的新人辈出的世纪。然而,美好前景不是唾手而得的;人类的未来、国家的昌盛比以往任何时候都更加依赖于人们对科学技术知识的掌握、运用与创新,依赖于有智慧的人。&&&&如何尽快提高人们的智能,以适应新世纪发展的需要?这是钱老近10年来着力探索与思考的时代课题。他认为这是件大事,其意义甚至不亚于当年“两弹一星”的研制与发射。他所倡导的“大成智慧”就是希望引导人们尽快获得聪明才智与创新能力,使人们面对新世纪各种变幻莫测、错综复杂的事物时,能够迅速作出科学而明智的判断与决策。&&&&“大成智慧”之说与以往关于智慧或思维学说之不同,在于它是以马克思主义的辩证唯物论为指导,利用现代信息网络、人―机结合、以人为主的方式,集古今中外有关经验、知识、智慧之大成(Theory&of&metasynthetic&wisdom&utilizing&information&network&structured&with&marxist&theory)。“大成智慧”的特点是沉浸在广阔的信息空间里所形成的网络智慧(Wisdom&in&cyberspace)(1),是在知识爆炸、信息如潮的时代里所需要的新型的思维方式和思维体系。&&&&“大成智慧”的核心是科学与哲学的结合。钱老曾说:“我想我们宣传的‘大成智慧’……既不只谈哲学,也不只谈科学;而是把哲学和科学技术统一结合起来。”(2)要想成为“大成智慧者”,不仅要利用人―机结合的思维体系,下苦功夫掌握广博的知识、经验,还要从实际出发、实事求是,善于思考、反复实践,努力树立起反映新世纪的世界观、人生观、科学观、方法论。&&&&一、现代科学技术体系与智慧的集成&&&&“必集大成,才能得智慧!”(3)而认清现代科学技术发展的特点及其体系结构,树立科学技术体系观(大科学观),是有效地“集大成得智慧”的关键。20世纪是人类历史上科学技术空前发展和灿烂辉煌的时期。一大批交叉学科、边缘学科蓬勃兴起,现代科学技术愈分愈细,门类繁多。加之信息技术革命的发展,人们对世界认识的范围日益广阔,层次更为深入。与此同时,各学科相互渗透、相互结合的整体化趋势也愈益增强。&&&&20世纪八十年代初,钱老指出:“现代科学技术不单是研究一个个的事物、一个个现象,而是研究这些事物、现象发展变化的过程,研究这些事物相互之间的关系。今天,现代科学技术已经发展成为一个很严密的综合起来的体系,这是现代科学技术的一个重要的特点。”(4)十几年来,钱老认真总结了现代科学技术和文学艺术发展的成果与趋势,从系统观的角度揭示了现代科学技术发展的整体状况,建立起一个开放复杂的“现代科学技术体系”。&&&&这个体系包括所有通过人类实践认知的学问。目前暂分为11大部门:自然科学、社会科学、数学科学、系统科学、思维科学、人体科学、军事科学、行为科学、地理科学、建筑科学以及文艺理论等。“这是个活的体系,是在全人类不断认识并改造客观世界的活动中发展变化的体系”(5)。随着社会的发展、科学的进步,这个体系不仅结构在发展,内容也在充实,还会不断有新的科学部门涌现。&&&&这种科学分类法是从人们研究问题的着眼点或看问题的角度之不同来区分各科学门类的。而各门科学所研究的对象其实都是统一的、同一的,即整个客观世界(包括自然界、社会、人和人工自然等),这是各门科学技术相互渗透、相互借鉴、相互统一的客观基础,为广开知识之源,进行大跨度地思维敞开了绿色通道。钱老曾说:“跨度越大,创新程度也越大”。(6)&&&&在现代科学技术体系的纵向结构上,钱老把每一个科学技术门类都按照是直接改造客观世界,还是比较间接地联系改造客观世界的原则,区分为:基础科学、技术科学、工程技术3个层次(文艺理论的层次划分略有不同),3个层次之间是相互关联的。&&&&基础科学,是综合提炼具体学科领域内各种现象的性质和较为普遍的原理、原则、规律等而形成的基本理论。其研究侧重在认识世界过程中,进行新探索,获得新知识,形成更为深刻的理论。它是技术科学、工程技术的先导,也是衡量一个国家科技水平与实力的重要标志。&&&&技术科学,是20世纪初至第二次世界大战前,才在科学与技术之间涌现出的一个中间层次。它侧重揭示现象的机制、层次、关系等,并提炼工程技术中普遍适用的原则、规律和方法。主要是如何将基础理论准确、便捷地应用于工程实施的学问。&&&&工程技术,侧重将基础科学和技术科学知识应用于实践活动,并在具体的工程实践中,总结经验,创造新技术、新方法,使科学技术迅速转化为社会生产力的学问。工程技术的发展,也必将丰富、完善技术科学、基础科学,它是技术科学、基础科学发展的根本动力。&&&&科学技术3个层次之间的关系与影响是双向的。钱老认为:“人首先要认识客观世界,才能进而改造客观世界。从这一基本观点出发认识客观世界的学问就是科学,包括自然科学、社会科学等等。”“改造客观世界的学问是技术。”而人们在认识世界和改造世界的过程中,主体与客体、认识与实践又是辩证统一的。所以,现代科学技术体系各学科、各层次之间也存在着相互补充、相互促进的内在关系。&&&&科学技术3层次的区分,便于我们自觉地把理论联系实际,促进生产力发展;便于我们迅速明确某个学问在整个现代科学技术体系中的地位和作用,易于找到薄弱层次,新的科技生长点,集中人才、物力,去研究、去探索、去创新;在培养有高度智慧的人才时,要注意科学技术3层次知识的密切结合。&&&&在现代科学技术体系各门科学技术的3个层次之上,是各学科的哲学概括。这是通向整个体系的最高概括―――马克思主义哲学(辩证唯物主义)的桥梁。它们是:&&&&1.自然科学的自然辩证法;&&&&2.社会科学的历史唯物论;&&&&3.数学科学的数学哲学;&&&&4.系统科学的系统论;&&&&5.思维科学的认识论;&&&&6.人体科学的人天观;&&&&7.军事科学的军事哲学;&&&&8.行为科学的人学;&&&&9.地理科学的地理哲学;&&&&10.建筑科学的建筑哲学;&&&&11.文艺理论的美学。&&&&这11架桥梁共同构成马克思主义哲学的主要内容和科学基础。发展深化马克思主义哲学应先着眼于这11架桥梁,最后再考虑上升到马克思主义哲学本身。各门科学技术通过各自的桥梁,最易找到共同点,结合点,从而相互融通,相互促进。&&&&在这个现代科学技术体系的外围,还有大量一时还不能纳入体系中的前科学的知识库,如古往今来人们对世界的探索、认知、初步的哲学思考以及点滴的实践经验,不成文的实际感受、直觉、灵感、潜意识等等。对此,人们可以通过主动地在实践中反复比较、鉴别、分析、综合,逐渐将其中有价值的东西提升到理性认识,纳入到现代科学技术体系中,使之不断丰富与发展。这是人们认识与实践的历史长河,永不停息。努力汲取现代科学技术体系中的知识,特别是其外围的前科学知识进行综合集成,“大成智慧”才能不断集成出新,不至成为无源之水、涸辙之鲋。&&&&二、开放的复杂巨系统与整体论&&&&复杂性问题的研究是当今科学研究的前沿和焦点,与大成智慧密切相关。近年来,国外有一些著名科学家和研究机构开始注意探索复杂性问题,他们有些成果值得我们借鉴,但在总的思路和方法上似乎尚无明显的突破。钱老倡导的系统科学原本就包含着对各种复杂性问题的研究与解决。1978年他在《组织管理的技术―――系统工程》一文中,就明确提出“我们把极其复杂的研制对象称为‘系统’。”(7)&&&&此后,他一直带领大家努力探索复杂系统的理论与方法。他继承和发扬了中国传统文化的精华和国外的先进科学技术成果,认真总结了组织“两弹一星”研制、发射等复杂系统工程的经验,以及社会主义建设过程中,各种巨大的复杂系统工程实践,于20世纪八十年代末,提出了开放复杂巨系统的概念、理论及其方法论。发表了《一个科学新领域―――开放的复杂巨系统及其方法论》(8)、《再谈开放的复杂巨系统》(9)、《开创复杂巨系统的科学与技术》(10)等文章和书信(11)。&&&&所谓“系统”是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体,而且这个“系统”本身又是它所属的一个更大系统的组成部分。开放的复杂巨系统(Opencomplex&giant&system)是指系统本身与系统周围的环境有物质、能量、信息等的交换,因而是“开放的”。系统所包含的子系统很多,成千上万,甚至上亿万,所以是“巨系统”。巨系统内子系统的种类繁多,有几十、上百、甚至几百种,每个子系统既参与整个系统的行为活动,又受整个系统和环境的影响,形成复杂的相互作用,高度非线性。并且有许多层次结构,各层次结构之间的关系也很复杂,以致有些层次及层次间关系、结构都还不清楚、不认识。例如,人脑系统、人体系统、社会系统、地理系统等,都是开放的复杂巨系统。&&&&开放的复杂巨系统的存在是相当普遍的,钱老很早就指出:“在现代这样一个高度组织起来的社会里,复杂的系统几乎是无所不在的。”(12)开放复杂巨系统的系统观,对我们当前所生活的这个世界的实际情况,作了深入的揭示和具体的展开。因而它作为一种新的科学观,不仅是对辩证唯物主义世界观的补充与发展,为我们打开了新的天地、新的领域;也便于我们自觉地从这种实际出发,对于周围各种事物和人的复杂情况作更清楚、更准确的了解,方方面面周密思考与调查,进而在解决各种复杂系统问题的实践过程中,能够准确把握事物的本质及其规律,从而迸发出聪明和智慧。&&&&现在,开放复杂巨系统的理论与方法,虽然还需进一步丰富、完善,但已经可以使各门具体学科有一个共同的科学概念,和切实可行的方法,这一事实,正在推动物理学、生物学、数学、经济学、建筑科学、工程技术、计算机信息技术等等各学科的沟通与融合,也使我们便于从各门现代科学技术中集纳广博的知识,涌现大成智慧。&&&&复杂系统与简单系统的区分是相对的。从研究过程与工作方法来看,对于各种开放的复杂巨系统,我们为了及时地认清问题和正确地解决问题,实际工作的切入,往往需要注意抽取开放复杂巨系统中主要的、牵动着整体的、在一定范围和程度上对整体影响较大的一些系统,或与我们研究目的密切相关的系统的某些部分、某些层次,或某些侧面、某些因素等,将其暂时作为相对来说比较简单的系统去观察与处理。&&&&这样做是根据实际情况进行科学的抽象(思维的抽象)而得到的。是深稽博考复杂系统的实情,晓然于是非得失之宜、主次取舍之要以后的思考,这是科学研究的经验总结。是有效而明智的、也是非常现实的研究方法和工作方法。钱老说:“客观事物和人自己都是开放的复杂巨系统,只是人在认识它们时,常常可以作为简单系统来处理,暂时避开复杂的一面。科学都是如此的。所以,不要以为我们非用复杂性不可。”(13)&&&&但是,要注意复杂系统的整体性质不等于各部分性质的简单加和,它往往会产生新的量与新的质。因为系统内部各子系统、各层次、各因素之间的相互联系、相互作用、相互激发是相当复杂的、非线性的,甚至还有一些偶然的、模糊因素的影响,所以,整合起来的系统性质与部分系统的性质会有很大区别。在根据客观事物和人自己的实际情况,运用科学的抽象(思维的抽象),把某种开放的复杂巨系统暂时避开其复杂的一面,当作比较简单的系统来分析、研究、处理时,要超越还原论的局限性。不要追求把开放的复杂巨系统简化到极点(那也是不可能的);不要完全孤立、静止地去分析、研究;不要以简单系统的性质和运动规律去代替整个复杂系统的性质和运动规律。&&&&坚持整体论,做到既注意进行微观的考察,认真分析、研究相对简单系统的具体层次、结构、关系等的细节,使对整体的把握不致成为贫乏的抽象;又要有整体观,时刻不忘其与整体开放复杂巨系统、与环境、与时间、与其它系统等的相互关系与影响,把它们有机地、全面地、如实地结合起来,从宏观上把握,进而找到整体的性质与规律。钱老强调“要从整体上考虑并解决问题”(14),这个“整体”就是开放的复杂巨系统,就是一个整体的世界。&&&&三、大成智慧工程与总体设计部&&&&今天,整个世界通过世界经济市场和全球信息网络,把各个国家联系在一起,多格局、多极化,斗争十分复杂。我们在物质文明与精神文明建设中,所面临的各种事物与人也是千头万绪、变化多端,构成各种开放的复杂巨系统,它是用再大的计算机和计算机网络也单独处理不了的问题,需要有新的思维方式和工作方法。八十年代末,钱老从当今世界社会形态、科技发展的现实、以往的工程实践和社会改革的经验教训中,提炼出“从定性到定量综合集成法”(Metasynthetic&Engineering),作为处理开放的复杂巨系统的方法,并把运用这个方法的集体称为“总体设计部”。&&&&“从定性到定量综合集成法”与工程技术人员过去常用的“定性与定量相结合”的方法有很大的区别。从钱老&1992年&3月提出的“从定性到定量综合集成研讨厅体系”,可以清楚地看出,这种方法是把下列成功的经验和科学技术成果汇总起来的升华:“1.几十年来世界学术讨论会(Seminar)的经验;&2.从定性到定量综合集成法;3.C&3&I及作战模拟;4.情报信息技术;5.人工智能;6.灵境技术(Virtual&Reality);7.人―机结合的智能系统;8.系统学;9.“第五次产业革命”中的其他各种信息技术;……”(15)&&&&可见,从定性到定量综合集成法的特点是面对复杂的难题时,要利用计算机、信息网络等现代信息技术,组成人―机结合的智能系统。它以人为主,将所需要的古今中外的有关知识、信息、数据,予以检索、激活、快速调集出来,启迪专家的心智,并通过民主讨论,让专家各抒己见,互相补充、互相激发,然后将各方面有关专家的理论、知识、经验、判断、建议等,综合集成起来,用类似建立“作战模拟”的方法,将解决方案模拟试行,反复修正,以便能对复杂性的事物(开放的复杂巨系统)发展变化的各子系统、各层次、各因素及其相互关系等,从定性到定量都能把握清楚,逐步集智慧之大成,找到解决问题的最佳方案。&&&&通过研讨厅的工作,可以将各方面有关专家的群体智慧、数据和各种信息与计算机、人工智能技术有机地结合起来,也把各种学科的科学理论、知识与难以言表的经验、直觉、灵感等结合起来了。因而这种方法可以充分发挥人的主观能动性、充分发挥现代科学技术体系及其外围经验知识库的综合互补的整体优势,使人的智能大大提高。并借以把宏观与微观、科学与艺术、逻辑思维与形象思维结合起来,“在定方针时居高远望,统览全局,抓住关键;在制定行动计划时又注意到一切因素,重视细节”(16),并能有所创新。所以,钱老把“从定性到定量综合集成法”又称为“大成智慧工程”。&&&&运用从定性到定量综合集成法的集体―――“总体设计部”,是当今国家进行长远规划、解决各种开放复杂巨系统问题的决策咨询和参谋机构。从中央到地方、从军事到法律、从科技到文艺……等不同层次、不同部门、不同系统,都可以设立自己的总体设计部。在全国、各系统形成上下左右相互关联的总体设计部网络体系,互相配合协同工作。总体设计部应由德高望重、学识渊博、勇于开拓创新的总体设计师及各行各业的科技专家组成。&&&&高新技术的设计开发与产业化,也需要运用总体设计部和大成智慧工程进行总体规划、总体设计、总体协调、分部实施。同时利用计算机、互联网络、灵境技术、仿真模拟等,组成人―机结合的智能工作体系,以人为主,从定性到定量严格、准确地综合集成起来,反复实验、修正,逐步达到整体成功。&&&&总体设计部的工作不可能一劳永逸,要随着客观形势和人民需求的变化,不断根据新的反馈信息、新的关系、新的复杂性问题的出现,对已订规划、方针、政策、实施方案等,进行不断调整、修订、补充,以使整个社会有序、协调、可持续地发展。&&&&“复杂性”实际是开放的复杂巨系统的动力学,是非常现实、非常重要的问题,钱老说:“复杂性的问题,现在要特别地重视。因为我们讲国家的建设,社会的建设,都是复杂的问题。再说人这个问题不搞清楚,医疗卫生怎么解决?所以我觉得,我们现在要重视复杂性问题。而且我们要看到,解决了这些问题,科学技术就将会有一个很大很大的发展,我们要跳出从几个世纪以前开始的一些科学研究方法的局限性。我们既反对唯心主义,也反对机械唯物论。我们是辩证唯物主义者。”(17)&&&&四、实行大成智慧教育培养全面发展的新人&&&&当前,世界各国都在加紧研究“如何尽快培养适应&21世纪需要的人才”问题,争夺高科技的人才战争,正激烈展开。钱老的“大成智慧”之说,也是对&21世纪中国教育事业的设想。&&&&他主张教育要面向世界、面向未来,要使学生的德、智、体、美、劳五育齐发展。&&&&具体讲:1.熟悉科学技术的体系,熟悉马克思主义哲学;2.理、工、文、艺结合,有智慧;3.熟悉信息网络,善于用电子计算机处理知识。(18)这样的人是全才,是全与专的辩证统一。&&&&人类的历史,将重点从体力劳动转向脑力劳动,新一次的“文艺复兴”即将来到人间。可见,“我们今天搞的这种大成智慧,不但是一门学问,而且是一场伟大的革命。”&(19)新千年的早春,年近九旬的钱老满怀豪情与期待地说:“我想我们人民中国就该创新大成智慧,为世界作好事!”(20)&&&&注释:&&&&(1)钱学森日给钱学敏的信。&&&&(2)钱学森日给钱学敏的信。&&&&(3)钱学森日给钱学敏的信。&&&&(4)钱学森主编《现代科学技术和科学政策》,中共中央党校出版社,1993年版,第80页。&&&&(5)钱学森论《社会主义现代化建设的科学和系统工程》,中共中央党校出版社,1987年版,第135页。&&&&(6)钱学森日给钱学敏的信。&&&&(7)钱学森等《论系统工程》,湖南科技出版社,1988年版,第10页。&&&&(8)钱学森等《论地理科学》,浙江教育出版社,1994年版,第94页。&&&&(9)钱学森等《论地理科学》,浙江教育出版社,1994年版,第164页。&&&&(10)《中国系统工程学会情况简报》,1995年,第4期。&&&&(11)王寿云等《开放的复杂巨系统》,浙江科技出版社,1996年版,第262页。&&&&(12)钱学森等《论系统工程》,湖南科技出版社,1988年版,第538―539页。&&&&(13)钱学森日给钱学敏等四人的信。&&&&(14)钱学森《要从整体上考虑并解决问题》,《人民日报》日。&&&&(15)钱学森日给王寿云的信。王寿云等著《开放的复杂巨系统》,浙江科技出版社,1996年版,第279页。&&&&(16)钱学森日给王寿云等六人的信。《开放的复杂巨系统》,浙江科技出版社,1996年版,第291页。&&&&(17)钱学森《要从整体上考虑并解决问题》,《人民日报》日。&&&&(18)钱学森日给钱学敏的信。&&&&(19)钱学森日与王寿云等三人的谈话。&&&&(20)钱学森日给钱学敏的信。&&&&&&《人民日报海外版》&(日第二版)&&
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