系统的定义与特性：探索事物之间的有机联系和非加和性新功能

2023-07-15 理论教育版权反馈

【摘要】：图2-1 交通运输系统组成图2-2 载货汽车系统构成图由以上案例可以看出，与某个事物可能有关系的事物放在一起的集合称为系统，组成这个系统的事物称为该系统的系统事物要素，定义这个系统的人称为系统界定主体。系统是系统科学、系统工程最基本概念，但是关于它的定义尚没有统一定论。在1974年出版的《一般系统论原理》中，萨多夫斯基汇总了近四十种关于系统的定义。这种非加和性新功能是由系统内部的有机联系和结构所决定。

人类早期没有系统概念，往往把事物或现象看成是彼此孤立、割裂、互不联系的。随着社会和科学的发展，人们逐步改变了这种自然观，认为自然界和人类社会中很多事物并不孤立存在，而是相互制约和相互联系。自20世纪五十年代以来的半个多世纪，系统概念已普及到一切科学领域，渗透到人们日常思维、语言和工作中。比如一个城市就是一个系统，它是由交通运输系统、资源系统、商业系统、市政系统和卫生系统等相互作用着的子系统组合而成的一个整体，并通过系统各个子系统相互协调运转去完成城市生活和发展特定目标。当然，各子系统还可以进一步分解，比如交通运输系统可以分解成如图2-1所示的子系统。如图2-2所示是载货汽车的系统构成图。载货汽车是由动力总成、传动总成、悬架总成、驾驶室总成等相互作用着的总成组成，并通过车辆各个总成的相互协调匹配去完成交通运输任务。

图2-1 交通运输系统组成（或交通方式）

图2-2 载货汽车系统构成图

由以上案例可以看出，与某个事物可能有关系的事物放在一起的集合称为系统，组成这个系统的事物称为该系统的系统事物要素，定义这个系统的人称为系统界定主体。其中：

1）关系包括数量关系、结构关系、因果关系、函数关系和影响关系等。

2）“可能有关系的”也用“相关的”来表示。

3）系统中的“某个事物”，分别与系统中的所有其他事物要素之间存在关系。

4）除了“某个事物”外，其他系统事物要素相互之间可能有、也可能没有关系。

那么系统的真正定义是什么？系统（System）一词来自拉丁文Systema，由词头“共同”和词尾“位于”结合而成，它表示了共同组成的群或是集合的概念。很显然，系统是一个涉及面广、内涵丰富的概念。

系统是系统科学、系统工程最基本概念，但是关于它的定义尚没有统一定论。在1974年出版的《一般系统论原理》中，萨多夫斯基汇总了近四十种关于系统的定义。下面列举其中的几个系统定义：

《一般系统论》创始人奥地利理论生物学家贝塔朗菲（Bertalanffy）在1937年提出：系统可以定义为相互关联的元素的集合。

前苏联学者乌约莫夫给出的定义：可以把系统定义为客体的集合，在这个集合上实现着带有固体性质的关系。

比如，属于系统S的每个事物要素都刻有属于该系统命名S的标记，即a_j=a_j（S）。因此，S系统又可表示为

S系统={a₁（S），a₂（S），a₃（S），…，R}

再比如，我们将方向盘、发动机、车轮、车厢、座椅、制动装置等事物要素以及事物要素之间的关系事物要素等组合在一起，命名为“汽车系统”，简称汽车。我们可以记为：

汽车系统（automobile系统）={汽车，方向盘，发动机，车轮，车厢，座椅，制动装置，……，R}。其中，每一个事物要素都刻有automobile系统的标记，以及系统的系统事物要素之间可能存在某些关系R。

再比如，我们把与人口总量相关的事物要素出生率、死亡率、期望寿命、人口培养成本、食物营养、养老保障、思想风俗习惯、计划生育政策和生育能力等，与人口总量放在一起组成一个人口总量系统，可以记为：

人口总量系统（PSS系统）={人口总数、出生率、死亡率、国民收入、污染程度、期望寿命、人口培养成本、食物营养、养老保障、思想风俗习惯、计划生育政策、生育能力、医疗保健、……，R}。其中，每一个事物要素都刻有PSS系统的标记，以及系统的事物要素之间可能存在某些关系R。

日本工业标准把系统定义为：许多组成部分保持着有机的序，并向着同一个目标行动，就称为系统。

韦氏辞典的系统定义：系统是有组织的或是组织化了的总体，以及构成总体的各种概念、原理和规则的相互作用及相互依赖诸要素的集合。

我国系统科学与系统工程的开拓者和奠基人钱学森给出的系统定义：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。

以上这些定义，尽管表述不同，但都共同指出系统必须具备以下三个基本条件：

第一，系统必须是由两个以上要素（部分、元素）组成，要素是构成系统最基本单位，因而也是系统存在的基础和实际载体，系统离开了要素就不能称其为系统。

第二，在要素、整体、环境之间存在着有机联系，从而在系统内部和外部之间形成一定的结构，环境就是系统所从属的更大系统。这样，系统整体与要素、要素与要素、整体与环境之间，存在着相互作用和相互联系的机制。系统与要素之间的相互作用体现在如下三个方面：

1）系统通过整体作用支配和控制要素。例如：综合运输系统整体功能决定和支配作为系统要素的水运、铁路运输、公路、航空、管道运输和轨道交通地位、作用和它们之间关系。为使综合运输系统整体效益最佳，要求各子系统须充分发挥各自优势功能，就要对各子系统之间关系进行控制和协调。

2）要素通过相互作用决定系统特性和功能。关系协调，则系统稳定；关系不协调，则系统不适应，甚至出现系统崩溃。

3）系统和要素的概念是相对的。也就是说，一个系统相对于构成它的要素而言是个系统，而相对于由他和其他事物构成的更大系统而言，则它也就只是一个要素（或子系统）；同样，一个要素相对于由它和其他要素构成的系统而言，是个要素，但相对于构成它的要素而言，则是一个系统。比如，由汽车、场站、路网组成了公路系统，但对于整个交通运输系统而言，公路又是其中的一个要素。再比如，相对于交通运输系统而言，水运系统是一个要素，但它又是由港口运输子系统、水上船舶运输子系统、航道子系统、物流子系统、信息子系统等构成的系统。

第三：任何系统都有特定功能，这是整体具有不同于各个组成要素的新功能。这种非加和性新功能是由系统内部的有机联系和结构所决定。

系统在实际应用中总是以特定系统出现的，如城市系统、武器系统、排水系统等，其前面的修饰词描述了研究对象的物质特点，即物性，而系统一词则表征所述对象的整体性。对某一具体对象的研究，既离不开对其物性的描述，也离不开对其系统性的描述。

系统的定义与特性：探索事物之间的有机联系和非加和性新功能

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