世界充满了种种复杂。我们怎样能够在不用理解复杂现象的情况下做出判断和行动？如果这个答案并不存在，那么我们如何理解复杂现象？
作者：Alex Ryan 林启凡 译
系统论是什么？回答这个问题的第一步是要弄明白系统论发展历史以及各个时期有关系统的论述。我尤其查阅了系统研究者们如何将他们的贡献从机械论科学和整体论中区分开来，并且明确和复杂系统以及其他系统方法的共性和最明显的不同点。在做好第一步准备后，第二步聚焦于形成一种包含系统论精神的对“系统”的定义。
1.1 介绍
如果有人准备分析当前当下的理念和流行语，他们会发现“系统”高居榜首。这个概念已经流行于科学的各个领域，渗透到流行思潮、行话和大众传媒中。
路德维希·冯·贝塔朗菲
自从冯·贝塔朗菲在开放系统的理论引入一般系统理论（在20世纪中叶上升到显著位置），系统研究领域就变得很受欢迎。一般系统理论和控制论的紧密联系催生了一系列的系统方法，包括复杂系统、非线性动态系统、协同学、系统工程、系统分析、系统动力学、软系统方法论、第二阶控制论、目的系统、批判性系统思考、整体系统干预和系统疗法。
在系统理念加入所有科学的工具箱同时，系统方法也打开了学科之间的新领域，比如系统生物学，并开创了和传统学科交融的新交叉学科，比如社会生物学。米奇利（Midgley）划时代的四卷系统思想文集介绍了很多这类系统方法。包容多样性是系统方法的明显优势，但是这也导致了很难去描述定义系统方法。让我们来考虑以下几个典型的关于系统的定义：
定义一：系统是包含各种关系的实体集合。
根据这种定义，系统的对立面是一个没有任何联系的实体集合，甚至不包含逻辑联系，比如：一个堆。但堆并不能在自然界中存在，它们不过是一种理想化的概念，因为逻辑关系总是可以在一系列实体间建立起来。或者可以说，我们可以断言不可分割的原子类元素也不能满足这种定义（除非细微的集合和联系被排除）。因此，系统定义从来没有被明确出来。然而，在这种定义下，任何一个大于电子的物体都是一个系统，这就让系统这个概念变成了一种虚无的概念，除非系统被进一步定性。比如，后面将介绍的系统工程定义只考虑在功能关系中的物理系统。
定义二：系统是一个在时空中具有有限边界的区域，在这个区域里每个组成部分都有功能关系上的联系。
尽管有不少坚持这一定义的尝试想把系统当成世界承载物，但世界是系统性的（经常等同于幼稚实质论者和硬系统研究）这一断言有问题的。他们忽视了系统思考加入了简化的假设、模型选择和删减这一事实。他们也忽视了控制论中第二阶视角（在这一视角中，观察者和广义上的系统理论家也应该被视作一个系统）。但是，系统方法并不需要做个大胆的论断说这个世界是由系统组成。当我们将系统方法视作一个思考世界的角度而不是将其看做一个时空中有限边界区域的客观属性时，就可借此方法获得更有效的知识。因此，系统的定义应明确世界是怎样被理想化、被表述以及它当被视作一个系统时是怎么运作的。系统的定义不会告诉我们如何发现世界的一部分什么时候成为了一个系统，但它可以启示我们什么时候可以合理地运用系统方法。
必须强调的是，作为极端的另一个反面，相对主义者和对系统单纯主观的解释（该解释认为所有观点都是同等有效的）也是不合适的。在这篇论文中，我将考虑从软系统方法和硬系统方法两种视角构建一种适中的方法。系统视角的意义在于不用将系统研究还原拆分成孤立的部分来研究。通过系统视角获得的知识可以和通过还原论者的科学视角获得的知识一样客观。从这个角度来说，系统方法贡献了一种对传统分析方法起到补充作用的探索方式。
本论文以重点介绍系统论运动的科学思潮为开始。然后，我将讲解系统思考的历史。我将用不同的故事来说明系统方法的发展过程，这其中的历史细节更偏向于复杂系统设计。它强调了区分系统家族中不同成员的关键概念。我调研的系统方法是一般系统理论、控制论，系统分析，系统工程，软系统和复杂系统。最后，我总结了系统的定义作为对系统方法的简要概括。
1.2系统之前的科学
如果是重新发现古希腊科学的时期，那么接下来的启蒙运动时期便产生了奠定现代世界观基础的科学革命。现代哲学之父笛卡尔在启蒙运动的自我觉醒中扮演了关键的角色。为了尝试将知识从科学哲学和迷信中分离开来，笛卡尔定义了一种科学方法，他坚持用这种方法以期望获得真理的捷径。笛卡尔方法包含四大原则：
第一条，绝不接受任何我没有弄清楚的事物，也就是说，小心谨慎地避免草率和偏见，那些清晰呈现在我的脑海中排除了所有疑问的事物才可以通过我的判断力审查。
第二条，审视每一个复杂事物并将其分解为尽可能多的部分以尽可能和它的解决方法相适应。
第三条，我的思绪从最简单最容易的部分开始着手，并一步步一点点扩展到更加复杂的部分。在脑海中将物体按照某种顺序排布，即使这种顺序并非天然存在于它们之间的前后关联中。
第四条，在每个实际案例中逐个完成检视并整体复核，从而使我可以确保没有任何遗漏。
第一条怀疑性审查原则和第四条渊博分析原则展现了现代西方哲学的主流方法。同样地，第二条还原分析原则和第三条从简到繁原则成为现代科学中举足轻重的方法，它们将科学从哲学之中区分出来。总的来说，这两个原则为把问题分解成简单部分并逐个思考（之后还可以将简单的部分重新组装起来获得一种整体理解）这一方法提供了一种科学解释。这就是我称之为的笛卡尔分析方法。
在笛卡尔清晰描述了一种服务于科学方法的哲学同时，牛顿在重力和运动定律的重大发现展示了简化和精确的数学理想化模型在统一和定量预测各种现象的运行状况中的巨大威力。牛顿万有引力定律F=Gm1*m2/r*r给出了在理想化质点m1和m2之间的引力F（r是质点间的距离，G是宇宙常数）。
这一定律用通用固定法则描述了重力机制，并呈现了主导宏观无机物体力学基础效应。尤其是我们的太阳系由太阳的质量主导以及重力与距离平方倒数的关系，这就意味着其他星系施加的力可以忽略不计。因此，这就允许牛顿可以在行星运动计算中忽略太阳系中大多数物体（牛顿可以忽略太阳系中的100000个物体，而只需要考虑其中10个）。而且，根据万有引力定律方程式，在m1和m2之间的引力独立于众多其他物体mi。这就允许每一对相互影响都可以被单独考虑并总结：万有引力定律背后的宏观结构使大量简化成为可能。
牛顿力学不仅提供了另一种宇宙观，终结了亚里士多德世界观的统治地位，而且还统一了地上和天上的运动规律。一旦天堂和人间是由同一个法则支配，人们就会接受用来解释行星运动的数学可以同样解释地球上的生命这一观点。
牛顿力学主导了19世纪物理学决定论和机械宇宙论的世界观。这种世界观被贝塔朗菲（Bertalanffy）形容为一种“由必然的力学因果支配的原子无目的的运动产生了世界上包含无机物、生命和精神的各种现象。”波兰尼（Polanyi）将机械论的起源论追溯到伽利略对于毕达哥拉斯学派信仰的综合——自然之书是由几何语言写成的，以及德谟克利特主义“颜色、甜蜜、苦涩，这些习以为常之物其实只是原子和虚空”。
尽管牛顿本人在他的哲学中并没有强调机械论，但很多古典机械论者在被运动的含义所迷惑，牛顿的追随者将万有引力明确地解释成机械论理想。将牛顿物理学做了重要延伸的拉普拉斯（Laplace）提出了一个更著名的机械论论述。拉普拉斯在他的文章《关于概率的哲学随笔》（Essai philosophique sur les probabilit`es）中随即提出著名的拉普拉斯妖。如下：
我们可以将宇宙现在的状态视作是它过去的结果和未来的原因。一个智慧生物（即拉普拉斯妖）具有在某一个时刻能知道所有驱使自然运动的力以及自然中任何一个位置的组成成分，如果该智慧生物有强大的智能足够分析这其中的数据，它就可以将宇宙中最大的物体和最小的原子的运动用一个单独的方程式包含进来。因此在这样一个智慧生物看来，未来没有任何事物是不确定的，就像它看待过去一样。
正因为这些成就，笛卡尔分析方法和机械论的联合给后来的现代科学蒙上了阴影——对精确性要求不多的科学领域也在追求这种理论物理所设立的法则和尽可能简化还原的理想。这种观点认为只有物体的机械属性是首要的，其他科学领域所研究的属性都是延伸和次要的。
但是，仍然有很多科学领域坚持机械论的世界观。机械论者和活力论者对于无机领域和生命之间差别的争论主导了生物学三个世纪之久。粗略地说，机械论者认为生命不过是物理和化学。与此同时，活力论者针锋相对地认为生命不可以被还原分解成物理定律。另一部分的活力论者认为生命体可以改变物理定律，或者至少被物理定律较少限定——生命是部分自主的。
在1920年代，这一争论在突发论者创建了一种中间路径后得以解决。这种中间路径既承认对物理学定律的坚守，同时又否定了所有现象都可以被彻底简化还原到物理层面。回顾过去，突发论者做出了向系统思考关键性的飞跃。
切克兰德（Checkland）定义了三类笛卡尔分析方法无法攻克的科学问题。它们分别是复杂性问题、社会科学问题和管理学问题。
首先，根据切克兰德的观点，当密集相互影响的变量产生一种“涌现现象”时，复杂就会造成一种严重的问题以至于诉诸于还原论者的思想和实验方法都不能解决。
第二，社会科学问题虽然不密集相互影响，但他们包含了人类个体潜在的特殊私人知识和决定他们反应的解释。从而限制了上述“原则”支配社会行为的精度和总体能力。另外，社会现象总是可以从更多的可能角度来解释以至于超出了自然科学的必要范围。
第三，切克兰德以管理为例——在社会系统决策的过程，分析科学总是存在问题的。运筹学作为一门管理类的科学方法产生于二战时期对军方决策的支持，并在战后被制度化和大规模应用于工业之中。但是，切克兰德声称运筹学用特定的一般形式解决问题的方法在现实生活问题中作用不大，因为这种使问题变得特殊化的细节导致了一叶障目。虽然切克兰德没有证实这种论断，但通过运筹学行会观察发现，运筹学正逐渐被降级到战术层面而非战略决策层面，这一论断已被不断认可。正如切克兰德所说：
运筹学方法的独特作用是并非是必不可少的，它的方法论饱受挑战，它被看做是一种狭隘的专家学科，一个数学家的合适避难所，它的实际应用是脆弱的，它的总体影响也十分有限。
虽然说20世纪中期的科学整体是非系统性的这一论断过于简化，但直到这一时期，什么是系统这一意识才自发觉醒。在分析方法支配科学领域的背景下，人们越来越认识到这种方法的局限性以及系统论运动应该向科学提供另一种可选方法。在系统论运动之前的分析科学内部通常简单地认为“系统”是一个或多个感兴趣的对象。但是，这种观点没有向系统贡献任何内容，它只作为一个容器以便给研究中感兴趣的对象贴上标签。相反，系统性运动发轫自对系统实质性概念的清晰定义。
1.3进入系统
在西方，冯·贝塔朗菲发表在1950年开创性的系统论文被视作播下了系统论运动开始的种子（虽然他从1928年就已经发表了生物学方面系统方法论的文章）。这篇论文的目的在于严格地解释了生物学中的有机系统和传统物理学的封闭系统之间的关键差异。在分区这种差异过程中，贝塔朗菲想科学地解释，在对比考虑封闭物理系统和生命系统时，生命系统展现的明显悖论特性。比如，热力学第二定律指出熵增和秩序的减少是不可避免的，但生物系统的进化和发展却展示了不断增加的秩序。通过提供对诸如等定局（当系统动力非状态决定时）和变体（复杂化趋向）的实验性科学解释，贝塔朗菲同时废除了活力论并在自然科学中建立系统理论的坚实基础。
冯·贝塔朗菲的侧重点在于开放系统的事件流（以及之后的能量流和信息流）的输入和输出，这带来了对开放系统所处环境的关注。这给我们对系统的定义一带来了新元素：系统不仅是组成部分的集合和它们之间的关联，更是一种接受环境影响并影响着环境的复杂整体。而且，系统有一个可以防止被环境侵蚀的边界。这种环境的定义指的是系统必须结合上下文来理解。
系统理论并没有覆盖所有的系统——它并非意图解释一切。韦弗（Weaver）在1948年指出在力学和静力学之间缺乏一种对由中等规模元素组成的系统的数学计量。这类系统的行为比简单机器和大型集群更加变化多端。韦弗给出了这种系统的定义：有组织的复杂性问题。韦弗用图表阐释了这种有组织的复杂领域。图1.1是由温伯格（Weinberg）绘制的较为精细的版本。
在韦弗的观点中，系统论中研究的对象是实体（物质性的）系统。在不经意间，抽象（概念性）系统是否应该被包含在系统论研究之中成了一种困扰（阿什比（Ashby）在一般系统理论中说明了这种整体不确定性）。这种困扰因两派系统理论的发展以及它们并没有清晰定义各自的适用范围而加剧。但是，实体系统和抽象系统都已经成为正统的系统研究学科。
切克兰德指出系统思考是建立在两对观点之上：
1. 涌现和层级结构，起源于机体生物学并由一般系统理论产生。
2. 通信和控制，起源于通信工程并由控制论产生。
这两对观点应该被加到系统方法比传统科学更加宽广的条件中：系统方法是建立在跨学科基础之上。回顾来看，先于一般系统理论和控制论的精湛系统理论是由俄罗斯人波格丹诺夫（Bogdanov）创建于1910到1913之间。但由于政治原因，他的Tektology直到冷战结束才被广泛了解。而那时，系统论运动（即一般系统理论和控制论）在西方发起已久。
另一个系统论运动的前奏是昂亚（Angyal）发展自心理学领域的系统理论。昂亚在细节上区分了关系和系统：
关系的建立只需要两个成员。复杂关系总是可以被分解为一对关系来分析，但系统并不能这样分析。
这一定义导致了系统和集合的不同——系统的组成部分是有秩序组合起来的，集合的组成部分是简单聚合起来的。牛顿力学只描述了集合的运行。昂亚也认识到包含系统的多样化事物的重要性，并声称“系统是组成部分的空间分布”。因此，系统不仅是相互关联元素的的集合，而且其中的关联关系必须是有秩序的。空间排布是系统属性的重要决定因素之一。这就意味着因为关系不能和系统组织结构相一致，很多关系组合对于一些特定系统是不成立的。所以，加在系统上的组织结构可以被看成一种对系统动力的限制。
由于系统方法和机械论（也和原子论及个体论）对比明显，一些人开始将系统理论和整体论想联系。系统哲学家邦奇（Bunge）意识到这种混淆并寻求将系统论和整体论想分离。根据邦奇的看法：
整体论是一种接受整体大于部分集合的理念的哲学：整体论也主张整体必须从表面来看，由其自身来理解，而不是通过分析。
正因为整体论拒绝了分析方法的可能性，它依赖于直觉而不是理性解释和经验性实验。系统论意识到涌现属性的存在，与之对比的是整体论从来不寻求从组成部分如何被组织起来的角度解释这些涌现属性。整体论对这种不进行分析的非理性理解很满意，而系统论则致力于通过分析和综合的方法给出涌现性质以科学解释。因此，我们十分有必要将系统论从整体论和机械论中分离出来。
另一种重要的对系统方法哲学定义改进是由丘奇曼（Churchman）所提出的，并通过以下的问题形式：
我们怎样能够在不用理解系统整体的情况下改进大型系统？如果这个答案并不存在，那么我们如何理解系统整体？
乌利齐（Ulrich）作为丘奇曼的学生和自封的信徒，认识到丘奇曼的问题抓住了“系统论观点带来的真正挑战：它传递的信息不是我们要变得无所不知的理性，而是知道去面对我们从来不理性的这一现实。”因此，从根本上说，系统方法是和理解表达的有限性紧密关联的。
1.3 一般系统理论
冯·贝塔朗菲和拉波波特（Rapoport）博尔丁（Boulding）一起在1954年建立了一般系统理论协会，将系统论社区组织起来并从1956年推出了系统论研究的专业年鉴。一般系统理论同控制论具有紧密的联系，同时一般系统理论推进了对系统论的核心定义。
冯·贝塔朗菲提出一般系统理论的主要观点是：
在不同学科之中存在的数学结构同构可以统一整个科学；
开放系统需要考虑系统和环境之间的能量流、事件流和信息流；
在开放系统之内，相同的系统状态可能由不同的初始条件和路径达到——开放系统的等定局；
指向最终状态或目标的目的论行为在系统科学探究中属于合理现象；
科学的组织理论需要解释整体性、生长、分化、层级秩序、支配、控制和竞争；
一般系统理论可以为科学领域的多面手提供基础教育。
冯·贝塔朗菲法则的关注点在于为统一科学提供一个基础可选项。他以此来对还原论者的机械世界观做出回应。他尤其反对生命行为中的原始叠加机械论——这种理论将整体只看成组成部分的线性叠加。值得注意的是冯·贝塔朗菲只是顺便提了下涌现和层级。一般系统理论完整地采用了在1920年代发展而来的生物涌现理论。在一般系统理论中，发展层级理论的任务也是由其他学者完成的。实际上，我认为一般系统理论在层级理论的贡献和在系统概念中的贡献相比被低估了。这一节剩余部分将会介绍涌现和层级这两个孪生概念。
涌现即“整体大于部分之和”决定我们不仅要去理解各部分更要去理解系统整体。通过对涌现性质的理解，一般系统理论者认为他们可以提供一种还原论没有的洞察能力——因为机械论无法解释部分之间的非叠加关系。对组织整体理论的先决条件就是具有对涌现属性解释的能力。
系统的层级性质是就组成部分逻辑定义的结果，这是因为组成部分也能满足系统的定义。很多学者都指出过这一性质，但博尔丁（Boulding）和西蒙（Simon）对这种性质做出了准确的扩展。博尔丁的《科学纲要》（Skeleton of Science）描述了系统的层级视角：“在众多实践领域对个体复杂性的粗略回应”。冯·贝塔朗菲聚焦于物理化学和生物学之间的关系，而博尔丁将这些整合进了九个方面的层级——从物理学到生物学、心理学、社会学和形而上学。马修斯（Matthews）将博尔丁的层级总结成表格如图1.1。
博尔丁将这些视为理论的不同层次。也就是说，这些层次并非是物质本身，而是一种在不同科学领域中整合理论概念和实验数据的方法。当博尔丁后来将这些特定的原则用层级排布好时，任何一个具有八个层次的社会文化系统分析只用了层级1和层级2而这些机械层级显然是不够应对。由切克兰德发展延伸的博尔丁层级理论被很多学者所批评，比如卡普拉（Capra）。尽管有很多缺点，但是博尔丁的层级理论对不同科学领域之间关系的重要论述。它还解释了一个很多早期系统理论家所共有的观点：他们是从实验科学向产生于科学领域间更广泛的模式转变的迈出了一步。诸如邦基（Bunge）和拉波波特（Rapoport）等其他人后来提出了一种更加复杂的观点，他们认为系统方法介于科学和哲学之间。
表1.1 博尔丁的系统复杂性层级
层级特征示例关联学科
1 结构静态的晶体所有
2 发条装置预定义运动机器、太阳系物理、化学
3 控制机制闭循环控制恒温控制器，生物体内的控制机制控制学、控制理论
4 开放系统结构性自我维护火焰、细胞信息学、生物学（新陈代谢）
5 低级生命具有功能部件、生长、繁殖的有组织整体植物植物学
6 动物指导整体行为、具有学习功能的大脑飞禽走兽动物学
7 人类自我意识、具有知识的符号语言人心理学，人体生物学
8 社会文化系统角色、交流
、价值互换
家庭、俱乐部、社团、国家社会学、人类学
9 先验超越系统不可避免、不可预知上帝形而上学、神学
西蒙的经典论文《复杂性的架构》（The Architecture of Complexity）就是寻求解释自发产生的层级相关特点。这和博尔丁尝试将对自然的描述和不同科学学科联系起来形成鲜明对比。西蒙认为当一个系统具有大量非简单交互的组成部分时，这个系统往往就会形成层级，并如下定义：
一个由相互关联的子系统组成的系统，每一个子系统是按照一定顺序并遵循结构中的层级规律，一直延伸到基础子系统的最低层级。
西蒙描述的是一个嵌套的层次结构，该结构后来被概括为高度抽象的一般系统理论术语——层级理论，也是由西蒙的这篇论文推动而创立的。
在层级理论中有两个中心论点。第一，西蒙认为无处不在的自然复杂系统层次结构可以被解释为简单的概率观点：复杂形态演化所需的时间主要取决于潜在中间稳定形态的数量，正是因为这些层级结构很大程度隔离了系统组合过程从而免受了环境干扰的影响。考虑到层级结构的比非层次结构组合速度快几个数量级，在复杂的形态中，层次结构占据进化的时间线。
第二，西蒙意识到，层次结构的每一层之间的交互作用往往具有不同的数量级。通常，在层次结构的最底层，交互作用最强最频繁。当这些条件被满足时，层次结构几乎是可分解的，这从几个方面简化了对复杂系统的分析。近似可分解性意味着，属于不同层级的子部分只在隶属的层级层面相互作用。这表示个体之间的相互作用可以忽略——层级之间因不同的层级量级而相互隔离。这就是为什么在现代层次理论中，只需研究层级结构的三个层次，即：上中下三层，就被认为足以分析该层次。此外，近似可分解的层次结构是高度可压缩的——它们具有显著的冗余。这意味着用相对较少的信息就可以充分描述一个十分复杂的系统。
1.3.2 控制论
几乎和一般系统理论探索组织的一般数学形式的同时，控制论的新领域也开始了类似的探索，以揭示机械机制的一般数学形式。据维纳（Wiener）（他定义了控制论的名称）的观点：
控制论试图在自动装置和人类神经系统功能中找到共同的元素，以及发展一种涵盖机器和有机体领域控制和信息交换的理论。
维纳描述了来自控制论社区的最初结果。控制论社区令人印象深刻的跨学科名单包括罗森布鲁斯（Rosenblueth）、冯·诺依曼、麦卡洛克（McCulloch）、皮茨（Pitts）、洛伦特·德·诺（Lorente de N´o）、列文（Lewin）、贝特森（Bateson,）、米德（Mead）和摩根斯坦（Morgenstern）。除了摩根斯特恩，他们都是1946年至1953年间召开的十次控制论会议核心小组的成员，该小组由小约西亚梅西基金会(JosiahMacy, Jr. Foundation)赞助，麦卡洛克(McCulloch)担任主席。
维纳确定了反馈原则是将神经系统看成一个整体研究的这一中心步骤，概述了负反馈在控制中的作用，以及正反馈产生的不稳定性。控制论系统中的反馈原则特点是其循环的组织形态。在这种循环组织形态中，事件从环境影响的效应器流向感受器并由其检测结果，然后再向效应器施加影响，从而闭合了反馈回路。另一个主要特征是维纳将通信工程和动力工程作为理解机械系统的基础。他指出，前面定义的重点发生了变化——从能源经济性转向了信号的准确复制。这种定义的含义是，对控制系统运行状态的理解更要看信息流而不是能量流。
巧合的是，与此同时香农（Shannon）正在制订一个针对信息的定量定义——信息是适当降低的不确定性，这已成为控制论内部的主要框架之一，甚至是系统理论的主要框架。
尽管维纳对计算设备与人类大脑之间的类比现在看起来已经过时，但许多大型系统的思路都是起源于维纳的控制论合作者对理解“所有可能机器”运行状态的尝试。这些尝试包括冯·诺依曼的自我复制自动机，麦卡洛克（McCulloch）和皮茨（Pitts）的构成人工神经网络基础的神经元模型，马图拉纳（Maturana）的自生系统论，冯·弗尔斯特（von Foerster）的二阶控制论和贝特森（Bateson）的心理生态，这其中的每个人都在探索控制循环的不同含义。
在美国之外，英国精神病学家阿什比(Ashby)从1940年起发表了有关控制论的著作，发明了一种适应自我调节的自动调节器，并撰写了1956年的经典著作《控制论导论》(An Introduction tocybernetics)。阿什比的思想对复杂系统理论产生了深远的影响，开创并塑造了复杂系统的研究方法，并对当代的自我组织、适应和控制等问题提供了深刻的见解。或许，阿什比最大的贡献是在信息论和系统论之间建立的联系。据阿什比观测：
控制论看待任何一台给出的机器时，通常不会问“它此时此地会产生什么样的单个行为?”而是会问“它可能产生的所有行为是什么?”
正是这样，信息论在这门学科中起了至关重要的作用；因为信息论的本质特征是它总是处理一系列的可能性……
在本书中介绍的阿什比最著名的研究成果是将信息论应用到机器调节中从而得出了必要多样性法则（the law of requisite variety）。该法则提供了一个定量方法来衡量控制器R必须接收的多样性的数量，从而产生符合目标导向的行为。阿什比意识到，当保持基本的系统变量E在一定的范围内时，系统的目标可以重新设置。他认为自然选择淘汰了那些不能调节环境变化的生物。剩下的生物物种都采用了积极抵抗环境干扰D的机制。这种干扰会把基本变量推到它们的极限范围之外并导致死亡。
这个法则介绍起来很简单。如果不同的扰动可以被控制器以相同反应所抵消，则它们被视为同一种环境干扰D。如果在控制范围内，可能形成的干扰结果O的集合（由变换矩阵T表示）是在E的可接受限度内，则该干扰不会导致生物体死亡（由集合η表示）。在这种情况下，控制器被认为是成功的。设D、R、O的变量分别为VD、VR、VO，并以可能性数的对数表示。那么，合理多样性法则（the law ofrequisite variety）就是简化为：
VO≤VD – VR （1.2）
在直觉上，目标导向的行为决定了结果的多样性保持在某个界限之下。为了减少VO，必须增加VR：只有控制器中的多样性才能中和由环境扰动产生的多样性。理解合理多样性法则的另一种方法是问如果R > D会怎么样？由式1.2可知，VO < 0 → O < 1。这意味着干扰完全由控制器抵消，因此过程的结果没有多样性。
合理多样性法则揭示了控制的本质。不等式1.2改编自阿什比的《控制论导论》（An Introduction to Cybernetics），展示了上述变量与一个新的控制变量C之间的因果关系。在这个模型中，C决定期望的结果或结果序列，且R必须遵守这些结果。大致说来，C、R和E构成有机体或“系统”，它对能量和信息是开放的，但对控制是封闭的。R从独立的资源C和D那里获取信息，并试图在外部干扰D下，发出行为以达到C目标。“环境”T转换D和R的行为，它影响了基本变量E的值。因此,对E的控制必然需要调节。这可以解释为从C到E的消息交换通过复合通道T，而D什么也不传输。这并不是对信息论的一个肤浅的类比：合理多样性法则并不是对香农信道编码第十定理的重述。这揭示了目标导向行为、控制、调节和沟通之间的深层联系。
信息论和系统之间的另一个联系是阿什比将复杂性定义为描述系统所需的(香农)信息量，尽管阿什比并不是第一个提出这一定义的人。
在一般系统理论主导通过分析结构来理解组织的领域中，控制论发展了一种分析动态行为的补充方法，这是一种和系统内部结构无关的方式。这两者是互补的，因为结构可以看作是对系统动态的约束，而系统动态决定了结构的形成。
行为主义者对系统建模的方法是通过广泛使用电气工程师的“黑匣子”的概念。黑盒方法假定系统的内部结构是隐藏的，因此必须通过系统地改变输入并观察相应的输出来获得系统的知识。在行为心理学中，相同方法被描述为刺激-反应法，这两个术语在控制论中可以互换使用。
虽然一般系统理论和控制论在推动系统运动方面是强有力的盟友，但也有一些重要的区别。控制论的研究议程主要集中在机器上，而一般系统理论则要广泛得多。在前面的段落中，控制论对行为主义者机械解释的认可与一般系统理论形成对比——一般系统理论认为机械论对开放系统的描述是不完整的。
因此，在博尔丁（Boulding）的层次结构中，对级别4或更高级别系统的理解需超越对级别3控制论中信息和控制的理解。而且，在控制论中涌现通常被忽视。因为它往往被认为是观察者对组成部分及其部分之间耦合的了解不完整所造成的。唯一一次控制论对涌现的承认是将其看成自我参照或循环的结果。与一般系统理论不同，控制论接受机械论的解释，但寻求用循环因果关系和目标导向行为来改进物理学家对先因后果的看法。
1.3.3系统分析
系统分析是运筹学在更广泛领域的延伸。尔斯（Morse）和金博尔（Kimball）的著作为运筹学设定了标准和定义。
运筹学是一种科学方法，它为管理部门提供在运营控制范围内的定量决策基础。
虽然略显陈旧，运筹学仍与新系统方法有一些共同点。特别是，运筹学认为自己是基于科学理论的跨学科方法。运筹学通过使用数学模型为决策提供科学依据的。此外，运筹学常提出综合解决方案，而不是孤立地考虑单个部分。网络流、排队论和交通问题是运筹学方面的典型研究案例，通过它们也有助于凸显运筹学的一些关键的特征。
传统的运筹学解决目标明确、组成部分固定的问题，但它们的配置可以根据控制参数x的值进行更改。运筹学研究人员会以这样一种方式来将问题结构化——把不同配置的性能表现与相同的目标表现进行比较。这种集中于提高可衡量效率意味着运筹学往往只对一种组织感兴趣——具有给出目标函数f(x)全局最小值配置的组织。随着运筹学采用越来越高深的数学工具，它变得越来越理论化，跨学科性也越来越少。这导致了一些在本文1.2节中提到的问题。
在新成立的兰德公司(RAND)，数学家帕克森（Paxson）(他的工作尚未解密)更感兴趣的是影响下一代军事装备的决策，而不是配置一套已经投入运营的固定平台。因为没有充分考虑到成本，早期将运筹学运用于帕克森所称之为的“系统分析”的举动受到了批评。因此，系统分析成为数学家/工程师和经济学家之间的合作项目。在防空和轰炸机基地方面显著成功的项目将“红方”博弈论方法带到系统分析理论体系中，并在兰德内部产生了持续的对系统分析的兴趣，并获得了高级管理层的关注。除了借鉴和扩展运筹学，系统分析也继承了控制论中的黑盒子和反馈回路以便构建方框图和流程图。随后的一项系统分析技术——福雷斯特（Forrester）的系统动力学——更明确地利用了这些控制论概念。
在兰德公司领导了系统分析方法的正规化和应用的十年之后，在1961年肯尼迪政府将兰德公司人员和系统分析技术引入政府，为广泛的决策问题提供了量化基础。麦克纳马拉（McNamara）在国防部和北约内部使用系统分析方法备受争议和广泛批评。然而，值得注意的是，系统分析所处理的决策规模和性质决定了它对社会产生极大影响。尤其需指出，越南战争是在综合了运筹学成本分析和大量使用的系统分析技术情况下制定计划的。
除了对反馈的基本性使用，系统分析在很大程度上独立于系统理论的发展。正如切克兰德恰如其分地描述到：
总的来说，兰德公司、运筹学或管理科学学界没有受到系统思维理论发展的影响，它的观点是具有系统性的，而不是整体系统性的。
通过这种方式，切克兰德认为系统分析人员为循环出现问题用机械式解决方案拼凑了一些菜谱，而不是发明解决和明确涌现特性、相互依赖性和环境作用的技术。就应用于图1.1所示的简单机械系统类而言，这是完全合理的。然而，随着系统分析的兴趣从单纯的技术系统扩展到包括许多社会因素，这种疏漏变得更加明显。
未完待续，关注微信公众号“三十二栗”查看《系统论方法（下）：从还原论、机械论到系统论》