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标题: [转帖]状态论——复杂系统研究方法新探 [打印本页]
作者: 王不留行    时间: 2005-11-20 10:01
标题: [转帖]状态论——复杂系统研究方法新探
状态论方法与系统科学方法的区别与比较：

1、立足基础或理论的逻辑出发点不同
系统科学方法：立足于对象的静止存在（共时态、相对共时态下的系统存在）
立足于从存在到演化存在的思路，系统方法虽然也研究事物的演化问题，但是是从系统出发来研究演化的。讲的是系统的创生、系统的稳定、系统的变化。
系统论方法立足于实体本体论、关系本体论和系统本体论
逻辑出发点：从事物的整体性即系统出发，直接面对事物的系统存在
状态论方法：立足于对象的演化存在（共时态与历时态统一的状态存在和状态的集合即过程存在）
立足于演化过程中的相对静止、过程中的历时态层次、各个层次之间的相对独立性与功能间隔性，
状态论方法立足于过程本体论，
状态论从事物的演化存在即状态层次出发，直接面对事物的演化存在（不是系统存在），状态论不是不研究系统而是将系统包容在状态中一并解决。状态论讲的是过程中的历时态层次，是非系统、系统、状态和过程的转化。
2、研究问题的路径不同 系统科学方法：自下而上，从微观到中观到宏观、
从静止存在到演化存在，（系统静止存在到系统演化存在）
先解决要素层次、系统层次问题再解决系统的演化存在即过程层次问题
以系统范畴为核心为出发点展开的理论体系 状态论方法：自上而下与自下而上结合，从中观到宏观，用中观状态包容微观系统，用中观状态的集合组成宏观过程，从亦静亦动的状态存在到量动质动的过程演化存在，
状态论方法把问题的解决区分为二个不同的层次，先解决过程层次问题即状态之间的关系问题，再解决状态层次问题，系统包容在状态问题中一并解决
以状态范畴为核心为出发点展开的理论体系
3、使用的核心范畴不同 系统科学方法：要素、系统、结构、功能、环境、输入、输出、过程、等 状态论方法：非系统（要素）系统、状态、过程、共时态、历时态结构、功能、输入、输出、环境等 4、对存在的理解与认识不同 系统科学方法：世界上的事物分成二大层次即系统与过程 状态论方法：世界上的事物演化存在有四个层次即非系统、系统、状态、过程
5、各个范畴之间的关系不同 系统科学方法：系统与过程并列、状态从属于系统低于系统 状态论方法：过程包含状态，状态包含系统，系统包含非系统（要素）
6、对局部与整体关系的理解不同 系统科学方法：存在共时态和相对共时态中的局整关系（针对系统） 状态论方法：存在三种局整关系：1）共时态和相对共时态中的局整关系（针对系统层次）；2）历时态相对独立的片段状态层次的局整关系；3）历时态过程层次的局整关系
7、解决问题的方法和工具不同 系统科学方法：用符号方法及技术解决问题，对事物进行符号化、形式化、数学方法、模型方法，计算机方法、定性与定量结合 状态论方法：分成状态与过程二个层次处理：（1）过程层次用现有的方法即符号化、形式化、数学方法、模型方法，计算机方法、定性与定量结合
（2）状态层次主要用广义智能技术方法
8、对分析方法的限制不同 系统科学方法：分析系统与过程基本无层次限制 状态论方法：对过程的有限分析即只分析到状态层次；对状态层次和系统层次不使用分析方法，系统层次包容在状态层次中一并解决
9、对综合方法的应用不同 系统科学方法：在系统层次上讲综合统一 状态论方法：在状态层次上讲综合统一
10、描述对象的侧重点不同，核心问题不同 系统科学方法：系统科学是关于事物整体的理论，是从事物整体的角度观察世界，认识事物，解决问题的理论与方法。
系统方法的核心问题是描述局部与整体关系，要素与系统主要是描述局整体关系。
揭示系统整体涌现即非加和性是系统方法的主要内容 状态论方法：状态论是关于事物演化存在的理论，是从事物运动过程和相对静止的角度观察世界认识事物，解决问题的理论与方法。
状态论的核心问题是描述事物的“动”与“静”问题，状态是事物质的静止与量的运动的统一体是亦静亦动的对象，不同的状态之间如何组成过程是状态论的主要内容
状态范畴主要用于描述过程中的非连续性对象， 11、对复杂系统的有效性和发展前景不同 系统科学方法：面对复杂系统力不从心，面临范式转型 状态论方法：过程层次可以用现有的符号方法及技术解决，局部解开复杂性问题，状态层次用广义智能技术解决；
状态论方法是复杂系统研究方法的新的探索，有可能成为一种有发展前景的方法与技术
12、理论体系包容范围不同，应用范围不同，贡献不同 系统科学方法：系统方法可以包容系统以及简单过程问题，用于简单系统和简单巨系统
系统论方法的主要贡献是结束了300年来自然科学中的线性分析方法占统治地位的状况，改变了人们的思维方式。提供了解决简单系统与简单过程的方法与技术 状态论方法：状态论方法可以包容系统方法，系统方法中的对象可以成为状态论的特例
状态论方法用于复杂系统和开放复杂巨系统
状态论方法是在系统方法研究复杂系统面临困惑的背景下产生的，是复杂性研究方法的一种新探索
利用现有的符号方法及技术可以解决过程层次的问题，局部解开复杂性问题。
在状态论基础上发展的的广义智能技术可以解决状态层次的问题
作者：洪昆辉
作者: 王不留行    时间: 2005-11-20 10:04
标题: [转帖]状态论——复杂系统研究方法新探

系统科学方法的局限性
1、哲学本体论层次的局限
世界图景的描述有误，将演化存在的四个层次理解为二个层次，系统与过程，甚至是一个层次，系统或过程，叫系统本体论或过程本体论。
2、认识论层次的局限
描述世界的范畴缺失，没有与过程范畴对应的范畴，只有描述动的过程范畴，没有描述静止的范畴，缺失状态范畴，将状态范畴放到系统范畴之下。颠倒了系统与状态之间的包含关系。
3、具体科学层次的局限
系统界定面临二难选择，省略了时间维度的系统定义，虽然抓住了系统的整体涌现的本质特征，但与系统的实际情况有差别，因为系统的形成本身就是一个有时间维度的对象。包含了时间维度的系统界定比较符合系统的实际情况，但此系统的界定与状态或过程的界定外延重合，有时候会将系统，状态、过程三个不同的层次混淆。有时讲的系统实际是状态，系统在特定时间期间保持质的相对稳定的存在总和系统科学称之为系统的稳定性，（实际是状态）有时讲的系统实际是过程，系统由一种状态转变为另一种状态，系统科学中称之为系统的动态性（实际是过程）。
4、研究思路的缺陷
自下而上的研究路径，从微观到宏观、从静止到运动、从存在到演化存在，以系统作为研究的出发点往上推出过程。
复杂性研究的方向性偏差，没有将状态层次的问题与过程层次的问题分开研究分开解决，过程与状态是性质不同的对象不能用同一方法来解决。复杂性问题在系统方法范式中形成死结，没有将系统复杂性、状态复杂性和过程复杂性区分开，笼统看待复杂性，将线性与非线性混在一起，将系统、状态、过程混在一起，使本来可以局部解开的复杂性问题变成无解。
5、技术和方法层次的缺陷
夸大了符号方法及技术的适用范围，试图用符号方法及技术解决实际上基本不能用符号方法及技术解决的问题。过程层次即状态之间的关系可以用符号方法及技术来解决，而状态层次、系统层次的问题，难用符号方法及技术来解决，简单系统简单状态可以用符号方法及技术解决，复杂系统，复杂状态难用符号方法及技术解决。
作者: 王不留行    时间: 2005-11-20 10:06
标题: [转帖]状态论——复杂系统研究方法新探
“状 态 论”
──开放复杂巨系统研究的哲学和数学方法
洪昆辉
论 文 摘 要
本文论述了系统观的历史进步及面临的若干问题，提出了哲学范畴的“状态”概念,论述了要素、系统、状态、过程之间的关系以及状态概念对研究开放复杂巨系统的重要意义，给出了思维的信息处理机制及数学表达公式。
一、系统观的历史进步及面临的若干问题
(一)系统观的主要理论及其在思维方式上进步
1.系统观的核心范畴
系统范畴是系统观的核心范畴和逻辑起点。系统被定义为“由相互作用和相互依赖的若干要素结合而成具有特定功能的有机整体，而这个系统本身又是它们从属的更大系统的组成部分”。
2.系统的基本特征
其一、整体性。指构成系统的元素在相互作用下形成的整体突现出局部要素所不具有的新的性质和功能,这种系统质不等于各要素功能的线性叠加。其二、结构性层次性。结构性指系统内各要素间相互联系相互作用的方式;层次性则指系统内各子系统之间的地位差异,等级序列和层次关系。其三、开放性。开放性指系统与环境之间的相互关系,即物质能量信息的输入与输出关系。其四、系统的动态性。指任何系统都不是静止的都有一个随时间发生变化的过程。其五、目的性。指系统在一定范围内的变化不受或少受各种变化或途径经历的影响坚持表现出某种趋向预先确定的状态特性。其六、自组织性。指系统各要素间在非线性相互作用下发生的自我组织过程,它使系统从无序到有序从低级有序到高级有序。其七、系统稳定性。指系统能够在一定范围内自我调节保持和恢复原有的状态,使得其结构和功能的相对稳定不变。其八、系统的突变性。指系统通过失稳从一种状态进入另一种状态,它是系统质变的一种基本形式。
3.系统运动演化的主要规律
(1)结构功能相关律,反映结构功能之间的相互联系。(2)信息反馈律,指信息反馈机制使系统得以稳定(负反馈)或推动系统远离稳定状态(正反馈)。(3)竟争协同律,指系统通过内部要素间的竟争与协同推动系统的演化发展。(4)涨落有序律,指系统通过涨落达到有序。(5)优化演化律,指系统在演化中得到优化,实现系统的发展进化。
4.系统观在思维方式上的历史进步
本世纪40年代以来,以一般系统论、控制论、信息论、协同论、耗散结构论等为背景形成了一种哲学的系统观,系统观继承了辨证法将事物看成普遍联系的观点,把系统范畴由科学概念上升为普适性的哲学范畴,在此基础上提出了一套哲学理论及相应思维方式。系统思维方式的要点是要求人们把对象视为一个相互联系相互作用的整体,并尽可能将整体做形式化处理。坚持整体、动态最优化模型化原则,系统观及相应思维方式是目前人们认识、调控和改造有关对象的有效手段。系统思维方式的最大贡献在于结束了300多年来传统的只侧重线性分析的形面上学思维方式，它开创了人类研究复杂对象的新时代。
(二)系统观面临的若干问题
1.系统观的目标是建立哲学层次的理论，但该理论的基础和范畴却带有具体科学的特征。
首先系统科学创立的背景一般系统论、信息论、控制论等大都是来自具体科学。一般系统论与生物等关系密切，信息论则与通讯及工程相关。其次，系统观使用的核心范畴大多还不具备哲学的普适性特征。第三、哲学系统观的目标是要从具体科学上升到抽象普适的哲学层次，然而目前这方面的工作开展得很不够。致使名义上的哲学系统观往往停留在科学的一般系统论上，“其运用时的局限性也就难于避免了”[1]。
2.系统观基本范畴缺乏与时间空间等深层哲学范畴之间的关联。
任何深层次的理论都不能不与时间和空间范畴相联系。然而，现有的系统观特别是核心的系统范畴却是一个被人为地抽去了时间维度的范畴。例如，按现有理论系统被定义为“相互作用着的若干要素的有机整体”，请注意这个定义没有正面回答系统与时间的关系。如果稍加分析我们就会发现系统的形成和定义是不可能离开时间的。系统形成的前提是要素间的相互作用，而任何相互作用的实现又是需要一定时间的除非有超距作用，要素间相距的空间距离越大，实现相互作用所需的时间越长。描述相互作用和时间关系的公式是：△t=系统占据空间尺寸/光速，以秒为单位。按此公式即使是微观世界中分子形成系统也是需要时间的。从理论上说，无论是微观宏观还是宇观，抽去了时间维度的所谓系统是难以成立的。无论系统整体性也好，结构层次也好，系统开放也好，离开了时间维度都不成立。早在60年代末，一般系统创立者冯•贝塔朗菲也意识到了这个问题。他指出“系统这样一个定义决不是普遍的，它抽去了空间和时间的条件”[2]。笔者认为“系统观理论如果要将系统概念上升为哲学范畴那么不应该沿用系统论对系统的定义而应将系统与时间问题结合起来特别是与时间持起钩来”。系统“S”应该变成(s.t)。
3.系统观体系中缺乏描述事物动态存在的核心哲学范畴。
系统与要素本质上是一对描述事物局部与整体关系(侧重整体)的范畴，它们不是描述事物运动与静止的哲学范畴。系统观最重要的问题是所谓整体突现问题。“系统科学的特点就在于强调把握这种整体的或高层次的属性”[3]。笔者认为描述运动与静止的核心范畴首先必须与事物的质与量、质变与量变结合起来，因为所谓运动演化无非是质与量的静止和变化问题，当然还要和时间空间结合起来，运动肯定是离不开时空问题的。只有具备以上特征的范畴才能成为描述事物动态存在的核心哲学范畴。显然目前系统观体系中缺乏这种范畴。
4.系统观各学派在核心范畴定义上的分歧
一种理论上的困惑莫过于在研究对象上和基本概念上众说纷云无法统一。系统观目前的处境也有这种情况,例如，系统整体到底指什么？什么是突现？突现的机制是什么？早在30年代“沃尔特拉(1931年还有德安科纳,1939年)和唐南(Donnan1937年)讨论了这种方程。引入这样的方程，有明确的定义：“该系统不仅要被看作空间的整体，而且要被看作时间的整体”。工程控制论创始人贝尔(S.Beer)认为“系统就是具有动态学联系的元素之内聚统一体，系统观各学派在基本定义的概念上的分岐症结在哪里？笔者以为在于对整体性的理解各有侧重。有的侧重共时态空间整体有的侧重历时态过程整体，有的侧重时空统一的功能整体。其困难在于要调合存在(系统)与演化(过程)之间的矛盾所遇到的麻烦。一般情况下，对系统的理解总是从静态的实体存在开始，以空间中的要素的相互作用形成特定功能的有机整体出发。在这里系统整体被看成是一个空间范畴。至少是一个相对共时态(△t较小)下的范畴。问题在于现实系统不可能是静止的，系统面临动态演化问题面临动力学等问题。这样一来，所谓系统整体性又必须成为一个时间中的历时态问题即系统整体又要看成一种过程范畴。准确地说系统整体应是一种时空统一的范畴。是共时态与历时态相干作用的产物。是动静统一的范畴， 然而，目前系统观中的系统概念不可能同时既包括局部与整体关系又兼容质的运动和静止的关系，至少，现有的系统定义不具备这个双重功能，说白了，系统观的缺陷在于想用一个系统概念去描述两种存在，于是基本概念上的分歧是不可避免的也是难以调合的。除非找到一个新的哲学范畴，该范畴下接系统上联过程。介于系统与过程之间兼有亦静亦动的性质。
5.系统观面对开放复杂巨系统及过程显得力不从心。
系统思维方法用于简单系统取得了成功。哈肯的协同学对于描述简单巨系统已经有了成熟的方法。但是一旦系统研究进入生命，社会思维等领域，要素与组分不但数量巨大，而且种类繁多，相互之间关联方式异常复杂，从微观层次到宏观层次之间还有许多中间层次，因而产生了更高级更复杂的整体突现。在复杂巨系统领域，一方面由于对象的巨大和复杂突现性表现得最充分最典型，分析方法基本无效。系统观点和方法最能体现其价值，最需要应用突现观点去理解系统现象，另一方面这一领域的基础科学研究底子最薄弱系统理论几乎还是一片空白，“复杂巨系统问题现尚属没有科学理论和方法可用的科学难题”……“中国系统科学家也正处于从系统学到困惑的境遇中”[4]。
6.系统观在分析和综合方法上的不彻底性。
系统观方法是作为分析还原方法的对立面出现的，它克服了传统的分析还原方法的局限性，把事物看成不可分割的有机整体。但是从局整关系出发的整体性往往局限在共时态下或相对共时态(△t很小)下由相互作用形成的整体。称之为空间上的系统整体。系统观方法往往忽略了其实是回避了历时态中的层次和整体性问题，即在有限时空范围的相对独立的过程片断，而这种过程中的片断的整体性也是整体性问题(这种历时态片断在本文中叫“状态”)系统观的综合方法没有达到这个层次，在综合方法上不彻底。此外，在分析方面也不彻底。系统观方法的分析注重系统中局部与整体的关系，注重在空间和功能上的切割与组装，却忽略了对系统演化过程的切割分析。对过程能不能无限切割，是否存在某种质过程的历时态最小单位，系统观没有明确的答案。
二、状态论的基本原理
(一)状态论的提出
1.作为哲学范畴的状态定义
状态是反映事物或系统动态(演化)存在的哲学范畴。它是事物运动发展过程中的一种历时态层次。它指相对于一定的层次及相应质在特定时刻(或时间区间)事物保持其质的相对稳定不变时的存在总合。是事物质的静止与量的运动的统一。状态是事物共时与历时态在有限时空范围内相干作用的最小单位。状态与过程是一对范畴，状态是过程的局部或片断，是组成某种质过程的最小单位。过程是状态的历时态集合是事物在时空中的产生发展和消亡。状态与过程的区分是相对的，在时空尺度变化的前提下两者相互转化，宏观尺度上为状态的在更微观的尺度上则为另一层次及相应质的过程，反之亦然。事物的状态可以由生成该状态的各种主要变量及关系近似描述，而不必穷尽状态内的一切要素和维度。本文所指的状态概念是普适性哲学范畴，它与目前系统科学中的状态函义不同，与日常用语的状态概念也不同，它的外延大于系统概念，是加上是时间维度的系统。用符号(s.t)表示。作为对系统观核心范畴的补充本文提出四个核心范畴其关系是，要素 系统 状态 过程，前二个范畴描述局整关系，后二个范畴描述质的动静关系。简言之“状态就是事物或系统保持其质的相对稳定不变时的存在总合，是事物共时态与历时态相干统一体，是组成过程的最小单位”[5]
2.状态范畴与日常用语，科学技术及部分哲学理论中的状态概念的区别。
日常用语的状态概念是描述事物动态存在的概念，但没有过程的最小单位的涵义。原因是一般的人都不自觉地以为过程的分割可以无限进行下去。没有过程的最小单位这一概念。科学技术的状态概念外延小于日常用语，也不包含过程最小单位的思想。是具体科学范畴，不是哲学范畴适用范围有限。现有哲学理论中有人将状态列入哲学范畴。但没有说清状态与系统之间的关系，甚至，将状态包含于系统中，从属于系统，颠倒了状态与系统之间的关系。
3.为什么需要“状态”这一哲学范畴
(1)为了实现辩证法核心范畴的对称。“过程”作为描述事物动态(演化)存在的哲学范畴早已深入人心，一个笼统的过程成了一切变化发展的总称，小到微观世界基本粒子大到150亿年的宇宙演化都称为过程，然而过程中实际上是有层次有间隔的，用一个笼统的过程已经不足以准确地描述事物动态存在的多样性和层次性。且过程没有与之对称的范畴。为了弥补这个缺陷，人们曾引入了“阶段”概念，但阶段指的是一个包含若干质差的历时态区域，用于描述量动质静的瞬时存在并不合适，时间尺度太长，状态概念的提出，解决了这一矛盾。状态概念描述运动中的“常驻”，过程则描述运动中的“流变”，满足了深层次哲学范畴的对称要求。
(2)客观存在有四种层次必须用对应的四个范畴来描述，不同的范畴不能互相代替。从理论上分析，客观存在实际上有四种层次：其一、共时态(△t=0)时并存的事物，彼此间没有相互作用或者相互作用未发生叫“非系统存在”。(在现有系统观中往往只在理论上推理上承认非系统，而以为实际中不存在非系统)。其二、历时态(△t>0)下并存的要素之间发生相互作用形成的“系统整体层次”。在微观领域其时间尺度很小几乎可以看成相对共时态。其三、系统质在有限的历时态中保持相对稳定不变层次，内部微观上有量变但对外性质与功能相对稳定不变，是质的静止，量的运动的统一体。本文称之为“状态层次”。△t>0是历时态现象其时间尺度大于系统形成的时间尺度。其四、在历时态下由状态集合组成的“过程层次”，是事物或系统的产生、发展和灭亡。笔者以为在客观存在的四种层次中，状态层次最为重要，它下接系统上联过程是系统存在到过程存在之间的中介和桥梁。与此相对应“状态”范畴应是继“系统”范畴之后的描述客观事物的最核心范畴。现有系统观理论的根本缺陷就在于，对客观存在的理解少了状态层次。往往只承认系统与过程这二大层次。总之辩证思维方式准确的表述应该是：事物是普遍联系又相对隔离，作为要素和系统而存在，事物永恒发展又相对静止是状态和过程的集合体。
(二)状态论的立论基础(略)
(三)状态范畴与其它哲学范畴的关系(略)
1.与本体存在的关系；2.与过程的关系；3.与时空和层次关系；4.与相互作用的关系；5.与量和质的关系；6.与运动和静止关系；7.与有限与无限的关系；8.与绝对和相对的关系;9.与结构功能的关系；10.与物质、能量信息的关系；11.与要素系统的关系；12.与主客体的认识论关系。
(四)状态──过程的类型
1.从宇宙进化角度分为自然过程，社会过程，思维过程及相应状态。广义的自然过程泛指一切宇宙间的存在，狭义自然过程指除社会过程之外的存在。社会历史过程指人类活动的一切存在与发展，思维过程指人特有的精神活动。
2.从人的参予程度分析有天然过程，人工过程与人工与天然混合的过程与相应状态。天然过程指没有人介入的自然过程，如天体运行演化。人工过程受人控制和影响按人的某种需要运行的过程。混合过程指天然与人工兼有的过程。
3.从过程的时间和空间尺度分析有宇观、宏观和微观过程及相应状态。
4.从组成过程的状态间关系角度分极有确定性、随机性和混沌性过程。确定性过程指当某种状态出现时必然有与之相对应的另一状态出现。即状态间关系是确定的唯一的。逻辑表达为A—B，如果A则B。确定性过程在简单事物中较常见，描述和数学表达较容易。随机过程指状态间关系的非确定性非唯一性。有多种可能性空间。逻辑表达为A—P(B)，0≤P(B)≤1，如果A则可能B，B的概率取值[0,1]区间，当P(B)=0时表示状态间无关。P(B)=1时表状态接近确定性关系。随机过程在自然、社会、思维中普遍存在，随机过程不是没有规律，而是服从统计规律。随机过程中还有一种竞争性随机过程。逻辑表达为A—max｛P(X,t)1P(x,t)2…P(x,t)n｝，如果A则从若干并存的随机存在状态中取出概率最高的状态当作系统的序参量，并决定系统的下一状态。生命过程、思维过程、社会过程普遍服从竞争型随机过程规律。另外，随机过程中还分为有后效与无后效的过程。无后效过程也叫马尔可夫过程，即事物的将来与现在有关，但与过去状态统计无关。还有介于随机与确定之间的混沌过程，混沌过程微观细节貌似随机，但宏观上有序，混沌过程对状态初值敏感，初值微小的变化将被指数放大造成过程行为轨道的显著偏离，以至与随机运动难以区分。混沌过程可由确定性的系统及状态产生出来，特别是事物演化的循环迭代往往产生混沌。在生命过程和思维过程中其微观细节上往往都是混沌。一般情况下，确定性过程属简单过程，随机和混沌过程则属复杂过程。过程的复杂性来源二方面，其一、状态间关系的非确定，特别是竞争型随机马尔可夫过程，从过程前一状态很难预料后一状态。其二、状态本身的复杂性。状态内是共时态非线性与历时态非线性的综合状态的复杂性，直接影响状态的关系使状态间的关系也变得复杂，对于具体事物及过程我们如果不能区分是过程复杂(状态间关系复杂)还是状态本身的复杂就很难认识事物，目前对复杂事物往往策手无策其原因之一也在于宠统地看待复杂性无从下手。
从不同角度还可以将状态──过程分成更多类型不再例举。
(五)状态──过程的产生，转化及表达
任何具体过程都不是从来就有而是产生出来并且还要消亡，包括整个宇宙在内。过程和状态一样在时空上是有限的，过程在有限的时空范围经历产生、发展、稳定、衰落与消亡五个阶段。各个阶段也叫子过程，子过程中包含最小单位片断即状态，有人将过程简化为三段，产生、发展、消亡，但太宠统，所谓过程产生是以状态产生为端点的，事物从无到有；过程发展伴随量的增大和事物质的改进；过程稳定即各种关系保持均衡，量与质基本不变是动态中的均衡；过程衰落伴随量的减少质的退化；过程消亡事物从有到无，然后开始一种新的状态一种新的过程。一切过程都是从最小单位状态开始，状态组成阶段，阶段又组成过程，过程的性质取决于时空尺度的选择及相应质。过程的性质还决定于状态间的关系。状态间的不同关系构成了确定，随机与混沌以及三种情况交叉的混合过程。从历时态结构看，过程与状态虽然是局部与整体，但二者有历时态的分形关系，状态内部的结构与过程结构相似，状态在历时态上也经历产生、发展与消亡三段式或五段式。
状态演化运行的动力来源于状态内共时态与历时态各种要素间的非线性相互作用。有的将它称之为对立统一矛盾。矛盾实际也是两类，空间中共时态矛盾和时间中历时态矛盾，两类矛盾及展开促成了状态内发生量的变化。量变化的原因也有状态与外部环境的相互作用。因为状态质的静止，其内部的量变化不超出一定限度状态不会产生质变。如果量的变化超出一定限度状态质就要改变，这里的量变泛指状态内各要素的变化以及要素间关系的变化，要素间通过竞争与协商，涨落，反馈、混沌、分叉与外部环境进行物质，能量，信息交换等等，由于共时态与历时态的非线性相干作用的变化。代表旧的关系的整体状态质也将发生变化，也叫“相变”于是一种新状态就诞生了。开始了过程的历史。请注意，状态之间质的差异不是连续的无亦此亦彼的中介而是间断的，这是过程运动与空间中位置运动的最大区别。状态与状态间的转变都是以突现或叫飞跃实现。实现飞跃后，新状态又继续量的运动，质的静止。整个过程，是(量变──质静)──质变动──(量变──质静)的序列组成。可以说过程是量的连续质的间隔。用唯物辩证法的语言是从肯定到否定再到否定，即一种状态存在期间是对一种质的肯定。当一状态变成另一状态时是旧质的否定又是新质的肯定，是一种矛盾统一过程。
一般情况下由状态组成的序列过程(循环过程除外)其内部是一种线性关系，过程可地看出是状态的线性加合。表达为P=∑(s,t)n 1
三、状态──过程论的现实意义
(一)探索辩证思维方式形式的努力之一
系统思维方式从世界的普遍联系作为系统而存在角度深化了辩证法理论。但是，在辩证法的另一原则即世界永恒发展是过程的集合体方面都缺乏应有的作为。从某种意义上讲在系统思维框架内世界的共时态与历时态存在被人为地分隔了。系统思维方式的逻辑出发点以及相应核心范畴如要素、系统、相互作用、结构、功能等主要是建立在相对共时态基础上。当然系统思维方式也强调了系统的运动演化并建构了一些相应的概念和范畴。但总体上它缺乏描述事物动态存在的核心范畴。至于共时态与历时态如向在有限时空范畴范围内发生相干作用，系统思维方式几乎无什么建树。本文提出的状态概念是事物质的静止与量的运动统一体，它是事物共时态与历时态相干统一的最小单位，是过程中的层次也是过程的最小单位。这个范畴无疑是反映事物动态存在的核心范畴，它下接系统上连过程包含系统且大于系统，它的提出为唯物辩证法过程范畴找到了对应概念，实现了深层范畴的对称。状态论试图改变以往人们从系统存在出发的思维方式而主张从共时态与历时态结合的最小单位──状态出发，并将状态当成一个比系统更抽象的层次一个整体来描述，然后由状态间关系的描述进而组合成事物的过程描述。状态──过程论很可能成为继系统思维方式之后的属于辩证思维方式的又一种形式。
(二)研究复杂巨系统的哲学和具体科学方法
目前，人们在“描述复杂巨系统方面极为困难，现在尚无类似同学那样的理论可以借鉴，也没有从微观过渡到宏观的处理方法”[6] 从状态──过程角度看，事物的复杂分成二个维度三个方面：一、共时态复杂性。这是系统空间关系上非线性相互作用使空间上系统整体表现出复杂的属性与功能。二、历时态片断状态的复杂性。这是事物在时间关系上的复杂性，如果说空间共时态上存在非线性，那么在有限时间区间内即历时态上同样存在非线性。此外，共时态与历时态之间还存在相干作用。人们面对复杂性之一实际上是这二种复杂性的复合体即状态复杂性。三、历时态过程复杂性。在历时态关系中过程是由状态组成的，过程是状态的集合，状态间关系的不同也将造成过程的复杂性。准确的说现实中人们面对的是系统共时态复杂性，历时态状态复杂性以及历时态过程复杂性这三种复杂性。在现有的理论框架内人们是宠统地看待复杂性的因而无从下手。80年代以来在钱学森倡导下我国学者提出了从定性到定量的综合集成方法。该方法“从概念上弄清了复杂性问题，得出结论复杂性问题实质上是开放复杂巨系统的动力学特性问题”[7] 从定性到定量的综合集成方法不失为解决复杂问题的方式之一，本文的状态──过程论与此法有区别，它强调的是选择好切入研究对象的历时态层次，现实中很多问题只要切入的层次适当，问题就有解。
状态──过程论以状态概念为核心区分了二种维度的三种复杂性。按此思路状态内的复杂性(共时态非线性与历时态非线性的总合)在目前的科学技术及数学理论主要是非线性理论不成熟的条件下不可能在短期内获得解决。状态表达只有留待将来去解决，那么这是否意谓要放弃复杂性研究呢？也不是，因为过程是由状态组成的，对大多数过程来说，历时态串行存在状态间是线性的。从状态间关系入手，可以充分发挥现有理论的长处，通过状态去描述过程去解开过程复杂性问题，这是可能的是较明智的选择。在这个理论框架内对状态进行粗粒化，符号化处理，将其看成过程空间中的一个点而已，由点加合成过程。状态过程论有二个基本公式：其一，状态存在程度公式。其二，状态间相互作用公式二个公式足已完成各种层次或对象的过程表达，复杂的自然过程，思维过程社会过程是它的用武之地。
(三)揭开人类思维奥秘的途径
人脑是自然界最伟大的杰作，彻底揭开大脑思维的奥秘是科学面临的最大挑战。研究思维是发展高技术人工智能的关键，也是丰富马克思主义哲学认识论的重要课题。思维过程是典形的开放复杂巨系统及过程。复杂巨系统研究方法不解决思维研究不太可能会有大的进展。要攻克思维难题，不仅仅是资金和技术投入问题。而是一个涉及哲学世界观、方法论以及具体科学的进展甚至是数学方法是否已经具备的问题。状态──过程论是一种集哲学，具体科学与数学方法的综合方法学。在状态──过程框架内思维也象其它事物一样分成过程与状态两个方面，应用状态──过程的方法可能实现思维过程的数学表达。
研究心理和思维现象如不包括行为层次至少涉及5个层次，1. 物理水平的能量和场相互作用层次；2. 生理生化的分子过程层次；3. 脑的局部神经元及相互作用的神经网络活动层次；4. 脑整体的协同活动层次。5. 由动态神经元集群自涌关系突现出的心理(包括思维)活动层次。在每一个层次上都具有不同性质的物质、能量，和信息过程。本文所说的思维过程的数学表达，主要是指心理活动(包括思维)的信息处理水平的表达。不是神经生理，也不是生化分子过程以及物理场过程的表达。
在信息处理水平上思维具有如下特征：1. 开放性；2. 时变性；3. 非还原性；4. 随机性(在符号处理水平上近似马尔可夫过程)；5. 混沌性，在亚符号水平上是在混沌的边缘上进行信息处理；6. 循环性，在低层和高层的知觉和自我意识方面有信息的多层次循环；7. 量质转化性；8. 自适应性；9. 信息主信号吸引子生成的“达尔文”性。
状态论根据如下思路对心理和思维现象进行剖析：第一、思维现象从属于心理现象，思维指以符号操作为主信号的心理状态和过程。第二、心理现象分成二大层次：1. 心理状态层次。其定义是指特定时刻心理系统物质、能量、信息、结构、功能存在的总合。由特定的动态神经元集群自涌关系构成其生理活动基础。心理状态结构由共时态与历时态维度组成。在共时态维度上包含三个子系统：①知，情，意子系统；②需要、动机、兴趣、信念等子系统；③气质、能力、性格等子系统。在历时态维度上包含三种信息阶段：①信息的输入；②信息的加工、激活相互作用；③信息的输出。一般情况下心理状态历时态时间收敛于500ms左右。心理状态内包含三种信息状态：①处于不活跃的静息状态的信息；②处于活跃状态但强度达不到一定的阈限处于潜意识活动内的信息；③处于活跃状态且信号较强经过竞争被显意识知觉到(思维活动往往在这一范围内)的信息。心理状态是组成心理过程的最小单位。是共时态与历时态相干作用的最小单位。在信息处理层面上心理状态表现为某种具体的心理内容，心理状态不发生变化时，其心理活动内容保持相对静止不变，当心理状态发生变化时心理活动内容随之变化，从数学层面上看特定的心理状态由特定的“吸引子”维持，心理状态的变化就是“吸引子”的变化。2. 心理过程层次；心理过程是由心理状态的集合组成的。
思维的信息处理机制及数学表达公式如下：
1. 心理过程公式：P≈∑(s,t)i = ｛(s,t)1, (s,t)2…(s,t)n｝
P表示心理过程，(s,t)表示心理状态。
2. 心理状态转移、演化公式：(S, t+1)=F [(s,t), U(t), F(t)]
U(t) 表示输入，F(t)表示随机作用。
3. 心理状态表达公式：(信息的输入、加工、激活、存贮、输出等)
(1) 信息输入公式：U’(t)=max｛u(t)1,u(t)2,…u(t)n｝
u(t)n有3—5秒的时间尺度
(2) 信息存贮公式：(s,t)── (M,t+1)
(3) 信息相互作用激励公式：A(x,t)= ∏μu(x), P(u,t), P(x,t-1)
(4) 信息存在程度(被提取的概率)公式：
P(x,t)= ∑P(m,t), P(x,t-1),A(x,t-1)—d(x,t)
(5) 信息输出公式：Y(t+1)=max｛p(x,t)1,p(x,t)2…p(x,t)n｝ 0 三种输出并存：
A──B (遗传反射的输入、输出反应)
A──P(B) 0≤P(B)≤1 (后天学习，但趋近于自动化的输入输出反应)
A── max｛P(B)1,P(B)2…P(B)n｝ (与显意识思维活动的相关的输出)
(6) 长时记忆保持(记忆重现概率的量度)公式：P(m,t)=1/klog7T t∈T
t收敛于500ms。
(7) 信息相互作用后激励启动效应的衰退公式：d(x,t)=ae -kt
(8) 信息不应期(常态恢复)公式：r(x,t)=P(x,t)•(1-ae -kt)
以上公式的符号含义是：U(t)表示t时刻的输入；U’(t)表t时刻显意识知觉信息；Y(t)表示t时刻输出；P(x,t)表示状态变量x在t时刻的存在程度或提取概率；A(x,t)表示状态x在t时刻受到的激活启动效应，取值[0,1]；(m,t)表示t时刻的记忆、存贮；P(m,t)表示记忆单元在t时刻的保持程度或重现概率；μu(x)表示状态x对输入u的隶属度，取值[0,1]；P(u,t)表示u在t时刻的存在程度(强度)，取值[0,1]，P(u,t)=u(t)•e -kt ; (s,t)表示t时刻的心理状态，一般收敛于500ms(平均值)。
思维过程的表达可以用现有的每秒千亿次运算的数字计算机模拟。而思维状态的软、硬件实现问题目前的技术还暂时达不到，可以不用数学方法，而是用生物、物理等其它方式(如神经网络构形去模拟或表达它，详细论证将另文阐述)。
参考文献：
[1] 张尚仁“论辩证思维的发展及现代形态”华南师大学报1996年1期
[2] (美)冯•贝塔朗菲“一般系统论基础，发展和应用”清华大学出版社1987年6月52
[3] [4]苗东升“系统科学的困惑”载21世纪100个科学难题，吉林人民出版社1998年6月779—781
[5]洪昆辉“共时态静止与历时态运动统一的辩证思维方式”载思维变革探索，云南民族
出版社1998年4月53
[6] 李喜先等《21世纪初科学发展趋势》科学出版社，1996年358
[7] 戴汝为《复杂性问题研究综述：概念及方法》自然杂志1995年2期73
本研究获得云南省社会科学95规划课题资助，特此致谢。与本研究有关的交流请与云南省委党校洪昆辉联系，电话：(0871)8313031
作者: 王不留行    时间: 2005-11-20 10:07
标题: [转帖]状态论——复杂系统研究方法新探
态论选登2
系统、状态和过程的量质规定性
状态范畴的界定是以事物或系统质的相对静止和量的运动来定义的，因此，要正确理解状态范畴必须弄清事物或系统、状态、过程的量与质问题。探讨事物的量和质问题达到二个目的：其一，量质问题是解决若干理论和实践问题的基础。一般情况下，人们在探讨任何问题，包括哲学，具体科学甚至日常生活实践中都不能不直接或间接地涉及到事物量和质的问题。然而，迄今为止，对量与质的界定，量与质的关系以及量变和质变的问题争论较大，量和质的问题在哲学层次实际上还没有得到真正的解决。其二，量质问题是论证本文提出的“状态范畴”的需要。状态论中的核心范畴是哲学层次的状态概念，而状态概念要由事物“质”的相对静止来界定，一般情况下，状态范畴涉及的动静问题比较容易理解，而状态概念涉及的量与质问题有一定难度，如果不能很好地解决哲学层面的量与质问题，状态范畴就不能建立在稳固的基础上。
1、历史上有关量质问题的探索、主要观点及缺陷
（1）对量质问题的早期探索
要认识存在物，仅仅指出它存在，停留在一个“是”字上那等于什么也没说，最起码的要求是要回答“是什么”以及它的大小，多少等等，这就是人类最早面对的事物的所谓量与质的问题。
量与质是人类认识史上出现较早的一对范畴。早期哲学中的东方（伊奥尼西来）各派和西方（意大利）各派对量质的理解各不相同，前者偏重于事物的“质”，后者侧重于量。伊奥尼西派把某种具有特定性质的存在物认作“始基”，为什么选中这个而不选别的，很重要的原因就是它们具有特别的性质 ，例如，水、气等物单纯、普遍、不定形、易变等，火则是“永恒的活火”不断燃烧同时又不断熄灭。在早期哲学家看来，正是这些自然物具有特殊的“质”，它们才能生化万物，取得始基的资格，始基的作用就是生化万物，“一”生“多”，“多”归“一”这种变化都是质的转化，也即“质变”。这一观点在赫拉克利特那里尤其明显，不仅“一切转为火，火转为一切”而且一切对立的东西的相互转化都是质变。所谓“对立”就是性质上相反的东西。“一”变为“多”这里的多就是质上的量，即质的多样性。西方各派则偏重于量的探索，毕达哥拉斯学派把世界数学化认为“数”使世界万物获得界限，定形与和谐万物的本原是一。从一产生出二，而事物的“质”的多样性又都会都化成数量的差别性。
把“质”和“量”作为范畴明确提出来的是亚里斯多德。他指出了与量质相关的若干规定，所谓“质”的含义归纳起来有二方面，首先是事物在本体（实体）上的差异，关系到事物是什么和不是什么，这是从稳定态来看。其次是属于变化的偶性，如品德有善有恶，善恶互变，这是从动态看。就是说“质”是事物本质上的差异和偶性上的差异；关于“量”的含义，他指出，凡事物可区分为更多的组成部分，就形成量。其中有“可计数的”（指个体的多少）和“可计量的”（指广延的大小）两种。量又可区分为“本性的量”和“属性的量”，前者指事物大小、长短、多少等，相当于我们的所谓“外延的量”“规模量”，后者指属性的程度，如文明、白等属性的程度，相当于我们今天的“内涵的量”“程度量”；运动包括量变和质变。他把运动分成六种：产生、毁灭、增加、减少、变更及地点的改变，增加和减少属于量变，变更则指性质的变化。
对量质问题作了深入研究的是黑格尔。黑格尔分析了事物质的特点及其到量的转化。他指出“质是存在的规定性”。他认为一般“存在”是没有规定性，是抽象的，因而也是没有质可言的。只有在现有现在中才出现质。现有存在就是实有物或某物。所以，他认为质是一个具体的规定。“质就是一事物区别于他事物的特殊的直接的规定性”。[1]所谓“直接的”指无须经过逻辑推论而直接得到的。他指出“质是与存在同一的直接的规定性”“某物之所以是某物，乃由于其质，如果掉其质，便停止其为某物”。总之，黑格尔认为事物的“质是事物直接、抽象、简单的规定性，量是比较间接的具体的复杂的规定性”黑格尔对量质问题的看法至今仍然是引用得最多也是比较权威的看法。
作者: 南京陈斌    时间: 2005-11-21 16:26
标题: [转帖]状态论——复杂系统研究方法新探
下面引用由王不留行在 2005/11/20 10:01am 发表的内容：
状态论方法与系统科学方法的区别与比较：
1、立足基础或理论的逻辑出发点不同
系统科学方法：立足于对象的静止存在（共时态、相对共时态下的系统存在）
立足于从存在到演化存在的思路，系统方法虽然也研究事物的演化问题，但是是从系统出发来研究演化的。讲的是系统的创生、系统的稳定、系统的变化。
系统论方法立足于实体本体论、关系本体论和系统本体论
逻辑出发点：从事物的整体性即系统出发，直接面对事物的系统存在
状态论方法：立足于对象的演化存在（共时态与历时态统一的状态存在和状态的集合即过程存在）
立足于演化过程中的相对静止、过程中的历时态层次、各个层次之间的相对独立性与功能间隔性，
状态论方法立足于过程本体论，
状态论从事物的演化存在即状态层次出发，直接面对事物的演化存在（不是系统存在），状态论不是不研究系统而是将系统包容在状态中一并解决。状态论讲的是过程中的历时态层次，是非系统、系统、状态和过程的转化。
2、研究问题的路径不同 系统科学方法：自下而上，从微观到中观到宏观、
从静止存在到演化存在，（系统静止存在到系统演化存在）
先解决要素层次、系统层次问题再解决系统的演化存在即过程层次问题
以系统范畴为核心为出发点展开的理论体系 状态论方法：自上而下与自下而上结合，从中观到宏观，用中观状态包容微观系统，用中观状态的集合组成宏观过程，从亦静亦动的状态存在到量动质动的过程演化存在，
状态论方法把问题的解决区分为二个不同的层次，先解决过程层次问题即状态之间的关系问题，再解决状态层次问题，系统包容在状态问题中一并解决
以状态范畴为核心为出发点展开的理论体系
3、使用的核心范畴不同 系统科学方法：要素、系统、结构、功能、环境、输入、输出、过程、等 状态论方法：非系统（要素）系统、状态、过程、共时态、历时态结构、功能、输入、输出、环境等 4、对存在的理解与认识不同 系统科学方法：世界上的事物分成二大层次即系统与过程 状态论方法：世界上的事物演化存在有四个层次即非系统、系统、状态、过程
5、各个范畴之间的关系不同 系统科学方法：系统与过程并列、状态从属于系统低于系统 状态论方法：过程包含状态，状态包含系统，系统包含非系统（要素）
6、对局部与整体关系的理解不同 系统科学方法：存在共时态和相对共时态中的局整关系（针对系统） 状态论方法：存在三种局整关系：1）共时态和相对共时态中的局整关系（针对系统层次）；2）历时态相对独立的片段状态层次的局整关系；3）历时态过程层次的局整关系
7、解决问题的方法和工具不同 系统科学方法：用符号方法及技术解决问题，对事物进行符号化、形式化、数学方法、模型方法，计算机方法、定性与定量结合 状态论方法：分成状态与过程二个层次处理：（1）过程层次用现有的方法即符号化、形式化、数学方法、模型方法，计算机方法、定性与定量结合
（2）状态层次主要用广义智能技术方法
8、对分析方法的限制不同 系统科学方法：分析系统与过程基本无层次限制 状态论方法：对过程的有限分析即只分析到状态层次；对状态层次和系统层次不使用分析方法，系统层次包容在状态层次中一并解决
9、对综合方法的应用不同 系统科学方法：在系统层次上讲综合统一 状态论方法：在状态层次上讲综合统一
10、描述对象的侧重点不同，核心问题不同 系统科学方法：系统科学是关于事物整体的理论，是从事物整体的角度观察世界，认识事物，解决问题的理论与方法。
系统方法的核心问题是描述局部与整体关系，要素与系统主要是描述局整体关系。
揭示系统整体涌现即非加和性是系统方法的主要内容 状态论方法：状态论是关于事物演化存在的理论，是从事物运动过程和相对静止的角度观察世界认识事物，解决问题的理论与方法。
状态论的核心问题是描述事物的“动”与“静”问题，状态是事物质的静止与量的运动的统一体是亦静亦动的对象，不同的状态之间如何组成过程是状态论的主要内容
状态范畴主要用于描述过程中的非连续性对象， 11、对复杂系统的有效性和发展前景不同 系统科学方法：面对复杂系统力不从心，面临范式转型 状态论方法：过程层次可以用现有的符号方法及技术解决，局部解开复杂性问题，状态层次用广义智能技术解决；
状态论方法是复杂系统研究方法的新的探索，有可能成为一种有发展前景的方法与技术
12、理论体系包容范围不同，应用范围不同，贡献不同 系统科学方法：系统方法可以包容系统以及简单过程问题，用于简单系统和简单巨系统
系统论方法的主要贡献是结束了300年来自然科学中的线性分析方法占统治地位的状况，改变了人们的思维方式。提供了解决简单系统与简单过程的方法与技术 状态论方法：状态论方法可以包容系统方法，系统方法中的对象可以成为状态论的特例
状态论方法用于复杂系统和开放复杂巨系统
状态论方法是在系统方法研究复杂系统面临困惑的背景下产生的，是复杂性研究方法的一种新探索
利用现有的符号方法及技术可以解决过程层次的问题，局部解开复杂性问题。
在状态论基础上发展的的广义智能技术可以解决状态层次的问题
这篇文章具有极高的哲学思想价值，对理解中医，创建中西医结合也有着极高的指导价值。
作者: 南京陈斌    时间: 2005-11-21 16:30
标题: [转帖]状态论——复杂系统研究方法新探
下面引用由王不留行在 2005/11/20 10:01am 发表的内容：
状态论方法与系统科学方法的区别与比较：
1、立足基础或理论的逻辑出发点不同
系统科学方法：立足于对象的静止存在（共时态、相对共时态下的系统存在）
立足于从存在到演化存在的思路，系统方法虽然也研究事物的 ...
从这篇文章的观点出发，建立系统医学的提法似乎也落伍了，取而代之的将是“状态医学”，“状态医学”似可以更好的概括反映中医、及未来的中西医结合医学体系的本质与特征。



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