System — 系统
系统（源自古希腊语 σύστημα，意为“由部分组成的整体；结合”）是指由多个元素组成的集合，这些元素之间存在相互的关系和联系，共同构成一个特定的整体和统一体。[1]
当需要强调所研究的对象庞大、复杂、无法立即完全理解，但同时又构成一个整体时，就有必要使用“系统”这一术语。与“集合”或“总体”等概念不同，“系统”这一概念着重于有序性、整体性，以及其构建、运行和发展的规律性。
总体概念
系统是系统理论和系统方法的核心概念。许多学者都对这一概念进行了分析，并将其定义发展到不同程度的形式化。定义本身是系统的一种语言模型，因此，模型的目标和要求的不同导致了定义的差异。
在科学文献中，存在着大量关于系统的定义，既有针对一般系统的，也有针对各类具体系统的。根据科学、工程、社会或经济活动中不同类别的任务，可以从三个角度来定义系统：
- 系统被视为相互关联的物质对象的复合体——这种方法在研究自然对象或物质生产过程时非常方便；
- 系统被视为由两部分组成：一方面包含一组物质对象，另一方面包含关于其状态的信息。这种方法被用于描述物质生产的管理过程；
- 系统纯粹从信息的角度来看待，即作为某种关系（联系、信息）的复合体。这种方法用于处理与社会经济关系和管理过程相关的任务。
目前尚不存在一个统一的、被普遍接受的定义。不同的作者和学派提出了各自的定义方法，这些方法通常侧重于特定的学科领域（如生物学、技术、社会科学）或具体的研究任务。因此，“什么是系统”这个问题在很大程度上归结为“在具体情境下，我们把什么称之为系统”。
当人们希望将研究或设计的对象描述为一个整体、相互关联、复杂，且无法立即全面、详尽地呈现、图形化展示或用数学表达式、公式、方程等描述时，就会使用“系统”这一术语。
在将对象呈现为系统的不同阶段，以及在不同的具体情况下，可以采用不同的系统定义。并且，随着对系统认识的深入，以及描述或研究进入不同层次或阶段，系统的定义不仅可以而且应该被进一步完善。
在最高抽象层次上，概括所有系统共性时，可以给出两个互补的系统定义，分别对应人类活动最重要的两个方面——认识现实和改造现实：
系统的关键属性（特征）
尽管存在多种方法（参见系统定义），但大多数对系统的描述都包含以下几个核心属性：
- 元素（组件、部分）：在当前分析层面上，构成系统的相对不可分的单元。[4]
- 关系与联系：元素之间稳定的相互作用或依赖关系，它们将元素整合成一个整体，并限制了元素的自由度。[5][6]
- 结构：元素和联系的组织方式，是它们相互作用的有序性，确保了系统的稳定性。[7]
- 整体性：系统作为一个统一整体运作的属性。系统作为一个整体的属性，不能简单地归结为其各元素属性的加总。[8]
- 边界：将系统与外部环境区分开来的虚拟或实际的界线。边界的定义取决于观察者和分析的目标。
- 与环境的交互：通过输入和输出与周围环境进行物质、能量或信息的交换。[9]
- 目标或功能：系统的意图、期望的状态或其行为的结果。目标可以是内生的，也可以是外部设定的（例如由超系统或观察者设定）。
系统的基本属性（原则）
系统具有一些普遍属性，无论其性质如何，这些属性都会表现出来：
- 涌现性（协同性，整体论）：系统呈现出其单个元素所不具备的新特性。系统作为一个整体的能力可能超越其各部分能力的总和。[10]
- 层次性：系统按层级组织。每个元素都可以被看作是一个子系统（较低层级的系统），而系统本身又是超系统（更高层级系统）的一部分。[11]
系统的动态方面
系统在时间中存在和变化：
- 状态：在特定时间点上，系统关键参数值的记录。[12]
- 行为：在内部和外部因素影响下，系统状态随时间变化的过程。[13]
- 发展：系统发生的有规律的、通常不可逆的变化，导致新结构、功能或特性的出现。
- 生命周期：系统从构思到退役所经历的一系列阶段。
系统类型学（基本分类）
为便于分析，系统可根据不同特征进行分类：
按与环境的交互方式：
- 开放系统：与环境积极交换物质、能量、信息。大多数现实系统都是开放的。[14]
- 封闭系统：只与环境交换能量，不交换物质。
- 孤立系统：既不与环境交换物质，也不交换能量（一种理论模型）。
按来源：
- 自然系统：生物系统、地质系统、宇宙系统等。
- 人工系统（人造系统）：技术系统、组织系统、社会系统、软件系统等。
- 混合系统。
按行为可预测性：
- 确定性系统：其行为完全由初始状态和输入决定。
- 概率性（随机）系统：其行为由概率法则描述。
按随时间变化的特性：
- 静态系统：参数和结构不随时间变化。
- 动态系统：状态随时间变化。
按复杂性：
- 简单系统：元素和联系数量少，易于描述。
- 复杂系统：元素数量多，联系多样，行为非线性，描述和管理的复杂性高。[15]
更详细的分类请参见系统分类一文。
系统的研究与建模
研究系统的学科包括系统理论、系统方法、系统分析、控制论、系统工程等科学和工程学科。主要的研究工具是建模——构建模型，以简化的方式表示系统，用于分析、预测或设计，例如：
- 黑箱（功能模型）： 将系统视为输入信号到输出信号的转换器。
- 数学（抽象）模型： 系统被定义为元素和关系的集合（图论或代数模型）。例如，“动态现象的数学抽象、模型”。
- 结构模型： 系统作为元素和联系的网络（参见霍尔和乌尔苏的定义）。
定义的多样性
任何系统的描述和边界都取决于观察者（研究者、设计者、用户）以及考察的目标（参见系统分析中的主观与客观）。这导致了大量不同的系统定义的存在，它们各自强调了系统的不同方面。关于“系统”概念的演变，请参见系统概念一文。
定义示例：
- 相互作用的组件的复合体。（路德维希·冯·贝塔朗菲）
- 相互之间以及与环境处于特定关系中的元素的集合。（路德维希·冯·贝塔朗菲）
- 由许多部分组成的整体。特征的集合。（科林·切利）
- 与环境隔离并作为一个整体与环境相互作用的相互关联元素的集合。（Ф. И. 佩列古多夫，Ф. П. 塔拉先科）
- 事物的排列、集合或汇集，它们以某种方式相互关联或联系，从而共同构成一个统一体、一个整体；物理组件的排列，它们以某种方式相互关联或联系，从而构成或作为一个整体单元运作。（迪斯特凡诺）
- 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。（俄罗斯国家标准 GOST R ISO/IEC 15288–2005）
- 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相互关系的有限集合。（В. Н. 萨加托夫斯基）
- 主体（研究者、观察者）在解决研究、认知任务时，对客体属性及其关系的 сознании 反映。（Ю. И. 切尔尼亚克）
- 相对于某个综合属性（性质）而言，客体A上的系统S是这样一些元素的集合，它们处于某种关系之中，从而产生该综合属性。（Е. Б. 阿戈什科娃，Б. В. 阿赫利比宁斯基）
- 为实现特定目标而创建的、集成的且定期互动或相互依赖的元素的集合，其中元素间的关系是确定且稳定的，并且系统的整体性能或功能优于各元素简单相加的总和。（PMBOK）
参考文献
- 贝塔朗菲, L. von. 《一般系统论》. 莫斯科: 进步出版社, 1969.
- 萨多夫斯基, В.Н. 《一般系统论基础》. 莫斯科: 科学出版社, 1974.
- 布劳伯格, И.В., 萨多夫斯基, В.Н., 尤金, Э.Г. 《系统方法与系统分析》. 莫斯科: 科学出版社, 1977.
- 佩列古多夫, Ф.И., 塔拉先科, Ф.П. 《系统分析导论》. 莫斯科: 高等学校出版社, 1989.
- 系统 // 《新哲学百科全书》：共4卷 / 俄罗斯科学院哲学研究所. 莫斯科: 思想出版社, 2001.
- Система // 维基百科. 网址: https://ru.wikipedia.org/wiki/Система (访问日期: 2025年4月28日).
- 沃尔科娃, В.Н., 科兹洛夫, В.Н. — 《系统分析与决策. 词典-参考手册》. 莫斯科: 高等学校出版社, 2004
- 沃尔科娃, В. Н., 杰尼索夫, А. А. — 《系统理论与系统分析：高校教材》. 莫斯科: Юрайт出版社, 2025
- 沃尔科娃, В.Н. — 《系统科学的起源与发展前景》. 圣彼得堡: 理工出版社, 2022
- 《系统研究年鉴》. 莫斯科: 科学出版社, 1969-88
注释
- ↑ “相互作用的元素的集合。”——路德维希·冯·贝塔朗菲，《系统研究年鉴1969》，第17页。
- ↑ “系统是主体在解决研究、认知任务时，对客体属性及其关系的 сознании 反映”——尤·伊·切尔尼亚克，《经济管理中的系统分析》一文。
- ↑ “系统是研究者根据其目标和方法论选择的结果。”——В.Н. 沃尔科娃，А.А. 杰尼索夫，《系统理论与系统分析》，第20页。
- ↑ “元素是根据考察方面、解决具体任务和设定目标的角度对系统进行划分的极限。”——В.Н. 沃尔科娃，А.А. 杰尼索夫，《系统理论与系统分析》，第25页。
- ↑ “联系是对元素自由度的限制。”——В.Н. 沃尔科娃，А.А. 杰尼索夫，《系统理论与系统分析》，第25页。
- ↑ “任何系统特征的一个重要方面是识别出……形成系统的联系和关系。”——В. Н. 萨多夫斯基，《一般系统论基础》，第83页。
- ↑ “……系统结构是其各部分之间关系的总和。”——А. 拉波波特，《系统研究年鉴1969》，第64页。
- ↑ “在此，系统初步被理解为相互关联的元素的集合，表现为一个特定的整体。”——В. Н. 萨多夫斯基，《一般系统论基础》，第16页。
- ↑ “系统作为一个相对独立的整体，与环境、周围世界相对立。”——В. Н. 萨多夫斯基，《一般系统论基础》，第83页。
- ↑ “整体性（涌现性）体现在系统中出现了……元素所不具备的新属性。”——В.Н. 沃尔科娃，А.А. 杰尼索夫，《系统理论与系统分析》，第59页。
- ↑ “系统层级结构的结果是，较低层级的系统可以被依次包含在较高层级的系统中。”——В. Н. 萨多夫斯基，《一般系统论基础》，第84页。
- ↑ “在任何给定的时刻，系统都处于某种状态……”——В. Н. 萨多夫斯基，《一般系统论基础》，第84页。
- ↑ “……系统状态的连续序列构成了它的行为。”——В. Н. 萨多夫斯基，《一般系统论基础》，第84页。
- ↑ “封闭系统是与环境隔绝的系统……与此相反，开放系统有‘输入’和‘输出’……”——А. 拉波波特，《系统研究年鉴1969》，第61页。
- ↑ “……我们将人脑、生物群落、最复杂的生产联合体、社会结构等归为超复杂系统。”——В. Н. 萨多夫斯基，《一般系统论基础》，第3页。