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散论-48 关于《复杂理论》问题的通信
作者：
中国医药信息学会北京分会后现代理论医学专业委员会主任委员杨鸿智
yanggates.51.net
《说明》
下面发表与“某网友” 关于《复杂理论》问题的通信。后现代理论医学认为，现代医学是用机械论科学这个研究简单物质的简单理论来认识生命这个复杂系统物质。因此是矛盾的，是不正确的。如果想理解这个命题，就必须有关于《复杂理论》的知识。下面发表的通信可能对于增加这样的知识有帮助。
第1封信
网友
2005-11-24 13:18
尊敬的杨鸿智先生,
很抱歉打扰你.看了你对混沌的论述,受益非浅.我很想请教你一个问题:假如我们能够把初始条件全面的确定,并能做任意精确度的计算(当然实际上是不可能的,我只是提出理想化的方式),能否预测到事物运动的任一状态?你可能觉得这个问题非常幼稚而且过于牛角尖.但我非常想知道,混沌是不是只是由于我们人类自身的技术限制才导致的,还是事物运动的自身就存在着即使在理论上也不可能计算出来的状态?我的身上可能还有决定论的思想在影响着,我非常抱歉!另外,我们是否在预测短期的未来方面是可能的?假如不能预测,我们人类应该如何更好的发挥我们的灵性和智慧,智慧的作用这时体现在哪里?我非常感谢你阅读了这封邮件,期待你的回答.我只是一个刚毕业的大学生,能得到你的指导,我非常快乐!
杨鸿智回信
网友你好！
一 要想掌握复杂科学，第一个要知道的知识是：复杂科学研究的对象是“复杂物质”。关于复杂物质的概念，是传统机械论科学所没有的。在传统机械论科学中，物质只有一种，就是有基本粒子、原子、分子组成的物质。而复杂理论所说的复杂物质，是指那些虽然还是由基本粒子、原子、分子组成的物质，但是这些基本粒子、原子、分子有了等级和层次的区别。
二 在复杂物质中，所包含的多个等级和层次的组成部分之间，存在着相互作用。这个相互作用决定物质整体的功能状态。这个相互作用是随机的，永远不停止的。一旦变成单调或者有规律，复杂物质就会解体，如果是生命，就会死亡。
三 由复杂物质组成部分（子系统）相互之间进行的这样的随机的，永远不停止的运动叫混沌运动。所以，混沌运动是复杂物质所特有的，与简单物质的机械运动是完全没有关系的两种运动。
四 混沌运动是复杂物质内部自己的运动，与外环境没有关系。
五 外环境对复杂物质的作用结果，不由外力决定，而由复杂物质内部子系统相互作用决定。
看一个事例。我们踢一个球，这个球会按我们踢的力量的大小和方向飞一段距离后停止。如果我们用同样大小和同样方向的力量去踢一个人，这个人会像球一样向同样的方向飞同样的距离吗？（假设重量相同）。大家都知道，这是不可能的。人是有思想的，被踢的人在接受了“踢”的刺激后会在头脑中思考，并且用思考的结果来指挥人的行动。如果他认为自己有危险，会曲线地跑到一个安全的地方，如果认为应该还击对方，那么，他不但不跑，反而会向攻击者打去。在这个事情中，不论我们踢的方向和力量多么精确，都改变不了被踢者自己内部对踢的思考的混沌运动。
六 结论：混沌运动与实验条件的精确度没有关系。或者就是在公认的精确条件下，混沌运动照样会发生。所以，在复杂理论中“混沌”二字前面往往加上一个定语：“确定性”，即：“确定性混沌”，由此而与一般意义上的混乱区别。
七 对初始条件的敏感性是混沌运动的一个特性，但是，这与混沌运动是否发生是两个事情。只要是复杂系统，内部一定存在混沌运动，不论你给他的外部条件是否精确。
八 关键是要区别简单物质和复杂系统。
九 对简单物质，我们可以用改变外部作用条件来改变这个物质。对复杂系统就不能用这样的方法。但是，这并没有取消我们人类的主观能动作用。我们了解了系统的混沌运动，我们可以通过有目的地改变系统内部一些子系统的功能状态来达到改变系统整体的目的。
十 机械论的方法，就是希望用外力改变复杂系统。所以要失败。
第2封信
网友
2005-11-26 10:08
杨鸿智先生您好！
非常感谢你的回复！你的回复使我多日的困惑得以消除，我衷心感谢你！你渊博的知识与对复杂性系统深刻的哲学的理解令人折服！你的指导使人快乐．我无法陈述我对你的感激之情，因为这个问题曾令我寝食难安，事实上，它确实与我所固有的机械决定论太矛盾了！非常抱歉的是，我可能还要打扰你一点时间．首先，我想就复杂性物质向你请教，我对有意识的个体所组成的系统是复杂系统很好理解，但对天气系统或行星系统也会发生混沌不易理解，如果它们都是复杂系统，但却分别由有意识个体与无意识个体所组成，它们会有什么区别吗？其次，我听说已经找到数学方法去描述混沌，这对你说的人类可以改变子系统继而改变整体是不是有用，另外，你能否举一个改变子系统继而改变整体的成功或失败（我想基于混沌可能会有失败的时候）的例子．我的问题可能是很烦人的．有时连我自己都觉得过于牛角尖了．但我还是希望你能在闲暇时给予我指导！我知道这会浪费你许多时间，我很抱歉！
杨鸿智
2005-11-26
网友你好！
一 某物质是否是复杂系统与是否有生命无关。复杂系统的定义是由子系统按等级和层次原理组成的系统。符合这个条件就是复杂系统。我对气象学没有多少知识。我想，天气所以是复杂系统，因为它也是由温度、风力、地形、水循环、地球的构造、所在地球的位置、太阳、月亮与地球的相互作用关系等等组成的，而且，这些子系统在不同的时间和不同的空间主要和次要的地位也是不一样的，因此天气会表现混沌运动。
二 生命与非生命当然是不同的物质，甚至可以说有“本质的不同”。但是，这应该有一个前提，就是说，这应该是在同样是复杂系统的前提下说的。如果当我们把复杂系统与简单物质相对立的时候，有生命的复杂系统与非生命的复杂系统，在“同样是复杂系统”这一点上，又处在同一个范围里了。或者我们可以简单地说，复杂系统分为生命和非生命的两种。这个问题的关键是要牢牢记住系统的定义和特点。
三 复杂系统的理论是现代自然科学研究的成果。这是现代自然科学对人类的伟大贡献。混沌的数学描述对于混沌问题的认识和处理当然是有用的。一直到现在，在现代自然科学中认为混沌问题是数学和物理学研究的成果，当然混沌问题也只能够用数学和物理学这样的工具来解决。我现在要告诉你的是，我认为，这样的思想是不全面的。
数学是事物量的抽象，数学是研究数字之间关系的学问，而数字之间的关系就是事物之间关系的抽象。因此，可以说数学所表现的正是事物之间的关系，数学是事物间关系的抽象。人类认识物质世界，研究物质世界是从直接观察、记录、总结物质之间相互作用的规律开始的。这种直接从物质本身着手的科学，就被称作经验科学。但是，世界上的事物很复杂，有些能够直接去经验，有些不能直接接触，取得经验。那么我们如何去研究那些看不见、摸不着的事物呢？为了解决这一个难题，人类想了一个好办法。首先在可经验的事物中抽象出数字和数学规律，在承认这些规律具有普遍意义的基础上，用数学的方法首先预算出未知事物的某些规律，再用这些规律指导我们对这些事物的研究。至于人类与这些不能通过人体和感官直接感觉的物质间关系的进一步确认，需要一些科学工具的帮助。这些工具可以作为人类感觉器官的延伸。如显微镜，望远镜等。实际情况，往往是数学的逻辑的预算、预测在先，而后来发明的工具帮助人类证实这些预测的正确性。
在基督教统治欧洲的黑暗时期，各种科学研究都无法进行，而数学的研究却未受到特别的禁止。也许它太抽象，与现实世界的利益无关。但也正是这抽象的数学，使远古希腊关于物质运动的科学认识得以保存。而且也正是数学，成为文艺复兴后科学得以复兴的工具。从这种意义上讲，数学有点象生命系统中的遗传基因。文艺复兴，在科学上首先是数学的复兴。而哥白尼正是以这个复兴的数学为工具，创立了新的天文学。所以，从科学的角度而言，日心说首先是一个数学演算的结果。
人类对事物的理性抽象不单是数学一门知识，另外还有一个更高级、更本质的抽象，就是哲学。所谓哲学，就是事物相互作用的最本质关系的抽象，而且，因此，哲学抽象高于数学抽象，特别是在研究复杂事物时，哲学抽象比数学抽象更真实可*。这样，使我们知道，进行科学研究的基本方法就是用数学或哲学理论指导，形成假说，然后再寻找机会，创造条件证明。为什么要补充这一点呢？一个是为了论述问题的全面，同时也是为不懂数学的人寻找一条出路。现在，人们熟知一条格言，不懂数学就不懂科学，或者说你这门学问如果不能应用数学，那么你这门学问就还算不上是一门科学。那么，现在我们可以说，不懂数学时，如果懂哲学也可以研究科学，特别是在研究复杂事物时，懂哲学可能比只懂数学更重要。数学研究的是量变，哲学研究的是质变。所以数学只适用于研究以量变为主的简单物质的简单运动，而复杂物质的复杂运动只能用哲学来指导研究。复杂物质是由简单物质按等级和层次原理组成的，因此，复杂物质与简单物质之间有统一性。数学就是这个统一性的表现。但是，这个统一性只是量的方面的性质，不是事情的本质特性简单物质是通过质变和飞跃变成复杂物质的。数学没有办法认识和解决质变和飞跃的问题，这样的问题只有哲学能够解决。
在读了这段文字以后，读者应该明白我的意见是：
1 我没有把数学和哲学看作平等的事情，即，我不是说数学可以作为研究科学的工具，哲学也可以作为研究科学的工具。或者，哲学可以代替数学作为研究科学的工具。
2 我的意见是：数学研究的是量变，哲学研究的是质变。所以数学只适用于研究以量变为主的简单物质的简单运动，而复杂物质的复杂运动只能用哲学来指导研究。
3 数学与哲学的功能是不能互相代替的。现在，具有特别重要现实意义的结论是：数学不能代替哲学来完成对复杂系统事物的研究。
4 一个明确的结论：数学不是研究科学的唯一工具，不懂数学就不懂科学，或者说你这门学问如果不能应用数学，那么你这门学问就还算不上是一门科学的说法是片面的不正确的。
5 造成这样结论的原因是，人类对于世界物质的认识有了新的进步。我们发现世界上的物质不是一种，而是两种。一个是简单物质，另一个是复杂物质。这样才出现了数学只适用于研究以量变为主的简单物质的简单运动，而复杂物质的复杂运动只能用哲学来指导研究的现象。
没有逻辑思维，数学就不能进行科学研究。人类不是在20世纪才开始面对复杂系统事物的。人类从在世界上诞生的那一天起就开始面对复杂系统事物了。因此，单纯的数学不能解决对于复杂系统认识的问题，人类是有深刻感觉的。为此，在没有能力发现系统理论的时候，首先发现了形式逻辑来指导数学工具进行科学的研究工作。逻辑方法有两个，一个是培根的归纳法，另一个是笛卡儿的演绎法。
以上论述表明，现代科学不单纯是由计算和实验组成的，还必须有逻辑思想的指导。没有逻辑思想的指导，就不会有现代自然科学的出现。所以在评价现代科学的时候，在说明是什么人建立了现代科学的时候，经常提到的人，除了哥白尼、伽利略和牛顿以外，还要提出培根和笛卡儿。那种把现代科学认为就是由计算和实验组成的的思想水平，应该是培根和笛卡儿时代以前的水平。这应该是几百年前的水平了吧！现在，我们正在为我国缺乏自主创新能力而着急，如果我们的科学家只知道埋头计算和实验，甚至都不知道自己计算和实验的目的，那么，我们怎么会有自主创新呢？现在研究复杂系统的人都是数学和物理学出身，他们没有哲学能力，因此，现在国际上对复杂系统的研究在突变这个问题上出现困难和停顿。而这正好给我们赶超发达国家提供了一个机会。
四 关于通过改变子系统继而改变整体的问题，首先要有两个基础知识。
第一个是普里高津的耗散结构理论。系统整体是*子系统的存在来维持的，因此，保证子系统得到自己所需要的物质和能量，才能达到这个目的。第二个是哈肯的“协同学”。即确定慢变量——确定主要矛盾的定量方法。
后现代科学不但指出在系统发生危机时，应支持子系统正反馈以使其在新的条件下重建系统新的平衡，而且指出在众多层次和子系统中，应重点支持对决定系统功能状态起重要作用的子系统，并且给出寻找，确定这个起决定作用的子系统的定量方法，这个子系统就是系统工程中的“慢变量。”
关于系统中多个子系统相互作用的问题，其实在辩证唯物主义的经典理论中早有研究，特别是泽东的《矛盾论》，明确指出一个复杂事物的性质是由其中的主要矛盾或矛盾的主要方面决定的。矛盾的相互作用可以发生转化。人们处理事物最主要的就是要促进这些矛盾的相互转化。泽东同志的研究做出了重大贡献。但还留下了一个尾巴没有解决，即如何在系统中那么多矛盾中及时正确地找到这个主要矛盾呢？泽东说那就只好通过实践，多调查研究、总结、摸索。总之，在泽东那里，主要矛盾的发现还是一个感性的被动的过程。而这直接影响到处理复杂系统的能力和效益。是否能找到一个确定系统主要矛盾的科学理性的方法呢？非常可喜的是，后现代科学的研究真的找到了这个指针，这就是系统理论中“协同学”的研究成果。协同学除阐述了矛盾的相互协同作用决定系统状态的理论外，更突出的贡献是找到了在众多矛盾中确定主要矛盾的具体标准。协同学首先在矛盾的不均衡性中发现了慢变量和快变量的差别。有的矛盾很快衰减消失，有的几乎不衰减，可以长久地起作用。协同学指出，慢变量是系统演化的方向、途径和目的。各子系统、各结构单元和行为基本上都服从慢变量的指令，结果才有了整体上统一的行动有序的结构。慢变量是系统中起主导作用的矛盾的思想正好与人们日常生活的经验相反。一般人们总认为在一个系统中，最先进的、运动变化最快的成分是系统中最重要的成分。协同学的这一贡献，填补了《矛盾论》的空白，或者可以说已经超过了《矛盾论》，最可贵的是它使辩证法由思辨的精神领域的东西定量化、可操作化、变得简单可行。这就真正为辩证法在科学、生产实践中的具体施行开辟了广阔的可能性和现实性。
五 举一个事例：中国无产阶级革命的事情。泽东选定农民是中国的慢变量——主要矛盾。不断地用阶级斗争的思想教育农民。阶级斗争的思想就是农民需要的物质和能量。结果农民团结起来，最后成为统治者。
