1.1.2 世界潮流,浩浩荡荡
当今世界潮流有五个特征:系统化、工程化、信息化、智能化与综合集成。这五个特征在百年之前初现端倪,然后迅猛发展,20世纪50年代中期,系统工程学科应运而生。此后,五个特征越来越显著。
1.系统化
系统化是指:系统思想广泛传播,深入人心;世界上以前没有联系的事物联系起来了,以前有联系的事物相互联系得更紧密了,世界上已经没有孤立于系统之外的事物了;各种各样的系统遍布于一切地方,人类活动的系统范围(或者施加影响的系统范围)在宏观和微观尺度上都在不断延伸。
系统化可以分为两个方向。一个方向是宏观,越来越大,包含两层含义:一是全球化,偌大地球已经成为小小的“地球村”,被互联网“一网打尽”;二是系统化已经超越了地球,人类活动已经延伸到太空与其他星球。另一个方向是微观,即越来越细微,向微型系统、微观世界推进,例如脑科学研究、基因工程、纳米技术等。据报道,微型机器人已经能够进入人的血管进行手术了。
现在地球上已经没有不属于任何国家的土地了,连北冰洋、南极洲这样的人迹罕至、目前人类还无法正常居住的地方都变得很“热闹”,许多国家对它们提出了各种权利或主权的要求。有些土地、有些海域存在争议,不止一个国家对它提出了主权要求。
系统思想与系统化趋势古已有之,于今为烈。由于当时科学技术和生产力不够发达,古人的系统思想是很有局限性的。古代的国家,无论大小,都不过是地球上的“孤岛”。古代中国人的系统思想是首屈一指的。“溥天之下,莫非王土;率土之滨,莫非王臣”,说得够彻底的了。周天子的天下分封八百诸侯。但是,当时人们对于“天”和“天下”的概念如何?不过是“天圆地方”罢了。他们根本不知道“王土”是在地球上,而地球是绕太阳转的。询问“汉孰与我大?”的滇王与夜郎侯固然是孤陋寡闻、自高自大,而广袤无垠的“中央王国”君臣又如何?过了将近两千年,1840年中国遭受鸦片战争屈辱的时候,紫禁城里的“九五之尊”对于“英吉利蛮夷”有多少了解呢?几乎是一无所知,不比夜郎侯高明多少。
战争是自古就有的,但是与两次世界大战相比,历史上以前的战争都是“小巫见大巫”了。两次世界大战都是战争的全球化或全球化的战争。第一次世界大战发生于20世纪初,1914年8月—1918年11月。这次大战主要发生在欧洲,波及全世界,当时的中国政府派出10万名劳工奔赴欧洲,也是参战国。这次大战造成1000万人死亡,2000万人受伤。第二次世界大战的规模、延续时间与惨烈程度大大超过第一次世界大战。西方战场是从1939年9月—1945年8月,历时6年;东方战场历时更长——从1937年卢沟桥事变算起,历时8年,从1931年九·一八事变算起,日本侵华战争长达14年之久。全世界20多亿人口卷入战争,军民死亡5500万人,受伤3500万人以上;中国军民死亡2100万人,受伤1400万人。
第二次世界大战结束之后,1945年10月24日联合国(United Nations,UN)成立——这是超越所有国家、覆盖整个世界的巨系统。不久,世界分化为两大阵营:一个是以苏联为首的社会主义阵营,一个是以美国为首的资本主义阵营,两大阵营都是规模巨大的系统。冷战持续了40多年,规模较大的热战也发生了不少,例如朝鲜战争(抗美援朝)、越南战争(抗美援越)。风云变幻不已,两大阵营逐渐被“三个世界”取代。20世纪70年代与80年代出现美国和苏联两个超级大国争霸世界。1991年苏联解体,剩下美国一个超级大国独霸世界。
现在,21世纪刚刚过去十多年,世界怎么样?熙熙攘攘,纷纷扰扰,矛盾重重。2001年,唯一称霸世界的超级大国美国遭受了“9·11”事件,动员全世界开展反恐战争。2001年10月,美国推动了阿富汗战争。2003年3月,美国绕开联合国悍然发动了伊拉克战争,萨达姆政权被推翻,萨达姆被绞死。2011年2月至10月发生了利比亚战争,卡扎菲政权被推翻,卡扎菲及其接班人被枪杀。2011年1月,叙利亚内战开始,延续至今,美俄等外国势力深深卷入,美国一直要求巴沙尔·阿萨德总统下台。2008年下半年,一场金融危机起源于美国,延续多年,殃及全世界,唯有中国基本上免受其难。世界气候大会已经召开多次,例如,2009年12月在丹麦首都哥本哈根召开第15次会议,2010年11月29日—12月10日在墨西哥海滨城市坎昆举行第16次会议,2011年11月28日—12月9日在南非德班召开第17次会议;每次开会吵吵闹闹,由于美欧等发达国家自私自利,致使会议没有取得多少积极的成果,但是,这件事情毕竟表明了系统化——这里是全球化——趋势。
系统化趋势还体现在产生了多种多样的世界组织、区域性组织和跨国机构。例如,世界卫生组织(World Health Organization,WHO)、世界贸易组织(World Trade Organization,WTO)、石油输出国组织(Organization of Petroleum Exporting Countries,OPEC)、欧盟(欧洲联盟,European Union,EU)、北约(北大西洋公约组织,North Atlantic Treaty Organization,NATO)、东盟(东南亚国家联盟,Association of Southeast Asian Nations,ASEAN)、上海合作组织(Shanghai Cooperation Organization,SCO)等。还有奥运会(Olympic Games)、世博会(World Exposition)等经常举办的世界性活动。这些规模巨大的系统,在第二次世界大战之前或者没有,即便有也规模小得多。例如,1896年第一届奥运会在希腊雅典举行,参加比赛的只有13个国家的311名运动员;1932年第10届奥运会在美国洛杉矶举行,参赛国家37个,运动员1048人,这是中国第一次参加奥运会,只有1名运动员;2008年第29届北京奥运会参加比赛的国家及地区有204个,参赛运动员有11438人。在北京奥运会上,中国运动员获得了令人自豪的成绩:大陆运动员获得金牌51枚,银牌21枚,铜牌28枚,奖牌总数为100枚;台湾运动员获得了铜牌4枚;合计奖牌总数为104枚。美国的成绩:金牌36枚,银牌38枚,铜牌36枚,总数110枚奖牌。我国金牌数世界第一,奖牌总数第二;美国金牌数世界第二,奖牌总数第一。有人提出一种打分计算法:1枚金牌3分,1枚银牌2分,1枚铜牌1分,求和得到总分;设x、y、z分别为金牌、银牌、铜牌数,则总分:
计算结果:中国的总分是227分,美国是220分。
老子憧憬的“鸡犬之声相闻,老死不相往来”的社会局面再也不可能出现了。在当今世界,每个国家都面临诸多超国家、跨地区的,甚至全球性的矛盾和课题,各国只有进行对话协商,互谅互让,问题才可望获得解决。在一些有争议的地区,需要搁置争议,合作开发。合则两利、多利,斗则皆伤;合则双赢、多赢,斗则皆输。这些都是系统工程应该研究的课题。
全球化以经济全球化和区域一体化最为显著。国际贸易、跨国公司、供应链管理都是经济全球化的体现。欧盟是区域一体化的典范,已经有了自己的货币(欧元),有了自己的“总统”和“外交部长”。亚洲有东盟(东南亚国家联盟,Association of Southeast Asian Nations,ASEAN),其成员国有文莱、印度尼西亚、马来西亚、菲律宾、新加坡、泰国、越南、老挝、缅甸、柬埔寨10国;1997年开始,出现东盟“10+3”会议,即东盟10国领导人与中国、日本、韩国3国领导人举行的会议。2010年第一天,世界最大的自由贸易区——中国-东盟自由贸易区(China-ASEAN Free Trade Area,CAFTA)正式启动。它涵盖11个国家、总面积1300万平方千米、19亿人口。这些都标志着亚洲国家的经济合作在不断扩大与深化,但是,与欧盟相比,其区域一体化程度相距尚远。当然,欧盟也有它的问题和缺陷,还需要发展与完善。
近几年,世界上很多地方出现“逆全球化”现象。2016年6月23日,英国举行脱欧公投,计票结果:支持脱欧选民票数17176006票,占总投票数52%。支持留欧选民票数15952444票,占总数48%。英国闹脱欧,严重削弱了欧盟一体化进程。2016年美国大选,共和党竞选人、地产商人唐纳德·特朗普(Donald Trump)胜出,在538张选举人票中获得304票,成为美国第45任总统(第58届、第44位),于2017年1月20日就职。民主党竞选人希拉里·克林顿获得227张选举人票,败选(但是,她的普选票超出特朗普200多万张)。特朗普自上台以来,提出“让美国再次伟大”(Make America great again)与“美国优先”(America first)的口号,退出跨太平洋伙伴关系协定(Trans-Pacific Partnership Agreement,TPP)、巴黎气候协定、联合国教科文组织、伊朗核协议计划等,在美墨边境修建隔离墙,与中国和其他国家大打贸易战等,这些都属于“逆全球化”现象。这是全球化进程中的曲折,表明美国在全球化进程中的作用与地位降低。但是,英、美等国不能改变全球化的大趋势。
2.工程化
工程化是指:世界上的工程项目越来越多,工程项目的规模越来越大;不但传统的工程问题作为工程项目来做,而且社会系统的许多问题也作为工程项目来做。系统工程项目就是突出的典型,此外,还有“阳光工程”“五个一工程”等。
1978年9月27日,钱学森、许国志、王寿云联合署名在上海《文汇报》发表重要文章《组织管理的技术——系统工程》,这篇文章给出了中国系统工程的基本定位,吹响了系统工程在中国的进军号角。1979年1月,钱学森、乌家培联合署名在《经济管理》杂志发表重要文章《组织管理社会主义建设的技术——社会工程》,其中,社会工程是社会系统工程的简称。系统工程是系统科学体系中的工程技术,是一类新的工程技术的总称,社会系统工程是其中一个重要分支。
工程项目也是系统,例如三峡工程、青藏铁路、神舟飞船,以及奥运会、世博会,乃至金融工程、阳光工程、“五个一”工程等,无一不是系统,而且是大系统、巨系统、复杂系统,甚至是复杂巨系统。从这个意义上说,工程化也是系统化。
第二次世界大战期间,1942年6月—1945年7月,美国开展曼哈顿工程(Manhattan Project),成功地研制了原子弹。该工程动用了53.9万人,包括1000多名科学家,总耗资25亿美元。1961年5月—1972年12月,美国开展阿波罗登月计划(Apollo program,又称阿波罗工程)。参加该工程的有2万家企业、200多所大学和80多个科研机构,总人数超过30万人,耗资255亿美元。两者都是巨大的工程项目。
如果说,把曼哈顿工程说成是系统工程还有些“贴标签”的味道,那么,阿波罗工程则是举世公认的系统工程范例——属于工程系统工程、航空宇航系统工程范畴。
1956—1970年,我国在“一穷二白”的条件下,成功研制“两弹一星”,也是工程系统工程的范例。钱学森院士是我国成功研制“两弹一星”的元勋之一。他长期投身于研制工作,这是实践的系统工程,“总体设计部”的工作模式和综合集成思想正是在“两弹一星”的研制工作中产生的。
神舟飞船的成功发射,毫无疑问也是系统工程范例。2003年11月7日,胡锦涛主席在庆祝“神舟五号”胜利归来的大会上发表讲话,他说:“载人航天是规模宏大、高度集成的系统工程,全国110多个研究院所、3000多个协作配套单位和几十万名工作人员承担了研制建设任务。这项空前复杂的工程之所以能在比较短的时间里取得历史性突破,靠的是党的集中统一领导,靠的是社会主义大协作,靠的是发挥社会主义制度集中力量办大事的政治优势。”
我国中央领导人把改革开放和社会主义建设事业的许多事情都与系统工程联系起来。在本书2.8.3节,列举了中央领导人的论述系统工程的部分讲话。
3.信息化
20世纪40年代,人类发现世界是由物质、能量、信息三大要素组成的,而不是仅仅由物质要素组成,或者是由物质与能量两种要素组成。信息论的创立为信息时代提供了理论基础。信息化趋势汹涌澎湃,日新月异。人类要组织和管理规模巨大、结构复杂的系统,要开展大型的、复杂的工程项目,必须有效处理和利用海量信息。有了计算机和互联网,人类处理和利用信息的能力空前增强,还将继续增强。信息化趋势的典型代表是计算机与互联网。
人们对于信息化有多种描述。有人提出“数字化生存”,认为信息化就是数字化。有人说当今时代是“信息时代”,或“计算机时代”“网络时代”。自1946年第1台现代意义下的计算机ENIAC出现以来,计算机不断更新换代,而且更新换代的周期越来越短。20世纪80年代出现互联网(Internet),整个世界被它“一网打尽”。如今,以先进的计算机技术和通信技术为基础的信息网络无处不在,发挥着越来越大的作用。现在很难想象,1名大学生或者科技人员能够持续1周时间不用计算机、不上网。
信息存在于系统之中,存在于工程之中。信息的处理与利用也构成系统,也属于工程。信息系统工程是系统工程的重要分支。
系统化离开工程化,就失去了应用对象,只剩下抽象概念。工程化离开了信息化,就如同“瞎子”走路,寸步难行。信息在系统中流动,成为信息流,信息流如同系统的血脉,而工程项目则如同一个又一个具体实在的系统之躯体。
我国的“北斗导航系统”、欧洲的“伽利略计划”、俄罗斯的“格洛纳斯计划”与美国的“全球定位系统”(Global Positioning System,GPS),都是全球卫星导航系统。
战争也可以看成一种“工程项目”。双方各自构成一个系统,两个系统又耦合为一个更大的系统,你争我斗,决一胜负。棋盘上的对弈就是一种模拟。运筹学就是在二战中由科学家与工程师研究军事问题而诞生的,后来发展为军事系统工程。
4.智能化
智能化是指事物在网络、大数据、物联网和人工智能等技术的支持下,被赋予能动地满足人的各种需求的属性。比如无人驾驶汽车,就是一种智能化的事物,它将传感器物联网、移动互联网、大数据分析等技术融为一体,从而能动地满足人的出行需求。它是能动的,因为它不像传统的汽车需要驾驶员来操作行驶。
智能化与人工智能关系密切。人工智能(Artificial Intelligence,AI)是计算机学科的一个分支。20世纪70年代以来,人工智能与空间技术、能源技术被称为世界三大尖端技术。人工智能发展迅速,在很多领域获得了广泛应用,取得了丰硕成果。
人工智能是研究使用计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为(如学习、推理、思考、规划等),包括用计算机实现智能的原理,制造类似于人脑智能的计算机,使计算机实现更高层次的应用。人工智能与思维科学的关系是实践和理论的关系,处于思维科学的技术应用层次。人工智能不限于逻辑思维,还要考虑形象思维、创造性思维,共同促进人工智能的突破性的发展。
人工智能试图了解智能的实质,制造出能够以类似于人类智能的方式作出反应的智能机器。该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能可以对人的意识、思维的信息过程进行模拟。总的说来,人工智能研究的目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。人工智能的目的是让计算机能够像人一样思考,它是智慧的。全世界几乎所有大学的计算机系都有人在研究这门学科。
如今,计算机似乎已经变得十分聪明了。下面简单介绍计算机下棋。
1997年5月,IBM公司研制的深蓝(Deep Blue)计算机战胜了国际象棋大师卡斯帕洛夫。当时引起了震撼,但是也有人不服气,说:计算机有多聪敏?让它下下围棋看。
阿尔法围棋(AlphaGo)是第一个击败人类职业围棋选手、第一个战胜围棋世界冠军的人工智能机器人,由谷歌(Google)旗下Deep Mind公司戴密斯·哈萨比斯领衔的团队开发。其主要工作原理是“深度学习”。2016年3月,阿尔法围棋与围棋世界冠军、韩国职业九段棋手李世石进行围棋大战,以4:1的总比分获胜;2016年末,2017年初,该程序在中国棋类网站上以“大师”(Master)为注册账号与中国、日本、韩国数十位围棋高手进行快棋对决,连续60局无一败绩;2017年5月在中国乌镇围棋峰会上,它与世界排名第一的围棋冠军、中国棋手柯洁对战,以3:0的总比分获胜。围棋界公认,阿尔法围棋的棋力已经超过人类职业围棋选手的顶尖水平。
AlphaGo能否代表智能计算的发展方向还有争议,比较一致的观点是,它象征着计算机技术已进入人工智能的“新IT时代”,其特征是大数据、大计算、大决策三位一体。它的智慧已经接近人类。
谷歌Deep Mind公司的首席执行官戴密斯·哈萨比斯宣布“要将AlphaGo和医疗、机器人等进行结合”,因为它是人工智能,会自己学习,只要给它资料就可以移植。
现在简单讨论一下“计算机会不会比人更聪明?”这个经常被提起的问题。有一种信心满满的回答:不会!因为计算机是人创造的。另一种回答则相反:会的!因为人与人不一样,有的人很聪明,有的人则不然,那么,如果把“最聪明的人”的智慧赋予计算机,那么计算机就比其他所有人都聪明了。“最聪明的人”是在一个人群(最大的人群是在世的全人类)中比较出来的,他可以在几十年或几百年之内“独领风骚”。在他去世之后,有可能在一段时期内后代都不如他聪明,那么,在这段时期内,计算机岂不比人类更聪明了吗?
无所不在的网络,加上无所不在的计算、数据、知识,共同推进无所不在的创新。数字化向智能化演进,进一步向智慧化演进。AI技术的发展,包括深度学习神经网络、无人机、无人车、智能穿戴设备以及AI群体系统与延伸终端等,将进一步推动人们现有的生活方式、社会经济与产业模式、合作形态实现颠覆性发展。
让计算机拥有高智商是很危险的,它可能会反抗人类。这种隐患在多部电影中都有表现,其关键是允许不允许机器拥有自主意识的产生与延续,如果使机器拥有自主意识,则意味着机器具有与人同等或类似的创造性、自我保护意识、情感和自发行为。专家们提出:“把人工智能关在道德与法律共同打造的双重笼子里!”道德高于法律,首先,人工智能研究人员应该具有高尚的道德,“只行善,不作恶”,他们赋予计算机以高尚的道德。其次是法律的笼子,用以防范与严惩违反道德的行为,包括研究人员与他们研制出来的机器。
5.综合集成
综合集成(Meta-syntheses)是钱学森院士提出的系统工程方法论术语,他还提出了从定性到定量综合集成法及其研讨厅体系,这是系统工程方法论的创新成果。
从定性到定量综合集成具有丰富的内涵,包括定性研究、定量研究以及两种研究相结合,如功能集成、技术集成、管理方法集成、定性研究集成、定量研究集成等。
综合集成是现代科学技术和现代社会的普遍现象。系统工程学科本身就是综合集成的产物。系统工程可以解释为两句话:用系统思想开展工程项目,用工程方法解决系统问题。20世纪50年代及其前后,互联网还没有产生,计算机还处在初级阶段,系统工程学科的产生,主要是系统化与工程化相互作用的结果。这是系统工程发展的第一阶段,如式(1-2)或式(1-3)所示:
其中表示“相互作用”。
后来,信息化趋势越来越显著,越来越强,加上系统化趋势和工程化趋势继续加强,三化共同作用、综合集成,系统工程如虎添翼,得到了更快更好的发展,如式(1-4)所示。这是系统工程发展的第二阶段。
综合集成作为一大趋势,表现在许多方面。表现在器物方面是多功能综合集成,即一种器物具有多种功能。例如智能手机,既能打电话、听音乐,又能收发短信,还能上网、付款,甚至储存飞机票信息,让用户可以“无票”而登机。“校园一卡通”代替了许多卡,给师生员工们带来了极大的方便。“一卡通”工程还在继续发展,“刷脸技术”已经开始应用,连卡也不要了。计算机、汽车的功能也日益多样化。
综合集成也表现在系统化方面。例如,现代交通系统是多种交通工具的综合集成,包括汽车、火车、飞机、轮船,互相连接,使得人类之“行”日益快速便捷。
综合集成也表现在工程化方面:大型工程项目都是综合集成的。例如,三峡工程包括发电、航运、灌溉、防洪防旱等。青藏铁路不光是为了便捷交通运输,而且可以促进西藏和沿途经济发展,维护祖国统一和民族团结。
综合集成也表现在信息化方面:多种媒体(纸媒体、电子媒体、新媒体)组合起来发挥作用,使得信息流通更畅通、更有效,促进物流、资金流,改善人们的物质生活与精神生活。
五个特征内含定量研究和定量化趋势。定量研究无疑是很重要的。马克思讲过:一门学科只有当它成功地运用数学,才能成熟起来。20世纪初出现的泰罗制管理,就强调工时定额——这是实现定量化管理的基础工作。工程项目需要建立数学模型,进行分析计算。信息化也离不开定量研究。香农(C. E. Shannon,1916-2001)创立信息论的奠基作是1948年发表的重要论文Mathematical Theory of Communication,即《通信的数学理论》。
在总的趋势中,可能会有局部的、暂时的逆向趋势,出现一些曲折。在系统化趋势中,可能会出现局部的、暂时的非系统化;一个大系统可能解体,变成若干小系统。这都无碍大局,总的趋势还是系统化。比如长江、黄河,数千公里蜿蜒曲折,总的趋势是滔滔不息,东流入海。综合集成是一种大趋势,其中也不排斥分解、分化。旧的系统分解了,可以组建新的系统。综合集成概念就内含了分解与分化——局部的、暂时的、非主流的。