《洞見新的世界:錢學(xué)森與他開啟的智慧之門》錢學(xué)森智庫 著五洲傳播出版社 科學(xué)出版社2021.6/60.00元
本書可分為“從拂曉到黎明:新的思想之光”“時代的呼喚:創(chuàng)建系統(tǒng)學(xué)”“系統(tǒng)觀念下的科學(xué)預(yù)見”“從此岸到彼岸:新世界的猜想”四個部分,用通俗易懂的方式,全面闡述了錢學(xué)森的系統(tǒng)論思想,特別是開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)理論的緣起、發(fā)展、成熟、創(chuàng)新,試圖撥開時代的迷霧,為人類認(rèn)識客觀世界、改造客觀世界提供新的理論武器。
牛頓在《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書中統(tǒng)一了“天上”和“地上”,讓人類第一次認(rèn)識到,曾經(jīng)象征神祇的星系運(yùn)行原來也同人間的蘋果落地一樣遵守著相同的法則,行星的軌道、潮汐的韻律、炮彈的痕跡都可以用一組微分方程來描述、解釋和預(yù)測。
以微積分為開端,數(shù)學(xué)規(guī)律影響了文明世界近400年。微積分的成功在于把復(fù)雜問題切分成大量微小而又易于處理的部分,然后再逐一解決、重新組裝,這種“分而治之”的策略造就了人類現(xiàn)代文明。
人們曾經(jīng)堅信,宇宙規(guī)律是高度數(shù)學(xué)化的。特別是過去的100多年中,麥克斯韋用一組簡潔的公式統(tǒng)一了電、磁和光;愛因斯坦用一組美麗的方程統(tǒng)一了質(zhì)量和能量、時間和空間;理論物理標(biāo)準(zhǔn)模型把自然界四種基本力中的三種(電磁力、強(qiáng)核力、弱核力)統(tǒng)一在一個框架中。人類似乎就要找到一組公式,能體現(xiàn)統(tǒng)一宇宙的“萬物至理”,從而繼續(xù)奏響畢達(dá)哥拉斯學(xué)派“萬物皆數(shù)”的凱歌。
然而人們很快發(fā)現(xiàn),“分而治之”的思想遭遇復(fù)雜化的世界后,人類對簡潔之美的追求顯得越來越力不從心、捉襟見肘。
當(dāng)物理學(xué)家試圖把引力與其他三種力融合起來,形成一個大統(tǒng)一理論時遇到了空前的困難,愛因斯坦生命的最后30年基本上就在為尋找這樣一個大統(tǒng)一理論不懈努力。但遺憾的是,直到今天,人類尚未找到可被證明的大統(tǒng)一理論。
1900年4月,開爾文在回顧物理學(xué)取得的偉大成就時說:“物理學(xué)的大廈已經(jīng)落成,所剩只是一些修飾性的工作了!”在他看來,“物理學(xué)美麗而晴朗的天空只被‘兩朵烏云’所籠罩”。這兩朵小小的烏云催生了“相對論”和“量子理論”的革命性突破,物理的天空似乎變得一片光明了??墒乾F(xiàn)在我們發(fā)現(xiàn),人類文明面臨的不僅是幾朵“烏云”,而是難以驅(qū)散的重重“迷霧”。
這重重迷霧是“復(fù)雜性的迷霧”。面對俄羅斯套娃一樣千萬重嵌套的復(fù)雜系統(tǒng),“分而治之”的光輝已經(jīng)無法將其穿透,因為系統(tǒng)的每一層都有無中生有、變化多端的“新質(zhì)”涌現(xiàn)。系統(tǒng)整體不等于部分的簡單相加,不同層次的系統(tǒng)會涌現(xiàn)出全新的規(guī)律。低層的規(guī)律在高層領(lǐng)域里幾乎不發(fā)揮作用,高層組織具有凌駕于低層組織之上的特性。例如,當(dāng)無機(jī)物發(fā)展到有機(jī)物、細(xì)胞發(fā)展到人體的時候,“涌現(xiàn)性”的復(fù)雜程度已經(jīng)無法用數(shù)學(xué)公式來表達(dá)。正如諾貝爾物理學(xué)獎得主羅伯特·克勞林所說:“涌現(xiàn)論時代的來臨,使數(shù)學(xué)絕對權(quán)威的神話壽終正寢?!?/p>
以牛頓為開端,以愛因斯坦為終結(jié),“分而治之”的時代正在謝幕。解決復(fù)雜系統(tǒng)問題,人類需要新的“微積分”。錢學(xué)森所開創(chuàng)的系統(tǒng)論思想,正是這樣一種新的思想利器。
錢學(xué)森指出:一個系統(tǒng)是由子系統(tǒng)組成的。如果子系統(tǒng)的數(shù)量極大,達(dá)到成萬上億、上百億、上萬億,那就是巨系統(tǒng)了。如果巨系統(tǒng)中的子系統(tǒng)種類不太多,有幾種、幾十種,我們稱之為開放的簡單巨系統(tǒng),普利高津、哈肯等發(fā)展起來的耗散結(jié)構(gòu)理論或協(xié)同學(xué)理論在處理開放的簡單巨系統(tǒng)上很成功,解決了不少問題。但是如果巨系統(tǒng)里的子系統(tǒng)種類太多,子系統(tǒng)相互作用的花樣繁多,那這巨系統(tǒng)就成了開放的復(fù)雜巨系統(tǒng),比如生物體(尤其是人體)、人腦、地球環(huán)境以及社會。復(fù)雜巨系統(tǒng)的處理分兩種情況:一是搞耗散結(jié)構(gòu)、協(xié)同學(xué)的一派人生硬地用處理簡單巨系統(tǒng)的理論去處理復(fù)雜巨系統(tǒng),包括一批熱衷于美國所謂“系統(tǒng)動力學(xué)”的中國人,他們當(dāng)然無法成功。二是一下子上升到哲學(xué),空談系統(tǒng)的運(yùn)動是由子系統(tǒng)所決定的,因此微觀決定宏觀,以致提出什么“宇宙全息統(tǒng)一論”。這些人沒有看到的是人類對子系統(tǒng)尚不能說完全認(rèn)識,子系統(tǒng)內(nèi)部還有更深更細(xì)的子系統(tǒng),以不全知去論不知,于世何補(bǔ)?
錢學(xué)森進(jìn)一步提出:現(xiàn)在能用的、唯一處理開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)(包括社會系統(tǒng))的方法,就是“從定性到定量的綜合集成方法”——把許多人對系統(tǒng)的點點滴滴的經(jīng)驗認(rèn)識,即往往是定性認(rèn)識,與復(fù)雜系統(tǒng)的幾十、幾百個參數(shù)的模型,即定量的計算結(jié)合起來,通過研究者的反復(fù)嘗試,并與實際資料數(shù)據(jù)對比,最后形成理論。在這個過程中,不但模型計算要用大型電子計算機(jī),而且在人的反復(fù)嘗試抉擇中,也要用計算機(jī)幫助判斷選擇。定性與定量相結(jié)合的處理開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)的方法在社會經(jīng)濟(jì)問題上進(jìn)行試用后,效果良好。
正如錢學(xué)森所說:“我們現(xiàn)在有了新的發(fā)現(xiàn),有人說,我們這個方法是新時代的‘微積分’。我想只要我們真正運(yùn)用這個方法,科學(xué)地解決社會經(jīng)濟(jì)這樣的復(fù)雜問題,并通過實踐,進(jìn)一步深化和發(fā)展這個方法,解決運(yùn)用這個方法過程中的各種具體問題,我們將有可能掀起一次新的文藝復(fù)興,吹響新的文藝復(fù)興的號角。”
這一新的思想利器,就像高山之巔已現(xiàn)光芒、噴薄而出的紅日,幫助我們駛向文明復(fù)興的光輝彼岸。