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[转载]钱学森与系统科学

已有 4901 次阅读 2008-6-18 12:21 | 科学, 钱学森

 

      人们记得,钱学森有过这样一段感人肺腑的谈话:

      “如果一个科学家的生命属于科学,就应把自己的生命过程使用得更有效力,更精细,更有韧劲。一个科学家的生命当说已经不属于自己,他应该属于创建科学的巅峰。不妨把科学家的生命看成是前人创造者的继续。科学家总是登着前辈的肩头攀援,而自己,往往又成为后人的人梯。”

      钱学森用了几十年的精力和心血,开创了我国航天科技事业的前进道路,推动了我国火箭、导弹事业的迅速发展。钱学森是我国航天、火箭、导弹事业的拓荒者和奠基人。他在为中国的航天事业创业、奠基的同时,又哺育和培养了一代又一代的航天英才。然而,这并不是他的全部工作。钱学森不仅是一位有着惊人智慧的科技翘楚,而且也是一位富有独创性的伟大的科学理论家。他在自己的科学实践中,创立、丰富、完善、发展了许多学科的理论。这其中特别要提到的,是他完善并发展了系统工程的理论与方法,并将这一理论与方法应用于全部知识领域的研究,从而创立了系统科学。

      钱学森创立的系统科学,具有世界影响。由于这一学说的创立以及他在航天、火箭、导弹方面做出的辉煌贡献,双壁联珠,使他荣获了国际“小罗克韦尔”奖章。

     现代社会分工和专业化高度发展,经济、文化联系错综复杂。生产、流通、交换、分配的规模越来越大。科学技术越来越发展,反映这些发展情况的信息量和信息交流,也随之大幅度增长,而且越来越在社会生活中占据重要位置。

      有一个统计数字表明,自六十年代以后,科学知识的信息量,每年以1O%以上的速度增长。

      一个科学家即使夜以继日地工作,也只能阅读有关他自己这个专业的出版物的一小部分。于是,大量的信息被闲置和浪费掉了。而这些信息,对于每个人所从事的专业来说,看似无关紧要,实则是非常重要的。这种状况,不仅使科学家,也使不同岗位的决策者,都感到惋惜和无措。人们在呼唤一种新的科学,帮助解决这一矛盾。

     系统科学,便在这样的时代背景下应运而生了。

     系统科学可以帮助人们面对纷繁复杂的主客观世界和浩瀚的知识海洋,提纲挈领、纲举目张地认识世界和改造世界。这一科学理论,对于人类知识的积累与运用具有普遍指导意义。

      钱学森对系统科学的创建与发展,可以追溯到五十年代初。钱学森在美国遭软禁的黑暗岁月里,他便开始了对系统科学的研究,并在那里出版了他的专著《工程控制论》。1955年秋天,钱学森回国时,同许国志一起,把运筹学的“种子”从它的发源地美国带回了中国。1956年,钱学森创建了我国第一个运筹学研究组,并把这个研究组作为他负责组建的中国科学院力学研究所的组成部分。钱学森与许国志一道通过这个研究组,奠定了运筹学为我国社会主义经济建设服务的发展方向。钱学森作为一个有远见的科学家,他已预见到运筹学不单要研究现有武器装备的运用,而巳更要研究未来战争武器装备的规划与运用。因此,钱学森在国防部第五研究院创建了我国第一个军事运筹研究机构——“作战研究处”,开辟了系统科学面向我国武器装备规划的新领域,也可以说是我国国防系统运用分析研究科学的起源。

      与此同时,从大洋彼岸传来了信息——美国将“计划协调技术(PERT)”运用于北极星导弹核潜艇的研制工程,使研制生产周期缩短了将近三分之一。

     这使得钱学森深受启发。

      “计划协调技术”是系统工程的理论与方法之一。它通过计划流程图,较形象地反映事物的内部规律,可以帮助人们事先了解计划执行过程中的张、弛程度,以便于采取有效措施;它可以预计各项工作计划的确切日期及其把握性;并且能够及时提供计划网络中的“临界路线”(也称为短线),以便于及时提醒人们抓住主要矛盾。

      1962年,在钱学森院长的积极倡导下,国防部五院开始探讨尖端技术科学管理。在研究美国这项技术的同时结合我国实际情况,提出了试验报告。

      钱学森参照美国的“PERT”,提出计划管理部门应结合我国具体情况,试行计划协调技术。

       在钱学森的倡导下,许多计划和工程部门的墙上,挂起了按照技术上和组织上的各种时序联系和逻辑联系的“苹果树”挂图,或者叫作计划流程图,运用数学方法进行计划和工程的分析预测,分清主次,明确关键,寻求人才资源和物资资源利用的最优方案。

       在导弹研究院,以远程火箭制导系统地面计算机制造过程为对象,进行协调技术管理方法(即系统工程)的试验,原来凭直感认为是短线产品的铁芯体,却并非短线。而原以为很容易过关的电源问题,恰恰是设计制造的短线。于是,钱学森与他的助手们及时采取了调整措施,结果,使整个计划提前一个月完成。

      系统工程的技术管理方法运用效果极佳,使许多科学家大开眼界。于是,系统工程的管理技术手段在国防部五院全面推广开来,大大推进了火箭导弹技术研制与试验工作的进程。

      在研制火箭导弹的繁重工作中,钱学森对于系统工程的研究,始终抓住不放。他把这项研究同火箭、导弹的研制工作结合起来,在实践中研究,在研究中实践,从而,推动了我国火箭、导弹研制工作的大步前进,也提高了系统工程研究的质量。他在实践和研究中撰写了一批很有分量的论文。可以说,钱学森以他在总体、动力、制导、气动力、结构、计算机、质量控制等领域中的丰富知识,以他在组织领导共和国的火箭、导弹和航天器的研究、发展工作中的丰富实践,一方面为我国的航天事业做出了巨大贡献,同时,也为发展系统工程科学做出了卓越的贡献。

      世人都为中国的航天事业发展神速而惊讶。究其原因,固然同党中央的重视、关怀分不开,同整个航天战线上的一代航天人的拼搏奋斗分不开。但是,钱学森提出的系统工程的技术管理方法的应用、功不可没。

      在“580”(洲际导弹工程代号)工程指挥部的墙上,悬挂着巨幅,“苹果树”;

     在“781”(远洋测量船研制工程)工程调度室的墙上,也悬挂着巨幅“苹果树”;

     在“331”(地球同步卫星工程)工程的总工程师工作室的墙上,同样也悬挂着巨幅“苹果树”。

 

     这一棵棵“苹果树”,成为了指挥参谋人员、计划调度人员和总署设计师们掌握研制情况,预测工程进度,分析处理工程中的问题,须臾不可离开的法宝。

     由于系统工程技术在国防科研系统的推广与应用,促使八十年代国防科研战线著名的“三大战役”取得了空前的成功,获得了前所未有的最佳科研与试验效益。

      我们再来看看另一个战线。

      1985年3月。

      在北京西山,中国人民解放军最高学术研究机构——军事科学院幽静的大院内。全军模拟作战经验交流会正在这里举行。

     当时,正值我军模拟作战手段由传统作战方式向现代化转轨时期。

     钱学森在这次会议上发表了重要讲话。他竭力倡导把作战模拟纳入军事系统工程的范畴。他提出了一系列新的概念,从而使得军事学术研究领域更为广阔,层次更加清晰,面貌为之一新。

      钱学森在这次讲话中,阐明了这样一个观点:

     “在人类的全部实践活动中,没有比指导战争更强调全局观念、整体观念,更强调从全局出发、合理地使用局部力量,最终求得最佳效果的了。所以,指挥现代化的战争,应该科学地应用系统工程的协调管理方法。”

      他向人们讲述了一个很好的范例。

       在军事行动中,最早使用系统工程方法的是美国。在第二次世界大战后的冷战时期,美国国防部长马克纳马拉提出的全球战略,后来被称之为“马克纳马拉战略”,是运用系统工程科学制订的最成功的全球战略。

      六十年代初,美国国防部长马克纳马拉为了改变美国在战略核武器方面落后于苏联的状况,运用系统工程的原理和方法,对美国的战略方针、组织机构、预算规划、武器管理提出了系统改革的方案。这个方案被批准实施后,果然很快扭转了美国的被动局面,取得了良好的成效。

      钱学森深入地研究了美国的这一成功经验之后,便积极建议我国军事部门将系统工程原理和方法,作为我军不断向现代化迈进的重要手段。他提出了应用军事系统工程的广泛领域,诸如:

    武器装备的研制与管理;

     作战模拟,战术模拟,技术模拟;

     军事后勤的组织与管理;

     作战指挥;

      战略抉择与作战方案的确定;等等。

      钱学森的建议被我军采纳。于是,军事系统工程这一现代化科学成果,迅速在我国军事部门各个领域大放异彩,极大地推动着人民军队的现代化进程。这不能不说是钱学森对于我国军事现代化所作出的又一重大贡献。

     再看另一个领域。

     《红楼梦》是一部奇书。自从问世以来,不仅读者甚广,研究它的人,又何止万干?以致形成了一门学问——“红学'”。尽管投入了那么多人,进行了近百年的研究,然而,由于对这部古典名著的研究还是传统的研究方法,因此,仍然有许多解不开的谜、例如,林黛玉究竟是几岁到贾府的?这个问题就曾长期困扰着红学家们。

     但是.系统工程理论一巳进入这个领域,情况就不同了。

     由于钱学森的倡导,江苏省镇江市科委的科技工作人员彭昆仑,大胆地运用系统工程的技术与方法,借助于电子计算机,将这个百年未解之谜,轻而易举地解开了。

     彭昆仑得出了合乎逻辑的结论:林黛玉到贾府的年龄应为9岁。

     系统工程的理论与方法,又来光顾历史学。

     历史学,这是一门古老的社会科学。如何使它赶上现代社会生活的步伐,为改革开放大潮中的现代中国服务?彭昆仑在“红学”研究方面的突破,也给了历史学家们以启示。

     历史,是一个十分复杂并充满矛盾的“有规律的统一过程”。怎样把千头万绪的历史素材连结成为一个“统一过程”,这是一项非常繁杂的工作。尤其是,其中还要将几千年的历史记载考证核对,去伪存真。工程之浩繁,是可想而知的。因此,只凭历史学家的大脑来运作,靠历史研究工作者的手工操作.是远远不能胜任的,是不能解决连结成为“统一过程”这个课题的。

     钱学森为比撰写了一篇题为(用系统科学方法使历史科学定量化》的论著,为传统的历史科学研究开辟了新的途径,从而,给这门古老的科学注入了现代科学的活力。

     运用历史模型进行定量研究,这在西方国家已经日益推开。然而.钱学森并没有跟在西方国家后面,亦步亦趋。他有自己独到的贡献。

     与西方国家不同的是,钱学森把系统工程的技术、方法作为马克思主义哲学的普遍联系原理更加具体化,更加深化了。钱学森将研究的注意力集中于各种事物和现象的相互联系和相互作用上。他注重对各种事物的发生、发展和消亡以及它的历史、现状和未来作动态性的全过程考察,并从理论与实践的结合上达到高度的综合。这就使得钱学森较之西方的科学工作者站得更高,看得更深、更远。

     钱学森为促进运筹学、系统工程、系统分析在我国的推广应用与发展,做出了巨大的努力。他以古稀之年,先后在北京、成都、昆明、长沙等地发表了一系列关于系统科学的学术演讲。有了系统分析、系统工程、控制论、运筹学和作战模拟,通过现代科学技术体系的认识思考,系统科学的概念就形成了。

     在钱学森所著的《论系统工程》一书中,罗列了以下系统思想与系统工程——社会系统工程,军事系统工程,信息系统工程,科学系统工程,农业系统工程,计量系统工程,标准系统工程,人才系统工程,环境系统工程,行政系统工程,法制系统工程,以及科学学、思维科学、人体科学、社会科学、哲学和自然辩证法。

      钱学森晚年以科学家的开拓精神,几乎将人类全部知识系统化了。他对系统科学最重要的贡献,就是发展了系统学和开放的复杂巨系统的方法论。

     由于钱学森对系统科学坚韧不拔的研究和坚持不懈的倡导,不过几年时间系统科学便为中央和全国各行业、各阶层人士所接受、所应用,不仅是科技工作者,一般行政管理人员,乃至党和国家领导人,都在运用这一崭新的科学理论和方法解决着面临的各种问题。

      在钱学森的倡议和指导下,在八十年代初期,运用系统科学的理论与方法,对我国的经济建设计划与社会发展作出了科学的预测和研究。这项研究是由国务院经济技术社会发展研究中心会同国家计委、国家经委、国家科委、中国科协、中国社会科学院等部门,组织了1OO多个单位的4O0多位专家进行的。工程规模浩大,涉及到国民经济的方方面面,以及科学技术、教育及智力开发、国防事业、国际交往、外贸旅游和文化艺术等诸多领域。这一巨型系统工程,对于2000年中国社会的全面预测,具有重大意义。这对于认清国情,探索具有中国特色的社会主义现代化道路,从而高瞻远瞩地制定我国的经济、科技以及社会发展总体战略及具体规划,具有不可低估的划时代意义。

     钱学森的科学研究,是完全自觉地在马克思主义哲学的指导下进行的,他在一篇题为《尽早建立系统科学的体系》一文中,这样写道:

      辩证唯物主义的认识论教导我们,客观世界是不以人们的意志而独立存在的,人可以通过社会实践逐步认识客观世界,而且当人们掌握了客观世界的运动规律之后.又可以能动地利用这些规律来改造客观世界.在实践中检验我们认识的正确性。我提出发展系统工程,尽早建立系统科学体系的论台,是不是符合马克思主义的认识论呢?这是很值得思考的一些问题......我们应当力求把稳发展方向。

     钱学森在一次学术讨论会上.还说道:

     “建立系统学的科学体系,要发挥我们的优势,这就是在马克思主义哲学的指导下,遵循正确的方法论,既广泛吸收各个学科的成果,加以融会贯通,又要联系我国的实际问题,从中获得正确的动力并得到检验。”

     一个人做对了事情(包括科学研究),符合了马克思主义哲学所揭示的客观规律,是一回事;而像钱学森那样,自觉地学习马克思主义哲学,自觉地运用马克思主义哲学的立场、观点、方法去指导自己的科学工作,则是另一回事。这后者,对于一个自然科学家来说,的确是难能可贵的。

       钱学森在探索和研究自然与社会各学科系统的过程中,将系统科学不断地补充、完善,使之理论化、系统化,从而确立了系统科学的理论体系。他是当今世界上第一个将系统科学的范畴与概念明确化、理论化的科学家。因此,中外诸多科坛的宿将与元老,都一致公认钱学森是系统科学的创立人。

       系统科学的创立,具有十分重大的意义。钱学森从来不把这件事情只记在自己的名下。他在一次系统学讨论会上,号召所有参与研究系统学的同行们说:

       “我们若是把这件事做成了,将会是震动世界的,在科学史上的意义将不亚于相对论和量子力学。”

 (原网站:http://www.hd-qxs.com.cn/



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