系统的存在性分裂与存在性干涉 ( 一.1 )
— 存在独立性原理
陈雨思
( 四川大学 , 电子信箱 chenyusi5225@yeah.net )
2002年02月公布于熵、信息、复杂性网站
[ 摘要 ] 存在独立性原理是说：任何两种存在都是系统参照系可区别的。存在独立性原理是对于自然界各种存在的特性的概括。存在独立性原理为系统分析提供了一个根本的原则，它提出了区别存在的系统参照系标准，不仅可用系统参照系来科学地划分系统，而且要用系统参照系来科学地分辨系统、发现系统。通过存在独立性原理，可以对存在和混沌进行了精确界定，从而为混沌现象描述提供了一个科学定义。
[ 关键词 ] 系统；存在；存在独立性；混沌
[ 中图分类号 ] N941.4 ［文献标识码］ A [ 文章编号 ]
相互作用通常仅产生于相近同态之间，然而，这些相近同态之间是如何进行相互作用的。这涉及系统的存在独立性、存在性分裂与存在性干涉的一系列问题，本文先就系统的存在独立性 问题 进行讨论。
第一节 存在独立性原理
存在独立性问题，带有很浓的哲学味道，不过，我们仍然是在科学层面上来 讨论 这个问题的。
存在独立性原理是说：任何两种存在都是系统参照系可区别的。
存在独立性原理表明，对于任何两个存在，我们总可以找到某种 系统 参照系，使得它们是可以区别的。如果在任何 系统 参照系下两存在都是不可区别的，或者说，它们之间的差异都是不确定的，那么，这两个存在就只能是一个存在。而若这两个存在不是一个存在，则一定能够找到表达其差异的 系统 参照系。
存在独立性原理表明了存在的唯一性，而存在的唯一性是所有存在的共通特性，因而，存在唯一性就是存在间的一种基本同一性。
存在独立性原理是对于自然界各种存在的特性的概括，存在独立性原理并不排除各种存在间的联系，但是强调指出各种存在间的差别，正是这种差别，成为人类认识事物的依据。
存在独立性原理提出了区别存在的标准—系统参照系标准。
存在独立性原理进一步为系统分析提供提供了一个根本的原则。它不仅是要用系统参照系来科学地划分系统，而且要用系统参照系来科学地分辨系统、发现系统。
通过存在独立性原理，可以对存在和混沌进行了精确界定，从而为混沌现象描述提供了一个科学定义。
1. 存在独立性原理的客观依据
存在独立性原理是以人类长期以来对物质结构的认识为前提的。 19 世纪以来，科学的发展先后揭示了微观物质结构的原子和分子、原子核和基本粒子层次，并正在更深入地揭示基本粒子的组成（层子）及其结构。在对天体的认识方面，人类先后达到了三个新的层次，即银河系、星系团和总星系，并正在进一步揭示总星系演化规律。与此同时，生物学也揭示了一些新的层次。综合人类在这方面的认识成果，可以大致勾画出一幅人类迄今已认识到的物质结构图景，即由基本粒子—原子—分子—实物—地球—太阳系—银河系—星系团—总星系，以及基本粒子—原子—分子—无机物—有机物—生物大分子—细胞—器官—个体—群落—生物圈—人类—人类社会等组成的图景，这幅图景中的每一种存在都与其他存在相差别，体现了各自的独立性。
对复杂系统而言， 存在独立性原理 为复杂系统的科学分类提供了一个根本的原则。
2. 区别存在的系统参照系标准
关于区别存在的系统参照系标准问题，在《建 立 一 门 同 态 学》一文中，已经进行了讨论，指出系统参照系的确立 , 为科学地划分系统提供了前提。以下引用该文的一段话∶
“从系统参照系角度看 , 每一种定义实质上都是基于特定系统参照系的 , 在该系统参照系之下 , 这些定义和规律都是对的 , 都有自己的应用范围。但超越了各自的系统参照系 , 就难于判断这些定义和规律的对错 , 而学术界许多争议因此而起。
事实上 , 系统科学界已经认识到了科学地划分系统的重要性。
苗东升等学者认为 , 描述事物复杂性，首先应该约定把描述限定在某一层次。并且要限定它的描述精细度，或粗粒化程度。
苗东升讨论了复杂性的根源 , 指出 : 源于系统规模的复杂性、源于系统结构的复杂性、源于开放性即环境的复杂性、源于动力学特性的复杂性、源于非平衡态的复杂性、源于不可逆过程的复杂性、源于非线性的复杂性、源于不确定性的复杂性、源于主动性和能动性的复杂性、源于系统组分智能的复杂性、源于人类理性的复杂性、源于人类非理性的复杂性等等 .
苗东升还指出 , 应当区分不同层次上的复杂性。物理、生物、社会、意识这些现实世界的不同层次各有性质不同的复杂性，既不可以拿低层次的复杂性代替高层次的复杂性，也不可以拿高层次的复杂性否定低层的复杂性，不可混淆不同层次的复杂性。纯粹物理系统的复杂性后于最低层次的复杂性，人的意识和人类社会具有的复杂性应属最高层次的复杂性。中间尚有各种层次的复杂性。不同层次的复杂性须有不同的定义，使用不同的研究方法。
系统参照系的确立 , 为科学地划分系统提供了前提。”
“再以系统参照系的稳定性为例 , 对系统参照系的稳定性进行划分 , 可以使我们像把力学体系分为惯性系和非惯性系一样 , 把系统也分为惯性系和非惯性系 , 这为解决系统的不确定性难题提供了一种途径。
系统参照系的确立 , 也就是为系统规定了一种同一性 , 因而也就规定了这种同一性下的一系列状态 , 当然也就使同态得到确定。 ”
存在独立性原理 进一步 明确 了 系统划分 的基本标准—系统 参照系标准 。
3. 复杂系统的分辨和发现
存在独立性原理不仅指明了系统参照系是科学划分系统的基本标准，而且指明了可以用系统参照系来科学地分辨系统、发现系统。 现在我们以生物分类学研究来对此加以说明。
地球上现生的物种以百万计，千变万化，各不相同，如果不予分类，便无从认识，难以利用。
人类在很早以前就能识别物类，给以名称。汉初的《尔雅》把动物分为虫、鱼、鸟、兽 4 类：虫包括大部分无脊椎动物；鱼包括鱼类、两栖类、爬行类等低级脊椎动物及鲸和虾、蟹、贝类等 ; 鸟是鸟类 ; 兽是哺乳动物。这是中国古代最早的动物分类，四类名称的产生时期看来不晚于西周。这个分类，和林奈 (1758) 的六纲系统比较，只少了两个纲（两栖纲和蠕虫纲）。
古希腊哲学家亚里士多德采取性状对比的方法区分物类 , 如把热血动物归为一类 , 以与冷血动物相区别。他把动物按构造的完善程度依次排列，给人以自然阶梯的概念。
17 世纪末叶，英国植物学者 J. 雷曾把当时所知的植物种类 , 作了属和种的描述 , 其所著《植物研究的新方法》 (1682) 是 C.von 林奈以前的一本最全面的植物分类总结。 J. 雷还提出“杂交不育”作为区分物种的标准。
近代分类学诞生于 18 世纪，它的奠基人是瑞典植物学者林奈。林奈为分类学解决了两个关键问题：①建立了双名制，每一物种都给以一个学名，由两个拉丁化名词所组成，第一个代表属名，第二个代表种名。②确立了阶元系统。林奈把自然界分为植物、动物和矿物三界，在动植物界下，又设有纲、目、属、种四个级别，从而确立了分类的阶元系统。每一物种都隶属于一定的分类系统，占有一定的分类地位，可以按阶元查对检索。并首先在 1753 年印行的《植物种志》和 1758 年第 10 版《自然系统》中应用于植物和动物。这两部经典著作，标志着近代分类学的诞生。
林奈相信物种不变，他的《自然系统》没有亲缘概念，其中 6 个动物纲是按哺乳类、鸟类、两栖类、鱼类、昆虫、蠕虫的顺序排列的。 J.-B.de 拉马克把这个颠倒了的系统拨正过来，从低级到高级列成进化系统。他还把动物区分为脊椎动物和无脊椎动物两类，并沿用至今。但是，由于他的进化观点在当时没有得到公认，因而对分类学影响不大。直到 1859 年， C.R. 达尔文的《物种起源》出版以后，进化思想才在分类学中得到贯彻，明确了分类研究在于探索生物之间的亲缘关系，使分类系统成为生物系谱──系统分类学由此诞生。
分类工作的基本内容是区分物种和归合物种。物种指一个动物或植物群 , 其所有成员在形态上极为相似，以至可以认为他们是一些变异很小的相同的有机体，它们中的各个成员间可以正常交配并繁育出有生殖能力的后代，物种是生物分类的基本单元，也是生物繁殖的基本单元。
关于物种分类贯穿着进化论和特创论的斗争。在林奈时代，人们相信物种是不变的，同种个体符合于同一“模式”。对神创论者来讲，由各级模式所组成的物类阶元，正好说明了“造物主”的智慧设计。
林奈时代的物种概念，包含两个基本内容：1.不变，2.客观存在。由于不变，而且是“上帝”所创造，物种当然是客观存在。种内形态同一，种间生殖隔离则是物种不变的两个标准。
达尔文的物种概念与此相反，它的基本内容是：1.变，2.人为单元。进化论说明了物种是变的，变化中的物种否定了自身的存在。达尔文在《物种起源》内说：“可见‘物种’这名词，我认为是为了方便起见，任意地用来表示一群很相似的个体的，它在本质上和‘变种’没有区别”。达尔文不考虑物种定义，因为物种既是人为单元，便不可能有客观标准，更不需要定义。他的进化论证明了种间的历史连续，却忽视了种间的间断意义。
按照 存在独立性原理，林奈的物种不变与达尔文的物种变都是各有偏颇的。分类学的事实说明 , 每一物种各有自己的特征，没有两个物种完全相同；而每个物种又保持一系列祖传的特征，据之可以决定其界、门、纲、目、科、属的分类地位，并反映其进化历史。整个阶元系统内各级物类之间的特征关系，表现为祖征与新征的对立统一。界的特征，如细胞壁、叶绿体和光合作用之作为植物特征，对界下单元 ( 门、纲、目、科、属、种 ) 来讲，是祖征；而在界间对比，如植物界与动物界或真菌界对比 , 则又表现为各界的新征。界下的各级单元 , 从门到种，亦都如此。由此可见，虽然物种之间可能存在各种各样的相似之处，但任何物种都是系统参照系可区别的。不仅如此，物种内部个体之间也是系统参照系可区别的，由此可以区别物种的微小变异，精确刻划种间的历史连续和种间的间断。
林奈和达尔文的物种概念是个体概念──物种是一群相似的个体。 20 世纪 30 、 40 年代，随着“新系统学”的发展 , 强调了群体概念。物种不是毫不相干的个体 , 而是以个体集合为大大小小的种群单元而存在的，物种是“种群”集团，种群是种内的繁殖单元。
由于种内种间变异错综复杂，分类学者对种的划分有时分歧很大。
根据外部形态的异同程度作为划分物种依据是个重要方法，由于对各种形态特征的重要性认识不一 , 使划分的种因人而异 , 尤其是分类学者对某些特征的“加权”常使它们比其他特征更具重要性，而造成主观偏见。
植物分类有大种和小种之分：“归并派”主张大种概念 , 又称“林奈种”，把种的范围划得较大 , 有时甚至很大 , 包括近缘种在内；“细分派”主张小种概念 , 又称“约尔丹种” , 常把亚种、变种、生态型等划分为种 , 种下不再分类。
动物分类学亦有归并和细分两派。
同时，种上分类亦同样有归并与细分之争，例如细分派把猫科分为 28 个属，而极端的归并派只承认一个属。
归并派和细分派的存在，说明了分类学家对物种标准还缺少一致的认识，物种的概念及定义并未真正解决。
存在独立性原理的确立，为解决这个问题提供了一种可能途径。在《系统惯性与系统背景 ( 二 ) 》一文中，讨论了系统背景与系统参照系问题。生物系统也有系统背景，也有系统背景同态，也有由此而确定的生物系统的参照系。由此，可把物种问题放在系统参照系中来讨论，由于系统参照系也是可以计算的，这种讨论可以比较精确。
我们还可将各种生物放在生物系统的系统参照系中来分析，采用信息分解或压缩方法来确定物种。
对一般复杂系统而言，同样可采用类似方法。