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系統思考

發布日期:
作者: 陳慶瀚。
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我的作家朋友黃克全問我:科學的終極關懷是什麼?這個問題很難回答,多數科學工作者不常想到這類的問題,不過這不代表他們的懶惰或科學素養不夠,而是因為科學家的思考路徑與人文學者不同,甚至連提問的方式也不同,有時縱使回答了,常常也是為了遷就人文學者的理解角度而作的說明,未必是科學家自主意識的發抒。

那麼,科學家是如何思考的?我想從一個如同變形蟲般出沒在每一個科學領域的一個共同核心概念:「系統」談起。

系統概念的形成是人類發展理性思考的一個自然發生的過程。人類藉由圖像、符號來呈現他們對自然界事物觀察的結果,接著描述事物與事物之間的連結,於是形成結構的概念,至於觀察事件之間的順序和相關性則產生了時間的概念。這三者統整起來,就是系統思考。

我們的老祖先曾經用八個符號(卦)來表示真實世界的組成元素和意義,這種作法在科學上稱為建模,也就是以符號將真實世界概念化。由於八個符號不足以表示真實世界的複雜度,因此兩兩排列這八個符號就產生了六十四種組合,六十四種組合構成觀察和解釋真實世界的一個系統模型,其中任意六個爻所組合成的一個卦代表一個系統的狀態,藉由爻的排列結構和順序,得以讓我們以這預先建立的符號系統去理解和掌握事件的組成元素,事件的關連性和因果關係。

這是科學工作的初步,也就是以系統的概念建立可觀測的、或是可控制的真實世界的模型。有了模型作為基礎,我們就可以用類比和演繹的方式來從事件的分類、預測甚至進行控制。一旦操作失誤或準確性不足,就回過頭修改模型,以求改善。這個過程中,不斷的驗證和修正使模型漸臻完美,並且累積了大量基於相同系統概念的科學知識。

科學家對科學的信賴感就是建立在這個程序上,這種信賴感有時甚至強烈到近似於宗教信仰。許多科學家或是科學社群的錯誤偏執也是來自這裡,因為他們沒能意識到他們所理解的真實世界其實是局部的模型世界,這個模型又形成於局部可被觀測的真實世界。

因此,科學家的思考被侷限在有限的系統概念裡,在這個系統中思考,所有事物都是明確可理解的,所有推理步驟都可以掌握,據此產生的所有結果可以得到科學社群的認可,宇宙和生命的事實可以得到安置,所以科學是令人安心的。科學的應用和服務可以讓一些人感到滿足和成就感,不過這是另一個層面的事情了。

不同的文化和民族會發展出不同的系統模型和概念,近代科學文明使得全球的系統概念趨於同一。這個系統模型就是以笛卡爾為主要標誌的理性主義系統思考。笛卡兒在1637年所出版的<>一書中奠立了近三個世紀以來科學領域所遵循的理性主義典範。他陳述:

『把一個困難的問題分解成一些可以解決的較小問題。先解決那些最簡單、最清楚的問題,一一理解後,再逐步升高層次,探討複雜的事物。』

從理性主義的觀點來看,系統作為一群個體的集合,其內在的特性獨立於外在環境的影響。系統可以分割成幾個個體,也就是子系統,每個子系統可以獨立地被觀察、分析和理解。所以對於系統的理解和掌握,可以透過對每個個體的理解和掌握,再將其組合成系統整體,這是理性主義系統思考的第一個概念。

理性主義系統思考的第二個概念認為系統具有可預測性。數學家拉普拉斯說:

『我們必須將宇宙萬物目前的狀態視為過去狀態的結果,同時也是未來狀態的成因......沒有甚麼是不能被確定的,未來就如同過去一般將呈現在我們的眼前。這是理性主義的原則。』

理性主義的系統思考看待系統為一具有高度的內在恆定性的結構,其行為模式與環境無關,系統行為既然可以預測,自然就可能加以控制,例如藉由一些操作系統內部的特定變數就可以改變系統的行為,所以它具有可控制性。系統被視為一個封閉系統,系統的正常運作繫於成功的調控系統的變數,也就是透過控制或管理的手段,使其達到平衡、穩定跟協調的狀況。

醫生把人的身體看作一個理性主義概念下的系統,就像卜卦者透過對卦象系統去看待真實世界一樣,同樣透過模型;社會學家把社會看作一個系統;經濟學家把股票市場看作一個系統;政治學家把選民和政黨關係看作一個系統;生物學家也把特定生態和環境看作一個系統。這個趨勢使得當代所有關於特定領域的知識操作、演繹和生產都在理性主義系統模型下進行。

理性主義系統思考在穩定的社會中可以運作得很好,因為系統被視為一個具有恆定結構和行為的整體。然而當代社會、全球經濟,以及人類科技文明的急遽變化(如這三十年來的全球變遷趨勢),已經使得傳統的系統思考陷入困境,由於各種政治、經濟、社會現象的理解誤差、預測偏離、控制失誤的案例層出不窮,顯示出理性主義的系統模型不再適合作為泛用的表示、解釋和操作真實世界的系統模型,我們需要新的系統概念和模型。

近三十年來的科學發展正朝向這個方向努力,科學家們正以極大的熱情投入諸如複雜系統、混沌、碎形、耗散結構等等新的科學理論,試圖建立更好的系統模型。而這些模型,終將會如同三百年前的理性主義概念一樣,在未來的歲月中,逐漸改變我們看待世界的方式。

有緣加入浯江夜話的筆者行列,如果能夠有所貢獻的話,我其實更期待在這個原已豐饒的園地,引出另一個知識的向度,而結合新向度的座標系統將因而開展更大的文化對話空間和視角。

至於科學的終極關懷,似乎已經不那麼重要了。

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