仰望 錢學森作出了系統(tǒng)性、開創(chuàng)性貢獻
在錢老豐富多彩的科學生涯中,系統(tǒng)科學占有很重要位置。如同科學史上許多大科學家一樣,錢老在系統(tǒng)學的創(chuàng)建過程中非常重視哲學思考,一貫強調用馬克思主義哲學作指導。錢老對系統(tǒng)科學的貢獻是系統(tǒng)性、開創(chuàng)性、具有深遠意義的。這些貢獻體現(xiàn)在他對該學科的學術發(fā)展、組織建設和人才培養(yǎng)等多個方面。
錢老認為,在現(xiàn)代科學技術體系中,系統(tǒng)科學如同自然科學、社會科學、數(shù)學科學、思維科學等一樣,是重要的科學技術部門之一。在體系結構方面,他提出系統(tǒng)科學具有如下三個層次:應用技術層次、技術科學層次以及基礎理論層次。在這三個層次上,錢老都有重要貢獻。
首先,對處在應用技術層次上的系統(tǒng)工程,錢老曾有過較長時間的認識和思考。錢老在開創(chuàng)我國航天事業(yè)的過程中,形成了一套既有中國特色又有普遍意義的系統(tǒng)工程管理方法。1978年錢學森、許國志和王壽云在《文匯報》發(fā)表的題為“組織管理的技術——系統(tǒng)工程”文章,對推動我國系統(tǒng)工程的發(fā)展起了重要作用。在錢老等著名科學家的倡議下,1980年成立了中國系統(tǒng)工程學會,錢老擔任名譽理事長。錢老為我國系統(tǒng)工程的推廣和應用付出過大量心血,做出了顯著貢獻。
其次,錢老認為系統(tǒng)科學的技術科學層次是直接為系統(tǒng)工程提供理論方法的,包括了運籌學、控制論、信息論等。1954年錢老出版的《工程控制論》是一門技術科學,實際上屬于系統(tǒng)科學的范疇,其中的許多思想和方法超前于當時控制理論的發(fā)展。錢老是中國自動化學會的創(chuàng)始人和首任理事長,曾任國際自動控制聯(lián)合會第一屆執(zhí)委會委員。在錢老倡議下,1956年中科院力學所成立了中國第一個運籌學小組(1961年并入中科院數(shù)學所運籌學研究室),1962年中科院數(shù)學所成立了中國第一個現(xiàn)代控制理論研究室,這兩支隊伍后來分別為中國運籌學和控制理論的發(fā)展做出了重要貢獻。
此外,錢老認為系統(tǒng)科學的基礎理論層次應該是系統(tǒng)學,它是研究系統(tǒng)一般規(guī)律的基礎科學,是一門尚待建立的新興學科。對于創(chuàng)建一門新學科來講,引入恰當?shù)幕靖拍顭o疑具有奠基性的重要意義。自上世紀70年代末開始,錢老便投入到建立系統(tǒng)學的探索中,后來親自領導討論班,密切關注國際最新學術動態(tài),積極了解相關領域學術發(fā)展,促進系統(tǒng)科學在其它領域的應用研究,逐步形成了復雜開放巨系統(tǒng)等基本概念和從定性到定量綜合集成方法論等。
錢老對系統(tǒng)科學幾十年的探索為我們留下了寶貴而又豐富的遺產(chǎn),既有具體學術貢獻,更有重要學術思想。我們要繼承他的遺志,發(fā)揚他的科學精神,為進一步發(fā)展系統(tǒng)科學而努力奮斗。 (郭雷)
從創(chuàng)建系統(tǒng)學到復雜巨系統(tǒng)研究
作為我國系統(tǒng)工程和系統(tǒng)科學事業(yè)的開創(chuàng)者和奠基人,錢學森在大力推動系統(tǒng)工程應用的同時,提出了系統(tǒng)科學及其體系結構。錢老指出,系統(tǒng)科學是有三個層次知識結構的科學技術體系:在工程技術層次上是系統(tǒng)工程,在技術科學層次上直接為系統(tǒng)工程提供理論方法的有運籌學、控制論和信息論等,而在基礎理論層次上便是系統(tǒng)學。他認為,建立系統(tǒng)學的重要性決不亞于相對論和量子力學,如果說量子力學是微觀層次上(典型尺度為10-17米)的科學革命,相對論是宇觀層次上(典型尺度為1021米)的科學革命,那么系統(tǒng)學則是宏觀層次上(典型尺度為102米)的科學革命,這個層次就是我們所在的地球。
在他親自倡議和指導的“系統(tǒng)學討論班”的學術活動上,錢老提出了新的系統(tǒng)分類,特別是提出了開放的復雜巨系統(tǒng)及其方法論。系統(tǒng)論方法既超越了還原論方法又發(fā)展了整體論方法,這是他在科學方法論上具有里程碑意義的貢獻。
后來,根據(jù)思維科學和信息技術的發(fā)展,錢老又提出“從定性到定量綜合集成方法”以及它的實踐形式“從定性到定量綜合集成研討廳體系”,將系統(tǒng)論方法具體化,形成了一套可操作且行之有效的方法體系與實踐方式。有了方法論與方法,就可逐步建立理論并形成復雜巨系統(tǒng)學,從而成為復雜巨系統(tǒng)科學的基礎理論,這是一個科學新領域。
錢學森使系統(tǒng)科學的發(fā)展進入了新階段。我們應把錢老所開創(chuàng)的科學事業(yè)繼續(xù)發(fā)展下去并發(fā)展光大,這也是我們紀念錢老的最好方式。(于景元)
從工程控制論到信息空間綜合集成研討體系
《工程控制論》是錢學森在加州理工大學噴氣推進中心任教時發(fā)表的一本專著,被公認是自動控制領域的經(jīng)典著作,是該領域中引用率最高的文獻之一。斯坦福大學的D,G.Luenberger、哈佛大學何毓琦等教授認為:工程控制論的學術思想在科學界超前5到10年,開辟了一系列控制方面的新方向。
按照錢學森的觀點,工程控制論是系統(tǒng)科學的技術科學層次,系統(tǒng)工程是工程應用層次,而開放的復雜巨系統(tǒng)理論則屬于系統(tǒng)科學的基礎科學層次。錢先生早在上世紀80年代就提出開展思維(認知)科學研究,并提出該研究的突破口在于“形象思維”。從定性到定量的綜合集成技術是思維(認知)科學的一項應用技術,也是研究開放的復雜巨系統(tǒng)的方法論。
1992年,錢學森提出“從定性到定量的綜合集成研討廳體系(HWME)”的構思,把專家們和知識庫信息系統(tǒng)、各人工智能系統(tǒng)、巨型計算機像作戰(zhàn)指揮演示廳那樣組織起來,成為巨型人-機結合的智能系統(tǒng)。這是錢學森先生在思維(認知)科學和系統(tǒng)科學交叉研究中的貢獻、是自然科學和人文科學交融的體現(xiàn)。
隨著信息網(wǎng)絡的迅速普及,“信息空間”成為一個重要的概念,它使參與者跨越時間和地域的限制、隨時隨地就所關心的問題進行研究、交流和探討,并可隨時利用網(wǎng)絡上的大量資源,從而提供了一種新的、可能的形式。錢學森先生預見到這種空間的擴展,他指出:“有關老詞是思維圈(noosphere),新詞的virtual reality似宜仍用‘靈境’;而信息空間是人-機結合的思維、思想活動世界,似可稱為‘智慧大世界’,簡稱‘智界’”。這體現(xiàn)了錢學森高瞻遠矚、學術思想的前瞻性。(戴汝為)
超越大師和深厚的理論積淀
上世紀80年代初,錢老在提出建立系統(tǒng)科學學科的同時,也指出了對系統(tǒng)科學如何發(fā)展的期望。他認為,普利高津的耗散結構和哈肯的協(xié)同學都已過去了,進一步發(fā)展是什么?如何超越這兩個理論?
當時,普利高津的學術思想傳入中國還不久,他也剛剛受邀訪華,而哈肯的中國之行還在聯(lián)系中,直到1984年才成行。在當時提出超越的問題,的確令人感到錢老的氣魄。
錢老對于系統(tǒng)科學理論問題的敏銳由來已久。我第一次聽錢老的報告是在上世紀60年代,他當時指出,有兩個系統(tǒng)應予以特別注意:一是激光,二是熱核反應。實際上這是兩個典型的非平衡系統(tǒng)相變。另外錢老在《工程控制論》第18章提出系統(tǒng)可靠性與元件可靠性的關系。他強調可靠性問題的背后有更深刻的機理,并讓我注意與研究,這也是復雜系統(tǒng)中組合集成的基本問題。
錢老所提出的正是發(fā)展系統(tǒng)科學的關鍵問題。要使系統(tǒng)科學成為一門獨立的真正意義上的科學,必須有若干堅實的理論支柱,必須在復雜系統(tǒng)的未知領域中有若干基本概念和理論突破。在這個意義上,到目前為止,國際上較為公認的理論基本點也只有少數(shù)幾件。
在對復雜系統(tǒng)基本規(guī)律的諸多探索中,我覺得有兩個系統(tǒng)可予以更多的注意,一是神經(jīng)系統(tǒng),另一個是經(jīng)濟系統(tǒng)。這兩個系統(tǒng)應該存在某些簡明而又普遍的規(guī)律,有利于我們去尋找其背后的機制,取得進一步突破,以告慰錢老對系統(tǒng)科學發(fā)展的囑咐。 (方?)
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