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第二节
系统的定义、特性与种类

1.系统的定义

人们对系统有着不同的解释与定义。

系统论创始人贝塔朗菲定义:“系统是相互联系相互作用的诸元素的综合体”。这个定义强调元素间的相互作用以及系统对元素的整合作用。

维基百科给出的系统的定义:“系统泛指由一群有关联的个体组成,根据预先编排好的规则工作,能完成个别元件不能单独完成的工作的群体。”

“系统是能量、物质、信息流不同要素所构成的。”

“现代汉语词典”的定义:“系统是指同类事物按一定的关系组成的整体。”

复杂巨系统创始人钱学森认为:“系统是由相互作用相互依赖的若干组成部分结合而成的,具有特定功能的有机整体,而且这个有机整体又是它从属的更大系统的组成部分。”

从以上对系统的多种诠释可以看出,尽管定义不同,说法有差异,但是其共同点是“元素(如个体、要素、事物、组成部分)”、“相互关联(如联系、关联、关系)”、“相互作用”、“整体(如综合体、群体、整体)”。两个默认的事实是:元素从属于整体;整体包含至少两个或更多的元素,即系统至少由两个以上相互作用的元素构成。

2.系统的特性

系统具有以下几个特性:

多样性——系统的种类是多样化的。不同社会、产业、行业、专业具有不同类别和形态的系统。由技术要素组成的系统是技术系统。技术系统的定义参见第二章。

目的性——系统一定是为实现某一个或多个功能目的而构建的。不实现预设功能的系统没有理由存在。系统能完成个别元件、子系统不能单独实现的功能。

关联性——系统的各个元件之间必须按照一定的界面形成相互关联。无论是实体接触类的关联(如彼此之间的固定、定位、导向、阻挡、插接、嵌套、摩擦、碰撞、搅动等),还是非实体接触类的关联(如各种物理场、生物场、心理场等),都属于建立了元件之间的联接关系。关联性是找到系统中最小问题的重要识别条件。

运作性——系统的各个元件/子系统之间必须存在某种或多种相对运动,如平移、旋转、摆动、滚动、滑动、蠕动、腐蚀、燃烧、氧化、光合等,根据预先设定的规则工作。

嵌套性——系统的尺度有大有小。大系统之外还有更大的系统,小系统之内还有更小的系统。即使系统被细分到了单个元件的级别,该元件的不同分段、不同特征还可以作为更小的子系统,甚至可以把元件细分到分子、原子、基本粒子的层次。

生命性——系统从诞生到报废,有其特定的生命周期。本书不做详细论述。

3.系统的种类

系统分为自然系统、人工系统、复合系统三大类。

自然系统:如人体系统、植物系统、动物系统、生态系统、大气系统、水循环系统等。自然系统属于天然形成,系客观规律和不可抗力为之。顺应自然、有限干预是人类应遵循的基本法则。

人工系统:如操作系统、电力系统、反导系统、医疗系统、标准体系、社会系统等(注:也有学者把社会系统单独划分出来)。人工系统还可以细分为人工物理系统和人工抽象系统。本书重点讨论的是人工物理系统。人工系统属于人为安排与构建,可以充分利用各种资源,予以干预和调整。

复合系统:复合系统是自然系统和人工系统的组合。

技术系统与以上三种系统的关系:所有的人工制造物是人工物理系统,都属于技术系统;为了更好地分析问题,某些自然系统(例如人或动植物等),也可以视作技术系统;某些自然系统的组成部分也可以作为技术系统的组成部分出现,组成较大的技术系统。例如在一个技术系统问题情境中,引入人或动物的感官(视、听、嗅、触觉),或引入水、空气、重力、阳光、灰尘、树木等自然要素。因此,技术系统往往是复合系统。 miXG8fPsoLJCweIqB9Y6gtW2bwCVh1LJk+z3ATHdnlvJVENA1uY//g0EB7Akiiim

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