Definitions of a system — 系统的定义

系统的定义 — “系统”这一概念有许多不同的定义，具体使用哪种定义取决于上下文、知识领域和研究目标。这源于系统方法的跨学科性质以及系统概念本身的演变。

定义多样性的原因

系统定义的多样性源于以下几个因素：

• 概念的双重性：系统既被看作是客观存在的现象，也被看作是由主体创建的用于研究现实的模型或方法（系统分析中的客观性与主观性）。
• 背景与学科： 定义会根据具体领域（生物学、系统工程、经济学、社会学、信息科学）的需求进行调整。
• 研究目标： 根据任务的不同（分析结构、行为、管理、设计），定义的侧重点也会发生变化。
• 抽象层次： 定义既可以是普适的哲学概念，也可以是高度专业化、形式化的。
• 概念的演变： 系统概念的历史发展导致在定义中加入了新的方面（目标、环境、观察者）。

定义的共同组成部分

尽管存在差异，但通过分析大多数定义，可以识别出一些共同的关键组成部分，它们反映了系统的本质属性：

• 元素（组件、部分）：构成系统的基本单元。
• 联系（关系）：元素之间的相互作用。
• 结构：元素与联系的组织方式。
• 整体性（统一性）：系统作为一个整体，其属性不能简单归结为各部分属性的加总。
• 边界：将系统与环境区分开来。
• 与环境的交互：通过输入和输出进行交换（开放系统）。
• 目标或功能：系统的意图或行为导向。

不同的定义可能会侧重于这些组成部分中的一个或多个。

定义方法的分类

系统的定义可以根据其主要侧重点进行大致分类：

• 描述性定义：侧重于对组成（元素）和相互联系的客观描述。这是系统论早期的典型特征。
• 建构性定义（目标导向）：强调系统的目标或功能，及其为达成结果而形成的组织性，通常包含观察者或设计者的角色。
• 功能性定义（控制论）：将系统视为输入到输出的转换器，重点关注行为和管理。
• 结构-功能性定义：将对结构的描述与对元素或系统整体功能的说明相结合。

系统定义的示例

下表列出了“系统”概念的各种定义，并注明了其提出者（如已知），同时分析了每种表述的关键思想和侧重点。这有助于我们理解对这一基本概念的多种不同看法。

“系统”概念定义对比

定义	提出者	概念分析 / 核心思想	侧重点
相互作用的组件的复合体。	L. von Bertalanffy	基础定义，强调互动是系统的基础。	互动，组件
彼此之间以及与环境处于特定关系中的元素的集合。	L. von Bertalanffy	在元素的基础上增加了关系和与环境的互动。	元素，关系，环境
由许多部分组成的整体。特征的集合。	C. Cherry	强调系统的整体性和复合性。	整体性，部分/特征
相互关联的元素的集合，作为一个整体，与环境相分离并与之互动。	F. I. Peregudov, F. P. Tarasenko	经典定义，整合了关键属性：元素、联系、边界、与环境的互动以及整体性。	元素，联系，环境，整体性
事物的排列、集合或汇集，它们以某种方式相互关联或联系，共同构成一个统一体、一个整体；物理组件的排列...	DiStefano	侧重于将组件（包括物理组件）组合（排列）成一个统一的整体。	统一性，整体性，组件（物理）
为实现一个或多个既定目标而组织的相互作用元素的组合。	ISO15288	源自系统工程标准的建构性定义。明确引入了目标和组织性。	元素，互动，组织，目标
在特定时间间隔内，根据特定目标从环境中分离出来的功能元素及其之间关系的有限集合。	V. N. Sagatovsky	建构性定义，包括功能元素、关系、目标、环境和时间框架。	元素（功能性），关系，目标，环境，时间
在解决研究和认知任务时，主体（研究者、观察者）意识中对客体属性及其关系的反映。	Yu. I. Chernyak	主观导向的定义。系统是依赖于观察者的一种心智模型。	主体/观察者，认知，模型
相对于某个整合属性（质量）而言，对象A上的系统S是这样一些元素的集合，这些元素处于能够产生该整合属性的关系之中。	E. B. Agoshkova, B. V. Akhlibininsky	侧重于由元素及其关系的相互作用而产生的整合（涌现）属性。	涌现性，整合属性
为实现特定目标而创建的，由集成的、定期互动或相互依赖的元素组成的集合，其中元素间的关系是明确且稳定的，并且系统的整体性能或功能优于各元素简单相加之和。	PMBOK	源自项目管理的定义。结合了集成、互动、目标和涌现性（性能 > 各部分之和）。	集成，互动，目标，涌现性/协同效应
接收一个或多个输入并生成一个或多个输出的装置。	Drenick	控制论定义。系统作为转换器，即“黑箱”模型。	输入，输出，转换
一种装置、过程或方案...其功能...在于操作...信息和/或能量和/或物质...	D. Ellis, F. Ludwig	功能性定义，扩展了控制论的观点；指出了对流的操作。	功能，过程，转换（信息/能量/物质）
作为动态现象模型的数学抽象。	H. Freeman	数学视角。系统作为数学模型来描述动态。	模型，数学，动态
为协同执行预定功能而设计的、由相互作用的元素组成的集成集合。	R. Gibson	侧重于元素为执行共同功能而进行的协作。	集成，互动，协作，功能
对象的集合，以及对象之间及其属性之间的关系。	A. Hall, R. Fagen	形式化的、基于集合论的定义，包含了对象的属性。	对象，关系，属性
实体的集合...它感知...输入并采取行动...以产生...输出，追求...将输入和输出的某些函数最大化的目标。	R. Kershner	控制论定义，将目标定义为优化输入/输出的转换函数。	输入，输出，目标（函数优化）
在空间和时间上有限的区域，其中各部分组件通过功能关系连接在一起。	J. Miller	强调时空边界和各部分之间的功能联系。	边界（空间/时间），功能关系
从数学角度看...是...单元之间关系的集合。关系联系越紧密，系统就越有组织...	A. Rapoport	数学/结构视角，侧重于关系和组织程度。	关系，组织性
在时间和空间上，由一系列决策和行为评估的实际任务联系起来的一组行动（功能）...	S. Sengupta, R. Ackoff	活动导向的方法。系统被视为解决管理任务的功能/行动的集合。	行动/功能，任务，决策，管理
一个术语...用以指代...一个规则的...装置...或...执行某项操作所需的...元素...的集合。	A. Wilson, M. Wilson	指出了两个含义：有序的整体（结构）和用于操作的元素集合（功能）。	装置/秩序，操作/功能
一个非空元素集合...其中元素之间...存在特定的...关系、联系。	G. Kröber	极简的结构性定义。	元素，关系/联系
抽象系统...是抽象对象的部分连接集合...	L. Zadeh, C. Desoer	抽象系统的形式化定义。	抽象，对象，部分连通性
相互关联的活动元素的集合。	O. Lange	简洁的定义，强调元素的活动性/行动。	元素，联系，行动
链中活动的任何分布形式，只要被某个观察者视为具有规律性。	G. Pask	行为/控制论方法，侧重于可观察的规律性和观察者的角色。	活动，规律性，观察者
相互关联的...组件的集合...按关系排序...其特征是统一性，表现为整合的属性和功能...	V. S. Tyukhtin	结合了组件、关系、有序性、统一性和整合属性/功能。	组件，关系，有序性，统一性，整合属性
构成一个完整统一体的集合元素的各种关系和联系...一个有组织的集合...	A. D. Ursul	侧重于联系的多样性、整体性和组织性。	关系/联系，多样性，整体性，组织性
有选择性地参与的组件复合体，其互动...具有相互协作的性质...以获得集中的有益结果。	P. K. Anokhin	生物学/功能性方法。侧重于组件为实现“有益结果”（目标/功能）而进行的“相互协作”。	组件，相互协作，有益结果（目标/功能）
	L. A. Blyumenfeld	详细的操作性定义，包括联系、元素的不可分割性、与环境互动的整体性，以及在演化过程中保持身份认同。	元素，联系，不可分割性，整体性，环境，演化/身份认同
实现了...关系的对象集合...与其对偶的定义是...拥有具有固定...关系的...属性的对象集合。	A. I. Uemov	逻辑-哲学方法。通过对象/关系和对象/属性提出了两个对偶的定义。	对象，关系，属性（逻辑结构）
部分（元素）的组合，它们共同产生单个组成部分所不具备的行为或意义。	国际系统工程协会 (INCOSE)	源自系统工程的现代定义，强调行为或意义的涌现性。	部分/元素，共同作用，涌现行为/意义

缺乏统一定义的原因

• 理解的演变：随着时间的推移，系统的概念变得更加复杂：从早期作为“有组织的集合”的解释，到后来包含了目标、观察者角色和系统表示方法。
• 背景与研究目标：系统的定义取决于分析目标、考虑的层次和研究任务。在分析的不同阶段，会形成不同的“工作”定义，以强调最重要的方面。
• 对象和方法的多样性：系统按其性质各不相同（例如，良组织系统、劣组织系统、自组织系统），这需要不同的模型和方法。在某些情况下（例如，对于自然物体），系统定义中可能不包含目标。
• 系统作为一种认知建构：系统是有意识地简化和表示现实的一种手段。不同的现实感知和分析任务需要构建不同的系统模型。