“鱼网” 的科学原理 ——系统结构决定系统功能 大家知道, 一张网是由许许多多的网孔(单洞) 编织而成的。 试想, 如果将一张大渔网分解成与网孔数量同样多的“单洞” , 并用这一个个的“单洞” 去网鱼, 还能捕捞到鱼吗? 毫无疑问, 单洞网鱼, 将一无所获。 只有将这些许许多多的“单洞” 编织、 连接成一张大网, 鱼儿即使有腿也难逃了。 这张网也是一个系统, 它的元素就是那许许多多的“单洞” , 只有当许许多多的“单洞” 有机地连接成一张网时, 由单洞构成的系统才有了捕鱼的能力。 如果将这些单洞连接成一条链状的“网” 或其他不成片状的“网” , 都是无法网上鱼的。 在单洞有机连接之前, 尽管有同样数量的“单洞” , 但无论如何也不具备捕鱼的功能。 用系统科学的话来说, 是“系统的结构决定了系统的功能” 。 系统的结构与功能是系统科学的基本概念。 不管什么系统, 自然系统、 社会系统或人造系统, 无不具有一定的结构。 系统的结构就是系统保持整体效应及具有一定功能的内在联系, 即系统内部各组成要素之间在空间和时间方面的相互联系与相互作用的方式或顺序。 现在, 让我们来看看人口系统的结构是什么。 人口系统, 最简单的结构是其性别与年龄。 如果说一个国家, 或者一个城市的人口中, 男的占 51%, 女的占 49%, 那么这两个百分数就是这个人口系统的“性别结构” ; 如果冉从年龄方面来考虑, 将总人口划分为未成年人、 成年人和老年人三部分, 未成年人与成年人和老年人分别占总人口的比重为 30%、 60%、10%的话, 这三个百分数就是这个人口系统的“年龄结构” 。 是否所有系统的结构都能用百分数来表示呢? 不是的。 例如, 一张网的结构就在于“单洞” 的连接方式, 晶体的结构在于晶体内部原子或分子的排列方向与顺序, 化合后的结构则在于其化学键的结合方式。 对于具体的物质来说, 它们所具有的特定的存在方式, 就是物质的结构方式。 从宏观天体到微观粒子的一切层次的物质系统, 由于其内部分子、 原子结构的差异, 无一例外地存在着一定的系统结构特性, 如固态、 液态、 气态等多种物质结构形式。 研究任何物质系统的这种组成关系, 就是结构问题。 那么, 什么又是系统的功能呢? 我们把系统与外部环境之间相互联系和作用过程的秩序和能力称为系统的功能。 系统的功能体现了一个系统与外部环境之间的物质、 能量和信息的输入与输出的变换关系。 可表示为: 说明上述作用与原理的例子很多, 就拿电视机来说, 它由显像管以及许多的电子元件依据一定的秩序构成其内部结构。 一般人并不清楚电视机的内部结构,只有专门修理人员、 专家才知道它的工作原理与每一个零部件的具体功能与作用。 但我们都知道怎么使用一台电视机, 只要在电视台播放电视节目的时间里,给电视机通上电源, 选择适当的电视频道, 就可以收看经电视机将无线电波转换成由“光” 与“声” 组合而成的电视节目了。 这里, 给电视机的“输入” 是电台发射的无线电信号(电波) 、 能源“电” , 它的“输出” 则是我们喜闻乐见的电视节目。 那么, 一台电视机的“功能” 就是将输入的电视信号变换成丰富多彩的电视节目。 总之, 系统的结构是系统由内部各要素相互作用的秩序, 而功能则是系统对外界作用过程的秩序。 归根到底, 结构与功能所说明的是系统的内部作用与外部作用。 系统功能揭示了系统外部作用的能力, 是系统内部固有能力的外部体现。换句话说, 系统的功能是由系统的内部结构所决定的, 即“系统的结构决定系统的功能” 。 为了说明“系统的结构决定系统的功能” 这一系统科学原理, 让我们来看几个有趣的例子: 在有机化合物中, 有两种物质, 一种是石墨, 另一种是名贵的金刚石 (钻石)。有趣的是, 虽然这两种物质都是由碳原子组成, 但由于其碳原子的排列结构不同,两种物质的性质迥然不同。 金刚石由于碳原子的排列组合方式使得碳原子间分布均匀, 结合紧密, 成为一种无色透明、 外形为八面体的十分坚硬的硬质晶体; 而石墨却因为碳原子的另一方式的排列组合使得碳原子层与层之间的间距大, 组合力弱, 形成一种软质鳞片状晶体, 其强度、 塑性和韧性都接近于零。 两种物质虽然都是由碳原子组成, 但由于碳原子的排列秩序不同, 则一“硬” 一“软” , 材料的功能与作用相去甚远。 可见, 物质、 材料的特征与功能, 不仅与其化学组成要素有关, 而且还与要素之间的结构息息相关。 一本书如果一页一页拆开, 然后打乱原有次序乱七八糟地重新装订, 尽管书的单元保留无余, 但由于书的结构被破坏了, 就成了一堆废纸。 由此可见, 对于一切系统, 系统结构决定系统功能, 破坏其结构, 就会完全破坏系统的总体功能