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钱学森及其系统科学思想

已有 7695 次阅读 2010-5-3 22:56 |个人分类:心得体会|系统分类:科研笔记| 钱学森, 两弹一星, 系统科学, 大成智慧

        钱学森最开始是自动控制方面的专家;回国后运筹帷幄,在中国“两弹一星”的事业中建立了卓著的功勋;个人认为,钱学森最了不起的贡献,是他晚年的系统科学思想。
        钱学森在回国前的1954年,美国出版了他的专著《Engineering cybernetics》(工程控制论)。紧接着此书的俄文、德文、中文译本在相关国家先后出版。《工程控制论》一书获1956年中科院自然科学一等奖。该书以其创新性、前瞻性而闻名, 对培养我国新一代自动控制方面的专家起到了十分重要的作用,并在国际上获得极高的声誉;该书在20世纪50年代是自动控制领域中引用率最高的专著。国际著名的自动控制理论专家在他2000年出版的一本书中, 一开始就引用了《工程控制论》序言中的一段话:“这门新科学的一个非常突出的特点就是完全不考虑能量、热量和效率等因素,可是在其它各门自然科学中这些因素都是十分重要的。控制论所讨论的主要问题是一个系统的各个不同部分之间的相互作用的定性性质以及整个系统的总的运动状态。”如果我们着眼于物理世界三个要素的分析:物质、能量和信息,那么控制论只研究信息与控制,它不讨论能量和物质。由此可以看出钱学森早在1954年已经把研究的着眼点转到信息与控制方面了。[1]
        钱学森在中国“两弹一星”事业中的贡献,为祖国的繁荣稳定奠定了坚实的基础,同时也给他个人带来了崇高的荣誉。他领导了中国航天事业的发展,对中国的和平与发展作出了不可磨灭的贡献。
        但是,钱老远比一般的科学家站得更高,看得更远。
        兰彻丝特(Lanchester)在1916年发表的关于战斗单位数量损失率的两组微分方程,分别是克劳赛维茨(Clausewitz) 《战争论》中两条作战经验的科学表达,是科学与经验巧妙结合的产物。兰彻丝特的伟大贡献在于为作战模拟开辟了一条半经验半科学的正确途径。
        1982年中国军事研究在讨论兰彻斯特的工作时,钱学森根据在领导航天工业时积累的丰富的实践经验,提出过一个见解:处理作战模拟的定量方法学,是科学理论、经验和专家判断力的结合。这种定量方法学,是半经验半理论的。他从这一见解得到启发,提出经验性假设(判断或猜想)是建立复杂作战模拟模型的出发点。这些经验性假设(判断或猜想)不能用严谨的科学方式证明,但需要用经验性数据对其确实性进行检测。从经验性假设(判断或猜想)出发,通过定量方法学途径获得的结论,仍然具有半经验、半理论的属性。当人们寻求用定量方法学处理复杂行为系统时,容易注重于数学模型的逻辑处理,而忽视数学模型微妙的经验涵义或解释,坠入机械唯物论的迷雾中。要知道,这样的数学模型,看来“理论性”很强,其实不免牵强附会,从而脱离真实。与其如此,不如从建模一开始就老老实实承认理论不足,而求援于经验判断。让定性的方法与定量的方法结合起来,最后定量。这样的系统定量分析方法学是建模者判断力的增强与扩展,是很重要的。[2]
        正是从这时开始,钱老提出了“要从整体上考虑并解决问题”、“开放的复杂巨系统及其方法论”、“从定性到定量的综合集成”等理论及方法,而且在政治、经济、科技、文化、教育等许多方面都有许多精辟的论述,从而成为我国当代一位著名的思想家。
        个人认为,钱老最卓越的贡献,恰是他晚年的系统科学思想,特别是从定性到定量的综合集成方法论以及综合集成研讨厅体系。在这方面,后来戴汝为、于景元等有很多论述和发展。
        在科学方法论层次,钱学森明确提出包括专家群体经验、专家判断力在内的从定性到定量综合集成法,是开放的复杂巨系统的科学方法论;这是对迄今居于主流地位西方还原论传统科学观念的突破,是一个石破天惊的、经得起实践检验的发展,这是钱学森对复杂性研究的历史性重大贡献。
        综合集成方法的实质是把专家体系、信息与知识体系以及计算机体系有机结合起来,构成一个高度智能化的人•机结合与融合体系,这个体系具有综合优势、整体优势和智能优势。正如钱老指出的,它能把人的思维、思维的成果、人的经验、知识、智慧以及各种情报、资料和信息统统集成起来,从多方面的定性认识上升到定量认识。
        在解决军事系统、经济系统、社会系统等复杂问题时,寻求建立精确的模型进行求解是不可能的。其中包含的众多的非线性、不确定、涌现等难以明了的因素,必须借助于专家的经验、知识,结合已有的数据、信息,借助于计算机的定量计算和逻辑处理,按照从定性到定量的综合集成方法论,实现以人为主,人机结合综合研讨体系,才是科学的方法论。同时,对于复杂问题的求解,往往需要借助于各学科群体专家的智慧,实现多学科、多领域的综合集成。
        钱老在系统科学的贡献不仅在其学术方法论层次,更可贵的是,他深系民族的振兴、深系祖国的教育事业。他提出的大成智慧学和大成智慧教育设想必将对祖国教育事业产生深远的影响。
        大成智慧的要害是:集大成得智慧!“必集大成,才能得智慧!”按照钱老的想法,集的对象主要就是现代科学技术体系(或称人类知识体系)中广博的科学技术知识,还有体系外围的前科学知识库,这些是形成大成智慧的科学基础和知识源泉。所以,钱学森特别强调大成智慧硕士要“熟悉科学技术的体系”。只有了解、掌握了这些人类知识的体系结构和具体内容,才能更好地汲取、集成人类的智慧。
        钱老是一位伟大的科学家,他与目前的大多数科研人员不同。他的思维之广、立场之高,很少有人能够企及。难能可贵的是,他一心想着振兴中华民族、一心为祖国的长远发展着想,是真正的人民科学家。
        相比之下,现在的很多科研人员,很少有潜心钻研、思索的了。在我认识的教授、博导中,几乎没有自己写论文、做实验的了,很多都是走向行政岗位,或者只是拉拉项目,挣挣外快。真正能够停下来思索的很少,学而优则仕,这是非常悲哀的景象。我认为,钱老提出的,为什么中国很少能自己培养出杰出的人才,这也是一个原因吧。

参考:

[1] 戴汝为, 系统科学与思维科学交叉发展的硕果——大成智慧工程, 系统工程理论与实践, 2002, 22(5): 8-11,65.
[2] 戴汝为, 从定性到定量的综合集成法的形成与现代发展, 自然杂志, 2009, 31(6):311-314,326.

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