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系统整体具有而它的元素或组分及其加和都不直接具有的效应，称为系统效应，其本质特征是整体涌现性。系统效应，是诸多组分一旦按照某种方式整合为系统就会显现出来，一旦分解为独立的组分便不复存在的整体效应。加和效应是一种整体效应，它是系统效应的不变的部分，因为任何系统都具有加和式整体性，由于物质不灭和能量守恒，只涉及质量或能量的特性，整体必定等于部分之和，具有加和效应，这方面自然科学研究已经透彻，系统科学不再作为重点关注；非加和效应是另一种整体效应，它是系统效应的活的灵魂，没有非加和整体效应，就没有系统效应。
对于整个系统来说，系统效应的本质是整体涌现性，而对于系统内的组分或者说子系统来说也具有涌现性，称为组分涌现性。比如一个比赛团队，在国际赛事中获得冠军，这个团队作为整体涌现出一种性质，具有整体涌现性；而作为去实现获得冠军的个人，具有系统中的组分涌现性。这两者的关系是复杂的。它并不等同于一般的反馈问题，也不等同于一般的关联问题。组分涌现与整体涌现在推动系统涌现的作用关系，就如英雄（或伟人）与人民在推动人类社会发展中的作用关系类似。
系统科学是关于整体涌现性的科学，因为它具有系统效应，从这个角度说，系统科学也是关于研究系统效应的科学。整体分为两类，一类是不具有涌现性的整体，一类是具有涌现性的整体。系统是具有涌现性的整体。由于系统是普遍存在的，严格地说绝对不具有涌现性的整体是不存在的，因为绝对不是系统的事物是不存在的；通常说的整体不具有涌现性——是涌现性微弱甚至从某个研究角度可以忽略，但从另外某些角度是一定具有涌现性的。
不具有涌现性的整体又称为加和性整体，具有涌现性的整体称为非加和性整体。加和性整体，是非系统的一种，整体是各个孤立元素的总和，由于它是非系统，不具备系统效应。这些孤立元素，不管处于整体之内，还是处于整体之外，它的特征都是一样的，只要知道了这些元素的孤立状态特征，就可通过加和汇总而获得整体的特征。物理对象的重量、热量等属于事物的加和特征。非加和整体，是相对于非系统而区别的系统，整体的元素处于整体内部与处于整体外部是不一样的。例如活体的心脏器官与解剖离开活体的心脏器官是不同的，离开了活体的心脏器官失去了人体系统效应。系统效应特征是指依赖于部分之间特定关系所获得的整体涌现性，具备这种效应，具备这种特性的整体，才能称为系统。
系统效应基本内容的了解可从拿破仑的故事开始。拿破仑对骑术不精但有纪律的法国骑兵和最善于单个格斗但缺乏纪律的马木留克骑兵的战斗情况的描述，拿破仑写道：“两个马木留克兵绝对能打赢三个法国兵，一百个法国兵与一百个马木留克兵势均力敌，三百个法国兵大都能战胜三百个马木留克兵，而一千个法国兵则总能打败一千五百个马木留克兵。”这里包括了系统效应的组分效应、规模效应、结构效应。
组分效应：如果对于具有相同纪律和组织的两个 100 人战斗队系统，组分分别为骑战术不精的法国兵和善于格斗的马木留克兵，显然，组分的效应决定系统整体效应，百人马木留克兵战斗队系统一定能够打败百人法国兵战斗队系统。
规模效应：从“一百个法国兵与一百个马木留克兵势均力敌”到“三百个法国兵大都能战胜三百个马木留克兵”，显示的系统的规模效应，法国兵系统的规模在 100 的时候与马木留克兵系统的规模在 100 的时候，它们的效应基本是均衡的；但法国兵系统的规模从 100 增到 300 的系统规模效应比马木留克兵系统的规模从 100 增到 300 的系统规模效应大，法国兵增到 1000 人的规模效应要强过马木留克兵系统增到 1500 人的规模效应。
结构效应：两个马木留克兵系统是一个简单系统，三个法国兵系统也是简单系统，系统的结构效应不明显，系统的能力主要由组分决定，在结构几乎忽略的情况下，可由组分加和进行比较，因此可得到“两个马木留克兵绝对能打赢三个法国兵”。当法国骑兵形成一个密集队形，显现出结构效应，显示出的整体性的新力量强；而马木留克兵因其组织纪律性差，在战斗中难以配合，结构效应较低，显示出的整体性的新力量弱，具有强结构效应的三百个法国兵系统大都能战胜弱结构效应的三百个马木留克兵系统。这样法国兵组成的整体显示出来的力量就大于单兵作战的力量之和。
环境效应：拿破仑的滑铁卢之战，具有系统的环境效应的影响因素。滑铁卢战役中，拿破仑军队系统，由于受大雨环境的影响，军队无法按时到达指定位置，也就是系统在环境的影响下无法形成预定的系统整体性能——使系统涌现出新力量（负的新力量），也是导致拿破仑滑铁卢战役失败的原因之一。
1.组分效应
对于系统科学来说，可认为是在传统科学的基础上强调不可还原的效应研究，即系统科学是研究系统效应的科学。在这种观点下，系统科学和系统哲学界有一种观点认为，对于形成系统的整体特性来说，组分无关紧要，组分不断更换，系统的整体可保持不变。这种观点是具有片面性的。对于一个系统来说，组分的变换将直接的决定系统的实体基础，进而决定系统的整体性能和功能。古语说得好，巧妇难为无米之炊，给定一堆沙石，神仙也不能造出可口的食物；用木头造不出飞驰的汽车，用自行车零件造不出飞机，也造不出轮船；智力一般体力发达的庄稼汉研造不出飞机，长期从事脑力劳动的飞机设计师也没有体力当拉船的纤夫，高素质的科技创新需要高素质的人才，因此，组分的基质、特点、长处和短处等是造就系统整体特性的实在基础。
给定了组分，就给定了系统可能具有的整体特性范围，决定了它可能是什么，不可能是什么。这是系统唯物主义基础。古语说：“龙生龙，凤生凤，老鼠生来会打洞。”这基因组分是个体系统的基质，决定了个体生物体系统整体在一个生物种类系统中。人的基因不可能生长为老鼠，同样老鼠的基因不可能生长为老虎。系统的组分决定了系统的实体基础，决定了系统效应必须在组分性能可能的一个范围内。
组分的规定有两个要点：多元和异质。组分的这两个要点，对于系统效应的形成是不可或缺的。单一不成系统，单调不成音乐，单色不成彩画，单人不成社群，组分效应是以多元为平台展现的。组分效应是系统效应的一个内容。组分的实体特性要在系统条件展现，不管系统是延伸组分的实体性能，扩大组分的实体性能，还是压缩组分的实体性能，组分都应当在系统中，而不是自己独立；另一方面，系统获得的性能都必须是在组分特性的基础获得的，多个组分，有质差别的组分，它们在系统条件下，能够生成独立组分所不具有的新特性，也就是说多元和异质使系统组分效应明显。这些生成的新的特性，并不是完全独立的，它是有来源的——重要的来源之一，就是组分实体特性。
组分的特性，决定能够生成新的某些特性，比如同等厚度的钢板和同等厚度的木板，组分基础特性决定了按相同模式系统的新生成的强度和硬度，木板系统要弱于钢板系统。组分组成系统新生成的特性和功能，由多元组分和差异组分的实体特性决定其根基，也就是说，新生成的系统特性能够达到的程度和大小，并不仅仅由系统的层次结构决定，组分实体特性是一个基础决定原因。一个木桶系统，它生成系统后的装水量和抗压特性研究：一个木桶系统，一个是木板组分和绳子桶轱构成系统，一个是木板组分和铁丝桶轱构成系统，假定缝隙相同，木板抗压力够大，木桶的最大抗压力将由桶轱决定，铁丝桶轱系统要大于绳子桶轱系统。另外，同样桶系统，一个是木板组分和绳子桶轱构成系统，一个是纸板组分和绳子桶轱构成系统，显然，系统的装水量和抗压特性比较木板系统要高于纸板系统。组分效应对于系统效应而言，它将决定系统效应的一个通常范围，超越组分特性能够承受的系统效应是不可靠的，即使因为某种原因出现——作为大系统的子系统，在某些条件下被迫生成，组分不可承受时将受损，系统容易走向崩溃。比如纸板桶装木板桶承受的水，系统效应超过了纸板组分能够承受的范围，纸板将破裂，系统崩溃。当然，我们用纸板和绳子做桶系统，根据不同的做法，系统生成的效应是不同，比如纸板围绕成一个方形和围绕成一个圆形，绳子桶轱的位置在上面还在下面，绳子桶轱数量的多少，这些构成的系统效应装水能力都不同，是复杂的。这些都将是系统科学侧重研究的。
2.规模效应
规模是由系统的边决定的。系统的边，由组分、要素、子系统、时间、空间和其他功能因素共同组成。系统规模大小不同可能对系统的属性和行为产生不可忽视的影响。商家的规模越大，它覆盖的地域就越大，或者组分销售将越多，效益可能会越大。中国解放战争，没有大规模的作战，就不可能解放全中国。规模指系统组分的多少。房屋里的气体构成一个物理系统，组分就是气体分子，有 10 23 之多，规模之大实属罕见。机器作为系统，零部件数量从一个侧面反映了它的规模。系统规模也指它所占据的空间大小，或地域分布范围的广狭，如国家的版图大小。社会组织的规模也指它的下属机构的数量和成员数量，经济系统的规模主要指它的经营范围和资金数量，称为经营规模。军事演习的规模，指参演的军兵种、人数、地域范围等。文章作为系统，规模是它的篇幅，如小说有长篇、中篇、短篇之分。放在时间中考察，系统的规模指过程的长短，比如雪的规模，除了有大小之外，还有下的时间的长短，它们都对雪在地上的厚度产生影响。系统都有规模，研究系统规模对把握系统功能具有积极意义。
规模效应，是组分通过组分的数目来影响系统的整体涌现性。规模效应有正反两个方面，在系统有效束缚范围内，规模越大，系统效应越大；超过了系统有效束缚，规模越大，系统越容易崩溃或瓦解成诸多系统，即系统整体涌现性崩溃。比如，律诗的字数规模是有限的，只有四联八句，白居易要表达《琵琶行》的情感和意境仅仅律诗的规模是无法完成的，没有足够的规模无法获得必要的整体涌现性。文章的规模大小始终在系统有效束缚范围，因为，字句是要按照逻辑束缚起来的，通常文章的规模越大，表达的思想越复杂，规模效应越大。但是也不是所有的系统规模越大越好。规模大了，但系统有效束缚的内部存在和发展体制是有限的，系统凝聚力无法束缚时，系统通常将崩溃。这样的例子很多，许多的企业一旦做大，却是在走下坡路，大而不强——不具备相应的增长，出现逆向的系统效应，甚至使企业崩溃。这种使系统在超越应有的规模后系统崩溃的现象也是系统效应，但系统科学对这种系统规模效应的研究比较少。
3.结构效应
组分是产生系统整体涌现性的实在基础，但组分只是形成整体涌现性的必要前提，仅仅把组分汇集起来不会产生整体涌现性。现实的整体涌现性是通过有效组分相互关联相互作用相互制约相互激发而产生出来的。相互关联相互作用相互制约相互激发的方式就是系统的结构。同样的组分，按照不同结构方式相互激发的结果，将产生不同的整体涌现性。简单说，对于整体涌现性的形成，组分是基础，结构是主导。如同盖房子，利用同样的建筑材料，不同的设计和施工可以得到不同的建筑物。化学的同分异构体是典型的例子。同样的粮食，既可以做饭，也可以酿酒，饭不变米形，酒形质尽变，原因在于不同的加工制作方法造就的结构不同，涌现出不同的整体特性。
用符号表达的观念系统也有结构的整体涌现性。作品的结构不同表达不同思想主题。结构效应的重要发方面是层次效应。作为描述系统结构的概念，层次反映的是系统通过系统整合、组织而产生系统整体涌现性所经过的台阶。在多层次结构系统中，从元素质到系统质的飞跃不是一次完成的，而是通过中间层次由低到高逐步实现的，一个台阶代表一次部分质变。层次系列是整体涌现性形成的过度系列：从元素层次说起，每上升一个层次，就有新的特性涌现出来，一直到形成宏观整体的涌现特性。所以，从层次结构的观点看，如果高层次具有的特性一旦还原或分解到低层次就不复存在，那便是系统的整体涌现性。一定的整体性只能在一定的层次上涌现出来，生命只能在生物大分子层面上进行整合而涌现，社会性只能在人类个体群居层次上进行整合而涌现出来，思想意识只能在脑神经细胞的基础上进行整合而涌现出来。
4.环境效应
系统的整体涌现性不仅取决于内在的组分和结构，而且也受外在环境的影响。因为，系统的形成、保持和发展需要从环境获取资源和条件。
一方面环境对系统组分的形成、维持、成长和发挥作用。从系统生成过程看，系统要从环境中选择要素，在系统聚合力下进行必要的加工改造或培训教育，组分才能确立起来。在一般情形下，环境中不仅没有拿来就可使用的现成组分，系统只能从环境中取得原材料，再加以变革、改造，进行创造性转换，方能形成系统的组分。无论改造制作，还是培养教育，都离不开提供的原材料。文章作为系统，广泛收集素材，反复比较、分析、选择和组合，引经据典，吸收借鉴他人成果，才能最终确定所用的文字、观点和思想等组分。许多系统不断调整组分，有进有出，有些系统必须通过与别的系统交换才能获得自己需要的组分。从系统生存、运行过程来看，必须不断给组分提供物质、能量和信息，不能既要马儿跑，又不给马儿吃草，而这种物质、能量和信息归根结底要从环境中获取。
另一方面环境促进系统组分进行整合，即建立系统的结构。组分之间通过结合、结交、结伴而形成的构型、模式、框架，就是系统的结构。组分之间如何结合，如何联系，如何互动互应，一种构型是否有效，并非系统关起门来自己能够独立决定的，而是必须以环境为参照系，以尽可能适应环境和利用环境为准则。结构模式的确立离不开它的环境，结构是在系统和环境的互动中建立的。系统对于从环境中获取的素材进行改造制作以形成组分，同时也是建立组分之间特定的互动互应，以确保系统能够从环境中获得必要的资源和条件，能够排出不必要的东西。
环境对系统的塑造不仅在于提供资源和条件，而且还在于施加约束和限制。约束和限制固然有不利于系统生成、发展的消极一面，但也有有利于系统生成、发展的建设性作用。系统要从无限的环境中分立出来，成为一个确定的对象，并能维持自身，就不能没有必要的限制和约束，约束对系统的塑造作用是不可替代的。法律对于社会公民是一种约束和限制，但对公民的生活是必不可少的。每个系统特殊的组分和特殊的结构，不仅跟环境提供的特殊资源和条件有关，也跟环境施加的特殊限制和约束有关。有限制和约束才有特性，不同的限制和约束造就不同个性的系统，没有任何限制的系统无法同外部环境区分开来，无法确立自己的特性。没有规矩，不成方圆，没有限制不成系统。
系统与环境事物的竞争，系统要来与环境来的竞争，都体现了环境对系统的塑造，即相互竞争也是相互塑造，竞争的压力就是塑造力。凡互为竞争对手者，也互相提供了生存条件，一方的生存方式、特点和能耐是在跟对立方的较量中形成的。任何互为对手者都在互相塑造。学术争论，往往自己的思想观点会被对方激发出来。
环境中往往还存在系统的敌对势力极大压迫或破坏系统，它们对系统具有特殊而重要的塑造作用。动物界的捕食与被捕食者的关系就是极好的证明。中国历史上，很多伟大的爱国者是在跟强大的外部入侵者的斗争中成长起来的，比如岳飞、文天祥等。因此，环境对系统提供资源和条件，施加限制或压迫，会产生系统效应，对于系统整体涌现性的形成不可或缺。