[转帖]建立系统科学或复杂性研究基础理论框架的一种可能途径与若干具体思路

王不留行

建立系统科学或复杂性研究基础理论框架的一种可能途径与若干具体思路
——物质全程演化背景下的系统科学观
范文涛
中科院武汉物理与数学研究所
　　对系统科学或复杂性研究的呼吁是上世纪中叶以来科学技术发展呈现出一方面学科越分越细，同时又在不同学科领域相互交叉渗透综合发展的趋势，以及在以往的发展中取得辉煌成就的还原论被用来处理人类所面临的复杂系统时遭遇局限的需求中应运而生的，其目的是希望更全面深入地从客观世界事物的整体与部分以及层次关联在时空演化的全程描述角度来研究支配客观事物运行的基本主旋律，并依据这种更深层次的对世界规律的逼真，建立起新世纪又一轮科学技术发展的理论基础，以指导新的发展实践。
　　近20 年来，已有大批一流学者至少从六个不同的切入侧面入手展开了卓有成效的探索。
　　此文则是我国学者在这一领域所做努力的一部分。总的目的是-----试图从现代物理、分子生物学与脑神经解剖学等学科的最新实验事实以及相应的前沿领域，围绕着宇宙物质全程演化概念与背景研究的展开所获得的理念与成就为基础，按照"由大爆炸理论所描述的物理世界之最初情景出现以来的扩张并降温的过程中，世界物质总是在其不同时空之具体结构状态下的四种基本力的相互作用形成的制约机制造成的物质----能量及相伴的信息结构与分布仍非完全平衡态势的推动，不断地一层一层完成的全方位整体性进一步的精细结构化，实现其该层次从无序到有序的演化------这一总的自然法则"以及我国传统文化学术元典中由整体论指导下表述的定性分析与现代哲学所指出的可将客观实在真实看成一个关系网络的认识为主线，提出了一种建立系统科学或复杂性研究基础理论的定性----即概述为所谓概念化的洋葱模型所表征的由宇宙物质演化而成的世界图景与相应的定量描述的框架思路与若干实现的细节方法。整个体系由下面的14 个部分展开：
　　1、系统概念的历史发展与系统科学的产生。
　　2、客观世界物质结构演化过程的统一图景与一种可能的系统科学或复杂性研究基础理论框架思想，其中将分析地引出一个关于客观世界的概念意义下的"洋葱模型"后又依据其中任一块的形成结构给出了一个简单与复杂系统分类的标准，并提出了五条建立系统科学基础理论的具体思路。
　　3、保守物理系统与最优控制系统的等价性。
　　4、从韦达定理与控制论到突变、分歧、混沌、分形、耗散结构、协同、小世界和无标度复杂网络⋯⋯及与（开）统计物理学的关系。这一部分的内容是整个理念与理性体系的一条主线，将使我们得以从这一非常简明而直观的角度对上述前沿科学中最重要的概念与分支学科的本质进行趣意盎然的诠译与概定。
　　5、物理学的理性原则与一般系统拉格朗日函数结构形式的推导。
　　6、拉格朗日函数、作用量、最小作用原理的物理意义与我国传统文化元典精神内涵的一致性。
　　7、离散动力系统的密度演化与系列的信息结构。
　　8、固定环境中的稳态涌现。
　　9、博弈的演化分析。
　　10、复杂网络上的自组织临界性模型。此文及另一场合的讨论中展开地对复杂网络拓扑结构与统计指标理论综述的基础上，考察了网络的复杂性测度问题，并通过引用"幂律是以伪装形式出现的玻尔兹曼律"一文的陈述，表明了幂律作为复杂系统稳态的"指纹"是因其具有坚实的统计物理学背景的。
　　11、广义能量----Lyapunov 指数----熵----Hausdorff 维数概念间的关系。就已得到的一些个例而言，它们是颇具深意，并具有普遍性的。
　　12、非线性与信息的本质及其人本意义下的价值概念。
　　13、关于"量子化的普适性"与"复相空间问题"的一些认识。
　　14、一些待研究的具体问题清单。
　　此外，为了完善所提理论体系，还必须弄清楚系统稳态（即临界态、相变、涌现等）间的转移、对于社会经济系统行之有效的古典的所谓主动（或奇正）决—对策理论的模型的建立与算法制定、数学上一系列基本的优化性原理与其求近似解的次优化原理的两组等价性的证明、而这些还包括生命系统遵从的原理与物理系统原理的等价性等问题。则是由方福康等经实证得到的J－结构理论、陈珽与王先甲等建立的具有激励机制的多利益主体、多目标的决—对策系统以协商谈判仲裁方式求解的理论，陈光亚对层次的系列优化原理的等价性证明与李衍达、罗辽复在系统生物上有的一些理念给出的。
　　正是基于上述的一切，本文就结构而言，除了上述的与所有涉及的另一些基本概论内涵的剖示与关联外，都是围绕着说清道白如下的基本事实展开的。此即：自然物质在其全程演化的诸阶段所形成的诸理论，也就是，无机物质演化阶段遵从的"物理"、蛋白质有机物质与生命演化阶段遵从的"生理"，直到人与人类社会出现后演化阶段形成的"事理（系统工程）"、"管理"、制定人类自身行为规范的"伦理"、刻划人类活动与自然关系的生态学规律——"生态学理"、自人类意识出现起由感性到悟性到理性不断反复循环领悟深化而成的"哲理"，以及与测量、记事计算过程逐渐积累升华发展而来的"数理"等八个"理"是一个理，而且同时也包括了曾由马克思首次说白道破的"自然科学与社会科学是一门科学"的论断。
　　我们认为，明确无误的回答上述问题，是所有可称之为系统科学或复杂性研究的基础理论必须达到的最起码的目标与境界。此亦即是老子在《道德经》的首章之末句所谓的那个"玄之又玄"的"众妙之门"。易经有云："天道崇简"，又说"大道如嘤"，即此之谓！！

知易子

精华贴！！！
知易子理论刚好解决此类问题。
生命物理数学模型已经建立。
可是目前物理学 数学知识不够用。
维数是无限维的。
方程组是洋葱式矩阵方程组的迭加，可以真实反映宇宙的演化过程。
目前计算机的处理能力可能不够。

王不留行

下面引用由知易子在 2007/05/26 10:51am 发表的内容：
精华贴！！！
知易子理论刚好解决此类问题。
生命物理数学模型已经建立。
可是目前物理学 数学知识不够用。
...

你的想法具体是什么样的，能不能说一说

知易子

下面引用由王不留行在 2007/05/26 02:54pm 发表的内容：
你的想法具体是什么样的，能不能说一说

建立十二维时空旋转宇宙总体坐标系，描述处于黑洞状态的宇宙创始终结态陀螺状纯能量开弦（有真空涨落现象），并把能量转化为线性矢量表达。
建立十二维时空静止宇宙总体坐标系，描述宇宙物质电磁场能量闭弦（从中微子 正负电子 各级基本粒子 核子 原子 分子 化合物 ...生命大分子 多维耗散拓扑生命结构的细胞 组织 器官 系统 整体生命）的衍生过程。按层次成洋葱状壳层包裹。
要用高次方高等偏微积分矩阵方程组并成高维立体洋葱状壳层包裹形式表达。