系统的存在性分裂与存在性干涉 ( 二 .2)

                       存在独立性原理

                     陈雨思

(四川大学,电子信箱  chenyusi5225@163.com )

2002年04月公布于熵、信息、复杂性网站

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第二节 系统联系与系统同一性

二、系统整体性与系统同一性

“同一性”这个词虽然在哲学中用得很多,但它原来还不是一个科学概念。同态学研究的一个重要成果,就是发现“同一性是系统的本质特性”,并由此引入了“同一性”这个科学概念。
什么是科学意义上的“同一性”呢?同态学研究认为,“同一性”是个原概念,它是对于事物之间的共同、相同、相等、一致、统一、无差别等现象的表达。虽说“同一性”可严格量化,但很难给“同一性”下一个确切的定义,就像数学中的“集合”概念一样。在《同态怎样成为科学的对象》一文中,曾经给“同一性”下过这样的定义:
同一性是指系统要素间的共同性质。
 共同性质可直接叫做共性,故又有定义:
同一性是指系统要素间的共性。
以下以这个定义为基础来展开讨论。
共性是系统要素共同的、普遍的属性;这种共同、普遍的属性使各个系统要素相互联结、相互贯通,形成统一的有机整体。
从系统联系角度讲,系统要素之间的联系具有差异、多样、生动、丰富的特点,而共性则是系统要素共同的、内在的、本质的联系。由于同一性是系统要素间的共性,故系统同一性体现了系统要素共同的、内在的、本质的联系。这就说明了“系统的同一性是系统联系的集中体现”。
为了进一步说明“系统的同一性是系统联系的集中体现”,有必要讨论一下系统同一性与系统整体性的关系。
整体性是系统的一个最普遍、最本质的属性。系统整体性的含义是:系统是诸要素相互联系的有机整体而不是简单相加,系统整体的性质、功能与运动规律不同于它的各组成要素的性质、功能与运动规律,即系统整体具有新的性质、新的功能与新的运动规律;另一方面,作为系统整体的组成要素的性质、功能与运动规律也要受到系统整体的制约,并且不同于它们在独立时的性质、功能与运动规律。
系统整体性问题实际上是一个系统的局部与整体的关系问题。系统学的创始人贝塔朗菲,积40多年从事系统研究的经验和体悟,于临终前的一篇文章(《一般系统论的历史与现状》,1971,载于G.J.克勒编《一般系统论的趋势》)中指出:基本的系统问题可以用亚里土多德的古老命题整体大于它的各局部的总和来表述。在一定意义上讲,这是贝塔郎菲就系统科学的未来发展对后继者的一种学术交待:全部系统研究的目标和任务集中到一点,就是阐明整体为什么大于局部之和,制定描述大于局部之和的那些整体属性的科学方法。
整体大于局部之和究竟是什么意思?为什么整体可以大于之和。
为解决这个重大问题,贝塔朗菲最先提出“突现”(emergence,或译为涌现、自涌等)概念,把整体“多于”局部之和的那些属性称为系统的整体突现性。后来圣塔菲学派把突现概念作为“圣塔菲观念”的基本成分之一,强调要发现新的科学基本定律(他们称为新的第二定律)以便对突现做出严谨的解释,并提出一系列深刻的问题:什么是突现?系统为什么要突现?大自然突现的运作机制是什么?能否用数学工具描述突现?如何利用计算机模拟突现?等等。这些研究在系统科学发展中有重要意义。
如果说局部与整体的关系在简单巨系统中尚属于可以解决的课题的话,那么,一旦进入生命、社会,思维等所谓复杂巨系统,整个系统科学就遇到了巨大的挑战。
这些对象都是所谓复杂巨系统,组分不但数量巨大,而且种类繁多,相互之间的关联方式异常复杂,从微观层次到宏观层次之间还有许多中间层次,现代系统科学没有能提出关于复杂巨系统从微观描述过渡到宏观描述的统计综合方法,更不可能用直接综合的方法解决问题。如果环境也是复杂的,即复杂环境中的复杂巨系统,问题就更难解决。在同态学建立之前,复杂巨系统问题尚属于没有科学理论和方法可用的科学难题。由于复杂巨系统局部与整体的关系难以说清,系统整体性问题也就没有解决。
系统同一性的研究,有可能使系统整体性问题获得解决。因为对特定系统来讲,系统要素共同的、内在的、本质的联系表现为系统的整体性,而系统同一性也体现了系统要素共同的、内在的、本质的联系,则系统同一性必然是对系统整体性的表达。
通过系统同一性来表达系统整体性,就为系统整体性刻划找到了一个客观的、定量的标准。
另外,系统有整体,子系统也有整体;系统整体可以用系统同一性来表达,子系统整体也可以用子系统同一性来表达。由于两个或两个以上系统要素就可以构成子系统,就有同一性,故同一性不仅可以表达系统整体的整体性,而且可以表达系统局部的整体性。因而,同一性可以是对于系统从局部到整体的整体性的全面表达,也可以是局部与整体关系的全面表达。 这样,“结构各异的微观元(要)素的运动怎样导致了宏观系统的结构与性状的变化。”也就是整体为什么大于局部之和的问题可望获得解决。
关于局部与整体的关系问题,同态学研究揭示出了系统自组织的基本形式 , 称为互适应多层次压缩自组织形式。
一般系统的互适应多层次压缩自组织过程是,系统的某些部分的相近同态之间产生相互联系和相互作用( 存在性干涉 ) ,出现存在振荡,达到动态平衡,形成稳定结构。稳定结构的形成使参与相互联系和相互作用 ( 存在性干涉 ) 的、系统某些部分的、相近同态的某些性质得以突现 ,  成为新层次;而系统各部分的其它性质被压缩而成为新层次的混沌背景 ( 存在性分裂 ) 。新层次结构的不断发生(复制),使新层次由特例变成常例。
互适应多层次压缩自组织包括以下内容:
 1.系统是通过要素的相互适应而组织起来的;
2.系统要素的相互适应是存在性干涉和新同一性建立的结果;
3.系统要素的大部分微观性质因存在性干涉而被约束(抑制), 只有少部分微观性质被突现而参与新同一性的建立。两者均通过系统参照系空间中某区位而表现为信息压缩和信息突现。
4. 新组织通过同一性干涉和差异性干涉而达到稳定。
5.步骤1~4的反复进行形成多层次自组织结构。多层次自组织结构通过渐张的系统参照系空间而被表达。
互适应多层次压缩自组织的关键是旧同一性的变化和新同一性的建立,这种“变化”和“建立”是相互联系和相互作用的结果,这充分说明了“系统的同一性是系统联系的集中体现”。
值得强调,在系统应用中,既要把握系统同一性这个共同的、内在的、本质的联系,也要充分利用系统一般联系差异、多样、生动、丰富的特点,使系统较好地稳定和发展。

三、系统分布函数与系统同一性

 系统同一性是系统要素的共性,但是,系统要素除了具有共性之外,还有个性。系统要素的个性是指它的个体性、独特性,此系统要素和他系统要素的差异性。按照存在独立性原理,系统要素的个性使系统要素彼此相互区别开来。
   系统要素的共性与系统要素的个性不是彼此分立、相互脱离的。共性不能脱离个性而存在,共性寓于个性之中,没有个性就没有共性。个性又总是同共性相联结,个性体现着共性,为共性所制约。共性因其是系统要素中共同的、内在的、本质的东西,它比个性深刻;个性因其特殊而具有差异、多样、生动、丰富的特点,共性与个性的界限具有相对性,它们在一定条件下相互过渡、相互转化。在一定范围内是共性的东西,在另一范围内则可以成为个性的东西;反之亦然。
系统要素共性与个性的相互依存、相互过渡和相互转化,表现为系统的各种函数关系。在系统中常常是一些量依赖于另一些量,即一些量的值随另一些量的值确定而确定。函数就是这类依赖关系的一种数学概括。
前面说过,在数学中,函数概念的推广就是映射,映射表述式为 f:A→B,其中A称为映射f的定义域。A中元素x所对应的B中惟一元素y称为x在映射f之下的像,记为f(x)。对于x∈A,所有和x相对应的y的全体组成B的一个子集B`,称为映射f的值域。
系统要素的共性与个性在映射中如何体现?可以把A、B中的元素与系统要素相对应,则系统要素的个性就体现为它在A、B中取值的不同。系统要素的共性体现在哪里呢?系统要素的共性至少体现在两个方面:
1.系统要素的量遵从共同的映射规则f。
2.映射规则f反映的是系统要素量的依赖关系,而这个量的依赖关系是以某种共同的质为基础的。
由此可见,系统要素的函数关系至少包含系统两个方面的同一性,即系统要素的量的同一性和质的同一性,量的同一性体现为系统要素的量遵从共同的映射规则f;质的同一性体现为系统要素量的依赖关系要以某种共同的质为基础。
值得注意,前面曾经指出,具体的同一用映射概念来表述,现在又说系统要素的共性与个性也用映射概念来表述,这两种表述是什么关系呢?这两种表述反映了共性与个性的相对性,反映了它们在一定条件下的相互过渡和相互转化。
在系统的各种函数关系中,系统分布函数是系统描述的重要问题,张学文先生的“组成论”对系统分布函数进行了细致研究。
张学文先生提出了“广义集合”概念(雨思注:我觉得用“要素集合”或“事物集合”更贴近系统,“广义集合”似乎使人觉得是数学概念),张学文先生指出:
“一个集体(客观事物、研究对象、系统、体系、总体)如果可以分成多个(>0)地位相同的个体(成员、粒子); 就一定(可能多个)标志而言,每个个体都有唯一的标志值; 这个集体称为广义集合。”
“在总体内的个体有时具有相对的不可再分性。”
“总体内的各个个体有时有不可分辩性,即从某些角度看它们没有一点差别。”
“全同性是对个体的一个合理又必要的要求。”
“为了描述一个总体内各个个体的某些侧面的差别,还要引入标志概念(含义与集合论中的元素概念基本相同)。”
“总体内的个体概念强调的是每个个体的全同性,而标志概念强调每个个体都有确定值(仅有、确有一个值)。不同个体的标志值可以不同也可以相同。它体现总体内部各个个体的差异性。”
“分布函数是函数中的一种,它描述一个广义集合内的标志值和它对于的个体的个数的关系。质言之,分布函数就是用于描述广义集合(总体、系统、体系)内具有不同的标志值的个体各有多少个的。它是一个有数学又有物理的概念。”
从张学文先生的上述论述可以看到,广义集合中个体的地位是相同的,个体有时具有相对的不可再分性或不可分辩性,个体的全同性是必要的。在个体个体全同性前提下,个体表现出某些侧面的差异性,故引入标志概念来反映它,从而得到分布函数。
这里,无论从词的字面意义还是实际含义来讲,“全同性”和“同一性”都表达了同一个意思,即个体之间有某种共同的东西。例如:考虑一个水果集合时,该集合中的“苹果”或者“桃子”等等有一种共同的东西,即它们都是“水果”,故可以说它们在“水果”这一点上有同一性。然后我们再来数“苹果”或者“桃子”等等各是多少,赋与它们标志值,从而得到各类水果数量的分布函数。
因此,从系统同一性研究角度讲,系统分布函数总是在一定“同一性”基础上的分布函数。
系统同一性研究对于寻找系统分布函数有很大作用,系统要素之间有一种同一性,就有一种分布函数,如果能找到(假若能够找到的话)系统要素之间所有同一性,我们就可获得系统的所有分布函数,从而对系统作出详尽描述。
系统函数和系统分布函数虽然描述了系统的种种联系,但它没有穷尽系统的所有联系。不过系统函数和系统分布函数在某种程度上都是系统共同的、内在的、本质的联系的反映,故而在系统函数和系统分布函数中包含的量的同一性和质的同一性,就不仅反映了系统要素之间的一般联系,而且集中体现了系统各方面的联系。
第三节 系统同一性与系统参照系(待续)
第四节 系统参照系空间与系统联系描述(待续)

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