第17卷第2期2004年6月北京航空航天大学学报(社会科学版)Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics (S ocial Sciences Edition )V ol.17　N o.2June ,2004管理科学面临复杂性科学的挑战李彦斌,李　涛,张文泉(华北电力大学工商管理学院,北京102206)摘　要:复杂性科学作为21世纪的科学令世人瞩目,受各界垂青。

管理科学面临着复杂性科学的挑战。

文章首先介绍复杂性科学的基本思想,其次论述复杂性科学的研究思路与方法,然后分析电力系统管理的复杂性和管理科学面临着复杂性科学的挑战。

关键词:复杂性科学;管理科学;复杂巨系统;电力系统复杂性中图分类号:C93203 文献标识码:A 文章编号:100822204(2004)022*******　收稿日期:2003-04-04　作者简介:李彦斌(1967-),男,山西离石人,讲师,硕士,研究方向为管理科学与工程.一、前言随着时代的进步与科学的发展,人们开始从基于还原论方法认识改造世界和处理解决问题所取得的成功与所遭遇的失败中,冷静反思自己的思维范式,重新审视人类的行为模式。

人们在总结成功的经验、探索失败的教训中,开始领悟到基于还原论的方法是对被理想化了的问题寻求解决方案,但却背离了真实的世界。

大千世界瞬息万变,五彩缤纷,现实问题复杂多变,千姿百态,对此仅仅依靠基于还原论的方法已不能充分认识世界的真面目,已不能圆满解决日益复杂化的现实问题。

这种活生生的客观现实和日益复杂化的问题不仅对科学对认识论提出了挑战,而且也呼唤面对真实世界与解决复杂问题的新兴科学理论方法论的诞生。

20世纪80年代,国外有人提出了复杂性科学(C om plexity Science )的概念,并相继受到一批世界级科学大师的关注,引起众多学科领域科学家的兴趣,从而激发起了一场跨学科、交叉学科融合的科学革命。

复杂性科学作为面对真实世界发展和解决复杂性问题的科学应运而生,虽然目前才初见端倪,但已被一些科学家誉为“21世纪新科学”[1]。

复杂性科学的提出不仅受到世界级科学大师和诺贝尔奖获得者的高度重视,而且引起广大科技工作者和经营管理者的广泛兴趣。

如彭罗斯、霍金、古尔德、戴森、阿中巴赫等科学泰斗,普利高津、盖尔曼、安德逊、阿若等诺贝尔奖获得者都著书立说,发表文章论述探索复杂性科学。

1984年由三位诺贝尔奖获得者为首的一批不同领域的科学家组建成立的桑塔费研究所(SFI )专门从事复杂性科学的研究。

[2]中国科学家钱学森教授、管理学家成思危教授等也从系统科学的角度和科学融合交叉的角度论述研究复杂性科学问题,中国科学院院长路甬祥教授把研究探索金融、经济、脑智、人体等的复杂性规律列为应对新世纪挑战的十大对策之一。

为推动复杂性科学研究在中国的发展,中国科学院于1999年初在北京香山召开了以“复杂性科学”为主题的第112次科学会议,来自经济、管理、金融、生物、生命、物理、力学、人工生命、数学等领域从事复杂性研究的专家教授一起研讨复杂性科学,相互交流各自领域的研究成果。

国家自然科学基金委员会也设立了复杂性科学研究的专项基金。

北京大学、中国石油大学等高校相继成立了复杂性科学研究中心。

综观世界科学的发展动向、现实世界的发展趋势、科学家们的研究方向以及电力工业的发展态势和管理体制的重大改革都鞭策、激励和要求人们乘机遇,迎挑战,寄希望,战难关,以科学的态度,实干的精神,与时俱进规划科学研究,搞好学科建设。

以笔者拙见,抓紧加强复杂性科学及电力系统复杂性研究,不仅是紧跟科学研究前沿之大举,而且对电力工业的健康发展与改革具有重要的理论价值和实际意义。

二、复杂性科学及其研究方法20世纪初诞生的相对论和量子力学对300多年来被科学家奉为圣明的牛顿力学提出了挑战,证明了牛顿力学的一些基本原理在超宏和超微领域都不适用,从而激发了20世纪科学的蓬勃发展。

在上世纪末,当科学家们展望科学的未来时,却出现了两种截然相反的观点,一种观点认为科学(特别是纯科学)已经终结,伟大而激动人心的科学发展时代已一去不复返;另一种观点则认为处于20世纪末的科学,正逐渐走出由易解问题构成的领地,开始接触真正难解的问题。

科学已到达一个新的转折点,即新发现的代价越来越大,周期越来越长,世界越来越难以理解。

因此,人们在世纪之交,面临的不是科学的终结,而是科学的新转折。

而目前科学新的转折点可能就是复杂性科学的兴起。

复杂性科学是以还原论、经验论及纯科学为基础的经典科学吸收系统论、理性论和人文科学相融合而发展形成的,以研究自然界与社会的复杂性和复杂系统为核心的新科学。

由于构成复杂系统的组分具有某种程度的智能,从而使系统既具有内部的强耦合度和强交叉性,又具备能与环境相互作用并不断向更好的适应环境的方向发展的自适应能力;既有内在的随机性又有自组织能力,从而使系统具有复杂性。

复杂系统包括因素众多,涉及范围广泛。

对复杂系统进行研究,揭示其特征、探索其机理、预测其未来,将有助于人们了解其发展的动因及规律,以便更好地对其进行适应调节与控制。

复杂性科学以研究复杂性为宗旨。

究竟何为复杂性,至今看法各异,莫衷一是。

Loyd于1995年统计有30多位学者给出了不同定义,其中相当多的人认为复杂性即为非线性。

桑塔费研究所(SFI)的科学家认为,复杂性处于混沌的边缘,主要指复杂适应系统。

钱学森教授指出,复杂性是开放的复杂性系统的动力学特征。

[3]张焘教授认为复杂性是开放的复杂巨系统的特征,复杂性可表示为变化无常但有捉摸不定的秩序,而且总可通过自组织与他组织的协调互动、整合互补,经过复杂过程与不同变化阶段向优化、向高层次的秩序演进。

显然,复杂性作为一个概念、一个问题,其本身就具有歧义性和不确定性,需要去研究界定。

这也正是复杂性科学研究的一个任务。

复杂性的特点概括起来主要表现为:11复杂性体现整体性、系统性。

整体大于各组成部分之和,即每个组分不能代替整体,每个局部不能说明整体,低层次规律不能说明高层次的规律。

21多组分即为多种多样的子系统和子子系统,每个子系统都有相对独立的结构、功能与行为。

31复杂的多层次结构。

反映到时间和空间上既是网络的又是不均匀的,既是正式的又是非正式的,既是实体的又是虚拟的。

41多组分、多层次之间相互关联和相互制约,并具有非线性,而且相互作用是多种多样的。

51开放性。

系统与外部是相互关联、相互作用的,开放系统在其内外条件变化(信息)达到一定阈值时,便会自动形成一种有序结构。

61高度的动力系统,而且导致有序化发展。

系统随时间而变化,经过系统内部和外部环境相互作用,不断适应调节,通过自组织和他组织,经过不同阶段和过程,向更高层次的有序化发展。

系统有自适应、自组织趋向有序化的功能。

71系统演变过程有阶段性与多样性,渐变与突变,竞争与协同,自律与他律,无序与有序,自序与他序等。

近年来,复杂性研究引起国内外科学家、专家教授的重视。

诺贝尔奖获得者普利高津于20世纪80年代初在《从混沌到有序》一书中就提出复杂性科学。

[4]著名的桑塔费研究所(SFI)相继从跨学科跨领域角度进行复杂性研究,他们既研究自然界的复杂性,又研究人类社会及人类自身的复杂性,后来又提出复杂系统和复杂适应系统的概念,如生命系统、免疫系统、社会经济系统、生态系统等。

从SFI的复杂性研究至少得到两点启示:一是从科学发展方向上,SFI的复杂性研究体现了科学技术发展的综合交叉趋势;二是从科学方法论上,SFI的复杂性研究指出复杂性研究需要新的方法论,还原论方法处理不了复杂性问题。

中国科学家钱学森教授早就提出,具有高度复杂性的开放的复杂巨系统,不能用还原论方法及其派生方法,应用从定性到定量综合集成研讨厅体系方法。

钱学森提出的综合集成方法吸收了还原·92·第17卷第2期 李彦斌,李涛,张文泉:管理科学面临复杂性科学的挑战论和整体论方法的优点,同时又弥补了各自的局限性,是还原论和整体论的集成:1+0=1整体论方法,1+1≤2还原论方法;1+1>2,综合集成方法。

综合集成方法作为科学方法论,其哲学基础是马克思主义认识论和实践论,理论基础是思维科学,方法基础是系统科学,技术基础是计算机及其信息技术。

综合集成方法的实质是集专家系统、数据与信息、计算机技术三者为一体,形成以人为主体的人-机智能系统,把感性的与理性的、经验的与理论的、定性的与定量的知识,通过人-机交互作用综合集成。

复杂性研究应当是唯物辩证法指导下的系统科学方法,该方法包括定性判断与定量计算相结合,微观分析与宏观综合相结合,还原论与整体论相结合,科学推理与哲学思辨相结合。

中国系统工程学会理事长顾基发教授提出的物理—事理—人理(WSR)的系统方法[5]。

笔者提出的基于还原思维和系统思维结合,自然科学和社会科学汇合,人与自然的知识联盟,硬系统方法与软件系统方法配合的广义系统方法论等[6],这些方法对于复杂性研究都具有一定的借鉴意义。

复杂性科学研究的理论工具主要是微分方程和形式逻辑,今后仍应采用以下理论工具方法,它们分别是不确定条件下的决策理论方法、多学科综合集成技术方法、优化理论技术、非线性科学、熵理论、计算智能和人工智能、数理逻辑、计算机模型等。

对于复杂性问题和开放的复杂巨系统研究,应采用以人为主体的人—机智能系统方法。

有的专家学者提出在处理解决复杂性时,要淡化数字,防止滥用计算机的研究趋向,并强调要发挥人文科学在研究中的重要性。

三、管理科学面临复杂性科学的挑战 管理客体运行规律复杂性,管理结构复杂性,管理主体的观念、认识、心理与行为复杂性,管理中的非线性与混沌复杂性,管理控制复杂性,管理理念在物本管理、人本管理与知本管理演变过程的复杂性,管理理性与人性交融变化的复杂性等,管理科学系统化、社会化、国际化、柔性化、虚拟化、智能化、低熵化的发展趋势都使管理科学面临着复杂性科学的挑战。

显然,管理科学要真正面对并认真研究复杂性并非易事,必须知难而上,决不能畏难却步。

对于复杂性科学,要有高度的敏感性和深刻的洞察力,认真研究其主要特征和产生背景,结合客观实际进行思考探索,提出研究对策。

成思危教授在香山会议上建议从中国现实需要出发,先从经济与管理方面入手,开展中国的复杂性科学研究。

复杂性科学研究涉及范围十分广泛,研究内容十分丰富,其在管理中的应用研究目前主要涉及多目标下的群体决策、管理创新、企业组织、经济发展、金融危机、生态环境和可持续发展等领域。

其基本研究思路方法可概括为微观、中观、宏观与宇观的结合,层次结构与功能结构的结合,静态与动态的结合,系统与环境的结合,明确性与模糊性的结合,确定性与随机性的结合,自组织与他组织的结合,德与法的结合,硬系统方法与软系统方法的结合,人的智慧与人工智能的结合,还原思维与系统思维的结合,科学演译与辩证思考的结合,自然科学与社会科学的结合,人与自然的结合等。