系统科学哲学（一）：分析陷阱、绝对运动与自组织系统

系统的整体性、层次性与分析陷阱

人在研究复杂事物的时候，常常会对它进行分析。我个人是非常崇拜分析的，非常享受那种将复杂事物分解成很小的要素，然后对要素进行很深入的理解。但是分析是有陷阱的，只分析而不综合，不把要素及其各个方面联系和组织起来看，就非常容易错误系统整体性质的发现。 > 整体具有整体性，整体不同于部分，整体性也不等于部分性质的简单加和。

举个例子：一个和尚挑水吃，两个和尚抬水吃，三个和尚没水吃。
如果我们只单独分析每个和尚的特性，我们对三个和尚很容易得出会挑水的特性解读，但没有意识到要素和要素之间会产生关系，有一些只有聚合成整体的性质出现。

另外需要注意的是，系统除了具有整体性以外，还具有层次性，通常一个系统可以在宏观、中观、微观多个层次进行讨论。

系统的绝对运动

运动是绝对的，无条件的，静止是相对的，有条件的。

世界不是一成不变的事物的集合体，而是过程的集合体。 ——恩格斯《路德维西·费尔巴哈和德国古典哲学的终结》

内因是变化的依据，外因是变化的条件，外因通过内因而起作用。 ——毛泽东《矛盾论》

系统都是在动态变化的，因此考察系统的时候，不仅仅要考察系统当前的状态，还要考察系统中目前有哪些状态转移过程，考察开放系统的内因，从而判断在不同的外因下，系统会如何变化，对趋势进行预测。最简单的正负反馈，如果系统对某一输入是负反馈，则系统会趋于稳定，如果对某一输入是正反馈，则系统会趋于变化。

负反馈：例如，如果草原上的食草动物因为迁入而增加，植物就会因为受到过度啃食而减少；而植物数量减少以后，反过来就会抑制动物的数量，从而保证了草原生态系统中的生产者和消费者之间的平衡。

正反馈：例如，有一个湖泊受到了污染，鱼类的数量就会因为死亡而减少，鱼类死亡的尸体腐烂，又会进一步加重污染，引起更多的鱼类的死亡。

系统的自组织与自相似性

自组织理论是20世纪60年代末期开始建立并发展起来的一种系统理论。它的研究对象主要是复杂自组织系统（生命系统、社会系统）的形成和发展机制问题，即在一定条件下，系统是如何自动地由无序走向有序，由低级有序走向高级有序的。

从系统论的观点来说，”自组织”是指一个系统在内在机制的驱动下，自行从简单向复杂、从粗糙向细致方向发展，不断地提高自身的复杂度和精细度的过程；

从热力学的观点来说，”自组织”是指一个系统通过与外界交换物质、能量和信息，而不断地降低自身的熵含量，提高其有序度的过程；

蜜蜂之道：分布式管理

“‘蜂群的灵魂’在哪里……它在何处驻留？”早在1901年，作家墨利斯·梅特林克就发出了这样的疑问：“这里由谁统治，由谁发布命令，由谁预见未来……？”

现在我们已经可以确定，统治者并不是蜂后。当蜂群从蜂巢前面的狭小出口涌出时，蜂后只能跟着。蜂后的女儿负责选择蜂群应该何时何地安顿下来。五六只无名工蜂在前方侦察，核查可能安置蜂巢的树洞和墙洞。他们回来后，用圈子越缩越小的舞蹈向休息的蜂群报告。在报告中，侦察员的舞蹈越夸张，说明她主张使用的地点越好。接着，一些头目们根据舞蹈的强烈程度核查几个备选地点，并以加入侦察员旋转舞蹈的方式表示同意。这就引导更多跟风者前往占上风的候选地点视察，回来之后再加入看法一致的侦察员的喧闹舞蹈，表达自己的选择。

除去侦查员外，极少有蜜蜂会去探查多个地点。蜜蜂看到一条信息：“去那儿，那儿是个好地方。”它们去看过之后便回来舞蹈说：“是的，真是个好地方。”通过这种重复强调，大家中意的地点便会吸引更多探访者，由此又有更多的探访者加入进来。按照收益递增的法则，得票越多，反对越少。渐渐地，一个大的群舞会以滚雪球的方式形成，并成为舞曲终章的主宰。最大的蜂群获胜。

这是一个白痴有、白痴享、白痴治的选举大厅，其产生的效果却极为惊人。这是民主制度的真髓，是彻底的分布式管理。曲终幕闭，按照民众的选择，蜂群挟带着蜂后和雷鸣般的嗡嗡声，向着通过群选确定的目标前进。蜂后非常谦恭地跟随着。如果她能思考，她可能会记得自己只不过是个村姑，与受命（谁的命令？）选择她的保姆是血亲姐妹。最初她只不过是个普通幼体，然后由其保姆以蜂王浆作为食物来喂养，从灰姑娘变成了蜂后。是什么样的因缘选择这个幼体作为女王呢？又是谁选择了负责挑选者呢？

“是由蜂群选择的。”威廉·莫顿·惠勒的回答解答了人们的疑惑。威廉·莫顿·惠勒是古典学派自然哲学家和昆虫学家，最早创立了社会性昆虫研究领域。在1911年写的一篇爆炸性短文（刊登在《形态学杂志》上的《作为有机体的蚁群》）中，惠勒断言，无论从哪个重要且科学的层面上来看，昆虫群体都不仅仅是类似于有机体，而就是一个有机体。他写道：“就像一个细胞或者一个人，它表现为一个一元整体，在空间中保持自己的特性以抗拒解体……既不是一种物事，也不是一个概念，而是一种持续的波涌或进程。”

这是一个由两万个群氓合并成的整体。

——《失控》

敏捷开发思想之自组织

最佳的架构、需求和设计出自于自组织的团队。蜂巢中的工蜂们看似忙碌，但其工作却是有序而有效，归根结底就是它们的组织架构其实是自我组织的。在自我组织的团队中，团队是一个整体，没有角色之分、职位之分、也没有高下之分。团队成员的任务不是项目经理强加于身，而是根据自己的愿望和能力对任务进行合理评估，并主动进行领取。被动与主动所产生的驱动力显然不可同日而语。

自我组织的团队是一个平行的组织，由于没有管理与被管理之间的关系，因而氛围更加和谐，组织更加开放，管理更加松散，这种自由化的组织方式更容易让团队成员体现自我价值，对团队会产生一种认同感，促发他们的开发热情，从而提高开发效率。平等的关系会促进团队成员的有效沟通，自由的管理有助于发挥团队成员的技术特长，开放的平台则能够保证协作的效率。一个卓越的团队应该是目标一致，团结协作，同时又能各司其职，有条不紊。 —— https://www.scrumcn.com/agile/scrum/4101.html

系统的相似性与分形

一些非常复杂的系统，其实可以来自于非常简单的演化相似性，比如分形。L-Systems 是生物系统模拟课程中需要学习的语言之一。非常有趣。比如下面这棵树，只需要4行代码就可以表述。通过非常简单的相似规则，加上多次迭代，就可以得到非常复杂的系统。

Iterations: 6
Angle: 25
Axiom: X
Rules: (X -> C0F-[C2[X]+C3X]+C1F[C3+FX]-X), (F -> FF)

再来看一眼简化的代码（黑白的版本）：

start  : X
rules  : (X → F-[[X]+X]+F[+FX]-X),(F → FF)

F：向前画一个单位
-：顺时针旋转25°
+：逆时针旋转25°
[：暂存当前光标所在位置
]：取出上一次存入的光标位置
其工作原理，一开始绘制X，然后每个round按照rules来迭代。

• 第零代
  X（无输出）
• 第一代（X被替换）
  F-[[X]+X]+F[+FX]-X
• 第二代（X被替换，F被替换）
• 到第六代就有点植物的样子了

系统科学哲学的组织意义

如果将一个组织或者一个个体作为一个系统进行考察，除了需要考察这个系统现在所处的位置、内部的静态元素有哪些，还要看到这个系统的动态性，那些构成组织的状态转移过程会把组织导向什么样的未来。这个组织的开放性如何，面对外因，组织里的那些内因会如何起到作用。需要对这个组织进行多层次的分析。在组合上如何做到 1+1>2 而不是 1+1 < 2。如何挖掘那些非常重要的演化相似性，使得组织可以自发得衍生到一个更有生命力的状态？

参考阅读

1. 魏宏森, 曾国屏. 系统论[M]. 清华大学出版社, 1995.
2. The Algorithmic Beauty of Plants（中译：植物的算法美）
3. 生态学基础（第5版）