系統學

建立系統科學基礎科學的這種系統學是提煉系統論、信息論、控制論的共同基礎理論而形成的一門學科。建立系統科學基礎科學的系統學是由中國學者錢學森所倡導。系統學以系統論為前導和基礎，但並不同於系統論。與系統論相比較，系統學的內容，一方面表現為它是更高層次上的理論科學，因此它是對運籌學、信息論、控制論等技術科學的提煉。另一方面表現為它的綜合性，它不僅建立在貝塔朗菲的一般系統論的基礎之上，而且也廣泛地吸收了如耗散結構理論、協同學、突變論、超循環理論等新興的系統理論的基本思想。因而，系統學思想即在自然科學和社會科學領域均得到廣泛的應用，併成為科學體系中極為重要的學科。但作為一門完整的學科，系統學正處在形成和更加系統化的過程之中。

系統學的發展，一是系統哲學、二是系統邏輯、三是系統科學、四是系統應用、五是系統工程。美國E·拉茲洛著《進化─廣義綜合理論》發展了系統哲學，比利時普利高津著《非平衡系統的自組織》闡述了生物進化與熱力學的關係。中國曾（傑）邦哲著《結構論-泛進化理論》（1986-1994年）探討系統的結構、功能與演化關係，1996年中科院《轉基因動物通訊》第8-10期轉載其中文章“自組織系統的結構理論”，論述系統的結構邏輯（structurity）的3公理（恆在、存在、演在公理）、6原則（泛穩定、泛互作、泛結構、泛相對、泛組織、泛慣性原則）、5原理（相容性、適存性、波動性、交匯性、協變原理）和3定律（整合律：組元協同整合為系統、系統結構協調組元；調適律：組元、系統互作而形態結構適應改變、趨向系統穩態；組構律：組元組合而層級分化、組元分化而結合成系統整體），並應用系統學於生物科學而發展系統醫藥學、系統生物工程學等。系統科學誕生於 20世紀 40年代, 不同人從不同側面研究系統,選擇他們認為合適的名稱命名自己參與的學科。其結果, 有些相近的名稱所指學科內容大不相同 ,有些研究的內容接近甚至相同卻冠以不同的名稱,相當混亂。到 20世紀 70年代, 這種混亂局面開始影響系統科學整體的發展, 才引起系統科學界的關注 ,一些學者試圖清理這一局面 。其中,最成功的是錢學森,他按照三個層次一架橋樑的模式來梳理 , 終於“將`人各一詞, 莫衷一是' 的情況澄清為 `分門別類,共居一體 ' ” , 給系統科學提出一個清晰的結構框架 。填補基礎科學層次的空白 ,建立系統學,這個認識就是此一梳理工作的直接結果之一。 ^[1] 

系統學從本質上説是研究客體對象的功能、行為和動態特徵的。它不深究這這是什麼東西?而要研究“它做什麼?”換言之，系統學的方法主要是一種注重功能和行為前研究方法，不深究客體對象的基質構成的發展變化的原因。它不僅在靜態中考查系統客體，’而且也在運動和發展中國進行考查。至於物質實體是什麼，平常的物理、化學定律是否適用，是無關宏旨的。在某些場合，用這樣的動態方法可以揭示出某些關係和事實． ^[2] 

同一組要素有時被當作一個系統，有時又被當作不過是系統的一個部分或子系統，這取決於我們的研究目的。例如，我們研究一個工廠企業，如果我們的研究目的在於：通過分析企業運轉情況、找出差距，改革不合理規章制度，考查人、財、物、信息等的利用情況等，以便採取措施更好地完成各項生產指標，那麼就把該企業作為一個系統看待。但如果我們是站在企業所隸屬的廳、局或部等上級立場上，來研究一個廳、廳我部所屬的企業構成是否合理，各企業領導班子配備是否適當，產品價格、資金分配、計劃指標是否合理等，那麼同一個企業就被看作是構成廳、局或都這個系統的一個要素(即組成部分)。 ^[2] 

對於那些以複雜著稱的系統‘，系統學提供了一種新的研究方法。我們知道，複雜系統在生物界和人類社會是司空見慣的。當所研究的系統很複雜時，系統方法更顯出它的威力。 ^[2] 

系統學的研究對象是各類系統。根據組成系統的元素和元素種類的多少以及它們之間關聯的複雜程度，把系統分為簡單系統和巨系統兩大類。

簡單系統是指組成系統的元素比較少，它們之間關係又比較單純，如某些非生命系統；巨系統是指組成系統元素的數目非常龐大的系統。

如果組成系統的元素非常多，但元素種類比較少且它們之間關係比較簡單，這類系統稱為簡單巨系統，如激光系統。

如果組成系統的元素不僅數量大而且種類也很多，它們之間的關係又很複雜，並有多種層次結構，這類系統稱為複雜巨系統，例如人體系統和生態系統。在人體系統和生態系統中，元素之間關係雖然複雜，但還是有確定規律的。

另一類複雜巨系統是社會系統，組成社會系統的元素是人。由於人的意識作用，系統元素之間關係不僅複雜而且帶有很大的不確定性，這是迄今為止最複雜的系統。系統的上述分類，清晰地刻劃了系統複雜性的層次，這對系統學的研究具有重要意義。

對於簡單系統和簡單巨系統，自然科學的理論和方法（包括運籌學、控制論、信息論、數學以及耗散結構理論、協同學、突變論等）是可以很好地描述和研究的，並取得了很大的成功。70年代末以來有人把上述理論方法應用到複雜巨系統，也取得了一定的成功，如超循環理論。但對整個複雜巨系統的研究，特別是對社會系統的研究，上述理論方法有很大的侷限性。例如對策論，就其理論框架而言，是研究社會系統的理想工具。但對策論已取得的成就，還不能處理社會系統的複雜性，問題在於對策論把人的社會性、複雜性、心理和行為的不確定性大大簡化了，以至把複雜巨系統問題變成了簡單巨系統或簡單系統的問題了。

為了尋找研究複雜巨系統的有效方法，錢學森根據國內外對複雜巨系統的工作經驗提出定性定量相結合的系統研究方法。這個研究方法是在以下三種複雜巨系統的豐富實踐基礎上，提煉、概括而抽象出來的。這就是：

①在社會系統中，由幾百個或幾千個變量所描述的定性定量相結合的系統工程技術對社會經濟問題的研究和應用；

②在人體系統中，中西醫相結合的臨牀方法的大量研究和應用；

③在生態環境系統中，地理區域規劃方法的研究和應用。

定性定量相結合的系統研究方法，具有以下特點：

①把定量研究和定性研究有機結合起來；

②把宏觀研究和微觀研究結合起來；

③把多種學科結合起來進行交叉研究；

④把科學技術方法和經驗知識結合起來。

經驗知識雖不屬於科學技術範疇，但對認識、研究複雜巨系統仍有着重要作用。以上這些特點表明，這個方法不僅對解決複雜巨系統問題具有重要現實意義，而且對發展系統學的理論具有深遠的科學意義。

數據研究．它是一種最優化標準，遵循“奧卡姆剃刀原理，即假設由一祖先位點替換為另一位點時，發生的替換數目最少的事件為最可能發生的事件．在實際應用中，由於MP法只考慮所謂的“信息位點”，所得的進化樹是最短的、也是變化最少的進化樹．因而，簡約法的“最小核苷酸替換數目”原則也意味着“異源同型事件(homoplastic event)(即平行替換、趨同替換、同時替換和回覆突變等)最少．