《系统分析导论》。佩列古多夫、塔拉先科
系统分析(systems analysis):1)从实践方面看,系统分析是研究或设计复杂系统、寻找、规划并实施旨在消除问题的各种变革的方法体系;2)从方法论方面看,系统分析是应用辩证法,因为它把唯物辩证法的思想运用于具体的实践课题,而这些课题的特点在于必须弄清其复杂性的原因并消除这些原因;3)从方法手段方面看,系统分析具有跨学科和超学科的性质,它既把非形式化的、启发式的、专家的方法,也把经验的、实验的方法纳入工作,并在可能且必要时纳入严格的形式化数学方法。
当代系统分析是一门应用科学,其目标在于弄清“问题拥有者”(通常是某个具体的组织、机构、企业、集体)所面临的现实困难的原因,并拟出消除这些困难的各种方案。在其最发达的形式中,系统分析还包括对问题情境的直接的、实践性的改善干预。系统性不应被看成某种新发明、科学的最新成就。系统性是物质的普遍属性、是它的存在形式,因而也是人类实践(包括思维)不可分割的属性。然而任何活动的系统性都可能强一些或弱一些。问题的出现是系统性不足的标志;问题的解决则是系统性提高的结果。
科学技术革命催生了大系统与复杂系统这样的概念,它们带有自身特有的问题。解决这些问题的必要性,唤出了大量手法、方法与途径,它们逐渐积累、发展、概括,最终形成了克服数量复杂性与质量复杂性的一整套技术。在不同的实践活动领域都会出现这样的情形,而相应的技术连同其理论基础得到了不同的名称:在工程活动中叫“设计方法”“工程创造方法”“系统工程学”;在军事与经济问题中叫“运筹学”;在行政与政治管理中叫“系统方法”;在应用科学研究中叫“仿真建模”“实验方法论”等等。
另一方面,理论思维在不同的抽象层次上反映着世界的系统性以及人类认识与实践的系统性:在哲学层次上是辩证唯物主义;在一般科学层次上是系统学、一般系统论、组织理论;在自然科学层次上是控制论;随着计算技术的发展,又产生了信息学与人工智能。
到 80 年代初,已经很明显:所有这些理论学科与应用学科汇成了仿佛统一的潮流,即“系统运动”。系统性不仅成了理论范畴,也成了实践活动中被自觉意识到的方面。既然大系统与复杂系统必然成为研究、管理与设计的对象,就需要对系统研究方法和作用于系统的方法加以概括。必定要产生某种应用科学,作为抽象的系统性理论与活生生的系统实践之间的“桥梁”。它确实产生了——起初如我们所见,是在不同领域以不同名称出现的,而近年来定型为一门科学,得名“系统分析”。
当代系统分析的特点源自复杂系统本身的性质。系统分析以消除问题、或至少弄清其原因为目标,为此调动了广泛的手段,利用各门科学与各实践活动领域的可能性。系统分析本质上是应用辩证法,因此它高度重视任何系统研究的方法论方面。另一方面,系统分析的应用取向使它运用一切现代科学研究手段——数学、计算技术、建模、实地观察与实验。
在研究实际系统的过程中,通常会遇到形形色色的问题;一个人不可能在其中每一个方面都成为行家。出路在于:承担系统分析的人应当具备识别和分类具体问题所必需的教育与经验,能够确定为继续分析应当求助于哪些专家。这就对系统专家提出了特殊要求:他们应当博学多识、思维不受拘束、善于把人吸引到工作中来、善于组织集体活动。
系统分析的产生是对实践要求的回应,实践使我们必须在信息不完全、资源有限、时间紧张的条件下研究和设计复杂系统并对其加以管理。直到现在,关于系统分析究竟应当算作科学、艺术还是“技术手艺”的争论仍在继续。争论尤其激烈的,是系统分析在“社会技术”系统、“社会”系统即人起决定作用的系统相关问题上的应用。解决这类问题时,具有实质意义的不仅是建立和使用模型的问题,不仅是对弱结构、不能完全形式化的课题作启发式求解,还有人际关系中纯粹心理学的方面,这就使系统分析进一步“远离”了物理学、数学之类的“纯科学”。
关于系统分析“科学性程度”的争论由若干原因引起。与课题表述相关的工作常常被低估。许多人认为,在形式化模型尚未建立之前,“真正的”工作还没有开始,而“把课题提好,就等于解决了一半”这句话被当作玩笑。系统分析则把注意力放在课题表述的困难以及克服这些困难的办法上。
系统分析中责任最重的阶段,是问题情境的表述。这一阶段仅仅是从委托方提出问题开始的。必须查明所有会被可能的变革所触及的人,并把由这些变革引出的他们的问题表述出来。所得到的问题集合被称为问题域,它正是系统分析的出发点。
无论是良好形式化的问题还是弱结构的问题,都应当化为这样一种形态:它们成为为达成既定目标而选取合适手段的课题。因此首先必须确定目标。在系统分析的这一阶段确定的是,为消除问题需要做什么(不同于后续阶段,那里确定的是怎么做)。
在问题被界定之后,分析中重要性居次的阶段就是目标的查明。确立正确的目标比找到最好的备选方案更重要。不是最好的备选方案毕竟仍然通向目标,尽管方式不是最优的。而选错目标带来的与其说是问题本身的解决,不如说是新问题的出现。
研究系统时,既要提出并解决用数学术语良好形式化的课题,也要解决用自然语言表述、用启发式手段求解的“弱结构”课题。要克服那种源于不能完全形式化的复杂性,就需要系统地运用非形式化的知识与方法。系统分析有意地把理论与实践、常识与抽象形式化结合起来。系统分析最主要的成就,在于研究出了从非形式化课题过渡到形式化课题、从“黑箱”型模型过渡到“白箱”型模型的方法。这些方法大部分(在数学意义上)是不可形式化的,但它们足够具体、适合实际使用,因而不仅可以称为“艺术”或“手艺”,也可以称为技术。
准则是定性目标的定量模型。因此,准则与目标之间出现偏差是不可避免的,非常重要的是要注意:转而使用所选准则开展工作,是否确实带来了朝既定目标方向的运动。
拟出解决问题的可能方案清单(生成备选方案)是系统分析中最紧张的创造性阶段。为便利和加快这项工作,已经研究出许多办法,系统分析师必须掌握它们。
进行系统分析的算法可以各不相同。视所分析问题的复杂程度,可以采用“线性”算法(在最简单的情形下)、带循环的算法(系统越复杂,循环越多,每个循环中的迭代次数也越多)、复杂的“相继构造”即在研究过程中边做边构造的算法(其中也包含循环、随机搜索、自适应、自组织等等)。
从实践角度看,系统分析是对问题情境作改善性干预的方法论与实践。既然这种干预触及人的利益,系统分析就极为重视社会学、心理学、伦理学的问题。人们正在研究在把系统研究所得建议付诸实践的过程中解决这些问题的专门方法。
如果再一次、非常概括地并换个角度来刻画当代系统分析,那么可以说,它包含以下几类活动:对与问题相关的各种问题作科学研究(理论的和实验的);设计新系统并对现有系统作出变更;把分析所得结果引入实践。
显然,仅这份清单就已经使那种争论失去了意义——争论系统研究中理论多还是实践多、科学多还是艺术多、创造多还是手艺多、启发式多还是算法性多、哲学多还是数学多——这一切在其中都有。当然,在具体研究中这些成分之间的比例可能大不相同。系统分析师准备把解决问题所需的任何知识与方法都调动起来——甚至包括他本人并不掌握的那些;在这种情况下他不是执行者,而是研究的组织者,是整个研究的目标与方法论的承担者。