1、1论系统范式中的交换链要素摘要：从交换的普遍性出发，将物质、能量、信息、时间、空间和精神等六大要素归纳为系统的六大基本交换要素，并以这六大基本交换要素借助各种媒介或交换平台相互交换形成的交换链进而形成的系统，说明这六大基本交换要素在系统范式分析中的地位和作用。 关键词：系统；交换；要素；主体；普遍性 中图分类号：N941；N945.1 文献标识码：A 中山大学张华夏教授在系统科学导论一书中指出：“现代自然科学告诉我们，包括观察者在内，自然界任何系统都有物质、能量、信息三个方面，元素之间的相互作用通常都是通过交换物质、交换能量或者交换信息来实现的，它们可以表现为物质、能量、信息的流”1。这就告诉
2、我们，系统作为一个新名词，它所代表的不仅仅是一个物体，一件事物，一种生活，或一个规律，它更多的是代表一个过程，一个新的概念体系演化演进的过程。参与系统演化的要素包罗万象，可以是天然物质，如分子、原子和星球，也可以是精神化的物质，如火车、飞机。可以是能量、信息，也可以是精神、意识，甚至还可以是空间、时间。这些要素虽然纷繁宠杂，但基本可以归纳为六大基本交换要素物质、能量、信息、空间、时间和精神，这六大基本交换要素或直接或间接地借助媒介、平台相互交换，形成交换链，即构筑形成我们所认识的系统。2一、交换乃是一种物质、精神乃至思维的广泛存在 作为一种现象，交换广泛存在于社会生活、科学生活和精神生活中，已
3、为我们每一个人所熟悉和明白，似乎没有什么好讨论的。但问题在于，生活实践是一回事，理论思维又是一回事。 首先要说明的是，本文所说的交换概念是一种广义的交换概念，与我们日常生活和科学实践中的交换概念有相当密切的联系，但也有相当的区别。它既包含直接交换，也包含间接交换；既有多次交换而形成的交换链形态，也有一次交换后消亡的瞬时交换形态；既有广播式的主动交换，也有接受式的被动交换；既有看得见摸得着的实物间的交换，也有半虚半实的实物与精神的交换；既有完全看不见摸不着的纯精神的交换，也有完全看不见摸不着的纯虚拟交换，等等。 日常生活中，我们司空见惯的买与卖，乃实物（商品）交换；口号激励，乃精神交换；河水流动
4、，乃能量交换；广播教育，乃思想交换；互联网，更不但是广义上的交换，也是一种狭义交换。 在思想精神领域，我们常说的精神食粮、思想交流，也是一种交换。通过不同的形式，如读书、展览、报告、演讲、参观等，与别人交换交流，与前人交换交流，与古人交换交流，汲取他们的思想，形成自己的思维，这是交换。 在恢宏的宇宙星系间的碰撞、生成和分离，是交换；宇宙四种力的相互作用，是交换；自然科学中，每一个新的发现或发明，每一个新学科的创建，实质就是增加一条人类社会与大自然的交换渠道。 在人类社会，从原始人到现代人的社会发展史，实质就是一部交换3发展史。原始人先以打猎捕鱼为生，后农耕，再机耕，再到现代的基因育种，是一部人
5、类社会与自然的交换史。原始人类栖河流而居，河流即提供人类的基本生存保障，也提供人类社会与外界的交换交流手段，所以早期全世界的城市都是在大江大河旁繁衍发展的，河流与人类的进步和繁荣息息相关。及至现代，虽然人类聚集对河流的要求不是那么直接了，但人们对河流生态保护的期望值更大了，人类与河流的交换上升到一个新的层面。 除此之外，在人类社会发展每个关键环节，都是以某种技术发明和发现为前提突破的。每一次突破其实质就是一次人类与自然界交换关系的突破。火的保存和应用，改变了原始人类生食的习惯，从而促进了人类大脑的进化。车轮的发明，为人类便捷、快速的旅行提供了可能。语言与文字的进化更是直接扩大了人类的活动范围，
6、推动了人类文明的发展。文字的发明，是一个民族文明发展的标志，世界上有文字的文明民族是极少数，但我们中华民族的四大发明，全部与交换概念息息相关。火药的发明，极大地提高了人类改天换地的能力；指南针的发明，是人类扩疆保土不可或缺的工具；纸与活字印刷术的发明，更是将人们的思想成果代代传承，使得人类文明的积累有了实物上的保证，也使更长时间更大空间的交换成为可能。 现在的互联网络，更是在一个新的发展层面上为人类的发展提供一个新的交换领域和交换手段，它的发展前景现在还无法估量。 二、交换六要素与交换链 交换即是一种广泛存在，那么我们要问：什么是交换的基本要素或4者最小交换要素？ 我们以为，虽然浩瀚宇宙以及我
7、们人类社会交换的形式千差万别，交换的种类多如繁星，但所有用于交换的要素，总可以还原归纳为六大基本要素，即：物质、能量、信息、时间、空间和精神。 物质、能量与信息作为交换的基本要素容易理解，也为科学界所公认。但时间、空间和精神也可以算作交换要素吗？它们有与物质、能量和信息一样的交换地位吗？ 是的，时间、空间和精神也是基本交换要素，它们有着与物质、能量和信息一样的地位。事实上，不仅时间、空间和精神有着与物质、能量和信息一样的地位，在很多思维环节，在科学前沿，在多维度的维度方向上，时间、空间和精神要素的重要性远远大于物质、能量和信息要素，如爱因斯坦的相对论、霍金的黑洞辐射理论等理论研究即是如此。 物
8、质：这是人们最早认识的交换要素，也是六大要素中第一要素。远古时代的人类为了生存，首先要解决的问题是食品能填饱肚皮的森林瓜果、鱼类等物质，这类物质一般可通过采集得到，但不长时间后人们就知道通过相互交换也可得到这类物质。当然这里说到的相互交换，有原始的物物交换，有商品交换，有强制交换战争，也有被动交换等多种形式。不管怎样，物质作为人们认识的第一交换要素，它给人们带来的直接好处就是扩大、延续和改善人们的生存空间，这是原始人类对物质要素交换性质的原始认识，也是时至今日人们对物质交换要素的基本认识。 在纯自然界，恒星的演化，新星的爆发，黑洞的吞噬，动物间的弱5肉强食等交换现象，虽然其交换的媒介、平台千差
9、万别，但总可以归纳还原为物质交换。 在人类社会，非纯物质，即精神化了的物体，如火车、飞机等物体的运动，虽然这些物体运动引起的交换不仅仅是物质交换，一般都含有能量、信息等要素交换，但基本的还是物质交换。 能量：对能量交换要素的认识，东西方各有几千年的历史。欧洲文艺复兴后，人类社会的进化开始加速。1790 年，随着瓦特蒸汽机发明的全部完成，人类社会进入到“工业革命”时期， “煤”作为人们认识到的第一重要能源走上历史舞台，其巨大的交换作用迅速为人们所认识，由此带动了近代科学突飞猛进的发展。随后在石油、电能等新型能源的持续推动下，近几百年来人类社会发生了翻天覆地的变化，人类的生存空间持续扩大，人类认识
10、自然、改造自然的能力亦持续增强。由于煤、石油等能源大规模地参与人类社会与大自然的交换，当今地球上每个人因此平均消费的商品即物质，不仅数量，而且品种和质量都是以往任何时代、任何个人即使是国王或皇帝都不可比拟的，并且这种趋势还在延续。从某种程度上说，正是因为煤、石油等能源持续不断地大规模参与现代人类社会方方面面的交换，人类社会自组织能力才不断加强，现代人类社会的交换链才不断地延长，以至人们到现在还看不清本轮社会发展浪潮的尽头在那里，只是担心地球上的化石能源枯竭后怎么办？ 信息：信息是人们认识到的第三大交换要素。请注意，我们这里讨论的信息概念含有控制概念成分。1948 年是一个特殊的年份，这一年，申
11、农和维纳相继发表了信息论的奠基之作通讯的数学原理和控制6论 。信息论第一次作为一个全新的科学理论展现在公众面前。维纳在人有人的用处一书中指出：“信息这个名称的内容就是我们对外界进行调节并使我们的调节为外界所了解时而与外界交换来的东西。 ”2而我们认为，信息的交换意义是：在某一时间传递一组基本交换要素在某一组空间、一组时间和一组维度的状态分布，而控制则是欲使这一组交换要素的状态分布即将发生改变的信息。 信息论的认识和建立，使得物质或能源乃至精神及精神的复制物制度，发生大规模的交换和流动有了可持续性的保证，换句话说，就是它使人们所能认识和控制的物质交换的时间或空间大为扩展，人们认识和控制物质的思维
12、维度也大为增加。人类历史上虽然也多次发生过大规模且较为持续的物质和能源流动，但持续时间都不长。例如古罗马帝国的崩溃，十字军东征的失败，成吉思汗帝国的瓦解，这些莫不与当时人们对信息的认识和使用有相当的关系。 应该指出，信息论的建立并不是说古代社会就没有信息的运用。事实上，古代社会有而且还有很多成功运用信息的范例，著名的中国长城上的烽火台即是一例。只是这些信息的运用较为原始，较为零散，较易破坏，难以持久。 空间：空间要素是与物质要素密切相关的一个基本交换要素。乌杰教授说：“我们说系统存在离不开空间和时间，仅仅说明系统存在与时空的不可分离性，决不是说空间和时间是独立于系统之外的某种实体，即如果把空间
13、和时间看作独立的物质，那么，它们就是与物质分离的，并且作为不同于物质的另一类独立的实体。 ”3这是说任何物质的存在7都是一定空间的存在。一般说来，当我们看到或感觉到某一物质发生交换时，相应的空间也将发生变换，只是我们大多时候看重的是现实的物质交换，而对相应发生的空间变换常常视而不见。即使那些特殊形式的物质，如磁场、电场、引力场等，当交换发生时，我们看到的引力弯曲、磁场扰动等，实质就是交换的一种表现形式。 从亚里斯多德时代不知空间与时间的关系到牛顿的绝对空间与绝对时间，再到爱因斯坦的相对时空观，人们对时空的认识一?地深入，空间作为系统的一个基本交换要素的作用也渐渐为人们所认识。 时间：时间是与物
14、质要素密切相关的另一个基本交换要素。通常情况下，空间和时间是紧密相关的。现实世界中，物质的存在、变化或交换需要时间，需要时间这个参量来表述。另一方面，很多情况下，时间还直接参与了交换。社会生活中我们常说“时间就是生命” ， “时间就是金钱” 。就是说我们在某一个特定的时间内得到了某种利益的最大化，而这种利益换了一个时间段很可能就没有了，或者达不到最大化，这里我们不是看到了时间要素参与交换的影子吗？ 大爆炸理论认为，我们这个宇宙的时间起于奇点，止于黑洞，是说时间有方向性。但这种方向性在牛顿力学中表现得并不明显。 “然而在广义相对论中，情况则相当不同。这时，空间和时间变成为动力量：当一个物体运动时
15、，或一个力起作用时，它影响了空间和时间的曲率；反过来，空间-时间的结构影响了物体运动和力作用的方式”4。 精神：这是最有争议的一个要素。有人说把精神或意识列入交换要素，是否会陷入唯心主义或唯识主义的泥坑。事实上，我们以为，唯心8与唯物都是一个相对的概念。所谓的唯物，在我们认识事物的过程中，大量的信息是从书本、前人和旁人处获得，这些获得的信息绝不会百分之百真实或适用，即使你直接获得的第一手信息，你也不能百分之百保证它是真实或适用，既然如此，这些信息我们拿来运用，是不是就有了唯心的成份呢？反之，所谓的唯心也是如此。因此，我们认识事物的过程实际上是一个唯心与唯物交替认识的过程，是一个不断试错或证伪的
16、过程，其最终的认识结果还要用实践来检验。 判断精神或意识是否是一个交换的基本要素，重要的还是要看它是否参与了交换。社会生活中， “物质变精神”或“精神变物质”的事例俯拾即是，小至百姓婚丧嫁娶，大至江山易位，其中有多少“精神变物质” 、“物质变精神”的故事。可以说，叙述历史，创造未来，只要涉及到人，就总有精神交换的故事。现代社会，大量的物体是精神化了的物质，放眼望去，我们身边有几样物体不是人工制造或加工过的，前面说的飞机、火车，我们身边的桌椅板凳，乃至山川河流，无一不为人类所染指，可以这样说，现在太阳系中，除了太阳不为人类染指外，其它又有几多物体不为人类所控制，所加工，所染指呢？因此，我们说精神
17、不但是六大基本交换要素之一，而且还是一个既特殊又活跃的基本交换要素。 三、交换媒介与交换链 认识了交换，我们当然还要认识交换链和交换媒介。交换现象发生时，很多时候都要借助一个交换媒介或平台，特别是物质交换，直接发生物物交换的现象非常少，绝大多数的物质交换还是通过媒介或平台来达到交换的目的，这不但在我们人类社会生活中是一个普遍现象，在生9物界是如此，在纯自然界也是如此，因为物质交换最低限度是要有一个交换空间的，这里的交换空间即可认为是一个交换媒介或交换平台。 人类社会的发展史，可以认为实质就是一个交换平台的发展史。我们现在所认识的国家、市场、城市等概念是不是交换平台？往下一个层次，公司、股市、各
18、种经济协作组织、互联网络等等，是不是交换平台？事实上，人类社会每一次大的革新、发展和进步，就是一次交换平台的革新、发展和进步。 在交换媒介方面，首当其冲的是文字。文字即如余秋雨所言，是每一个民族文明起源三大要件（即：文字、城市、使用金属）之一，也是我们人类精神传播、交流和保存最重要的媒介。货币则是最典型的交换媒介，它是被马克思称之为等价交换物的东西，完全是人们创造出来专门用于商品交换的媒介。我们中华民族引以为自豪的四大发明，其中的两种发明纸与活字印刷，作为两项重要的辅助媒介，直接为文字的记录以及人类精神生活、社会生活的大普及、大传播和大发展起到了至关重要的推动作用。 由于交换概念本身就是一个动
19、态、过程与发展的概念，所以交换必然要形成交换链。事实上，某一次交换或某次瞬间交换通常只是某一条交换链的一个环节，一个片断。在广义论述交换的意义时，我们一般只用“交换”这个词，而不用“交换链”这个词，这时的“交换”概念事实上已包容了“交换链”的内涵。 一条交换链的构成有多种形式，可能是单一的物质交换链，如物物交换，新星爆炸等；也可能是六大基本要素混合形成的交换链，如民族10战争；当然也可能是六大基本要素中的某几个基本要素混合形成的交换链，如物体机械运动，分子运动等；甚至还可能是六种基本要素混合而形成的一个中介平台，尔后再形成的交换链，如由货币发展而来的股票市场，甚至由物理学中的场（电场、磁场、引
20、力场等）的概念发展而来的星系运动。 在交换链的传递形式上，可能是单向交换链，这很普通也很常见；也可能是双向交换链，如国际贸易收支平衡；可能是多向交换链，也可能是多向多维交换链，所谓的复杂性系统可能就是这类交换链；可能是长时间跨度交换链，也可能是瞬间发生的交换链；可能是超微空间交换链，如核爆炸，也可能是大尺度空间交换链，如星系演化；有可能是单周期交换链，也可能是多周期循环往复交换链，如人类社会。 从某种程度或某种角度而言，交换链概念是我们认识世界的一个新维度，它上面的每一个链节或链节点，都将遵从一条或数条或自然科学或社会科学或人类思维的规律、定理与定律。如若不遵从，那或是这条交换链根本就不成立，或是这其中还有我们还没认识到的科学规律，或是我们的认识还没有达到能足够整体认识这条交换链的高度和水平。 四、交换要素的主体 有要素自然应有主体，不同要素组合而形成的交换链当有不同的主体。在了解和认识了六大基本交换要素和交换链概念后，我们自然要问：谁是这六大交换要素或交换链的主体？谁可以充当这六大基本交换要素或交换链的主体？ 从认识论角度而言，我们说系统，只有系统这个概念可以超越这六
