科学史视野下的复杂性科学的发展历程

科学史视野下的复杂性科学的发展历程

复杂性科学是当代科学发展的前沿之一，其发展引起了包括哲学界在内的科学界的广泛

关注，并被有些思想家誉为“21世纪的哲学变革”。当前对复杂性科学的研究主要来自科学领

域和哲学领域，而从科技史角度来审视复杂性科学的并不多见。因此，有必要从科技史角度

来对复杂性科学的发展作一梳理。

在这里应该先对复杂性科学的概念作一个界定：

首先，在科学发展史上，简单性与复杂性一直是在相比较的意义上使用的一对概念，没有给

出精确的界定。可是，相对中有绝对，从方法论来看，简单性意味着线性的、还原论的。而

复杂性则是非线性的、整体论或超越还原论的。

其次，复杂性科学的研究对象是复杂系统。Science杂志1999年的复杂性专辑选用了“复杂

系统——超越还原论”这一表述。

综上，我们可以对复杂性科学作出定义：复杂性科学是采用整体论或超越还原论的方法研究

复杂系统的科学。

一、古代的整体论思想

（一）中国古代的整体论思想

1《周易》的朴素的整体论系统观

《周易》的朴素的整体系统观主要体现在以下几个方面：第一，《周易》把世界看成一

个有基本要素组成的系统整体。《周易》“序卦传”说：“有天地，然后万物生焉。盈天地之间

者唯万物”。天地产生万物，万物充满天地之间，所以《周易》就以代表天地的乾坤二卦作为起始，将象征万事万物的其余六十二卦置于其后，从而在卦象和六十四卦的编排上，就体现

出它的系统整体观：六十四卦是一个整体，每卦又自成一个整体，组成一卦的六爻之间存在

着相互制约的关系，任意变动其中的一爻就会引起一系列的变化，不仅会造成内部的诸关系

的改变，而且还可能影响其密切相关的外部关系。

2 阴阳五行说的整体系统思想

西周末年，古代思想家提出了“五行（即金、木、水、火、土五种物质要素）相生相克”的学说，借以说明宇宙万物的起源和多样性的统一。所谓五行，即“一曰水，二曰火，三曰木，四曰金，五曰土。水曰润下，火曰炎上，木曰曲直，金曰从革，土爱稼穑。润下作咸，炎上作苦，曲直作酸，从革作辛，稼穑作甘。”（《尚书·洪范》）这就表明了宇宙万物有五种物质

要素构成的思想，并试图分析和说明这五种物质要素的性质和功能。后来，我国古代思想家

又把“阴阳”和“五行”两种学说结合起来，形成“阴阳五行”说，用以解释物质世界的多样性和

统一性，并广泛用于古代天文、历数、化学和医学等学科，取得了巨大的成就。

3 中医的整体系统思想

中国医学主要依据人体的整体状况看病治病，强调对病症的综合诊断，把身体和疾病看1做

一个总体的动态变化过程。秦汉时期写成的我国著名的医学典籍《内经》则是根据阴阳五行

的朴素辨证思想，把自然界和人体看成是由五种要素相生相克、相互制约而组成的有秩序、

有组织的整体，人与天地又是相应、相生而形成的更大的系统。“人以天地之气生，四时之法成”，“天食人以五气，地食人以无味，五气入鼻，藏入心肺，上使五色修明，音声能彰，五

味入口，藏于肠胃，味有所藏，以养五气，气和而生，津液相成，神乃自生”。这实际上是把人体看成是和天地大宇宙密切相关的小宇宙，自然界作为一个大系统，人作为整体中的部分，是一个小系统，小系统的运动变化规律的影响和制约，人体内部各组成部分，也是相互联系、

相互制约而构成了五藏一体的人体系统。所有这些在古代医学中形成的藏象学说，病机学说，阴阳五行学说，气血、津液、经络等学说以及在这个建立起来的辨证论治，都体现了整体系

统性的观念。

（二）西方传统的整体系统思想

1西方早期的整体系统思想

古希腊的原子论最早体现了西方朴素的系统思想，其创始人德谟克利特就曾对物质的结构作

了探讨，认为世界是最小的物质原子和虚空所组成，有各种不同的原子，形成不同层次的世界。人也是由一个特殊原子组成的小宇宙，世界处于不断产生、发展和消灭中。这实际上已

对系统的整体和部分、结构和功能的相互关系问题作了初步的探索。他的著作《世界大系统》是人类最早的关于世界是一个大系统的理论论著。

古希腊另一位伟大的哲人亚里士多德则进一步发展了朴素的整体系统思想，他在《物理学》

中一开始就写道：“对我们说来明白易知的，起初是一些未经分析的整体事物。而元素和本原，是在从这些整体事物里把它们分析出来以后才为人们所认识的。因此，我们应该从具体的整

体事物进到它的构成要素，因为为感觉所易知的是整体事物。这里吧整体事物子所以说成是

一个整体，是因为它内部有多样性，有它的许多构成部分。”①它认识到整体是由部分组成的。亚里士多德已经察觉到整体与部分的矛盾，在它看来：整体“由若干部分组成，其总和并非只是一种堆集，而其整体又不同于部分”。②这就是说，整体具有整体性，整体不同于部分，整体性也不等于部分性质的简单加和。

二、近代科学与整体系统思想

笛卡尔是解析几何的创立者。在他看来，科学认识方法具有同一性，就决定了科学具有

统一性。他说：“把单一的同一方法不断运用于种种不同的学科，因为这种共同适用的可能性和实践性，意味着：整体的科学无非是人的理性本身的统一性”。③从中可以看出笛卡尔的

整体思维。

莱布尼兹在其《单子论》第49条写道：“说单子具有能动性，是就它具有清晰的知觉而言；

说它具有被动性，是就它具有混乱的知觉而言”。在56条中说：“这种一切事物对每一事物的联系或适应，以及每一事物对一切事物的联系或适应，使每一个单纯实体具有表现其他一切

事物的关系，并且使它因而成为宇宙的一面永恒的活的镜子”。从这两条可以看出莱布尼兹提出的单子不是僵死的，而是能动的实体。单子间的普遍来联系构成了整体的世界，尤其强调

单子的整体性。这些都为后来的系统思想发展提供了有价值的思想资料。

康德既是哲学家也是科学家。在自然科学上，他以提出太阳系起源的星云假说而著名。康德

的宇宙观，已经可以称之为一种系统自组织演化的宇宙，包含一切继续进步的起点。另外，

它把知识理解为一种有秩序、有层次、有要素组成的统一整体。在《纯粹理性批判》中，他说：“直观与概念构成我们一切知识的要素”；“知识是相互关系、相互联系要素的整体”。

不同学者对超越还原论的复杂性科学的历程的划分不尽相同。本文此处参考的是刘劲杨对该

问题的划分方法，将其划分为两个阶段。

（一）系统论时期：20世纪20——60年代

1整体论与系统思想阶段

创立一般系呕吐那个的主要代表人物有两个，就是波格丹诺夫和贝塔朗菲。俄罗斯学者波格

丹诺夫于20世纪20年代发表的《组织形态学》，越来约被人们誉为系统科学的开山之作。

它从行为整体观念出发，力求以普遍认可的科学语言，克服学科之间的分裂，探索普适性的

基础。但由于当时苏联的意识形态等种种原因，波格丹诺夫的思想未能得到应有的重视。