专集

第58篇  系统论（5）— 系统论的基本原理
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
本节内容引自魏宏森、曾国屏著《系统论一系统科学哲学》一书。这里需要说明的是，该书所说的内容，即这里所讲的系统的原理是按照现在科学水平对系统全面理解而得出的结果。这里面已经包括了系统科学中的其他学科，如信息论、控制论、混沌论等等。实际上，真正了解系统的原理应该在学习了所有系统科学知识以后，现在是提前了。现在已经不可能单独讲贝塔朗菲的系统论思想了，因为历史已经前进了。下面是曾国屏著《系统论一系统科学哲学》一书的有关摘录：
系统理论是由贝塔朗菲发表《一般系统论》为标志产生的一系列研究复杂系统运动的规律，这其中除一般系统论之外，还包括：信息论、控制论、协同学、混沌论、耗散结构理论、分形、超循环及复杂理论等内容。以上内容在前一节已分别简述。现在，研究人员将所有这此描绘系统运动的理论总起来命名为“系统理论”，这个“系统”，已经不是贝塔朗菲所讲的系统论，而是更综合，更全面的有关系统的理论。本小节内容在于综合说明这个包括各种系统理论在内的，总的关于系统运动的基本认识。
（一）系统整体性原理
系统整体性原理指的是，系统是由若干要素组成的具有一定新功能的有机整体，各个作为系统子单元的要素一旦组成系统整体，就具有独立要素所不具有的性质和功能，形成了新的系统的质的规定性，从而表现出整体的性质和功能不等于各个要素的性质和功能的简单加和。
从相互作用是最根本原因来看，系统中要素之间是由于相互作用联系起来的。系统之中的相互作用，是大量线性相互作用，这就使得系统具有了整体。 对于线性相互作用，线性相互作用的各方实际上是可以逐步分开来讨论的，部分可以在不影响整体性质的情况下从整体之中分离出来，整体的相互作用可以看作各个部分的相互作用的简单迭加，也就是线性迭加。而对于非线性相互作用，整体的相互作用不再等于部分相互作用的简单迭加，部分不可能在不对整体造成影响的情况下从整体之中分离出来，各个部分处于有机的复杂的联系之中，每一个部分都是相互影响，相互制约的。这样就有了每一个部分都影响着整体，反过来整体又制约着部分。近代科学信奉原子论的分析观点，恰恰与近代科学信奉线性律，以追求运动方程的线性解为自己的崇高目标相一致。而当数学家最先证明实际上线性系统的测度几乎为零，即系统几乎都是非线性系统，这就已经告诉人们，我们的世界在本质上是一个非线性的世界，现实的系统几乎都是非线性系统。而从整体与部分的关系看来，这恰恰是说，系统具有整体性是必然的，普遍的和一般的。
系统的整体性，常常又被说成系统整体大于部分。古人已经天才地猜测到整体不同于部分，整体大于部分。所谓的整体大于部分，作为一个关于整体与部分关系的最一般哲学命题，其实质是说系统的整体具有系统中部分所不具有的性质，系统整体不同于系统的部分的简单加和即机械和。系统整体的性质不可能完全归结为系统要素的性质来解释。一般系统论的创立者贝塔朗菲就曾指出：“整体大于部分之和”，这句话多少有点神秘，其实它的含义不过是组合特征不能用孤立部分的特征来解释。系统是由要素组成的，整体是由部分组成的，要素一旦组合成系统，部分一旦组合成整体，就会反过来制约要素，制约部分。所谓的“整体大于部分”，也是这种情况的概括。系统具有整体性，但是不能归结为整体论。按照原子论传统，高层次现象归结为低层次实体来解释，事物整体行为归结以部分来加以解释，相应地，事物的质就归结为量来进行解释。片面地强调分析，体现的正是这样的原子论传统。从原子论出发，进行研究时要把对象整体分解为部分，整体就仅仅在对于部分的研究之中来加以理解，从而整体也就等同于部分了。换言之，部分也就取代了整体。事实上，这种理解也就把世界仅仅分解为了肢零破碎的部分，如果说还有整体的话，那么整体就等同于部分的简单加和。这正是原子论的分析观。传统的整体论，虽然正确地看到了原子论观点的局限性，而试图从整体上来把握事物，这无疑有其合理性。但是，由于时代科学水平的限制，这样的整体往往成为一种没有具体内容的整体。从而也就只是没有内容的整体性，或者也可以是暖味不清的整体性。一方面，这样的整体论，往往成为伪科学或非科学的避难所，在一定的意义上近代科学中的种种生命力论，活力论正是这样的整体论。另一方面，这种整体论，实际上又在很大程度上不再鼓励对于对象进行科学研究，整体就是整体，除此之外再也无话可说，从而实际上往往在科学的名义下就取消了科学。
（二）系统层次性原理
系统的层次性原理指的是，由于组成系统的诸要素的种种差异包括结合方式上的差异，从而使系统组织在地位与作用，结构与功能上表现出等级秩序性，形成了具有质的差异的系统等级，层次概念就反映这种有质的差异的不同的系统等级或系统中的高级差异性。
系统的层次性犹如套箱。系统是由要素组成的。但是，一方面，这一系统又只是上一级系统的子系统——要素，而这一级系统又只是更大系统的要素。另一方面，这一系统的要素却又是由低一层的要素组成的，这一系统的要素就是这些低一层次要素组成的系统。一系统被称之为系统，实际上只是相对于子系统即要素而言的，而它自身则是上级系统的子系统，即要素。客观世界是无限的，因此系统层次也是不可穷尽的。高层次系统是由低层次系统构成的，高层次包含着低层次，低层次属于高层次。高层次和低层次之间的关系，首先是一种整体和部分，系统和要素之间的关系。高层次作为整体制约着低层次，又具有低层次所不具有的性质。低层次构成高层次，就会受制于高层次，但却也会有自己的一定的独立性。有机体由器官组成，各个器官统一受有机整体的制约。但与此同时，各个器官又有自己的独立性，在发挥自己的功能时，有着一定的独立性。一个系统，如果没有整体性，这个系统也就崩溃了，不复存在了。相反的情形，一个系统，如果系统中的要素完全丧失了独立性，那也就变成了铁板一块了。这时，系统也就不存在了。系统的层次区分是相对的，相对区分的不同层次之间又是相互联系的。往往可以看到这样的情况，不仅相邻上下层次之间受到相互影响，相互制约，而且是多个层次之间发生着相互联系，相互作用，有时甚至是多个层次之间的协同作用。系统发生自组织时，系统中出现了众多要素，多个不同的部分，多个层次的相干行为，它们一下子全都被动员起来，使得涨落得以响应，得以放大，造成整个系统发生相变，进入新的状态。
系统的不同层次，往往发挥着不同层次的系统功能。如在大脑的三个主要层次中，最内层的爬虫复合体部分，信息加工主要涉及到机体的生理活动，包括调节躯体、内脏活动、对环境作本能性适应等。次内层是边缘系统，这里的信息加工不仅涉及到躯体内脏的活动，还体验着感情和情绪，与记忆密切相联系，即涉及到机体的心理活动。最外层的新皮层，这里的信息加工不仅与机体的调节、情感和情绪的调节相联系，更重要的是与理智和智慧相联系，这里调节着认识、学习、意志、抽象、预见等高级的反映意识活动。这里所说的三个主要层次，大致相当于古皮层、旧皮层和新皮层三个层次。一般而言，低层系统的要素之间具有较大的结合强度，而高层次系统的要素之间的结合强度则要小一些，随着层次的升高，结合强度也越来越小，这正如从客观世界最一般物质层次所表现的那样。要素之间结合强度较大的系统，具有更大的确定性，反之，要素之间结合强度较小的系统，则具有较大的灵活性。

（三）系统开放性原理
系统的开放性原理指的是：系统具有不断地与外界环境进行物质、能量、信息交换的性质和功能，系统向环境开放是系统得以向上发展的前提，也是系统得以稳定存在的条件。
事物的发展变化，内因是变化的根据，外因是变化的条件，外因通过内因而起作用。为使外因通过内因而起作用，这就需要系统与环境之间，内因与外因之间发生相互联系和相互作用。否则，内因就只能滞留于内因之中，而外因则总是处于内因之外，而内因对于外因来说，只是潜在可能性。同样地，外因对于内因来说，也只是潜在的可能性。一个封闭的系统，系统与环境之间是没有任何联系的，内因与外因也就是不可能发生任何联系的。也就是没有相互作用的。现实的世界中，现实的系统都是开放系统。系统总是处于与环境的相互联系和相互作用之中，通过系统与环境的交换，潜在的可能性就有可能转化为现实性，转化为现实的东西。于是，通过开方，内因与外因发生相互作用，相互转化，引起系统发生质量互变。最初是系统从环境引入某种量的变化，发生某种量的变化，进一步的发展，终于发生了质的变化，量变转变成质变，进而又开始了新的量变。系统的开放，通常说的是向环境的开放。实际上，由于系统层次的相对性，那么从系统的层次性角度来看，这种向环境的开放即意味着系统的低层次向高一层次的开放。这同时也就意味着，正如系统的层次具有相对性，系统的环境也就具有相对性。反过来看，我们甚至可以说，系统的开放，同时也指系统向自己的内部的开放。系统向高层开放，便得系统可以与环境发生相互作用，可以发生与环境之间的既竞争又合作。而系统向低层开放，使得系统内部可能发生多层次的，多水平的，在差异之中协同作用，更好地发挥系统的整体性功能。这样来理解的开放就更为全面，就不再把开放仅仅理解为外在的东西，而成为内在的东西了。对外开放，对内搞活，实际上正是反映了这样的开放。
（四）系统的目的性原理
系统目的性原理指的是，组织系统在与环境的相互作用中，在一定的范围内，其发展变化不受或少受条件变化或途径经历的影响，坚持表现出某种趋向预先确定的状态的特性。
近代科学以来，目的论是以作为机械论的对立面出现的，人们觉得机械论有不令人满意之处，尤其是机械论对于生命现象的描述难以令人满意。但是近代科学的目的论更难令人满意。总体上显得似是而非，似乎只有在生命界才表现得最为充分，运用于其他领域或只不过是一种拟人化，拟生命化的东西。在实践上，它往往摆不脱神秘的超自然力量的阴影，与全能的主宰，第一推动力有着千丝万缕的联系，难登科学大雅之堂。系统科学的兴起，赋予目的性以全新的科学解释，使之重新成为一个重要的科学概念。控制论的创立者们，从系统的行为角度分析了系统的复杂行为。把行为这样的概念变成了一个科学概念。维纳等人的一个重要结论就是：“一切有目的的行为都可以看作需要负反馈的行为。”因此，按照控制论的观点，目的行为也就成了受到负反馈控制的行为的同义语。这样。“目的”概念就变成了一个科学概念，从原来似乎只适用于生物界得以延拓，用来描述一般非生物系统类似人所具有的目的性行为。系统的目的性，在系统的发展变化之中表现出来，因此就必定是与系统的开放性相联系的。也就是说，一个合目的运动的系统，必定是一个开放系统。由于系统是开放的，通过系统与环境的物质，能量和信息的交换，使得系统受到环境的影响，从而该系统得以影响环境，并在一定意义上识别环境即针对环境的实际情况作出反应、作出调整、作出选择，使自己潜在的发展能力得以表现出来。这样一来，系统对于环境的输入必须作出反应，而且又要把自己的对于环境的反应输出给环境，从而影响环境。进而系统又要对于受到影响后发生了改变的环境的输入作出新的反应，于是，在这种周而复始的开放、交换之中，系统的潜在的发展能力得以表现，所谓目的性也就表现于其中了。而且，所谓的系统的潜在的发展能力并非某种超自然的神秘的力量它是由系统内部的复杂的反馈机制发挥作用的结果。从系统与环境之间的相互作用类型即线性作用与非线性作用方面，我们可以把系统分为单因果系统与目的的系统。近代科学的遗产之一，是独立质点的单向因果联系。在分析就是一切的旗帜下，整体被分解为部分，直至被分解为质点，生命有机体被分解为细胞，行为被分解为反射，知觉被分解为点状的感觉，相应地，因果关系也是单向的线性的关系。所谓的系统，也只是孤立单元的单因果系统，它与环境之间的作用也是线性的相互作用，而且正是系统内部的线性的相互作用成为了系统与外部的线性相互作用的根据。这时，系统中不同部分之间，不同要素之间的相互联系被忽略不计，相互作用似乎实际上不存在。相应地，环境向系统的一定输入必定引起系统向环境的一定输出，即一定的原因必定引起一定的结果。简单的线性系统就是这样的因果系统。与此相反，目的系统则是系统与环境之间存在着复杂的非线性相互作用的系统。这种复杂的非线性相互作用表现为系统的复杂的反馈机制的建立。结果，在相当大的范围内造成环境向系统进行不同的输入时，系统能够通过自己的反馈调节基本相同的输出，使系统仍保持不变的发展方向。在这样的意义上，系统之所以具有目的性，其根本原因在于系统内部以及系统与环境的复杂的非线性相互作用。系统的目的性表现出系统发展方向的确定性方面。由于自组织系统自保持、自调节自稳定，因而系统的发展就表现出某种确定不够的方向。这种确定方面在系统发展完成之后，人们回过头来考察系统的发展是，往往觉得系统的发展是多么确定不移，是多么地合乎预定的目标，以至配得上称作为“果决性”，即结果决定原因。其实，这不过是一种表面现象。这种确定性与机械决定论的决定性或确定性是有着原则性的区别的，机械论的决定论，一旦安装始条件给定了，一切也就完全地决定了。原因一定，结果也就一定，由一定的原因就可以推出一定的结果。而由系统的内在非线性相互作用所带来的发展变化的确定性则与此不同。在一定的发展阶段，在一定的范围之内，无论环境条件怎样改变，系统总是要朝着某种确定的方向发展，异因同果，具有等终结性。
（五）系统突变性原理
系统突变性原理指的是，系统通过失稳，从一种状态进入另一种状态是一种突变过程，它是系统质变的一种基本形式，突变方式多种多样，同时系统发展还存在着分叉，从而有了质变的多样性，带来系统发展的丰富多彩。
突变现象的普遍存在，使之很早就受到人们重视，在20世纪后半叶终于产生了专门研究突变现象的突变论。托姆的突变论研究的是连续作用的原因所导致的不连续结果。它认为“原因连续的作用有可能导致结果的突然变化。”突变理论研究的是几乎处处稳定的系统。系统状态发生改变，在系统科学中也称为“相变”，这是系统的质变。相变有平衡相变和非平衡相变之分。平衡相变形成的新结构是一种死结构。（如结晶），而非平衡相变形成的结构只能在开放系统条件下依靠物质和能量的耗散来维持其稳定性，即在演化发展中维持其稳定性，是一种活结构。系统自组织演化的相变当然也只能是非平衡相变。从无序到有序，从一种耗散结构到另一种耗散结构，从低及循环到高级循环，从一种有序态到另一种有序态，从一种混沌态到另一种混沌态，都是非平衡相变。通常人们在两层意义上谈论突变。一层是在系统的要素的层次，另一层是在系统的层次上。生物学中所谓的基因突变就是在系统的要素的层次上来谈论突变的。对于系统要素的突变，如果从系统整体上看，就可以被看作系统之中的涨落，这里不论是个别要素的结构功能发生了变异，还是仅仅是个别要素的运动状态显著不同于其他要素，都可以一律看作系统中要素对于系统稳定的总体平均状态的偏离。系统中要素的平衡是相对的，不平衡才是绝对的。系统中要素的突变总是时常发生的，突变成为系统中的发展过程中的非平衡性因素，是稳定之中的不稳定，同一之中出现的差异。当这种差异得到系统中其他子系统即要素的响应时，使子系统之间的差异进一步扩大，便加大了系统内的非平衡性。而特别是当它得到整个系统的响应时，涨落放大，整体系统一起地动起来，系统发生质变，进入新的状态。这就是自组织理论的一个重要结论：通过涨落达到有序。

（六）系统稳定性原理
系统稳定性原理指的是，在外界作用下开放系统具有一定的自我稳定能力，能够有一定范围内自我调节，从而保持和恢复原来的有序状态，保持和恢复原有的结构和功能。
静止即稳定，平衡即稳定，这是一种机械论的观点，有其片面性。它是以牺牲系统自我运动和自我发展能力为代价的稳定性。而系统的稳定性是系统在发展和演化之中的稳定性。系统的稳定性，首先是一种开放中的稳定性。开放是系统发展变化的前提，也是“活”系统得以保持系统稳定的前提。这同时也意味着系统的稳定性都是动态中的稳定性。耗散结构理论之所以把自己叫做耗散结构，就是强调系统的稳定性是在与环境的动态的交换之中才得以保持的。在系统理论中，系统稳定性，目的性问题得到了进一步研究。维纳与坎农的助手罗森勃吕特发现了“负反馈”调节机制的重要作用。一个组织系统之所以具有受到干扰后能够迅速排除偏差，恢复到正常的稳定状态，其关键在于其中的负反馈机制。系统的稳定性原理，并不仅仅就稳定性来谈稳定性，而是在稳定与失稳的矛盾之中来把握稳定性。一般而言，在工程技术上，人们特别钟爱系统的稳定性，总是把系统中的稳定性——无论是动态的稳定性还是静态的稳定性——作为积极的东西来对待，而对系统中的不稳定因素作为消极的东西来对待。这对于工程技术，无疑是极为重要的。但是，我们却不能将工程上追求相对静止的态度无条件地推广为最一般的观点。一般而言，工程系统是一种被组织起来的系统，而不是一种自组织系统。自组织系统，总是处于演化之中的，无论它是物理化学系统，还是生物系统以至社会系统。所谓的系统的稳定性，决非绝对意义上的稳定性。任何时候，任何条件下，系统之中总是存在涨落的，这就已经表明系统的稳定性总是不完全的，总是在稳定之中存在着不稳定的。事实上，很多时候，即使系统在整体上是稳定的，系统之中也可能存在局部的不稳定性。而且，正是因为系统中存在不稳定的因素，这种最初是个别的，局部的不稳定的因素，在一定条件下得以放大，超出了系统在原先条件下保持自身稳定的条件，系统保持自身稳定的能力遭到破坏，才使得系统整体上失稳，从而进入新的稳定态。由此看来，系统中的不稳定因素，反而成为系统演化发展的积极因素。

（七）系统自组织原理
系统的自组织原理指的是，开放系统在系统内外两方面因素的复杂非线性相互作用下，内部要素的某些偏离系统稳定状态的涨落可能得以放大，从而在系统中产生更大范围的更强烈的长程相关，自发组织起来，使系统从无序到有序，从低级有序到高级有序。
一系列系统理论，对于认识系统的自组织有着特别重要的意义。按照历史顺序，首先出现的主要是以既成系统为研究对象的一般系统论，控制论和信息论。对于控制论研究作出重要贡献的艾什比最先于20世纪50年代提出了“自组织系统”这个名称。20世纪60-70年代兴起的耗散结构理论，协同学、超循环理论、突变论、混沌学和分形学则是以系统的发生、发展为重点，探讨了系统的自组织演化问题。耗散结构对于理解系统演化的前提条件有基本的重要性。协同学阐述了子系统之间的竞争和协同推动系统从无序到有序的演化，超循环论指出相互作用构成循环，提出了循环等级学说，从低级循环到高级循环，不同的循环层次与一定的发展水平相联系，揭示了系统的自组织演化发展采取了循环发展形式。突变论与系统自组织演化的相变理论密切联系在一起，揭示原因连续的作用有可能导致结果的突然变化，揭示出相变的方式和途径、相变的多样性。对混沌和分形的研究，使得我们对于系统自组织的复杂性、系统自组织发展的整个过程有了更深刻的理解。于是这些系统自组织理论使我们认识到，充分开放是系统自组织演化的前提条件，非线性相互作用是自组织系统演化的内在动力，涨落成为系统自组织演化的原初诱因，循环是系统自组织演化的组织形式，相变和分叉体现了系统自组织演化方式的多样性，混沌和分形揭示了从简单到复杂的系统自组织演化的图景。
组织这一概念，通常可以作为名词来使用，也可以作为动词来使用。在作为名词来使用时，指的是系统内部的相互联系及其表现。也就意味着，如果说，系统内的相互作用是系统组织的内容方面，那么，系统组织的形式方面就体现为系统的结构形式和系统内要素之间和联系方式。由此看来，系统的组织，就是一个与系统的结构非常近似的一个概念，其区别主要在于，当人们使用组织概念时，除了包括系统的结构以外，往往还包括系统作为一个客观实体的含义。自组织表示系统的运动是自发地，不受特定外来干预地进行的，其自发运动是以系统内部的矛盾为根据，以系统的环境为条件的系统内部以及系统与环境的交叉作用的结果。系统的自组织包含系统的自发运动的意思，同时还强调了这种系统的自发运动过程也是一个自发形式一定组织结构的过程。他组织，也称为系统的被组织。与系统的自组织恰恰相反表示的是系统的运动和形成组织结构是在外来特定的干预下进行的，主要是受外界指令的结果，在极端的情况下，就完全是按外界指令进行运动，进行组织。当然系统的自组织与他组织也是相对的，对于一个系统内部的子系统而言，子系统的运动和组织总是受到特定的制约，不可能有完全自由的自发运动和自组织，勿宁说是他组织的。
传统思维把系统中的涨落仅仅看作某种不利于系统稳定存在的因素，系统的自组织理论中，涨落则被赋予了新的意义，而并非全然消极的东西。通过涨落达到有序，这是系统自组织理论中的一个重要的基本结论。首先，涨落是使系统“认识”，进化阶段中更有序状态的诱因。没有涨落促使系统偏离原来的状态，系统仅仅停留在原来的状态，就不可能发现可能的“山外青山楼外楼”。通过涨落，首先是个别子系统超越常规，认识到其他新的状态，认识山外青山楼外楼，而后，当新的发现得到其他子系统的响应，并在整个系统内得以放大时，系统就被诱导进入新的或更有序的状态。其次，随机涨落驱动了系统中的子系统在取得物质，能量和信息方面的非平衡过程，使得系统中出现了差异，而且加大这样差距，特别是在临界区域附近的涨落由于非线性相互作用得以放大时，又进一步加剧了这种过程，使得慢变量与快变量区分开来，使快变量消失，使慢变量成为系统自组织的支配力量。由此可见，涨落本来是不稳定因素，但在一定条件下也可以变为建设性因素，诱发系统的自组织过程。系统的自组织真正得以实现，其内在根据则在于系统内部的复杂的相互作用，这是非线性相互作用。在线性相互作用下各种相互作用之间缺乏相互联系，不能产生合作作用，同时也谈不上竞争作用。系统实际上就不是一个有机的整体。但在非线性相互作用下，各种相互作用之间密不可分，相互之间有了竞争，同时也就有了合作，相互牵制，牵一发而动全身，表现出强烈的整体行为。作为个别的涨落才有可能得以被放大为整体的行为，从而引起系统的自组织，使系统的合乎规律的运动通过随机性表现出来。
下面引用吴丹著《自组织方法论研究》一书中关于自组织发生条件的论述：
P38或P150
1、系统与环境之间有无输出或输入。体系将来要建立一个活的有序结构，因此必须与外界有不断的物质、能量和信息的交换。判断一个体系的开放性则比较容易，因为只要知道体系有无输入和输出即可。这可以通过实验进行测试。
2、体系开放的外界输入达到一定阈值。体系出现耗散结构的条件当然不是有外界输入和输入即可。当这种输入达到一定阈值，体系才可能向耗散结构转化。这个阈值是可以通过试探性尝试找到的，因此，具有可操作性。另外，不同体系这个阈值的量和性都是不同的，此处应该具体问题具体分析，这也表现了各种耗散结构的所谓“个性”。
3、外界对系统的输入平权与否，是体系自组织和他组织的重要分水岭。体系外界输入的平权化，体系的外部输入不能针对体系的特定部分。这是个判断体系是否自组织地达到耗散结构的条件。判断这个条件是否满足的办法，是针对输入做必要的分析，例如体系的各个部分是否平均地得到输入的能量和物质等等。
（八）系统相似性原理
系统的相似性原理指的是，系统具有同构和同态的性质，体现在系统的结构和功能，存在方式和演化过程具有共同性，这是一种有差异的共性，是系统统一性的一种表现。
系统具有某种相似性，是种种系统理论得以建立的基础。如果没有系统的相似性就没有具有普遍性的系统理论。系统具有相似性，最根本原因在于世界的物质统一性。系统的相似性，不仅仅是指系统存在方式的相似性，也指系统演化方式的相似性。系统结构的相似性，几何的，相对静止的相似性，体现的是系统存在方式上的相似性。而系统的过程的相似性，运动节律的，显著变动之中的相似怀，体现的就是系统演化的相似性。系统演化的全过程——大圆圈，也体现从混沌到有序，再从有序到混沌的相似性。系统演化的每一相对完整的阶段——小圆圈，从一种有序到另一种有序的发展，也表现相似性。系统理论追求系统的一般性，相似性也体现着一般性，用贝塔朗菲的话来说，要发现种种系统研究室中的共性。显然系统的一般性是不能代替系统的特殊性的。系统之间的差异是绝对的，而相似是有条件的。相似性可以不仅仅是任何结构意义上的可见的相似性，也可以是功能的，无形的意义上的非实体的相似性。系统规律的相似性，思维活动的相似性和关系的相似性等，都是后一种意义上的相似性。
《论坛反应与交流》
《中国改革论坛 → 文化视点》
同心（版主）：系统论非一般科学。真的懂得作用惊人。楼主能把全书一次传给我吗？我QQ250790585。邮箱tongxin520888@163.com。谢谢了！
杨鸿智：我在这里发表的文章，没有正式的出版物。我将继续在论坛上发表。你可以按时在论坛上下载阅读。我在多个论坛上发表，每个论坛上发表的数量不同。最多的是《丁香园》，已经发表到第85篇，版主可以去看。另外，可以在我主办的网站上了解我的一些情况。网站的网址是：yanggates.51.net  或者直接用中文搜索，可以在网址栏中键入：“后现代理论医学专业委员会”即可。感谢关注！

第59篇  系统论（6）— 系统论内容的小结
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
这是我在学习了系统论思想以后所做的一个小结，记住这样几条，对以后在实践中应用系统论是有用的。所以，虽然文字很少，但是我想把它单独做为一个小节，目的是引起大家的注意。
  
1 世界上的物质分为两大类，一类是简单物质，另一类是复杂物质
  2 复杂物质是由简单物质按等级层次原理有机组合的物质，复杂物质称为“系统”，复杂物质的组成部分称为“子系统”
3 机械论只适用于简单物质的简单运动，不适于复杂物质的复杂运动
4 系统的整体功能状态是由子系统之间的相互作用决定的
5 子系统之间的相互作用常呈正反馈性质，有破坏系统整体稳定趋势
6 系统为保持整体稳定有中枢调节控制系统，中枢调节控制一般属负反馈性质。
7 系统整体功能大于子系统功能之合，任一子系统的运动状态不能说明更不能替代系统整体的功能状态。
系统论的出现说明牛顿机械论不适用于对复杂物质的研究。
《论坛反应与交流》
《协和医学论坛联盟 → 协和大内科论坛》
Sonsecuhi：欢迎继续！
路久版主：可以作为系统论的学习提纲。
彭恩宏：期待••••••

第60篇  系统论（7）— 介绍贝塔朗菲的书《生命问题》
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
《生命问题——现代生物学思想评价》——这本书是贝塔朗菲系统论的重要代表作品。更是我们医生应该了解的一本书。对于我们医生来讲。说到贝塔朗菲，就不能不说到这本书。下面我将该书的《译者前言》和作者《序言》转载，以便网友了解该书的内容。
《译者前言》
路德维希•冯•贝塔朗菲（Ludeig von Bertalanffy）是现代著名理论生物学家、一般系统论的创始人。1901年生于奥地利。早年在维也纳大学学习，获博士学位。1934年起任该校理论生物学教授。1949年移居加拿大，先后在渥太华大学、阿伯塔大学任教授，其间在美国南加利福尼亚大学任教授。1969年以后任美国布法罗城纽约大学教授。1972年逝世于该城。
　　贝塔朗菲是一位学识渊博。充满创造活力。富有良好哲学与文学素养的科学家。一生的科学论著近三百种。本书是其中最主要的代表作之一。这是一本处处闪现出哲学智慧光辉和文学表现色彩的科学著作。它的最初版本是1949年的德文本，书名为《生物学世界观——自然的和科学的生命观》。1952年出版英文本，书名改为《生命问题——现代生物学思想评价》。以后又被译为法、俄、日、西班牙、荷兰等多国文字，成为现代具有一定世界影响的学术名著。贝塔朗菲于1968年发表的重要著作《一般系统论——基础、发展、应用》，则是在《生命问题》这本著作提出的学术思想的基础上经过进一步发展而写成的。
　　贝塔朗菲在本书中对现代科学和哲学作出了两项重要的理论贡献。
　　首先是，他总结了20世纪上半叶生物学实验成果和思想成果，深刻剖析了长期进行激烈论争的机械论生命现与活力论生命现的本质特征和思想根源，提出了超越机械论与活力论生命现的第三种生命现——机体论生命现的基本原理。
　　贝塔朗菲认为，机械论生命现主要表现为“分析与累加”的观点、“机器理论”的观点、“反应理论”的观点。其特征是：把有机体分析为许多基本单位，再通过将这些基本单位累加的方式解释有机体的性质；把生命过程的有序基础视为预先建立好的机器式的固定结构；把有机体看作本质上是被动的系统，只有当它受到外界刺激才作出反应，否则就是静止的。他详细分析了这些机械论观点在近现代生物学诸学科的具体表现，尤其指出了传统的细胞理论、生物发生律、自然选择理论、基因论、神经中枢和反射理论等重要生物学理论所含有的机械论倾向和它们的局限性。
　　同时，贝塔朗菲认为，活力论是由于机械论未能解释生命的主要特征而出现的另一极端思想，但它本质上仍把活机体看作各个部分的总和，看作机器式的结构，设想它们是由灵魂似的操纵者控制的，从而对生命现象的解释同样陷入困境。
　　贝塔朗菲根据生命有机体的等级秩序、逐渐分异与逐渐集中化、均等潜能与等终局性、动态有序、远离平衡态的开放系统、自我调整、节律－自动活动等特征，提出了机体论的基本原理：整体原理（组织原理）、动态原理、自主原理。这些原理表明：有机体是一个独特的组织系统，其个别部分和个别事件受整体条件的制约，遵循系统规律；有机体结构产生于连续流动的过程，具有调整和适应能力；有机体是一个原本具有自主活动能力的系统。
　　贝塔朗菲用机体论观点探讨了生命有机体的组分与成分、个体与整体、潜能与目的、稳态与动态、能动性与应激性、异速生长与按时生长、预成与渐成、方向性与开放性、结构与功能、形态和行为的历史性以及生命界的组织层次与等级体系等问题，对细胞学、遗传学、组织学、胚胎学、生理学、进化论、生态学的理论问题提出了新见解。
　　贝塔朗菲还用机体论观点分析了生物学与物理学的关系，认为生命系统是比物理系统更为复杂的系统，有其独特的规律，生物学定律不只是物理－化学定律在生命领域的应用，而是比后者更高层次的定律，它不能还原为后者。他主张以精确的方式建立生命界所有层次的组织定律即系统定律。贝塔朗菲撰写这部著作时，正处于分子生物学从“前科学”时期进入“常现科学”时期的前夜，他当时还不十分清楚分子水平上生命活动的某些具体细节，对微观生物学问题作了某些猜测性解释。但是，他提出的机体论思想，却随着分子生物学的发展而愈显其重要。现代生物学借助物理－化学手段在深入研究有机体的微观层次的过程中，尽管分析和还原的方法对于探讨生命活动的机理起了重要作用，然而，人们要更完整地认识生命活动的特征和规律，则需要以机体论原理作为研究工作的指南。
　　贝塔朗菲在本书中作出的另一个重要的理论贡献是：用机体论概念揭示了现代科学诸学科基本原理的逻辑相应性或同型性，在机体论的基础上确立了普遍适用于各学科领域、富有新世界观意义的“一般系统论”的基本法则，为科学的统一或科学的整体化提供了新的方法论。
　　在本书中，他广泛考察了20世纪上半叶物理学、心理学、哲学等领域中的新的思想成果，其中包括量子力学的不确定性原理、量子跃迁理论、波粒二象性理论，开放系统非平衡态热力学理论（耗散结构理论），格式塔心理学，过程哲学等，尤其考察了具有明显整体特征或系统特征的统计学思想方法对现代科学的普遍影响，发现各学科领域普遍出现了类似于机体论的整体原理、组织原理和动态原理。正如他所说的：“机体论概念在从生物学的特殊问题直到人类知识的一般问题的许多领域中被证明是富有成果的。”“机体论概念的最终概括是一般系统论的创立。”（原书第189页）60年代后期以来，贝塔朗菲为代表的系统论思想风靡世界各国学术界，成为现代科学长河中波澜壮阔的新思潮。
　　贝塔朗菲创立以机体论为核心的系统论，有其特定的社会文化背景。他生长于德语文化圈的国家，德国古典哲学把整个自然界视为一个巨大的、具有等级层次的有机体，把世界视为永续流动的过程的思想，主要由德国和奥地利科学家发展起来的量子力学理论所包含的整体性思想，发源于德国的格式塔心理学所体现的整体、动态、组织的思想，德国生物学家杜里舒关于调整卵发育出现“等终局”的实验成果，以及德国诗人歌德文学作品中关于变动中的持存的哲理，都对他产生了深刻的影响。70年代，德国理论物理学家H.哈肯（Haken）和德国生物物理学家M．爱根（Eigen）分别创立的关于非平衡态自组织系统的协同学和超循环理论，都是贝塔朗菲机体论和系统论思想的发展。我国学术界一般将西方哲学与文化表征为“机械论”，将中国或东方哲学与文化表征为“机体论”。然而，了解贝培朗菲的机体论哲学，从而了解渊源于德语文化圈的西方机体论哲学，也许有助于我们调整上述看法，促进东西方机体论哲学的比较研究，促进东西方文化的交融。
　　贝塔朗菲撰写本书时，第二次世界大战的硝烟刚散去，原子弹蘑菇云的阴影仍笼罩着人们的心灵，同时西方工业化浪潮开始向全球扩展。在这种时代背景下，贝塔朗菲在本书结语中以充满人文主义精神的机体论哲学思想，深刻警示了机械论世界观导向技术主宰世界，生命技术化、人类机械化的恶果，甚至导向毁灭人类的危机。贝塔朗菲在60年代后期发表的《机器人、人与心智》、《一般系统论》两部著作，以及P．A．拉威奥莱特（Laviolette）选编的贝塔朗菲文集《人的系统观》，进一步发挥了《生命问题》一书中的机体论的人文主义观点，一方面批判了物理主义和技术卞义，另一方面批判了生物主义。他尖锐地指出了那种把物质粒子的运动视为世界终极本质和用技术统治世界的机械论世界观给现代人类带来的灾难。他以机体论世界观呼唤生命的尊严感。他提倡“关心人类的一般系统论”，告诫人门警惕那种“只涉及数学、反馈、技术的机械系统论”贬低人文价值，把社会生活引向工程比、机器化的歧途。他反对滥用控制论解释人类问题，滥用机器人模型说明人的行为与形象。他同时反对将人类社会与生物群体进行机械类比的生物主义，他指出人不仅具有生物学价值，更主要的是具有文化价值，反对将人的价值还原为生物学价值。他还特别强调要防上将系统论误用为贬低个体价值、推崇极权主义的理论基础。
　　贝塔朗菲在本书中还吸取了逻辑实证主义以后的现代科学哲学的思想精华，用以论述生物学研究问题。他对理论与观察，还原与整合，假说－演绎、科学抽象、科学符号、概率统计以及非理性因素在科学研究中的作用，作了生动的阐述。并且还探讨了非决定论与自由意志等哲学问题。
　　此汉译本根据1952年英文版译出。中国社会科学院哲学研究所金吾伦先生对译稿作了认真校订。在此谨向他表示诚挚的谢意。译稿发排前本人再度作了通篇推敲和修订。本书中歌德《浮士德》、《常变中的永续》的诗句译文，选用或参考了钱春绮先生的译作。本书中几处拉丁文短语的翻译，请教了博乐安先生。商务印书馆在本书出版过程中做了辛勤的工作。谨此一并致谢。
　　　　　　　　　　　吴晓江 1995年10月 于上海社会科学院哲学研究所

贝塔朗菲《序言》
　　完全可以说，生物学世界观是随着生物学在科学等级体系中占据中心地位而诞生的。生物学以物理学和化学为基础，物理学定律和化学定律是研究和解释生命现象不可或缺的基本原理。生物学包罗大量的特殊问题，诸如有机形态、目的性、系统发育的进化，这些问题不同于物理学，从而使生物学家的研究工作和概念体系有别于物理学家的研究工作和概念体系。最后，生物学为心理学和社会学提供了基础。因为研究精神活动是以了解其生理基础为前提的。同样，有关人类关系的理论也不能忽略其生物学的基础和定律。生物学在科学中的这种中心地位，也许使其成为一个包含问题最多的学科。这里，“生命”现象成为人们通常区分的精密科学概念和社会科学概念的交汇点。
　　然而，研究现代理智生命的生物学还具有更为深刻的涵义。19世纪的世界观是物理学的世界观。正像当时人们理解的那样，物理学理论似乎表明了，受力学定律支配的原子活动，便是构成物质、生命和精神世界基础的终极实在，同时它也为非物理学领域——生命有机体、精神和人类社会提供了概念模型。但在今天，所有的学科都牵涉到“整体”、“组织”或“格式塔”这些概念表征的问题，而这些概念在生物学领域中都有它们的根基。
　　从这个意义上说，生物学对现代世界观的形成作出了根本性的贡献。确实，以前当生物学采用其他学科的基本概念时，把事情看得太简单了。它从物理学借来了机械论观点，从心理学借来了活力论，从社会学借来了选择概念。但是，生物学的使命——既包括对本领域特殊现象的理解和把握，也包括对我们基本的世界观的贡献——将由其自主的发展来完成。这就是过去数十年来在生物学中为建立新概念所作努力的意义。
　　本作者倡导称为机体论概念（organismic conception）的生物学观点已有二十多年。机体论概念已应用于许多生物学问题，这些问题存在于作者本人及其学生、同事的工作中，也存在于其他许多参与这个运动的科学家的工作中，这一概念对邻近学科也产生了很大影响。例如，机体论以“开放系统”的理论，为物理学和物理化学揭示了新的概念，它导致了生物学各个领域中新概念的产生，并且提出了建立有机体系统精确而特殊定律的要求，而这些定律实际上已在若干领域中作了规范的表述。它还被应用于实用生物学，甚至应用于诸如医学和林学那样不同的领域；最后，它导致了一些基本哲学概念的产生。
　　所以，本书是作者在自己的理论与实践工作基础上写成的；同时，它对分散在各种研究工作和书刊中而难以完整把握的成果，作了一番概括。
　　我们将看到生物学是一门自主的学科，就是说，需要形成特殊的概念和定律来解决这门学科的问题；而且，生物学的知识和概念在不同的领域中起着积极作用。在这部著作中，我们在机体论概念框架内对基本的生物学问题和定律作一番概括。由此，我们进而研究生物学知识，最后得出现代世界观的一般原理——我们称之为“一般系统论”。
　　在一本正在准备的著作中（本书正文有几处提到它），我们将首先详细讨论本书概述过的某些问题。生物学的基本问题是有机形态问题；概述作者在“动态形态学”领域的研究工作，将表明这个生物学的基本问题是能够加以精确地研究和服从某些定律的。这个问题引出了“有机体作为一个物理系统”的更一般的问题，即表述生命系统特征的理论和定律。这也是物理学和物理化学发展的新篇章。于是，在已获得的生物学知识的基础上，我们能够建立这门学科与其他邻近领域——医学、心理学和哲学人类学的联系。这就导致了人类在自然界中的位置的问题，作为人类精神进化的基本特征的符号系统的问题，进化与文明、生物学与历史学、自然科学与社会科学之间的关系问题。同时，我们要扩展关于各门学科和各个现象领域之间类似性的知识，扩大详细描述一般系统论这门综合性学科的基础。生物学、医学、心理学、人类学的观点，系统论的观点，最终把我们引向心身问题和实在问题，以求克服笛卡儿的“心身”二元论。
　　本书所作的论述完全以具体的研究成果为基础。然而，材料的选择是由总的思路决定的，因而这是文学性的文献。有兴趣的读者，可以在本作者的《理论生物学》中看到有关现代生物学研究的概述。
　　本作者是在瑞士的美好时光里完成这部著作的。我要向出版者、指导者和朗（Lang）博士表示衷心感谢，并且对我作为A．约尔（Johr）博士的宾客，在瑞士艺术和文化氛围中所享有的友情铭记不忘。
《论坛反应与交流》
《天涯虚拟社区>关天茶舍》
00小虎00：慢慢消化。个体生命是个开放而又具有自修整功能的系统，是个意识与生理相互作用的系统。

第61篇  贝塔朗菲谈生命科学中的系统论
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
说明：
这里转贴贝塔朗菲的书《生命问题》中第一章第2小节：机体论概念。贝塔朗菲最初把自己关于生命问题的系统论思想称为机体论。许多网友不知道“机体论”这个概念，现在补上这一课是有益的。贝塔朗菲在谈生命科学中的系统论的同时，就批判了生命科学中的机械论思想和还原论思想。系统论创始人的这些经典论述对我们接受系统论思想和认识还原论思想的错误是有重要作用的。下面请看转贴内容：
2．机体论概念
　　我们的时代，科学概念发生了根本的变化。现代物理学革命广为人知。以相对论和量子论为标志的这些革命引起了物理学理论的根本变革和发展。物理学的这种发展超过了它在过去几个世纪里取得的进步。尽管生物学思想领域内发生的变化并不显著，但已发生的变化的结果并不是没有意义的。这些变化既产生了对生命本质的基本问题的新看法，也引出了新的问题和新的解释。
　　我们可以认为，现代生物学的发展已得到了这样一个确定的事实，即完全不赞同机械论和活力论这两种传统观点，而是确认一种新的、超越这两者的第三种观点。本作者称这种观点为机体论概念，本作者提出这个概念已二十多年。人们发现，在生物学的各个领域以及医学、心理学、社会学等这些邻接的学科内，与这个概念相类似的概念是必要的，并已得到了发展。如果我们保留“机体论概念”这个术语，那么我们也只是为了给一种观念以方便的称谓，因为这种观念虽已变得非常普遍，但多数人又不知道如何称呼它。可能正是本作者最先以科学的和逻辑的一致形式阐发了这种新观点，这样说似乎也并不过分。
　　迄今生物学研究和生物学思想是由三种主导观念决定的。这三种主要观念可以称为分析和累加的概念，机器理论的概念和反应理论的概念。
　　把我们在生命界遇见的复杂的实体和过程，分解为基本的单位，分析它们，以便用并列或累加这些基本的单位和过程的方法解释它们，这似乎是生物学研究的目的。经典物理学的程序提供了这种研究模式。因此，化学把物体分解为基本组分——分子和原子；物理学把摧毁树木的风暴看作是空气粒子运动的总和，把躯体的热看作分子动能的总和，等等。生物学的所有领域也应用与此相应的程序，正如某些例子显然表明的那样。
　　例如，生物化学研究生物体的个别的化学成分和生物体内进行的化学过程。用这种方法确定细胞和有机体中的化合物及其反应活动。
　　传统的细胞理论认为细胞是生命的基本单位，好比认为原子是化合物的基本单位。因而，从形态学上看，多细胞有机体好像是细胞这种构成单位的聚集体；在生理学上，人们则倾向于把整个有机体中的生理过程分解为细胞内的生理过程。微耳和（Virchow）的“细胞病理学”和弗沃恩（Verworn）的“细胞生理学”，对这种观点作了纲领性的论述。
　　有机体胚胎发育研究领域也应用这样的观点。魏斯曼（Weis－mann）的经典理论（p．56）假定卵核中存在着许多构造个别器官的原基（anlagen）或微小的基本的发育机器。在发育过程中，这些原基随着细胞分裂而逐渐分离，每个胚原基经历这样的过程，然后定位于不同的区域、胚原基赋予这些区域特定的性状，由此最后决定发育成熟的有机体的组织结构和解剖结构。
　　有关反射、神经中枢和定位的传统理论，不仅从理论上看，而且从临床的观点看，都是非常重要的。神经系统被看成是为个别功能所设定的装置之总和。例如，脊髓节中枢对于个别反射的关系是如此；大脑神经中枢对于各个有意识的感觉－知觉区，对于个别肌肉群的随意运动，对于言语和其他更高级的精神活动的关系，也是如此。从而，动物的行为被分解为反射的总和或反射链。
　　遗传学把有机体看作是各种性状的聚集体，归根到底看作是生殖细胞中与各种性状相对应、各自独立地传递遗传信息和发生作用的基因的聚集体。
　　因而，自然选择理论把生物分解为复合的性状，某些性状是有利的，其余的是不利的。这些性状，更确切地说，与这些性状对应的基因，是独立地遗传的，从而能通过自然选择提供的机会，淘汰不利的性状，保存和积累有利的性状。
　　在生物学的每个领域中，同样在医学、心理学和社会学领域中，都可以看到同样的原则在起作用。然而，以上例子足以表明分析和累加的原则已在所有领域起指导作用。
　　对生物中个别的部分和过程进行分析是必要的，而且是更深入地认识生命的先决条件。然而，单采用分析方法还不是充分的。
　　生命现象，如新陈代谢，应激性，繁殖，发育等等，只能在处于空间与时间并表现为不同复杂程度的结构的自然物体中找到；我们称这些自然物体为“有机体”。每个有机体代表一个系统，我们用系统这个术语所指的是由处于共同相互作用状态中的诸要素所构成的一个复合体。
　　从这种显而易见的陈述中可以看出，分析和累加的概念必然有以下的局限性。第一，它不可能把生命现象完全分解为基本单位；因为每一个别部分和每一个别事件不仅取决于其自身的内在条件，而且不同程度地取决于整体的内在条件，或取决于该整体作为一个部分所从属的更高级单位的内在条件。因此，孤立部分的行为通常不同于它在整体联系中的行为。杜里舒实验中孤立的分裂球的行为，不同于它在完整胚胎中的行为。如果将细胞从有机体移植到适当的营养物中加以培养，由此生长成的组织的行为，不同于它们在有机体中的行为。脊髓孤立部分的反射，不同于这些部分在完整无损的神经系统中的行为。许多反射只能在孤立的脊髓中清楚地表现出来，而在完整无损的动物中，比较高级的神经中枢和大脑的影响明显地改变了这些反射。因此，生命的特征，是从物质和过程的组织中产生的。与这种组织相关联的系统的特征。因而，生命的特征随着整体的改变而改变，当整体遭到毁坏时，生命的特征就随之消失。
　　第二，现实的整体显示出一些为它的各孤立的组成部分所没有的性质。生命问题是组织问题。只要我们从整体组织中挑选出个别现象，那么我们就不能发现生命和非生命之间的任何根本区别。无疑，有机分子比无机分子复杂得多；但是，它们与死的化合物并无根本区别。甚至复杂的过程，如细胞呼吸和发酵过程，形态发生，神经活动等等，长期被人们看作是特殊的生命过程，在很大程度上能用物理－化学加以解释。其中许多过程，甚至可以用无生命模型进行模拟。可是，我们在生命系统中看到的各个部分和过程进行的奇异而特殊的有序活动，提出了一个根本性的新问题。即使我们有了构成细胞的所有化合物的知识，也还不能解释清楚生命现象。最简单的细胞已经是极其复杂的组织，目前人们只是模糊地认识到它的规律。人们通常提到“生命物质”。这个概念根本是一种谬见。在铅、水、植物纤维素都是物质的意义上，不存在“生命物质”，因为从中任取的部分显示出与其余的部分有相同的性质。而生命与个体化和组织化的系统是密切相关的，系统的毁坏，导致生命的终结。
　　对生命过程也可以作类似的思考。当我们考察活机体中发生的个别化学反应时，我们不能指出它们与无生命物体或腐尸中发生的化学反应之间任何根本区别。但是，与我们考察有机体或有机体的部分系统，例如细胞或器官内的化学反应过程的整体而不是单个过程时，可以发现生命过程与非中命过程的根本差别。例如，我们发现有机系统内所有组成部分和过程如此高度有序，以致使该系统能够保存、建造、恢复和增殖。这种有序性从根本上将活机体内的事件与非生命系统或尸体中发生的反应的区别开来。
　　有人对这种观点作了如下的生动描述：
　　“不稳定的物质发生分解；可燃物偶然发生燃烧；催化剂加速了缓慢的过程。这里不存在什么奇异的东西。连续地逐步边行的分解代谢并没有毁坏有机体，相反地，它间接地保持了有机体，使它成为一个有组织的过程。我们的组织虽不断发热却并不破坏这些组织的结构；因此，每种动物和植物像装有燃料而不停地作功的蒸汽机；事实上，呼吸不同于普通的氧化。如果不是腺体去掉对有机体有害的东西而保留有益的东西的话，那么，分泌也就成了普通的渗透现象。我们可以把植物和低等动物的运动容易地解释为对刺激的反应；不愿在动物王国内划分明显界线的人，最终也以这样的方式解释动物的这些自发运动；在他看来，这些自发运动是一些“脑反射”，这些反射确实非常复杂，但它与那些对外界刺激作出反应的简单反射并没有本质的区别。现在让我们作这样的设想：我们构造出一种死的反射装置。它必须充满潜在的能量；即使轻微的扰动也能触发强有力的运动；一种特殊的装置能用以不断地贮存潜能。我们要问，在何种意义上，这种机械装置与生物有根本的区别，对它的作用不同于刺激，它的运动不同于有机体的运动？事实上所有有机的反应都直接地或间接地有利于维持生存，或有利于产生所需要的形态。”（J．舒尔兹Schultz），1929年）。
　　这样，整体性和组织问题给分析和累加的描述与解释，设置了限度。那么，用什么方式能够对之作科学研究呢？
　　经典物理学（生物学采用了它的概念体系），在很大程度上具有累加的特征。在力学中，它把物体看作相互独立的分子的总和，例如在热理论中，它把气体看作是相互独立分子的一种混沌（Chaos）。事实上，“气体”这个词，是由16世纪物理学家范•荷尔蒙特（Van Helmont）提出的，它正是以无意识的符号表示“混沌”的意思。然而，在现代物理学中，整体性和组织的原理获得了迄今人们未料想到的意义。原子物理学处处遇到整体问题，这些整体不能分解为孤立的要素的行为。无论研究原子结构，还是研究化合物的结构式，或是晶体的空间点阵，总会出现组织问题。组织问题似乎成为现代物理学中最重要的和最引人注目的问题。由此看来，用分析和累加的观念看待生命是极不妥当的。无生命的晶体具有奇妙的结构，晶体结构在其形成的过程中，以其最快的速度做着数学物理学家的推理工作。但是，人们认为，将具有惊人性质的活原生质称为“胶质溶液”，则是对原生质作了解释。原子或晶体不是偶然的力作用的结果，而是组织的力作用的结果；但是典型的组织化事物——生命有机体却被解释为突变和选择的偶然性产物。
　　因此，生物学的任务是要确立控制生命过程的有序和组织的定律。而且，正如我们下面将会看到的，应当在生物组织的所有层次——物理－化学层次，细胞层次和多细胞有机体层次，乃至由许多个别有机体组成的群体层次上研究这些定律。
　　怎样解释生物组织呢？
　　一切知识始于感觉经验。因此，科学活动的最初倾向是要设计形象化的模型。例如，当科学得出结论，认为称作原子的基本单位是实在的基础时，它的最初概念是相似于小型台球的微小而坚固的物体。不久，人们认识到原子并不是如此，最终单位不是用形象化的模型所能定义的实体，而是只能用数学的抽象语言加以规定，使用像“物质”和“能量”，“微粒”和“波”这样的概念，仅仅表明它们的某些行为特征。当人类观察星星有规律的运动的景象时，他们首先寻找宇宙中巨大的机器，认为是这些机器的旋转使星星——亚里士多德想象的水晶般的球体——保持和谐的运动。直到天文学打破了这幅画面，人们才认识到，行星运动的秩序只是由于天体在空虚的太空中相互吸引而造成的。因此，结构是人类为解释自然过程的有序性而首先寻求的东西；至于从组织力方面来解释，则困难得多。
　　这也适用于对生命的解释。考察在细胞内或在有机体内为维持其自身生存而进行着的难以想象的大量过程，似乎只可能有一种解释。这种解释可以称为机器理论。它意指生命现象中的有序，可以用最广义的结构、机械论的术语进行解释。机器理论概念的例子，便是魏斯曼的胚胎发育理论（pp.56f），或传统的反射和神经中枢理论（PP.114f）；在生物学的每个领域里都可发现这种类型的解释。
　　活机体中确实呈现出大量的结构状态、器官生理学，例如营养器官、循环器官、分泌器官的生理学，感觉器官（作为接受刺激的感受器）的生理学，神经系统及其联系的生理学，等等。描述的正是我们在一个有机体中所看到的技术杰作，同样地，我们在每个细胞中，从作为收缩和传导兴奋的机构的肌肉和神经纤维，到具有分泌和分化功能的细胞器，到作为遗传结构单位的染色体等等，都可发现作为有序调节器的结构。
　　

然而，我们不能把结构看作生命活动有序性的主要基础，这有三个理由。
　　第一，我们在所有生命现象领域中发现有扰动后进行调整的可能性。杜里舒的看法是对的，他认为这样的调整，例如胚胎发育中的调整，不可能建立在“机器”的基础上。因为固定的结构只能对某些确定的事变作出反应，而不能恰当地对其他任何一种事变作出反应。
　　第二，机器结构与有机体结构之间有根本的区别。前者总是由同样的成分构成的，而后者则是在其自身构成物质不断分解和替换的连续流动状态中得以保存的。有机结构本身是一种有序过程的表现，它们只能在这种过程中，且通过这种过程才得以保存。因此，有机过程的基本有序性必须在这些过程本身中寻得，而不可能从先前确立的结构中找到。
　　第三，我们在个体发育中，同样也在系统发育中，发现从具有较少机械性的和较多可调整性的状态，到具有较多机械性的和较少可调整性的状态的转变。我门再以胚胎发育为例来说明这点：如果在两栖动物胚胎的早期阶段，将胚胎一块预期的表皮移植到未来脑的部位，它会变成脑的部分。可是在后期阶段，胚胎部位不可改变地限定形成某些器官。因此，一块预定的脑，即使被移位后，也会成为脑或派生物，例如在体腔中形成的眼。当然，在这里完全错放了位置。我们可以在极其多样的生命现象中，发现这类仅固定一种功能的现象。我们称这种现象力逐渐机械化。
　　我们由此得出以下结论。首先，有机过程是由整个系统中各种条件的相互作用决定的，由我们称为动态的有序决定的。这是以有机可调整性为基础的。其次，逐渐机械化发生的过程，即是原初整体的行为分化成受固定结构控制的、各自分离的行为。在细胞结构、胚胎发育、分泌、噬菌作用和再吸收、反射和神经中枢理论、本能行为、格式塔知觉等各个领域中，可以看到与结构的或机器式的有序相对立的动态的基本性质。有机体不是机器，但它们在一定程度上可以变为机器，凝固为机器。然而，完全机械化的有机体决不会在受扰动后完全不能进行调整，或不能对外界不断变化的状况作出反应。有机过程决不仅仅是各个结构上固定的过程的总和，而是不同程度上具有在动态系统内被决定的过程的特征，这赋予有机体对变化的环境的适应能力和受扰动后的调整能力。
　　将有机体与机器作比较，也产生了我们已提到的最后一个观点，我们称之为反应理论。反应理论把有机体看作一种自动机。正像自动售货机由于内部机制的作用，被投入硬币后会提供商品那样，有机体也通过一定的反射活动对感官的刺激作出反应，通过某些酶的产生对食物的吸收作出反应，等等。这样，有机体被看作是本质上被动的系统，仅仅受外界的影响即所谓刺激而开始活动。这种“刺激－反应图式”，尤其在动物行为理论中成为十分重要的图式。
　　可是，事实上即使在外界条件不变和没有外界刺激的情况下，有机体也并不是被动的系统，而是本质上主动的系统。很明显，在基本的生命现象中，新陈代谢，组成物质连续的合成和分解，是有机体固有的，而不是外界条件强加的。这种观点对于考察神经系统的活动、应激性和行为问题尤为重要。现代科学研究表明，我们必须把自主活动（例如表现为有节律的自动活动）而不是反射和反应活动，看作基本的生命现象。
　　因此，我们可以将机体论概念的要点概括如下：作为一个整体的系统概念———与分析和累加观点相对立；动态概念——与静态和机器理论相对立；有机体原本是主动的系统的概念——与有机体原本是反应的系统的概念相对立。
这些原理能使我们克服机械论概念与活力论概念之间的对抗。机械论和活力论都是以分析的、累加的和机器理论的原理为根据的。机械论并没有真正探讨生命的基本问题——有序、组织、整体性、自我调整。这些生命的基本问题是不能用分析的研究方法来解决的。试图用机器理论即依据先前存在的结构来解释生命的基本现象和问题，也遭到了失败。活力论是因这些未解决的问题而出现的。但是，它并没有推翻累加的和机器理论的概念。相反，活力论把活机体看作各个部分的总和及机器式结构的总和，设想它们是由一位有灵魂似的工程师在控制并补充其给养。因此，例如杜里舒把胚胎说成是细胞的“总和式的聚集体”，它靠隐得来希而变成整体。这样，活力论者的出发点不是一种无偏见的有机系统观点，而是从有机机器这种先入之见出发的。活力论者们认识到，这种概念是不能令人满意地说明有机体调整现象和有机机器起源的问题。为了拯救活力论，他们引进了修理受扰动后的机器或担当机器制造者的因素。人们已经认识到，对有机体有序和调整现象的解释只可能有两种：有序性或者是由机器式的固定结构造成的，或者是由某种活力因素造成的。这两者都是欠妥的。机械论观点在调整现象和“机器”起源的事实面前破产了；活力论则抛弃了科学的解释。
　　与机械论和活力论的概念相对立，出现了机体论概念。仅仅知道有机体的个别要素和过程，或者用机器式结构解释生命现象的有序性，都不足以理解生命现象。乞助隐得来希作为组织因素，更是于事无补。进行分析，不仅对于尽可能多地了解个别组分是必要的，而且对于了解把这些部分和部分过程联合起来的组织规律，同样是必要的，而这种组织规律正是生命现象的待证。这里有生物学基本的和特有的研究课题。这种生物有序性是独特的，它超出了那些适用于无生命界的规律，但我们能通过坚持不懈的研究逐步接近它。这要求在所有层次上进行研究，其中包括物理－化学单元、过程和系统的层次，细胞和多细胞有机体的生物学层次，生命的超个体单元层次。在每个层次上我们都能看到新的性质和新的规律。生物的有序在很大程度上具有动态的性质；我们将会在后面看到有关这个问题的说明。
　　对于生命自主性问题，机诫论的概念持否定态度，活力论以形而上学问题的标记保留其中，而在机体论概念看来这是能够加以科学研究的问题，实际上人们已对它进行了研究。
　　“整体性”这个术语长期以来被人们严重误用。在机体论概念里，它既不表示某种神秘的实体，也不是我们无知的避难所，而是我们能够并目必须用科学方法进行探讨的事实。
　　机体论概念并不是机械论观点和活力论观点之间的妥协。调和或中间道路。正如我们看到的，分析、累加和机器理论的概念一直是这两种传统观点的共同基础。组织性和整体性被视作是有序的原理，是有机系统固有的；是能够加以科学研究的，这包含着一种根本性的新见解。可是，机体论概念遇到了新观念通常遇到的事：起初它受到攻击和拒斥，后来宣称它是古老的和自明的。事实上，一旦人们了解了机体论概念，就知道这个概念只不过是从有机体是组织化系统这种明白的陈述中得出的结论，然而，为了达到这点，必须无偏见地探讨这个概念。甚至今天为了同许多领域中根深蒂固的思想习惯作斗争，这种探讨仍有必要。
　　有必要首先在作为生物学的研究方法和理论的意义上，然后在它的认识论意义上，对机体论概念加以考察。
　　实验室里的研究人员忙于研究特殊的问题和做具体的实验，对“一般的思考”抱怀疑和反感的态度。当然，具体问题不能靠方法论的思考和假设来解决，而只能通过对它的耐心研究来解决。但是，另一方面，基本的态度决定了研究者能够洞察到什么问题；决定了他如何构思问题，如何拟定他的实验步骤，如何选择研究方法，最后，决定了他对研究的现象提出什么样的解释和理论。事实上，按照流行的看法，理智胜过感觉。在这种意义上，经典生物学完成的工作和取得的成就以及它存在的缺点，无疑是由我们已指出的这些主要原理决定的。要了解这点，只需粗略地考察一下生物学的任一领域，甚至我们将在后面看到的医学和心理学领域就足够了。与此相似，机体论概念也是一种试图指明应当提出什么问题以及如何解决这些问题的作业看法（working attitude）。正是这种作业看法使人们有可能观察和处理生命现象的基本问题，并对这些问题作出解释；而用以前的概念根本观察不到生命现象的基本问题，即使观察到，也把这些问题看作不能加以科学研究的神秘事物。
　　我们的目的是要阐明生命现象的精确定律。按照生命现象的基本特征，这些定律必定在很大程度上具有系统规律的性质。从这个意义上说，机体论概念是生物学从自然史的阶段即描述有机体的形态和过程的阶段，转变到精密科学阶段的前提。看来，我们时代面临的任务，是要完成生物学中的“哥白尼革命”。“哥白尼革命”是在涉及无生命界的科学领域中发生的。正是这场革命，使亚里士多德的世界体系转变为近代物理学。
　　记住，我们将考察某些基本的生物学问题，看一看机体论概念是如何发挥作用的。以后我们将考察机体论概念的认识论结论。
《论坛反应与交流》
《兴华论坛 → 争议区》
宇宙之心：这么精湛的文章，应该转到名家名言啊！

第62篇  贝塔朗菲谈《细胞理论》的机械论本质
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

说明：
这里转贴贝塔朗菲的书《生命问题》中第二章第3小节：《细胞理论及其局限性》。贝塔朗菲的批判是在50年前进行的，但是，到现在，有几个人认为细胞理论是机械论，是错误的呢？所以，这里的文字绝不是形而上学的空谈，而是与我们的医学实践有着密切现实关系的。请看摘录：
3．细胞理论及其局限性
　　“细胞理论”是不适当的，这种陈述是“整体论”生物学最流行的一种陈述。为了对细胞理论作出正确的评判，有必要先弄清它的含意。
　　细胞，即由细胞质和细胞核这两个基本部分组成的系统，是所有机体（植物和动物）的最重要的结构要素。这是既无可争议而又无须称为“理论”的经验事实。这种经验陈述同有关细胞结构和功能的所有特定的经验事实一起，可称为“细胞学说”。
　　可是，“细胞理论”比这种经验陈述更进一步。从形态学方面说，它意味着细胞是生命世界无所不在的和唯一的构成要素，也意味着多细胞有机体是诸细胞的聚集体。从胚胎学方面说，它把多细胞有机体的发育解析为胚胎中诸个体细胞的活动。从生理学方面说，它把细胞看作功能的基本单位。细胞理论的奠基人施旺（Schwann）早在1839年就提出这样的问题；是有机体的总体决定了它的组成单位细胞的生长和发育，还是正相反，是细胞的基本力量决定了有机体？他选定了后一种看法。
　　先让我们来考察形态学的陈述。“所有有机体都由细胞组成”这种习惯断言如果是以绝对肯定的方式表达的，那它就是不正确的。复杂的原生动物，例如纤毛虫，长期被称为“细胞”的动物。例如，草履虫具有类似存在于高等有机体中作为多细胞系统的器官的单细胞器；细胞嘴和肛门，有收缩性的结构和神经原纤维结构，运动的器官，等等。因此，单细胞有机体的细胞只与作为整体的多细胞有机体类似，而与多细胞有机体的个体细胞不相类似。事实上，大自然已多次做了创造没有细胞分化的较大有机体的实验。SiPhoneoe，一群绿海藻便是例子。海生物种通常有几米长，具有蔓延的“茎”，细细分叉的“根”，各式各样羽状和圆齿状的“叶”，但这整个有机体是由单个巨大的多核细胞构成。确实；这样的形态是非常稀少的，这表明，在大自然中，这种非常规细胞的设计显然是经不起考验的。细胞的分化提供了重要的功能性结构，尤其造成了细胞表面得到大发展的优势。由于细胞的物质交换是在其表面进行的，所以非常规细胞组织与细胞组织相比，处于不利地位，是可以理解的。细胞分化还促进功能的分化；而另一方面，细胞膜和植物细胞的充盈，起着重要的力学作用。这些思考使我们能够理解自然界为什么顽强地表现出细胞结构向更高级的组织形态进化的天性。但是，即使较高等动物有机体也并不是无例外地由细胞构成的。非细胞形态的其他结构随处都有，例如，没有组织成典型的细胞但形成多核团块的原生质（原质团和合胞体），肌肉纤维，神经纤维和结缔组织的纤维，粉状物或胞间质，体液，等等。因此，比较高等的有机体不能简单地称为“细胞群体”。
　　这些类似的考虑也适用于细胞理论的其他两方面问题。多细胞有机体的发育不是诸细胞活动的总和，而是胚胎作为一个整体的活动，无论单细胞阶段还是多细胞阶段，都是如此。这种整体的胚胎活动表现为调整、定型和形态发生活动（PP．43f，57f，63）。从生理学上看，有机体的整体决定细胞的活动，而不是细胞的活动决定机体的整体。功能的分化不是由细胞决定的，而是由器官决定的，功能可以是属于细胞的部分或细胞的，也可以是属于细胞的复合体的（海登海因［Heidenhain］）。

第63篇  贝塔朗菲谈对细胞间质功能的两种认识
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

说明：
这里转贴贝塔朗菲的书《生命问题》中第二章第4小节中的一段：
动物有机体的支撑组织——结缔组织、软骨、骨、牙质等等——存在于大部分细胞间物质之中，而诸多细胞则嵌于细胞间物质之内。这里我们介绍两种对立的观点。第一种观点认为，应当把这些物质看作细胞的死的分泌物，而只有细胞才是活的；第二种观点认为，细胞间物质是由活的原生质变化形成的，被保留的“生命团块”（living mass）这个概念，不仅包括细胞，而且包括细胞间物质。冯•贝塔朗菲（1932年）指出，从机体论概念的观点看，第一，细胞间物质的生长和形态发生不足以断定它们的自主“生命”；第二，它们的形成不是个别细胞活动的总和，而是整体（通常是同体原生质、组织）的一元的活动；第三，生命团块的概念应考虑用系统概念来代替。在有机体的等级秩序中，首先是细胞，然后是组织，是“活的”，在组织的结构中，细胞间物质起着类似于细胞膜或小纤维在细胞中的作用，就其本身而言，它们也不是活的，但它们属于细胞系统，它们作为一个整体是活的。组织学新近的发展，尤其是赫泽拉（Huzella）关于细胞间组织的学说（1941年）证实了这种机体论观点。传统的细胞理论是片面地根据对个别细胞的结构和功能的研究建立起来的，它不能解释确定结构的统一整体与和谐的协同活动是怎样从由卵细胞分化而成的细胞聚集形态中产生的。另一方面，“极权主义的”（totalitarian）概念作为第一种观点的对立面而出现。它忽略细胞的个体性，把细胞、细胞间物质、小纤维等等，看作“生命团块”的合胞原生质连续体。与细胞理论相一致的是，细胞间组织理论强调细胞是最基本的自主生命单位，它拒绝生命团块的概念和细胞外原生质的概念。另一方面，细胞间结构是有机体整合和整体性的重要基础。无生命的细胞产物，就其本身和它们非间断的连续性而言，它们在活细胞之间的关系中起着介体的作用。按照赫泽拉的看法，小纤维和细胞膜的“弹性运动系统”，在个体发育和系统发育的早期阶段，表现为嗜银纤维（即由于硝酸银而坚韧的最细的小纤维系统），除了它具有作为支撑系统的功能之外，还起着迄今未知的建构和整合作用。它形成了细胞得以保护的生活环境；它是营养物质和液体的仓库，是细胞间关系的介体。它为细胞的有序排列，进而为形态发生提供了构架。模型实验已表明了嗜银系统的细胞外起源、无生命性质和形态发生作用。小纤维和膜结构可以从结缔组织的萃取物中产生，可以依赖细胞而生存，也可以像组织培养那样在体内生存。用适当的盐溶液与小纤维物质的溶液混合，以形成结晶，由此可以产生晶体的小纤维骨架。然后将这种纤维状物加以冲洗以消除其中的盐，用它作为培养组织生长的构架，这时它可以依靠活细胞而生存，形成最初的晶体排列。最后，细胞间的系统是生理整合的基础。例如，它能解释功能的适应性，这种适应性是由于机械张力使小纤维按一定方向形成的结果。在伤口愈合过程中，伤口充满液体，是由发炎和溶液中某些小纤维物质酸化造成的；后者产生小纤维的构架，用以作为重新长出肉芽组织的细胞的移动路线。因此，应当按照细胞间组织理论的观点修正细胞病理学。疾病的原因不能完全被归结为个体细胞的紊乱，它在很大程度上是由细胞间系统的紊乱引起的。例如，在恶性肿瘤的渗透生长过程中，细胞间系统的紊乱起着重要作用，在结缔组织中形成的小纤维大量地围住癌，促进和加剧癌细胞的侵袭。

第64篇  贝塔朗菲谈高等动物的整合功能、分化与整合的关系
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
说明：
这里转贴贝塔朗菲的书《生命问题》中第二章第4小节中的一段：第48—50页
有机系统中相互作用的密切性有不同强度。在原始后生动物中，例如在腔肠动物中，细胞表现出很大的独立移动性和吞噬活动。与之相对照，我们在高等动物力发现细胞和组织对于整体严格的从属关系、我们可以称之力逐渐整合。我们进入有机体的层次越高；孤立部分的行为与它们在整体中所表现出来的行为越是不同；这些孤立部分的行为与整个有机体表现的行为相比，则更加不同。
　　高等动物主要有三个整合系统。第一，体液，它在组织和器官中分配营养和氧。同时为细胞的活动提供最适宜的内环境。第二，激素，它从化学上以特定的方式调节各种功能。第三，神经系统，它不仅是对环境的刺激作出反应的机构，也是有机体整合的机构。
　　逐渐整合与各个部分的逐渐分化协同进行，部分的分化同时意味着专一化，从形态学上说，可称为“分工”。我们可以在最简单的单细胞有机体中，也可以在最高等动物中发现新陈代谢、生长、应激性、繁殖、遗传等基本活动。可是，阿米巴的所有这些生命的基本活动过程是在单个和同一的系统即它的细胞原生质内进行，而在较高等的有机体中，这些过程分散在不同的器官和系统中进行。唯有专一化才使有机体各种功能的增强和完善成为可能；但另一方面。专一化必须为此而付出代价。
　　逐渐分化同时意味着逐渐机械化，即原初统一的活动分裂成诸独立的个别活动，从而失去了可调整性。当某些部分获得比较专一的功能时，失去了调整能力，即丧失了对付突然事件的其他功能。因为失去某一些部分，会造成无可修复的损坏、这个原理，可以通过社会学的类比得到最好的说明、在野蛮时代的原始公社里，每个人同时是农民、工匠、战士、猎人。只有当行业团体的成员实现专业化时，才有可能取得文化技术的进步，但这时，专业人员变得必不可缺，同时他在自己日常职业之外比原始的个人更加无能。因此，鲁滨逊在荒野中显现出的可怜相更甚于其仆人。他之所以能凑合着生存，是因为幸亏老天将各种各样的文明物冲上岸供他使用。生物领域里也是如此，发育过程中胚胎部位的逐渐确定，神经系统中随着神经中枢逐渐分化和固定，调整能力逐渐减弱，都表明了这点。同样，就有机体对不同环境适应性而言，也只有通过有机体自身内的分化和专一化，才可能得到发展。有机体必定会因为机械化而付出代价，即各个部分固定地具备单一功能，由此丧失遭受扰动后的恢复能力。
　　而且，随着逐渐分化，某些部分获得比其他部分更多的优势。与此相关的是逐渐集中化。于是我们在发展程度较高的等级体系中发现队列秩序原理和各个部分的从属关系（A．米勒［Muller］）。整合所特别依赖的“中心”器官，在细胞中是细胞核，在高等动物中是神经系统。当然，有机体不像军队那样表现出明确的队列秩序，而是多种多样和相互作用的秩序模式的复合体。例如，我们可以把脑看作神经中枢的主导器官。但是，如果心脏停止跳动几秒钟，脑立即会变得不能活动。我们也不能认为。已脏是维持生命所必需的最重要的器官，因为当肝脏不能释出心脏活动所必需的糖时，心脏就停止跳动了。反过来，肝脏又依赖于心脏的正常活动（冯•内尔加德［von Neegard］）。
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     《同济医学论坛> 内科学》
      jjj5164504：楼主真是有恒心啊