系統(tǒng)論思想和人居環(huán)境科學(xué)是解決我國城鄉(xiāng)發(fā)展問題的金鑰匙

周干峙

系統(tǒng)論思想和人居環(huán)境科學(xué)是解決我國城鄉(xiāng)發(fā)展問題的金鑰匙

周干峙

系統(tǒng)論思想是錢學(xué)森先生在上世紀(jì)70年代（其萌芽思想可能更早些）就提出來的科學(xué)思想；“人居環(huán)境”是上世紀(jì)80年代初吳良鏞先生在中科院的一次報告中提出來的。兩者在不同層次，體現(xiàn)了科學(xué)思想的規(guī)律，體現(xiàn)了科學(xué)的哲學(xué)的規(guī)律。這些規(guī)律指導(dǎo)、引領(lǐng)著各學(xué)科的發(fā)展。我想先談?wù)勏到y(tǒng)思想，這是科學(xué)哲學(xué)的最高層次。再談人居環(huán)境，這是一個印證科學(xué)哲學(xué)的相當(dāng)大的行業(yè)層次。再談作為復(fù)雜巨系統(tǒng)的人居環(huán)境科學(xué)及其規(guī)律。

一

從事力學(xué)、航空、導(dǎo)彈、航天的研究和實踐，這是人們“熟知”的錢老。但是1979年的錢老就說他研究力學(xué)已經(jīng)是從前的事了。[見錢學(xué)森“智慧的鑰匙”79年、80年、85年86年幾篇文章］之后，錢老說到“我們完全可以建立起一個科學(xué)體系……去解決我們中國社會主義建設(shè)中的問題。”“我們是把馬克思主義的認(rèn)識論與現(xiàn)代系統(tǒng)工程的方法論結(jié)合起來了”。這是件認(rèn)識科學(xué)和科學(xué)認(rèn)識的了不起的事。2004年胡錦濤總書記說“落實科學(xué)發(fā)展觀是一項系統(tǒng)工程……，要把自然科學(xué)、人文科學(xué)、社會科學(xué)等方方面面的知識、方法、手段協(xié)調(diào)和集成起來，不斷認(rèn)識和把握社會發(fā)展的客觀規(guī)律，對科學(xué)發(fā)展觀進(jìn)行周密的科學(xué)解釋，為科學(xué)發(fā)展提供堅實的科學(xué)理論和基礎(chǔ)。

系統(tǒng)科學(xué)是從眾多的科學(xué)實踐和科學(xué)理念中提升而來的。所謂“系統(tǒng)“是從事物的部分和整體、局部和全局、以及其層次關(guān)系和相互作用的角度來研究客觀世界的。反映事物特性的一個基本概念——即事物都具有系統(tǒng)，都處于系統(tǒng)狀態(tài)。系統(tǒng)是由一些相互關(guān)聯(lián)、相互影響、相互作用的組成部分所構(gòu)成的具有一定功能的整體。這樣定義系統(tǒng)，在自然界、人類社會、包括人自身，都是普遍存在的。所以，系統(tǒng)科學(xué)的理論、方法和技術(shù)具有廣泛的適用性。一個城市是一個系統(tǒng)，一個經(jīng)濟(jì)協(xié)作區(qū)是一個系統(tǒng)，一個社會組織也是一個系統(tǒng)，也可以把一個國家作為一個巨系統(tǒng)。

錢老還說過，“在一切規(guī)模較大的工程技術(shù)中都有‘總體’，都有‘協(xié)調(diào)’問題……，因此必須有個‘總設(shè)計師’來抓總，來協(xié)調(diào)各項工作。錢老在完成航空航天的事業(yè)中，就不僅僅主持了科研、設(shè)計，同時也主持了工程管理和工程建設(shè)工作。

錢老有不少文章論及系統(tǒng)科學(xué)的體系。他的思想很開闊，他的“體系”包括“硬件”和“軟件”，他不僅僅講理性認(rèn)識，還講了經(jīng)驗的重要性。他曾經(jīng)講過“當(dāng)人們尋求從定量方法處理復(fù)雜系統(tǒng)時，數(shù)學(xué)模型看起來‘理論性’很強(qiáng)，其實難免牽強(qiáng)附會、脫離實際，……。不如一開始就承認(rèn)理論的不足，而求援于經(jīng)驗判斷，讓定性的方法和定量的方法結(jié)合起來，最后定量”。

錢老同時也非常重視管理工作，主張用科學(xué)的方法論和先進(jìn)的科學(xué)手段來進(jìn)行管理。而且非常重視“抓大局”和“全局性”的工作。錢老在1985年的論文“從系統(tǒng)科學(xué)看我國今后60年的社會革命中”還具體提出了應(yīng)該用系統(tǒng)工程和開展系統(tǒng)學(xué)研究的八大戰(zhàn)略，其中之一就是“國家環(huán)境管理”。當(dāng)時，國家剛設(shè)置城鄉(xiāng)建設(shè)環(huán)境保護(hù)部，所要研究和解決的問題，就是一項龐大的系統(tǒng)工程。恐怕至今還沒有梳理清楚。這也從一個側(cè)面說明該系統(tǒng)的復(fù)雜性，還須要進(jìn)一步付出巨大的努力。

二

“人居環(huán)境科學(xué)”是建筑科學(xué)在實踐中不斷發(fā)展形成的。起初，建筑是從土木學(xué)科中分離出來的。建國前，梁思成先生首先在東北大學(xué)創(chuàng)辦建筑系，建筑第一次作為一個獨立學(xué)科。建國后，在清華率先把建筑系改名為營造系，把建筑學(xué)重新概括為體形環(huán)境學(xué)，以后提出過廣義建筑學(xué)，這一歷史進(jìn)程都可以證明，當(dāng)時已經(jīng)從學(xué)術(shù)的系統(tǒng)特點考慮學(xué)科應(yīng)包含的內(nèi)容，不滿足于傳統(tǒng)的專業(yè)內(nèi)容和名稱。

建國后，特別是改革開放后三十年，建筑學(xué)科的方方面面趨于成熟，大體上建筑學(xué)、城市規(guī)劃、風(fēng)景園林和建筑工程形成了大建筑學(xué)科的四大分支。對于對應(yīng)城鄉(xiāng)發(fā)展這一大系統(tǒng)，必須要有一個大的學(xué)科系統(tǒng)，用以概括，協(xié)同組織各分系統(tǒng)，推動全局的發(fā)展，看來只有“人居環(huán)境”科學(xué)理念可以統(tǒng)籌幾大分支，分工互補(bǔ)，協(xié)同集成，加強(qiáng)學(xué)科力量，而不是相互削弱，相互抵消。錢老在“集智慧之大成”的論述中，就把所有學(xué)科劃分為11大門類時，就曾把“大建筑學(xué)科”或“城市學(xué)科”列入，當(dāng)時名稱尚無定論?？磥碛谩叭司迎h(huán)境學(xué)”還是比較合理的。

總的看來，近半個多世紀(jì)以來，隨著社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，隨著城市化現(xiàn)象的發(fā)展，這門大學(xué)科是必須確立，必須適應(yīng)建設(shè)工作的需要，其結(jié)構(gòu)框架大體如圖1。

圖1

三

這四大分支中，每一個分支都具有4的2次方以上的二級學(xué)科，即：

(學(xué)科分類極為復(fù)雜，以上概括不可能完全，僅作為研究參考。)

上述70多個2級學(xué)科，以下有更多的大專題、大專題下又有更多的課題、構(gòu)成課題的“基因”(因子、要素)，則更為復(fù)雜繁多，估計共有八位數(shù)以至九位數(shù)的因子，影響著一個地區(qū)和城市的生存與發(fā)展 (圖2、3)。

圖2

四

圖3

這一復(fù)雜的巨系統(tǒng)具有一切復(fù)雜巨系統(tǒng)的特點：

(1)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有相互緊密聯(lián)系的層次和系列。城市系統(tǒng)具有層層疊疊的大系統(tǒng)套小系統(tǒng)，既有串行樹枝狀結(jié)構(gòu)，也還有橫向蔓延的網(wǎng)絡(luò)狀、鏈狀、原子結(jié)構(gòu)狀的“系統(tǒng)元”，各子系統(tǒng)之間既有統(tǒng)一性，又有非均質(zhì)性和各向異性，如經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、生活系統(tǒng)，實際上都是一種以人的活動和意識作為子系統(tǒng)而構(gòu)成的社會系統(tǒng)，可算是一種特殊復(fù)雜的巨系統(tǒng)。

(2)系統(tǒng)的作用大于系統(tǒng)各部分的簡單的總和。城市系統(tǒng)的所謂整體優(yōu)勢、整體作用十分明顯，這就是所謂的聚集效應(yīng)。只有聚居到一定程度，有了優(yōu)化組合，城市就具有諸如經(jīng)濟(jì)的、文化的、新的特有的中心作用。城市中完整的硬件，良好的軟件，以及軟硬件的配合，城市的職能就得到強(qiáng)化，效益就增強(qiáng)；反之，各自為政，各搞一套；建設(shè)不錯，管理不善，也仍然缺乏吸引力?？偟?，就是我們常說的搞得好，會1+1＞2，搞不好，也可能1+1＜2。

(3)巨系統(tǒng)中，總是上一層次的大系統(tǒng)決定性地影響下一層次的小系統(tǒng)。在城市系統(tǒng)中一切相對處于低層次的系統(tǒng)都受高一層次系統(tǒng)的決定性影響。所以，做好規(guī)劃不能沒有全局、不能不受更大系統(tǒng)的影響。但眾多的小系統(tǒng)也會反過來影響大系統(tǒng)。

(4)系統(tǒng)有邊界，并總是和更大的系統(tǒng)、旁系統(tǒng)進(jìn)行種種交換。城市系統(tǒng)的邊界具有封閉的和滲透的，靜態(tài)的與運動的，有勢的和無勢的，實質(zhì)的和虛擬的。隨著時代發(fā)展，城市內(nèi)部系統(tǒng)日益復(fù)雜，外部系統(tǒng)影響日益增強(qiáng)，無論城市經(jīng)濟(jì)、城市建設(shè)、城市文化與外界關(guān)系日益密切。而且總是通過邊界與外界進(jìn)行資源交換、信息交換、物質(zhì)交換和能量交換等等。相互影響、相互作用。這種交換貫穿規(guī)劃編制、控制全過程，如果停止，城市生活也就停止。

(5)系統(tǒng)的非勻質(zhì)性和相互作用。這是區(qū)域中常碰到的城鎮(zhèn)布局不均勻和強(qiáng)、弱不同的相互作用。各類城市的凝聚和擴(kuò)散作用也各不相同。如：在高密集、高城市化地區(qū)，由于城鎮(zhèn)間距緊縮到只有自行車行駛距離(幾公里)，城鎮(zhèn)的強(qiáng)相互作用顯著，形成一種優(yōu)勢使區(qū)域的功能更為突出，但也帶來問題，認(rèn)識這一點，就要加強(qiáng)規(guī)劃的控制，更加注意防治負(fù)面影響，如：綜合解決環(huán)境問題，注意交通聯(lián)系，提高生活質(zhì)量，等等。

(6)系統(tǒng)的自組織和自適應(yīng)性。城市系統(tǒng)本身有一定的學(xué)習(xí)功能，系統(tǒng)具有一定的自適應(yīng)性和自組織性。許多規(guī)劃建設(shè)中考慮不到而實際生活中必須解決的問題，往往通過這種功能得以暫時解決。如某些建筑改變使用性質(zhì)，某些缺陷通過管理方法適應(yīng)實際需要。這種通過自適應(yīng)、自組織作用往往反過來取得經(jīng)驗，最終取得接近優(yōu)化解決的方案。

(7)系統(tǒng)的復(fù)雜性。對巨系統(tǒng)的復(fù)雜性的認(rèn)識，對城市決策有重要作用。正因為簡單化地對待復(fù)雜的系統(tǒng)問題，如對一些政策性本來很強(qiáng)的問題，由于看不到種種相關(guān)因素，就產(chǎn)生決策失誤，控制失誤。還有對重大工程，由于不認(rèn)識其長遠(yuǎn)影響及深度影響，不肯花必要的調(diào)查研究時間，而倉促決定，造成根本性缺陷和難以挽回的損失。

只有認(rèn)識了復(fù)雜性特點，才能慎重決策、民主決策，避免主觀性、表面性、片面性。

(8)系統(tǒng)運行的非定常性規(guī)律。也完全適用于城市系統(tǒng)。即錢老所指出的，“關(guān)于開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)，由于其開放性和復(fù)雜性，不能用還原論方法處理它，不能象經(jīng)典統(tǒng)計物理以及由此派生的處理開放的簡單巨系統(tǒng)方法來處理，我們必須依靠宏觀觀察，只求解決一定時期的發(fā)展變化方法，所以任何一次解決都不可能是一勞永逸的，它只能管一定的時期。過一段時間，宏觀情況變了，系統(tǒng)成員本身也會有其變化，具體的計算參量及其相互關(guān)系也都會有變化。因此，對開放的復(fù)雜系統(tǒng)，只能作短期的預(yù)測計算，過一定時間，必須根據(jù)新的宏觀觀察作新的調(diào)整?！蔽覈鴰资甑某鞘幸?guī)劃經(jīng)驗就是這樣，所以，規(guī)劃法已規(guī)定20年為期的城市規(guī)劃設(shè)想，每5年應(yīng)進(jìn)行修改補(bǔ)充。

（9）系統(tǒng)并非一成不變，而總是存在著動態(tài)的平衡和不平衡狀態(tài)。我們企求事物要向有利于人們的方向發(fā)展，就必須了解掌握這一特點，爭取舊的平衡狀態(tài)能有所突破，新的平衡狀態(tài)有健康發(fā)展。

（10）從相對較長時間考察，作為整體性的系統(tǒng)和交叉學(xué)科的系統(tǒng)，往往不僅具有量的變化，還可能出現(xiàn)質(zhì)的變化。所謂從量變到質(zhì)變。如太陽系統(tǒng)、星球物理系統(tǒng)、氣候、地球物理系統(tǒng)，已有影響人類生存的苗頭，值得注意研究，提高認(rèn)識。

復(fù)雜巨系統(tǒng)規(guī)律，實際不止以上10點，我們可以看到系統(tǒng)科學(xué)的規(guī)律是放之四海而皆準(zhǔn)的。學(xué)科的、科學(xué)的哲學(xué)在不同學(xué)科間是相通的，各學(xué)科是互相促進(jìn)、互為參照、互為依存而本身也是形成大系統(tǒng)的。

此外，還有系統(tǒng)學(xué)的方法論，把復(fù)雜問題的解決由定性到定量，由粗略到比較準(zhǔn)確，有可能使城市規(guī)劃、城市設(shè)計和城市管理更加科學(xué)合理，對提高效益，節(jié)約資金，優(yōu)化生活，具有不可估量的巨大作用。

特別是在當(dāng)今，我們必須總結(jié)歷史經(jīng)驗，改變發(fā)展方式，用系統(tǒng)思想，綜合集成，協(xié)同發(fā)展，是必由之路。而且，這些發(fā)展對于社會經(jīng)濟(jì)的不斷提高，必將發(fā)揮越來越大的難以估量的作用。所以我們認(rèn)為，錢老的思想光輝在人居環(huán)境領(lǐng)域中的作用是歷史性和原創(chuàng)性的。他的科學(xué)思想一定將發(fā)揚光大，結(jié)出豐碩的果實。