安全降維理論的深度研究

吳 超 王 秉 謝優(yōu)賢

（1.中南大學(xué) 資源與安全工程學(xué)院，湖南 長沙 410083； 2.中南大學(xué) 安全理論創(chuàng)新與促進(jìn)研究中心，湖南 長沙 410083）

0 引言

從哲學(xué)角度看，世界是多維的，世間萬物均具有多維性[1]。事物的多維性特征一直頗受各學(xué)科領(lǐng)域研究者的關(guān)注和討論[1-5]。對某一系統(tǒng)而言，系統(tǒng)安全問題或系統(tǒng)安全影響因素是由系統(tǒng)內(nèi)人、物與環(huán)等系統(tǒng)要素間相互作用或與外界發(fā)生作用而產(chǎn)生的，同樣具有多維性，即安全具有多維性特征。其實，安全學(xué)科的交叉綜合屬性[6]及安全的復(fù)雜性、非線性與動態(tài)性等[7]也間接表明安全具有多維性。此外，隨著人們所面臨的安全問題或安全影響因素變得越來越復(fù)雜，安全科學(xué)日趨多維化，即安全主體、內(nèi)容及影響因素等的多維性表現(xiàn)等日趨突出。因此，安全的多維性理應(yīng)也是安全科學(xué)領(lǐng)域值得關(guān)注和研究的安全重要屬性之一。

顯而易見，事物的維數(shù)的增加會使得人們對事物的認(rèn)識更加本質(zhì)化和系統(tǒng)化[1-3]，但維數(shù)的膨脹也會使所研究問題或?qū)ο蟮膹?fù)雜性增加[8]。為解決“維數(shù)災(zāi)難”難題，學(xué)界很早就提出降維思想或方法，即通過一些特殊技巧和方法等把一個高維問題逐步分解為一些低維問題，以此來減輕“維數(shù)災(zāi)難”，目前學(xué)界主要集中于高維數(shù)據(jù)或系統(tǒng)等方面的降維研究和實踐[9-12]。同樣，安全的多維性也會給安全科學(xué)研究，尤其是對安全系統(tǒng)學(xué)中的多維系統(tǒng)安全問題的解決與多維系統(tǒng)安全影響因素的控制帶來諸多困難，如會顯著增加對其進(jìn)行科學(xué)分析、解釋與應(yīng)對等的難度，因此，對它們進(jìn)行降維處理就顯得尤為重要。此外，目前絕大多數(shù)系統(tǒng)安全保障對策均是從事故致因理論提出的[13]，且尚未闡明各類安全系統(tǒng)學(xué)思想（如系統(tǒng)分解思想與問題歸類思想等）與系統(tǒng)安全保障對策（安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與危險物質(zhì)分類存放等）等所應(yīng)遵循的普適性根本理論依據(jù)。顯然，安全的多維性及其降維研究可為從正面視角（即基于安全的屬性）提出系統(tǒng)安全保障對策，并為各安全系統(tǒng)學(xué)思想與系統(tǒng)安全保障對策的提出與應(yīng)用提供理論依據(jù)，可謂是安全科學(xué)理論研究發(fā)展的一個重要新進(jìn)展，但目前學(xué)界還尚未提出安全的多維性及安全降維理論或方法。

鑒于此，作者提出了“安全降維思維”[14]，并對安全系統(tǒng)降維理論開展了初步研究[15]。本文在前面研究的基礎(chǔ)上，繼續(xù)針對安全的多維性特征，從學(xué)科理論建設(shè)的高度，進(jìn)一步深入論證安全系統(tǒng)降維的必要性與可行性，并對安全系統(tǒng)降維理論基礎(chǔ)問題開展深入系統(tǒng)研究和實證，以期對安全的多維性情形之下的安全系統(tǒng)學(xué)研究與安全管理實踐等提供理論依據(jù)和指導(dǎo)。

1 安全的多維性基礎(chǔ)問題

1.1 安全的多維性的定義

維（即維度的簡稱）在不同學(xué)科領(lǐng)域有其不同的含義，如數(shù)學(xué)（幾何學(xué)）中的維是指獨立的參數(shù)；物理學(xué)中的維是指獨立的時空坐標(biāo)[2]?；趶V義哲學(xué)視角，可給出維的統(tǒng)一定義，即維是指事物“有聯(lián)系”的抽象概念[2]。細(xì)言之，維就是指事物的某一方面、某一屬性、某一側(cè)面或某方面聯(lián)系等。所謂多維，一般指至少3種以上維度同時存在并發(fā)生作用的狀態(tài)。

就哲學(xué)角度而言，事物的客觀屬性具有多維性。因此，為實現(xiàn)對某一事物的全面認(rèn)識，需基于不同維度（即視角或出發(fā)點）考量研究該事物。由此推理，安全也具有多維性。安全的多維性可定義為：安全的多維性是指n種（一般n≥3）維度的安全問題或安全影響因素同時存在于某一系統(tǒng)并對該系統(tǒng)的安全狀態(tài)產(chǎn)生影響。

1.2 安全的多維性的表現(xiàn)

由安全的多維性的定義可知，安全的多維性主要體現(xiàn)在3方面，即安全主體的多維性、安全內(nèi)容的多維性與安全影響因素的多維性，具體解析如下：

（1）安全主體的多維性。安全主體的多維性是指就某一較大系統(tǒng)而言，安全主體一般均是多層面的。以全球與國家2個巨系統(tǒng)為例：就全球而言，安全主體包括國際系統(tǒng)、國際子系統(tǒng)（即國際組織）、單元（如國家與民族等）、子單元（如各國政府機(jī)構(gòu)與企業(yè)等組織）和個人等不同層面；就國家而言，若按國家行政區(qū)劃辦法劃分，安全主體包括國家、?。ㄊ校┖涂h等，若按組織規(guī)模劃分，安全主體包括國家、民族、企業(yè)、學(xué)校、家庭與個人等。

（2）安全內(nèi)容的多維性。安全內(nèi)容的多維性是指安全所涉及的內(nèi)容一般均是多方面的。例如：從大安全視角看，安全內(nèi)容覆蓋傳統(tǒng)安全（如國家安全、社會安全、政治經(jīng)濟(jì)安全、生產(chǎn)生活安全等）和非傳統(tǒng)安全（非政治、非軍事、非常規(guī)問題引發(fā)的安全問題）；從生產(chǎn)安全視角看，可劃分出很多行業(yè)的安全問題；從具體安全保護(hù)對象看，安全內(nèi)容包括生命（包括健康）安全與財產(chǎn)安全；從安全知識類型看，安全內(nèi)容包括諸多學(xué)科分支，等等。顯然，還可以枚舉出無數(shù)的安全內(nèi)容分類方式，由此可知，基于不同維度可將安全內(nèi)容劃分為若干較為具體的安全內(nèi)容，即安全內(nèi)容具有多維性。

（3）安全影響因素的多維性。安全影響因素的多維性是指一般情況下，系統(tǒng)的安全狀態(tài)同時受多維度安全影響因素的共同影響，它是安全的多維性特征的最重要與最明顯體現(xiàn)。由此，根據(jù)常見的系統(tǒng)安全影響因素及其所屬類別（即維度），建立系統(tǒng)安全影響因素的多維結(jié)構(gòu)模型，如圖1。與安全影響因素的多維性3者間又可互相解釋和說明，且彼此間相互關(guān)聯(lián)，共同體現(xiàn)和決定安全的多維性特征。

2 安全降維理論的深度分析

圖1 系統(tǒng)安全影響因素的多維結(jié)構(gòu)模型Fig.1 Multidimensional structure model of relevant factors in systems safety

由圖1可知，一般而言，某一系統(tǒng)的安全狀態(tài)會受到圖1中的幾個或所有維度的安全影響因素的同時影響。此外，需特別指出的是，物質(zhì)維、心理維、環(huán)境維與管理維等一級維度下的若干較為具體的系統(tǒng)安全影響因素，一般也具有多維性，例如：就心理維下的安全態(tài)度與動機(jī)而言，不同個體具有不同的安全態(tài)度與動機(jī)，且每個個體的安全態(tài)度與動機(jī)在時刻保持動態(tài)變化（即具有隨意性）；就物質(zhì)維下的物質(zhì)種類與性質(zhì)而言，物質(zhì)的種類成千上萬，而各種物質(zhì)的化學(xué)和物理性質(zhì)等又不盡相同，等等。因此，顯而易見，系統(tǒng)安全影響因素一般具有多維性。

綜上所述可知，安全具有顯著的多維性。換言之，多維性是安全的重要而普遍的特征之一。其中，安全主體與內(nèi)容的多維性主要體現(xiàn)某一系統(tǒng)中所存在的安全問題的多維性，而安全影響因素的多維性則主要體現(xiàn)對系統(tǒng)安全狀態(tài)有影響的因素的多維性。顯然，安全主體的多維性、安全內(nèi)容的多維性

2.1 安全降維的必要性與可行性

在安全科學(xué)研究與實踐中，人們一致認(rèn)為，保障系統(tǒng)安全需從多角度、多因素、多手段與多環(huán)節(jié)著手。與此同時，人們不禁會思考并發(fā)問：①“人們能夠解決具有多維性的系統(tǒng)安全問題嗎？”；②“若能，那又如何從多維性的系統(tǒng)安全問題或系統(tǒng)安全影響因素中找到保障系統(tǒng)安全的具體安全對策呢？”，顯然，對上述2個問題的回答便是安全降維問題的基本出發(fā)點和關(guān)鍵所在。具體解析如下：

（1）對于問題①，其回答肯定是“能”，而事實也是如此，這也是安全科學(xué)研究與實踐的重要價值的體現(xiàn)。具體言之，就是運(yùn)用安全降維方法（即降低系統(tǒng)安全問題或系統(tǒng)安全影響因素的維數(shù)）來解決具有多維性的系統(tǒng)安全難題。這就需回答另一問題，即“為什么要進(jìn)行安全降維？”，這是因為：鑒于安全具有多維性，為了解具體的系統(tǒng)安全問題或系統(tǒng)安全影響因素，并探尋較為具體且較具針對性的系統(tǒng)安全保障對策，就必須要對系統(tǒng)安全問題或系統(tǒng)安全影響因素進(jìn)行降維處理，以實現(xiàn)對多維系統(tǒng)安全問題的解決或多維安全影響因素的控制。

（2）對于問題②，顯而易見，其答案亦是“安全降維”。但是，該問題的答案的關(guān)鍵點并非僅為此點，還需回答隱含的另一關(guān)鍵問題，即“安全降維可行嗎？”。就理論而言，通過降維方法可實現(xiàn)對系統(tǒng)安全問題或系統(tǒng)安全影響因素的具體化（即低維化），從而找到較為具體且較具針對性的系統(tǒng)安全保障對策，即理論層面的“安全降維可行”；就實踐而言，實則大量系統(tǒng)安全保障思路與對策等均是基于安全降維思想與方法得出的（將在下文通過舉例進(jìn)行詳細(xì)論證），即實踐層面的“安全降維亦可行”?？傃灾踩稻S方法是可行的，即其能從多維性的系統(tǒng)安全問題或系統(tǒng)安全影響因素中找到保障系統(tǒng)安全的具體安全對策。

由上分析可知，就必要性與可行性而言，安全降維具有極強(qiáng)的必要性與可行性，這充分表明安全降維理論的提出與研究具有極高的學(xué)術(shù)意義與實踐價值。

2.2 安全降維理論的內(nèi)容與內(nèi)涵闡釋

基于安全的多維性及安全降維的必要性和可行性分析，作者提出安全降維理論（Safety Theory of Reduced-dimension）。所謂安全降維理論，是指以保障系統(tǒng)安全為著眼點，針對安全的多維性特征，把多維系統(tǒng)安全問題或系統(tǒng)安全影響因素轉(zhuǎn)化為較為簡單具體的系統(tǒng)安全問題或系統(tǒng)安全影響因素，而且較容易對轉(zhuǎn)化后的具體系統(tǒng)安全問題或系統(tǒng)安全影響因素進(jìn)行科學(xué)理解和解釋，以及有效解決和控制，進(jìn)而提出較具針對性和最優(yōu)或近似最優(yōu)的系統(tǒng)安全保障對策的一種安全系統(tǒng)學(xué)思維和方法。簡言之，安全降維理論的主體內(nèi)容是“著眼點（保障系統(tǒng)安全）→針對現(xiàn)象（安全的多維性）→思維方法（安全降維）→直接目的（實現(xiàn)降維優(yōu)勢）→最終目的（獲得可行的安全方案，即保障系統(tǒng)安全）”，如圖2。

圖2 安全降維理論的主體內(nèi)容示意圖Fig.2 Main content schematic of safety reduced-dimension theory

基于安全降維理論的內(nèi)容，闡釋其內(nèi)涵，具體分析如下：

（1）安全降維理論的著眼點是保障系統(tǒng)安全。由安全降維的必要性和可行性分析易知，安全降維的最終目的是找到保障系統(tǒng)安全的具體安全對策。換言之，保障系統(tǒng)安全是安全降維理論的基本著眼點（即出發(fā)點），也是安全降維理論的最終目的，即其著眼點與最終目的是相吻合的。

（2）安全降維理論是針對安全的多維性特征提出的。①由安全的多維性的定義可知，多維性是系統(tǒng)安全問題或系統(tǒng)安全影響因素的重要特征，也正是它們的多維性特征致使解決系統(tǒng)安全問題或控制系統(tǒng)安全影響因素存在諸多困難，為克服這一困難，就需通過降維方法以實現(xiàn)對多維系統(tǒng)安全問題的解決或多維安全影響因素的控制，換言之，安全的多維性是提出或催生的安全降維理論的根本觸發(fā)因素和驅(qū)動力；②此外，正是安全的多維性特征才為安全降維提供了充分可能，換言之，若安全不具有多維性，安全降維也就失去了其必要與價值。

（3）安全降維理論的關(guān)鍵是對多維系統(tǒng)安全問題或安全影響因素進(jìn)行降維處理。換言之，如何將多維系統(tǒng)安全問題或安全影響因素轉(zhuǎn)化為低維系統(tǒng)安全問題或安全影響因素，并由此發(fā)現(xiàn)其內(nèi)在結(jié)構(gòu)與特點等是安全降維理論的關(guān)鍵。安全降維主要包括2方面含義：①多維系統(tǒng)安全問題的降維處理，即根據(jù)安全主體與安全內(nèi)容等的不同，將存在于系統(tǒng)中的多維安全問題進(jìn)行降維處理，以實現(xiàn)對具體安全問題的具體分析和解決；②多維安全影響因素的降維處理，即根據(jù)安全影響因素的屬性，將系統(tǒng)安全影響因素進(jìn)行降維（如一致化與標(biāo)準(zhǔn)化等）處理，以實現(xiàn)對具體系統(tǒng)安全影響的控制。

（4）安全降維理論的直接目的是實現(xiàn)安全降維優(yōu)勢。由安全降維的必要性和可行性分析易知，概括而言，安全降維的優(yōu)點主要體現(xiàn)在2方面：①對解決多維系統(tǒng)安全問題或控制多維系統(tǒng)安全影響因素頗具優(yōu)勢；②可大幅度改善多維系統(tǒng)安全問題或系統(tǒng)安全影響因素的可理解性與可解釋性，即有助于對系統(tǒng)安全問題或系統(tǒng)安全影響因素進(jìn)行科學(xué)分析和解釋?？傃灾?，安全降維可大大降低安全系統(tǒng)學(xué)中多維安全難題的研究和實際解決難度。由此觀之，安全降維理論不僅對安全系統(tǒng)學(xué)實踐具有重要的指導(dǎo)作用，還對安全系統(tǒng)學(xué)研究具有方法論層面的重要指導(dǎo)價值。正因安全降維具有上述2方面重要優(yōu)勢，才有必要提出安全降維理論并開展其研究與實踐。因此，安全降維理論的直接目的實則是實現(xiàn)安全降維優(yōu)勢。

（5）安全降維理論是對系統(tǒng)安全問題或系統(tǒng)安全影響因素進(jìn)行全面考察和認(rèn)識的有效手段。由上分析可知，通過安全降維處理，并非僅是對某一視角或側(cè)面的系統(tǒng)安全問題進(jìn)行解決或系統(tǒng)安全影響因素進(jìn)行控制，而實則可基于多角度、多因素、多手段與多環(huán)節(jié)考量與探討保障系統(tǒng)安全的安全對策，即實現(xiàn)了對系統(tǒng)安全問題或系統(tǒng)安全影響因素的全面考察和認(rèn)識，這與安全系統(tǒng)學(xué)的研究視角（即系統(tǒng)視角）便不謀而合。

綜上觀之，究其本質(zhì)，安全降維理論實則是一種在安全的多維性情形之下，對現(xiàn)實系統(tǒng)中的多維系統(tǒng)安全問題或系統(tǒng)安全影響因素進(jìn)行分析、建模、解決和控制的典型而有效的安全系統(tǒng)學(xué)研究與實踐的思維和方法。此外，顯而易見，安全降維理論可謂是安全科學(xué)理論研究的一個新進(jìn)展，是安全工作原理的一個高度概括，是遵循安全從繁到簡的本質(zhì)描述，是安全工作的基本法則。

3 安全降維理論的普適性

由安全降維理論的內(nèi)容與內(nèi)涵可知，安全降維理論可廣泛運(yùn)用至安全系統(tǒng)學(xué)的理論研究層面與實踐應(yīng)用研究層面。下面基于上述2個層面，對安全降維理論應(yīng)用的普適性進(jìn)行論證，以表明安全降維理論具有重要應(yīng)用價值和廣泛應(yīng)用范圍。

3.1 理論層面的應(yīng)用

就理論層面而言，安全降維理論是一種安全系統(tǒng)學(xué)研究方法，其屬于方法論的范疇。其在安全系統(tǒng)學(xué)理論研究中已被廣泛應(yīng)用，為方便和簡單起見，基于文獻(xiàn)[16-17]，運(yùn)用歸納方法僅對安全系統(tǒng)學(xué)理論研究中的部分較具代表性的8種安全降維方法，即問題歸類方法、因素歸類方法、對策歸類方法、系統(tǒng)分解方法、系統(tǒng)橫斷方法、局部安全方法、尋關(guān)鍵點方法與安全評價方法進(jìn)行舉例和解釋，見表1，限于篇幅，具體理論研究實例不再逐一枚舉。

表1 理論層面的安全降維理論應(yīng)用Tab.1 Applications of safety reduced-dimension theory at the theoretical level

3.2 實踐層面的應(yīng)用

就實踐層面而言，安全降維理論是貫穿于整個安全系統(tǒng)學(xué)應(yīng)用實踐過程的一種根本指導(dǎo)理論和方法。經(jīng)梳理分析發(fā)現(xiàn)，目前學(xué)界、政界與企業(yè)界等主要圍繞多維系統(tǒng)安全問題解決和多維系統(tǒng)安全影響因素控制2方面開展安全降維理論方面的安全系統(tǒng)學(xué)應(yīng)用實踐活動。具體分析如下：

（1）在多維系統(tǒng)安全問題解決方面，目前人們主要運(yùn)用上述提及的問題歸類方法與系統(tǒng)分解方法等安全降維方法開展安全降維理論應(yīng)用實踐活動。基于文獻(xiàn)[16,18]，對部分較具代表性的應(yīng)用安全降維理論解決多維系統(tǒng)安全問題的實例進(jìn)行舉例，見表2。

（2）在多維系統(tǒng)安全影響因素控制方面，根據(jù)事故致因理論，即事故主要是由人的不安全行為與物的不安全狀態(tài)所致[17]，換言之，系統(tǒng)安全影響因素主要包括人因與物因2方面，故目前人們主要圍繞人因降維與物因降維2方面開展安全降維理論在多維系統(tǒng)安全影響因素控制方面的應(yīng)用實踐。常言道，“人以群分，物以類聚”，其實，若將其運(yùn)用于多維系統(tǒng)安全影響因素控制，就是對安全降維理論的極好驗證或?qū)嵺`。細(xì)言之，若將其用于多維系統(tǒng)安全影響因素控制，“人以群分”就是人因降維；若將其用于多維系統(tǒng)安全影響因素控制，“物以類聚”就是物因降維。在此，對此類應(yīng)用實踐實例進(jìn)行概括舉例，見表3。

表2 安全降維理論在多維系統(tǒng)安全問題解決方面的應(yīng)用Tab.2 Applications of safety reduced-dimension theory at the practical level

此外，除上述“人以群分”的人因降維方法和“物以類聚”的物因降維方法外，其實，大量的安全法律法規(guī)、安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與安全規(guī)章制度等的本質(zhì)作用原理也可歸為人因降維或物因降維，具體舉例如下：

表3 人因降維與物因降維的應(yīng)用Tab.3 Reduced-dimension applications of human factors and material factors

物因降維：①嚴(yán)格工藝技術(shù)設(shè)備準(zhǔn)入，即降低物因多樣性維數(shù)；②對不符合安全法律法規(guī)、安全規(guī)章規(guī)定或安全標(biāo)準(zhǔn)等要求的設(shè)施、設(shè)備、裝置、器材與運(yùn)輸工具等進(jìn)行淘汰或責(zé)令停止使用處理，即降低物因的多樣性維數(shù)；等等。

人因降維：①安全法律法規(guī)、規(guī)章制度與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等可規(guī)范組織或個體的任意行為，即降低組織或個體行為的隨意性維數(shù)；②安全教育與安全文化等可使人的安全態(tài)度、知識、技能和能力等趨于一致，即降低人的隨意性維數(shù)；③嚴(yán)格人員素質(zhì)準(zhǔn)入，即降低人的安全素質(zhì)維數(shù)，等等。

4 結(jié)論

（1）安全具有顯著的多維性，安全的多維性是指n種（一般n≥3）維度的安全問題或安全影響因素同時存在于某一系統(tǒng)并對該系統(tǒng)的安全狀態(tài)產(chǎn)生影響，其主要表現(xiàn)在安全主體的多維性、安全內(nèi)容的多維性與安全影響因素的多維性3方面。

（2）安全降維理論是指以保障系統(tǒng)安全為著眼點，針對安全的多維性特征，把多維系統(tǒng)安全問題或系統(tǒng)安全影響因素轉(zhuǎn)化為若干較為簡單具體的系統(tǒng)安全問題或系統(tǒng)安全影響因素，而且較容易對轉(zhuǎn)化后的具體系統(tǒng)安全問題或系統(tǒng)安全影響因素進(jìn)行科學(xué)理解和解釋，以及有效解決和控制，進(jìn)而提出較具針對性和相對較優(yōu)的系統(tǒng)安全保障對策的一種安全系統(tǒng)學(xué)思維和方法。

（3）安全降維理論的主體內(nèi)容是“著眼點（保障系統(tǒng)安全）→針對現(xiàn)象（安全的多維性）→思維方法（安全降維）→直接目的（實現(xiàn)降維優(yōu)勢）→最終目的（獲得可行安全方案，即保障系統(tǒng)安全）”；實踐表明，安全降維理論可廣泛運(yùn)用至安全系統(tǒng)學(xué)理論研究與應(yīng)用實踐，安全降維理論具有很強(qiáng)的普適性和實用性。