论“系统科学"与“复杂性科学"之异同
论“系统科学"与“复杂性科学"之异同
齐磊磊
摘要：“系统科学”不同于“复杂性科学”，但由于其兴起背景和演化发展过程、研究对象以及指导范式等因素上的相近性，它们实质上又是相互融合的，是易于混淆的两种提法。对它们进行细致的区分是进一步了解系统科学与系统哲学研究领域的必要过程。
在当前的系统科学或系统哲学等研究领域中，人人都在谈论“系统科学”或“复杂性科学”，高频率的出现次数说明了人们的研究热度以及重视程度，但这并不代表所有的使用者对它们是完全了解的，其中相当一部分人由于这样或那样的原因扮演着纯粹的“拿来主义”角色，对它们不加区别地使用，姑妄言之的情况时有发生。
实际上，对于类似的概念，我们每个人的心中都有一把衡量它们的尺码，或许由于司空见惯抑或是不言而喻，我们常常是不自觉地把它们接受下来，凭着直觉以及自己的理解加以使用。但是如果你想深入地探讨这一领域，或者至少是确保清楚地解释它们，那你就必须确切地认识到它们之问的异同。注重细枝末节的区别有助于我们实现这个目标，为了完成这项任务，本文主要从三个方面展开讨论：
①二者是否同根同源；
②研究对象是否相同；
③是否可称之为“科学”。
一、从形成发展的过程来看
每一门科学都有其兴起的背景，系统科学和复杂性科学也不例外。纵观科学、科学哲学发展史，继亚里士多德之后重新兴起的整体论思维无疑是系统科学产生的源头。19世纪末20世纪初，由于经典物理学的“钟表式”定律不足以解释发生在生命有机体中的“活力”现象，机械论开始崩溃，人们把目光转向由相互作用的部分形成的整体，“有机整体”、“进化”、“系统”等概念成为讨论的焦点。
例如英国著名哲学家怀特海提出了过程哲学或有机体论、德国心理学家柯勒提出的“格式塔变换”以及早期英国突现主义学派的出现等等，它们都已孕育着系统科学的内在精神。萌芽状态的整体系统思维运动拉开了系统科学出现的序幕，真正科学意义上的系统科学正式登上科学的舞台，它的形成和发展主要经历了以下几个阶段：
①现代系统理论的产生；
②自组织理论的建立；
③复杂性科学的兴起。
一般系统理论、控制论、信息论等现代系统理论的创立是系统科学产生的标志。20世纪20年代到60年代前后出现了一系列现代系统理论：
俄国哲学家波格丹诺夫是系统科学的奠基者，他于1925年出版的《组织形态学》被认为是系统科学的开山之作。
作为系统科学的代表人物，美籍奥地利生物学家贝塔朗菲（Bertalanffy）于20世纪30年代开始从机体生物学的研究转向建立一般系统理论，他于1945年发表的《关于一般系统论》和1968年出版的《一般系统论》，全面总结了一般系统论的思想及相关的概念框架并首次提出“系统科学”一词，奠定了系统科学的理论基础。
与此同时，奥多布莱扎超越了经典物理学的原子模型而采用了一些系统型的思维方法并把研究对象视为有组织的整体，视为系统。他于1938年出版的《协调心理学》体现了他的这种观点，是研究普通控制论的一部基础著作。
而维纳（wiener）开创性地将通讯原理与控制原理结合在一起，为系统科学的进一步研究提供了新的理论方法，也为维纳在系统科学的研究中占居了不可动摇的地位。虽然部分学者对信息论的重要性持有不同的看法，但无论如何它在系统科学中的地位仍不可小觑，它的创立丰富了系统科学的内容，它所阐明的诸多原理同样也推动了系统科学的发展。
20世纪70年代，耗散结构理论协同学、超循环理论等自组织理论的相继出现是系统科学发展阶段的标志。
比利时布鲁塞尔学派的普利高津（Prigogine）于1969年提出了耗散结构理论。这个理论所蕴涵的“非平衡是有序之源”的结论从本质上冲击了经典热力学理论，进一步巩固了系统科学中自组织理论的地位。
德国物理学家哈肯（Haken）在激光研究中发现了自组织系统问的协同作用，于1977年出版了《协同学导论》，详细地阐释了多组分系统是如何通过子系统的协同行动而形成从无序到有序的演化过程。
诺贝尔奖获得者艾根（Eigen）在研究生命起源问题（即无生命向有生命的进化阶段）时，意识到这实际上是生物大分子的自组织过程，而支持这一过程的机理是“所谓的超循环的组织形式”。基于生命系统演化的超循环理论从另一个角度促进了自组织理论的发展，“是现代系统科学中的一个重要的流派”。
20世纪80年代以来，系统科学得到进一步充实和发展，进入它的第三个阶段。在这一阶段，以混沌、分形为核心的非线性科学以及计算机智能、人工生命等理论逐渐融合。顺应这个趋势，出现一门以“复杂系统”为研究对象（尽管在此之前的研究已涉及到复杂系统，但比较而言，系统科学的第二个阶段的研究倾向还是围绕自组织的特征展开的），并具有高度综合性和交叉性的新科学成为必然。
认识到分形出现奥秘的数学生态学家罗伯特·梅（Robert May）如是说：“要使一种新思想深入人心，必须将各种条件——时间、地点、人物、文化——组合起来…这些条件中有的许久以前就已具备，但不是都具备。结果，这一学科从未得到被当作一门学科的足够的认同感”。
复杂性科学的产生情况与此如出一辙：
成立于1984年的美国圣菲研究所聚集了各学科领域内的著名研究学者，他们共同意识到跨学科研究复杂性的必然趋势，坚信这会是一个普照自然和人类的新领域，在研究所创建时期召开的整合讨论会中正式确立了“复杂性科学”的名称。
“这并不是一个巧合，讨论进行到这个阶段，这个整合为一的新科学才产生了一个名字：复杂性科学。考温说：‘较之我们沿用过的其他名称，包括突变科学，这似乎是一个更能涵盖我们正在致力于研究的一切的总称”’。自此，“复杂性科学”开始名正言顺并渐渐传播开来，成为当前哲学和科学界瞩目的前沿学科。
对于“复杂性科学之诞生”还存在几种不同的观点。
普利高津和斯唐热认为是在1811年，“即伊泽尔的行政长官让—约瑟夫·傅里叶男爵因其对固体中热传播的数学描述而获得法国科学院奖金的那一年。”
诚然，作为最早的普适定律之一，傅里叶定律的表述可以被认为是某个新型科学的起点。“然而，它只是一个线性律，而现代复杂性研究要面对的是非线性现象。”傅里叶的热力学研究的是不可逆过程的物理学理论，它不能与现在所讨论的复杂性科学同日而语，如果把它作为复杂性科学的开始，这一说法有失偏颇，理应受到质疑。
另一种观点认为：1948年，威佛尔（weaver）在《科学与复杂性》一文中，从科学史的角度根据自然科学自身构造复杂性的状况，提出了一种新的系统复杂性的分类方法，即从简单性、无组织复杂性与有组织复杂性的划分上讨论复杂性。
毋庸置疑，威佛尔所讨论的“复杂性”对现在复杂性科学的研究产生了深远的影响，但他并未正式提出“复杂性科学”的概念，说它是复杂性研究的开创时期则更为恰当。而普利高津和斯唐热虽然提出了“复杂性科学”这一名称，但并没有深入地展开探讨，也没有将此概念广为传播，严格说来并不能将此看作是一门科学的产生阶段。
二、从研究对象上来看
从普遍意义上说，系统科学指的是以系统为研究对象的一门学科，它通过描述“一般系统”的特征、类型及演化规律等，试图揭示系统的对应或相似性以及同构性等共性问题。
正如一般系统论的创始人之一贝塔朗菲从广义的角度所概括的：“系统科学是探索各种科学（如物理学、生物学、心理学和社会科学）中的‘系统’的理论和科学”。系统科学作为一门研究系统存在与演化理论的科学，它本身以及其研究对象并不是固定或静止不变的，而是演化发展着的。
随着学科的发展及人们认识的进一步深入，贝塔朗菲于20世纪40年代提出的“一般系统”观点已经被后来的学者们所提升、完善。他们普遍认为，系统科学是研究复杂系统的性质和演化机制、揭示各种复杂系统在演化过程中遵循的共同规律的现代前沿科学。
如日本学者市川淳信明确地将系统科学界定为关于复杂系统的科学；英国霍尔（Hull）大学的福罗特（Robert Flood）指出系统科学研究的是所有与复杂性研究有关的东西。诸如此类的观点表明：随着研究深度的进入，系统科学的研究对象正在转移，从“广义一般系统”向“复杂系统”转移。
需要强调的是，最初发起“系统科学”的学者并不是没有意识到系统的“复杂性”，与此相反，他们正是因为看到了相互作用的部分之间关系的“复杂”，才进而提出“系统整体”并围绕其进行探讨的。不过在最初一个阶段，人们还没有发现复杂系统的最基本的特征和规律，还没有正式提出“复杂性研究”或“复杂性科学”这样的概念而已。
从系统科学发展的第三阶段，即复杂性科学兴起时的主要理论（如气象学家洛伦兹的混沌学研究、数学家蒙德布罗创始的分形理论、遗传算法之父霍兰提出的复杂适应系统理论），可以看出复杂性科学的研究主要是围绕复杂系统展开的。
促使“复杂系统”由暗流浮升至水面的，当属计算机等研究工具的出现。一旦各种组合条件具备，也就是系统科学发展到第三个阶段时，其研究重点正式转向复杂系统。从研究对象上来看，此时的系统科学与复杂性科学已不分彼此：都是对复杂系统的行为和特征进行研究，并从中归纳出一般的规律。这进一步表明，复杂性科学兴起于系统科学发展中的第三个阶段，是系统科学发展中一个历史形态。也就是说，只有在这个阶段，两种科学在研究对象上是相同的。
综合上述，根据各自研究对象的异同，对于系统科学与复杂性科学的关系可以作如下说明：复杂性科学的研究对象是复杂系统，而系统科学研究对象是从“一般系统”向“复杂系统”过渡，也就是说，它发展到一定阶段后的研究对象也是复杂系统。
由此对于系统科学和复杂性科学而言，无论是从研究对象上来说还是从形成发展过程来说，它们之间的关系都是如此：复杂性科学不是凭空而来的，它是系统科学发展中的一种新的历史形态，是其最前沿的研究领域；复杂性科学建立在系统科学之上，其核心理论不仅来源于系统科学，同时又是对系统科学理论的补充、发展和深化。
擘肌分理后，回到概念本身的讨论上。
三、从称之为科学的角度来看
作为一门学科，“系统科学”从名称到理论框架，学界内已基本达成共识，无大的争议。而“复杂性科学”却远没有成熟到这种程度，学者们对“复杂性科学”仍是众说纷纭，莫衷一是。在他们看来，“复杂性科学”这个提法本身存在着值得商榷的问题。他们认为，“复杂性科学”不是一门具体的学科；“复杂性”太“复杂”了，要想直接对它进行科学研究并且建立复杂性科学是不可能的；科学仅限于研究实体、运动和关系，从未通过研究一种属性而建立起一门科学来。
范冬萍教授在一场学术研讨会的综述中提到：“有学者认为，直接对‘复杂性’做科学研究并且建立复杂性科学是不可能的，复杂性研究才是可能的，我们不应当直接研究‘复杂性’，而应当直接研究复杂系统，特别是某一类复杂系统。因此，不赞成‘复杂性科学’而主张‘复杂系统研究”’。
持这种看法的闵家胤教授也专门撰文对此进行了论证，他在文章中开宗明义地表示“我赞成‘复杂性研究’却不赞成‘复杂性科学’。道理很简单：‘复杂性研究’是可能的，‘复杂性科学’是不可能的”。
苗东升教授也认为由于研究复杂性而建立一门新科学这一提法不妥：“因为复杂性研究的成果不是在相对论、分子生物学之外又出现的另一门新学科，而是所有学科领域都有自己的复杂性研究，都需要超越还原论，不可能把这些成果归属于某一门学科。”
与此对照，如同以上我们对“复杂性科学”的起源、发展脉络所作的梳理一样，支持者认为复杂性科学是研究复杂系统行为与性质的新科学，是现代系统科学新的历史形态，它顺应了人们认识的需要，对它进行研究是一件迫在眉睫的事情。
如1999年香山科学会议的主题围绕“复杂性科学”召开；张嗣瀛院士倡导并创立的复杂性科学研究所也是把“复杂性”作为一门科学进行研究。
所以在目前看来，要将系统科学与复杂性科学相提并论有一个必要的前提：首先要把研究复杂性的科学当作一门学科来看待，也就是要承认“复杂性科学”存在的合理性，否则两者是处于不同等量级上的术语，没有可比性。
不言而喻，本文的论述立场是基于认同“复杂性科学”这种说法之上的，即把“复杂性科学”当作一门关于探索复杂性的学科，只不过是像每种新事物出现一样，现在的复杂性科学仍处于它的萌芽形成阶段。
四、结语
“系统科学”不同于“复杂性科学”是明显的，那为何大部分使用者对它们会一视同仁呢？究其原因，分析如下：
首先，根据上述系统科学的发展过程来看，复杂性科学是系统科学发展到20世纪80年代的一种科学发展的产物。伴随着自然界和社会中的复杂性问题越来越多地涌现，人们对复杂现象的关注程度以及研究热潮也日益提高。
为了区别于以前的“一般系统”并结合研究对象的特征，人们虽然提出了“复杂性”、“复杂系统”、“复杂性科学”等不同的术语，但由于研究对象是相同的，他们在面对这些复杂系统时使用的还是系统科学中的研究方法、思维模式。所以在这个阶段人们不加区分地称呼“系统科学”或“复杂性科学”是恰当的，而且只有系统科学发展到这个阶段才真正形成了“复杂性科学”。
其次，系统科学和复杂性科学的产生背景都是站在反还原论的立场上提出整体的世界观。相对于经典科学采用的分析范式，它们都是综合地研究系统的整体性特征和行为的科学，是两种同一范式指导下的科学形态。也就是说，它们不仅在目前这个阶段上的研究对象相同，而且整体的研究进路也是相同的。这一点也是混淆人们认识的一个原因。
再次，还存在这样一种情况，相互缠结在一起的性质也难免会使我们模糊。
如果按照贝塔朗菲所说的系统科学是建立在系统的整体性、自组织、目的性等概念上的，那么可以说复杂性科学则是建立在系统的非线性、突现性和适应性的研究上的。它们实质上是互相融合的：
突现性是整体性的表现；
非线性是系统表现出整体性和突现性的原因；
自组织是非线性和适应性的结果；
适应性是实现目的性的途径；
非线性的产生归之于适应性的存在等等。
另外，到目前为止，没有一个对“复杂性”、“科学”等基础概念的确切界定或许也是造成这种现象的原因之一。
基于以上讨论，提醒我们在使用诸如此类易于混淆的术语时要加以区分，慎用不确定性术语或者是在使用时注意作相关的解释说明，以明确其含意。
