流體力學(xué)概念匯總精選(九篇)

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第1篇：流體力學(xué)概念匯總范文

關(guān)鍵詞：節(jié)電，電費(fèi)，節(jié)能措施。

中圖分類號(hào)：TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一、在討論節(jié)電之前，先介紹幾個(gè)關(guān)于電費(fèi)計(jì)算的基本概念：

對(duì)于工業(yè)用電企業(yè)來說，國(guó)家供電部門對(duì)其每月消耗的電能的結(jié)算主要分為兩部分：電度電費(fèi)和基本電費(fèi)。

1、電度電費(fèi)：每月按電表上顯示的實(shí)際電度讀數(shù)，再乘以倍率及單價(jià)而計(jì)算出的電費(fèi)。對(duì)于工業(yè)用電，收費(fèi)方式為分時(shí)段復(fù)費(fèi)率：將一天24小時(shí)分為尖、峰、平、谷四個(gè)時(shí)段。

對(duì)于不同電壓等級(jí)的用戶，收取的電費(fèi)單價(jià)是不同的，對(duì)于一個(gè)10k高壓用戶來說，收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為1—10kV大工業(yè)用電。一般電壓等級(jí)越高，電單價(jià)越低。

2、基本電費(fèi)：供電部門會(huì)根據(jù)企業(yè)的設(shè)備報(bào)裝容量（單位為kVA），每月收取一定的基本電費(fèi)，單價(jià)為23.3元 / kVA。報(bào)裝總?cè)萘颗c單價(jià)的乘積為每月的基本電費(fèi)，與本月用電負(fù)荷的多少無關(guān)。

3、其他：除了以上所說的兩種電費(fèi)之外，在企業(yè)與供電部門簽訂的供電合同中，還包含了對(duì)用戶負(fù)荷功率因數(shù)的考核：

考核目標(biāo)為0.9，規(guī)則為高獎(jiǎng)低罰。具體的獎(jiǎng)懲原則是根據(jù)用戶每月用電負(fù)荷的多少，并結(jié)合功率因數(shù)綜合考慮，并乘以相應(yīng)的系數(shù)得出獎(jiǎng)懲的金額。

二、在了解了上述基本概念之后，就展開來談?wù)勂髽I(yè)的節(jié)能措施了：

基于電力收費(fèi)的原則，在節(jié)電過程中，可以從兩方面下手：

1．節(jié)約基本電費(fèi)：

可以通過向供電部門申請(qǐng)高壓設(shè)備暫?；蛘邷p容，來節(jié)約基本電費(fèi)。只有這種措施才是最直接的減少電費(fèi)支出。

1．1報(bào)申請(qǐng)暫停要經(jīng)過復(fù)雜的程序，而且是有時(shí)間限定的。并且在對(duì)一個(gè)用電賬戶申請(qǐng)一次之后，下次再申請(qǐng)暫停需要至少半年之后才可以.。

1．2如果對(duì)設(shè)備進(jìn)行減容，不僅程序上復(fù)雜，有時(shí)間限定，而且在增容時(shí)還要再重新交納一筆不少的費(fèi)用。

所以進(jìn)行此措施的前提，必須要對(duì)企業(yè)的用電負(fù)荷進(jìn)行認(rèn)真的核算，保證在未來的幾年生產(chǎn)發(fā)展中，不會(huì)再產(chǎn)生大幅度的負(fù)荷增長(zhǎng)，否則不要輕易采用此辦法。

2．節(jié)約電度電費(fèi)：

2．1．變壓器節(jié)能：

2．1．1 制造工藝改良：

如果一個(gè)廠區(qū)的配備的變壓器數(shù)量較多，容量較大，那么其運(yùn)行的總損耗是不容忽視的。

新型節(jié)能的變壓器，比如SCB-10系列干式變壓器，空載損耗、短路損耗與老式的油變相比，具有低噪音、低能耗、運(yùn)行費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)。

2．1．2 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行：

變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是指在傳輸電量相同的情況下，通過擇優(yōu)選取最佳運(yùn)行方式和調(diào)整負(fù)載，使變壓器電能損失最低。變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行無需投資，只要加強(qiáng)科學(xué)用電管理，即可以達(dá)到節(jié)電和提高功率因數(shù)的目的。

每臺(tái)變壓器都存在有功功率的空載損耗與短路損耗，無功功率的空載損耗及額定負(fù)載損耗。變壓器的容量、電壓等級(jí)、材質(zhì)不同，決定了上述參數(shù)的不同。因此必須選取參數(shù)好的變壓器，并通過最佳運(yùn)行參數(shù)的組合來達(dá)到變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

一般變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行點(diǎn)控制在60%至70%的負(fù)荷率，如果對(duì)于一個(gè)生產(chǎn)負(fù)荷率一般的工廠來說，就可以通過調(diào)配負(fù)荷運(yùn)行方式，來達(dá)到節(jié)能的目的。

2．2 電力電容器節(jié)能：

2．2．1高、低壓變配電所可以配備電容器，通過無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置對(duì)本段母線的電壓、電流、頻率、功率因數(shù)等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)到的實(shí)際功率因數(shù)與設(shè)定的目標(biāo)值進(jìn)行判定電容器的投切組數(shù)，并自動(dòng)投切。

2．2．2 節(jié)能效果：

功率因數(shù)衡量的是有功功率在視在功率所占的比例的大小，如果有功功率的比例提高了，電力系統(tǒng)的效率就提高了。合理有效的無功補(bǔ)償可以使電網(wǎng)及變壓器等配電設(shè)施上的有功損耗可降低35%--50% ，設(shè)備帶載能力可增加20%--30%。

2．2．3 具體措施：

對(duì)于用戶來說，最好在低壓側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償，可以提高變壓器的效率，為我們自己的設(shè)備節(jié)能，如果低壓無功補(bǔ)償還是無法滿足高壓進(jìn)線功率因數(shù)的要求，再投入高壓電容器，給上一級(jí)電力系統(tǒng)輸送無功功率。

2．3變頻器節(jié)能：在許多工廠企業(yè)中，許多設(shè)備的運(yùn)行都采用了變頻器控制方式，采用此方式要達(dá)到節(jié)能效果，必須在工藝上存在節(jié)能空間。

由流體力學(xué)可知，P(功率)=Q(流量)╳H(壓力)，流量Q與轉(zhuǎn)速N的一次方成正比，壓力H與轉(zhuǎn)速N的平方成正比，功率P與轉(zhuǎn)速N的立方成正比，如果水泵的效率一定，當(dāng)要求調(diào)節(jié)流量下降時(shí)，轉(zhuǎn)速N可成比例的下降，而此時(shí)軸輸出功率P成立方關(guān)系下降。

另外變頻的軟啟動(dòng)方式減少了對(duì)電網(wǎng)的沖擊，降低輸入電流，節(jié)約了電費(fèi)；可以提高功率因數(shù)，減少無功損耗。

由于電機(jī)為直接啟動(dòng)或Y/D啟動(dòng)，啟動(dòng)電流等于(4-7)倍額定電流，這樣會(huì)對(duì)機(jī)電設(shè)備和供電電網(wǎng)造成嚴(yán)重的沖擊，而且還會(huì)對(duì)電網(wǎng)容量要求過高，啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的大電流和震動(dòng)時(shí)對(duì)擋板和閥門的損害極大，對(duì)設(shè)備、管路的使用壽命極為不利。而使用變頻節(jié)能裝置后，利用變頻器的軟啟動(dòng)功能將使啟動(dòng)電流從零開始，最大值也不超過額定電流，減輕了對(duì)電網(wǎng)的沖擊和對(duì)供電容量的要求，延長(zhǎng)了設(shè)備和閥門的使用壽命。節(jié)省了設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。

避峰填谷節(jié)能：

這種節(jié)能概念是一種負(fù)荷整形管理技術(shù)，包括削峰、填谷、移峰填谷3種。根據(jù)電力系統(tǒng)的負(fù)荷特性，以某種方式將用戶的用電需求從電網(wǎng)的高峰負(fù)荷期消減、轉(zhuǎn)移或增加電網(wǎng)負(fù)荷低谷期的用電，已達(dá)到電力需求在時(shí)序上的分布，減少日或者季節(jié)性的峰荷，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性及經(jīng)濟(jì)型。還能減少新裝設(shè)備容量，節(jié)省電力設(shè)備投資，降低預(yù)期的供電成本。

計(jì)量抄表系統(tǒng)：

可以在常去的每個(gè)重要的單體都設(shè)置智能抄表終端，并且通過光纜傳輸，將電度數(shù)據(jù)及時(shí)準(zhǔn)確地匯總至中控室的上位機(jī)后臺(tái)中。

自動(dòng)抄表系統(tǒng)可以克服以往人工抄表帶來的種種缺陷，對(duì)分鐘數(shù)據(jù)、日數(shù)據(jù)、月數(shù)據(jù)進(jìn)行采集分析，幫助運(yùn)行人員處理各種報(bào)表，并核算出損耗率，使整個(gè)電力計(jì)量系統(tǒng)更加完善，為科學(xué)的電氣運(yùn)行奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

三、提高員工節(jié)能意識(shí)：

作為企業(yè)的每一位員工，都要向?qū)Υ约杭乙粯觼韾圩o(hù)自己的企業(yè)，時(shí)時(shí)刻刻存在節(jié)能意識(shí)。

要養(yǎng)成隨手關(guān)燈的習(xí)慣；對(duì)于室內(nèi)可以進(jìn)行自然采光的，就盡量減少開燈的時(shí)間；在夏季，不要將空調(diào)溫度開的太低；只要室內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間沒有人工作，就要關(guān)閉辦公用電設(shè)備。

通過對(duì)某中型制劑廠區(qū)每月電力消耗的統(tǒng)計(jì)，僅僅照明這部分就要占用電總量的六分之一，每月產(chǎn)生多達(dá)5萬多的電費(fèi)。如果每天少開幾盞燈，就會(huì)大大節(jié)約照明用電量。

結(jié)束語：通過對(duì)以上這些措施的合理調(diào)配，可以有效地節(jié)約工廠企業(yè)電能的電力消耗，從而達(dá)到控制產(chǎn)品成本的目的，同時(shí)也響應(yīng)了國(guó)家節(jié)能降耗的號(hào)召。

參考文獻(xiàn)：

[1] 國(guó)家電網(wǎng)公司，《國(guó)家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程》（變電部分），中國(guó)電力出版社，2005版

第2篇：流體力學(xué)概念匯總范文

[關(guān)鍵詞]錢學(xué)森；復(fù)雜系統(tǒng)；本體論；認(rèn)識(shí)論；方法論；實(shí)踐論

[中圖分類號(hào)]BO　[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A　[文章編號(hào)]1672-2426(2011)01-0008-06

導(dǎo)言

認(rèn)識(shí)世界，特別是認(rèn)識(shí)人類自身，是人類認(rèn)識(shí)發(fā)展的永恒主題。隨著技術(shù)的發(fā)展和海量數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，人類知識(shí)正以前所未有的速度向復(fù)雜性進(jìn)軍。雖然理性認(rèn)識(shí)已高度普及，科學(xué)理論還是面臨前所未有的挑戰(zhàn)，其中突出的挑戰(zhàn)是：如何應(yīng)對(duì)復(fù)雜性?

當(dāng)前，科學(xué)界普遍面臨著三大復(fù)雜性難題的挑戰(zhàn)：如何整合大量數(shù)據(jù)和知識(shí)，以形成對(duì)事物的深入系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)并用于指導(dǎo)社會(huì)實(shí)踐?如何在認(rèn)識(shí)論和方法論上融合自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)與人文學(xué)科?如何綜合人類的知識(shí)體系，構(gòu)建關(guān)于人與自然的和諧的科學(xué)圖景?傳統(tǒng)的還原論觀點(diǎn)難以解決這些難題。

社會(huì)雖然高度發(fā)展，但社會(huì)管理不斷面臨新的需求和挑戰(zhàn)，尤其在醫(yī)療和教育兩大領(lǐng)域。“看病難，看病貴”等社會(huì)現(xiàn)象，催化對(duì)醫(yī)療體系的深度思考，正在呼喚著以保障健康為目標(biāo)、重在全民參與的新醫(yī)療體系。教育體制改革、人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的實(shí)施，呼喚新的教育理論，對(duì)杰出人才的需求將催生以開發(fā)人體心智潛能為目標(biāo)的新教育模式。建立在解剖學(xué)、生物化學(xué)、生理學(xué)和心理學(xué)等人體還原論基礎(chǔ)上的醫(yī)學(xué)模型已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)踐需求，基于學(xué)科分類的知識(shí)結(jié)構(gòu)理論，也對(duì)知識(shí)的整合、教育模式的更新設(shè)置了障礙。人們迫切需要對(duì)“人”和社會(huì)形成系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，并從根本上加深對(duì)知識(shí)與實(shí)踐的關(guān)系的理解，形成從認(rèn)識(shí)到實(shí)踐、到薦認(rèn)識(shí)持續(xù)循環(huán)的科學(xué)認(rèn)識(shí)過程。

正是在上述科學(xué)、文化、社會(huì)發(fā)展的諸多需求背景下，產(chǎn)生了復(fù)雜系統(tǒng)科學(xué)，特別是錢學(xué)森復(fù)雜系統(tǒng)思想。

錢學(xué)森復(fù)雜系統(tǒng)思想是20世紀(jì)末我國(guó)系統(tǒng)學(xué)研究之輝煌成果。有“大成智慧”之譽(yù)。將復(fù)雜系統(tǒng)研究運(yùn)用于國(guó)計(jì)民生是力學(xué)泰斗錢學(xué)森教授幾十年來的深切愿望?！皬亩ㄐ缘蕉俊钡木C合集成法將社會(huì)科學(xué)與自然科學(xué)有機(jī)銜接，“專家研討廳”體系將精確邏輯思維和開放直覺思維有效集成，開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)理論進(jìn)一步為研究腦與思維、人與社會(huì)等復(fù)雜系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)的科學(xué)模型，為面對(duì)社會(huì)系統(tǒng)開展認(rèn)識(shí)、實(shí)踐、再認(rèn)識(shí)的科學(xué)思維活動(dòng)提供了行之有效的認(rèn)識(shí)論和方法論。這里，錢學(xué)森以力學(xué)家特有的氣魄，引導(dǎo)人們?cè)谛率兰o(jì)各種變幻莫測(cè)、錯(cuò)綜復(fù)雜的事物面前，進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思考，作出智慧的判斷決策。他表示：“我在余生中就想促進(jìn)這件事情：建立一個(gè)科學(xué)體系，并運(yùn)用它解決社會(huì)主義建設(shè)中的問題?！?/p>

一、錢學(xué)森復(fù)雜系統(tǒng)思想

錢學(xué)森在長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的探索過程中，與他周圍的專家學(xué)者，緊密跟蹤國(guó)際學(xué)術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，以解決重大科學(xué)和社會(huì)實(shí)踐問題為目標(biāo)，創(chuàng)建了“現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)體系”、“開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)理論”、“從定性到定量的綜合集成法”等若干原創(chuàng)性的學(xué)術(shù)思想。這一學(xué)術(shù)體系正在發(fā)展為服務(wù)于社會(huì)發(fā)展的大成智慧。

其中，開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)理論和從定性到定量的綜合集成法，是錢學(xué)森復(fù)雜系統(tǒng)思想的核心。在此基礎(chǔ)上。錢學(xué)森還提出創(chuàng)建一系列新學(xué)科的構(gòu)想。例如，把人腦作為復(fù)雜巨系統(tǒng)來研究，提出了“思維科學(xué)”；把地球表層作為復(fù)雜巨系統(tǒng)來研究，提出了“地理科學(xué)”；把人體作為復(fù)雜巨系統(tǒng)來研究，提出了“人體科學(xué)”等。這些學(xué)術(shù)構(gòu)想，為新時(shí)期的學(xué)科創(chuàng)新指出了方向。

在錢學(xué)森復(fù)雜系統(tǒng)思想中，哲學(xué)觀具有核心作用。愛因斯坦曾指出：“如果把哲學(xué)理解為在最普遍和最廣泛的形式中對(duì)知識(shí)的追求，那么，顯然，哲學(xué)就可以被認(rèn)為是全部科學(xué)研究之母”。影響科學(xué)發(fā)展的哲學(xué)觀包括本體論、認(rèn)識(shí)論、方法論和實(shí)踐論四大層面。在對(duì)復(fù)雜事物的認(rèn)識(shí)中，這四個(gè)層面的相互影響更為突出。對(duì)事物本質(zhì)的認(rèn)識(shí)(即本體論)深刻地影響著人們提出問題和解答問題的方式(即認(rèn)識(shí)論)，影響著學(xué)者對(duì)系統(tǒng)的觀測(cè)和建模(即基礎(chǔ)科學(xué))，最終影響人們對(duì)系統(tǒng)實(shí)施干預(yù)的目的和方法(即技術(shù)和工程)。因此，錢學(xué)森復(fù)雜系統(tǒng)理論的發(fā)展應(yīng)該貫穿哲學(xué)觀、基礎(chǔ)科學(xué)、技術(shù)科學(xué)與工程實(shí)踐四大層次，形成一個(gè)完整的學(xué)術(shù)體系。

二、復(fù)雜系統(tǒng)本體論

1.開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)論

復(fù)雜系統(tǒng)復(fù)雜在何處?為什么傳統(tǒng)的科學(xué)方法論難以處理?錢學(xué)森在對(duì)這些基本問題的深入思考中，提煉出一些復(fù)雜系統(tǒng)的本質(zhì)性特征。他從開放性、子系統(tǒng)特征、相互作用特征等幾方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了分類，提出了“開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)”的概念。人腦系統(tǒng)、人體系統(tǒng)、地理系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)等，都是典型的開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的復(fù)雜性特點(diǎn)表現(xiàn)在：(1)系統(tǒng)與環(huán)境之間有豐富的物質(zhì)、能量和信息交換(開放性)；(2)系統(tǒng)存在多層次的子系統(tǒng)(層次性)；(3)子系統(tǒng)數(shù)量巨大，種類多樣，定性模型各異(多樣性)；(4)子系統(tǒng)之間相互作用關(guān)系復(fù)雜(復(fù)雜性)；(5)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能處于永久的進(jìn)化過程中(進(jìn)化性)。對(duì)于這樣的系統(tǒng)，傳統(tǒng)的認(rèn)識(shí)論和方法論不能提供有效的指導(dǎo)。錢學(xué)森指出，對(duì)這類系統(tǒng)的研究，需要運(yùn)用從定性到定量的綜合集成法。

對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的研究不適于簡(jiǎn)單地走自下而上的路線。與簡(jiǎn)單系統(tǒng)不同，對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的觀測(cè)必然產(chǎn)生大量的、多層次、多層面、甚至相互對(duì)立的豐富信息。對(duì)這些信息進(jìn)行綜合并形成理論模型的途徑是不唯一的，不同理論模型擁有不同的自洽度。事實(shí)證明，依靠傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單模型的思路來收集數(shù)據(jù)，通過自下而上的整合信息來獲取對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，在理論和實(shí)踐上都是極為困難的。經(jīng)驗(yàn)告訴我們，對(duì)任何具體的復(fù)雜系統(tǒng)的有效認(rèn)識(shí)，必須首先有一個(gè)原始的復(fù)雜系統(tǒng)論的模型作為出發(fā)點(diǎn)，再結(jié)合具體系統(tǒng)的知識(shí)(數(shù)據(jù))，形成具體的模型和認(rèn)識(shí)。這樣獲得的認(rèn)識(shí)一定是初步的，有待深入完善的，必須在應(yīng)用于實(shí)踐，然后收集實(shí)踐效果的真實(shí)資料，來重新認(rèn)識(shí)。這樣形成的一個(gè)迭代檢驗(yàn)、修正認(rèn)識(shí)的完整途徑，在復(fù)雜系統(tǒng)研究中占據(jù)一個(gè)遠(yuǎn)比簡(jiǎn)單系統(tǒng)研究中更為重要的地位。

那么，最原始的復(fù)雜系統(tǒng)模型從哪里來呢?應(yīng)該從對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的本質(zhì)特征的認(rèn)識(shí)中來!對(duì)系統(tǒng)本質(zhì)特征的嚴(yán)密論述，就上升到了哲學(xué)本體論。因此復(fù)雜系統(tǒng)研究的突破，在最根本的層次上取決于哲學(xué)本體論的突破。復(fù)雜系統(tǒng)科學(xué)研究需要發(fā)展復(fù)雜系統(tǒng)的

本體論。

2.復(fù)雜系統(tǒng)的本體論

東西方哲學(xué)思想中蘊(yùn)含著大量的關(guān)于本體論的闡述，從蘇格拉底、柏拉圖和亞里士多德的古代希臘哲學(xué)，到康德、黑格爾、柏格森和羅素的近代西方哲學(xué)，從孔子、釋迦摩尼和老子的古代東方儒釋道樸素的哲學(xué)思想，到當(dāng)代運(yùn)用、并結(jié)合中國(guó)發(fā)展的實(shí)踐所產(chǎn)生的思想等，對(duì)事物本質(zhì)的闡述(本體論探索)始終占據(jù)核心的位置。

我們?cè)谏钊胧崂砩鲜鰧W(xué)術(shù)思想的同時(shí)，在繼承錢學(xué)森復(fù)雜系統(tǒng)思想的基礎(chǔ)上，融合現(xiàn)代自然科學(xué)原理，探索建立一個(gè)集古今東西方哲學(xué)、科學(xué)成果于一體的復(fù)雜系統(tǒng)哲學(xué)觀。由此，我們提出如下的存在論命題：宇宙中普遍存在“形體一元二面多維多層次”的開放的復(fù)雜系統(tǒng)，錢學(xué)森的開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)是其一般表達(dá)形式。

特定的復(fù)雜系統(tǒng)和宇宙(自然)構(gòu)成一個(gè)完整的整體，這個(gè)整體就是一元。整體一元性的科學(xué)依據(jù)是系統(tǒng)的自組織性，而開放性是系統(tǒng)在一元性下支撐其存在的條件。開放的復(fù)雜系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)遵循兩大科學(xué)原理，即物理宇宙的能量守恒原理和生命世界的達(dá)爾文進(jìn)化原理，其運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)形式可以概括為形體二面復(fù)雜多層次性。其中，顯現(xiàn)的一面是體，隱現(xiàn)的一面是形。體以結(jié)構(gòu)為表現(xiàn)形式，形以功能為表現(xiàn)形式，數(shù)學(xué)上表現(xiàn)為場(chǎng)，或形態(tài)，與體結(jié)構(gòu)相伴而同時(shí)存在。形體二面的存在性源于量子物理的觀點(diǎn)，證明如下：如果確認(rèn)波函數(shù)是對(duì)宇宙的精確描述，則復(fù)雜生命系統(tǒng)同時(shí)存在宏觀的振幅密度分布和相位梯度場(chǎng)，前者可以直接觀察，后者可以通過前者的運(yùn)動(dòng)來推知。一個(gè)形象的比喻是天空中飄浮的白云和推動(dòng)白云運(yùn)動(dòng)的氣流，云為體，氣(流)為形，氣流與云的運(yùn)動(dòng)是一個(gè)整體。多維，即指多自由度，指系統(tǒng)包括大量的子系統(tǒng)。也只有當(dāng)子系統(tǒng)數(shù)目巨大時(shí)，才能產(chǎn)生所謂的“涌現(xiàn)”，形成新的層次和維度。跨層次的結(jié)構(gòu)和功能一般處于不同的維度，它們之間的聯(lián)系常常難以建立，甚至難以理解。正因?yàn)槎鄬哟涡裕艠?gòu)成復(fù)雜系統(tǒng)。多層次性是復(fù)雜的自組織性的體現(xiàn)，層次的數(shù)目刻畫了系統(tǒng)的復(fù)雜性。

以人體生命系統(tǒng)為例。核酸、蛋白質(zhì)、細(xì)胞、組織、器官、系統(tǒng)、人體等屬于多層次的體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，形成豐富的體世界，同樣，人體形系統(tǒng)也存在對(duì)等的多層次結(jié)構(gòu)。與體系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性相對(duì)立，形系統(tǒng)的數(shù)學(xué)形態(tài)是場(chǎng)，通常的運(yùn)動(dòng)形式是波，兩者形成鮮明的對(duì)照和互補(bǔ)。思想、觀念、認(rèn)識(shí)、意識(shí)等都是個(gè)人的形世界中的子結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)的變化和演化，就是社會(huì)變化發(fā)展的主要內(nèi)容。

上述內(nèi)容構(gòu)成一個(gè)相對(duì)完整的復(fù)雜系統(tǒng)的哲學(xué)本體論，雖然還有待深入和完善，它已經(jīng)可以指導(dǎo)我們來研究復(fù)雜系統(tǒng)。那么，從這一哲學(xué)本體論出發(fā)，研究復(fù)雜系統(tǒng)的思路是什么呢?那就是：針對(duì)一個(gè)具體的復(fù)雜系統(tǒng)，我們首先問，系統(tǒng)的一元性、二面性、多維性、多層次性體現(xiàn)在何處?應(yīng)該用什么方式(文字，數(shù)學(xué))來刻畫?對(duì)這些問題的解答，構(gòu)成了對(duì)特定對(duì)象的復(fù)雜系統(tǒng)論模型。

一個(gè)特殊的復(fù)雜系統(tǒng)是人類的認(rèn)識(shí)系統(tǒng)，它的運(yùn)動(dòng)規(guī)律就是人類的思維規(guī)律。對(duì)思維本質(zhì)規(guī)律的闡述，就是認(rèn)識(shí)論。對(duì)具體思維過程的闡述，就是思維科學(xué)的內(nèi)容。我們運(yùn)用上述復(fù)雜系統(tǒng)的本體論開展對(duì)人類面對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)時(shí)開展思維活動(dòng)和規(guī)律的探索，形成復(fù)雜系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)論，以及描寫思維活動(dòng)的普適數(shù)學(xué)模型，發(fā)展思維模型，同時(shí)，從宏觀上指導(dǎo)人們開展高效率的復(fù)雜系統(tǒng)思維。這是錢學(xué)森對(duì)發(fā)展思維科學(xué)所寄予的厚望。

三、復(fù)雜系統(tǒng)認(rèn)識(shí)論和思維模型

1.錢學(xué)森論復(fù)雜性思維

錢學(xué)森指出，認(rèn)識(shí)復(fù)雜系統(tǒng)的主體不應(yīng)該是抽象的個(gè)人，而應(yīng)該是一個(gè)由具備多方面知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的群體。這是因?yàn)椋脕碚J(rèn)識(shí)和優(yōu)化復(fù)雜系統(tǒng)的知識(shí)是多樣化的，不但包括成文的知識(shí)，而且包括專家直覺和經(jīng)驗(yàn)，后者在對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)過程中起到極為重要的作用。

對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的深刻的認(rèn)識(shí)和有效的干預(yù)，必須將先前的認(rèn)識(shí)(直覺和經(jīng)驗(yàn))和當(dāng)前認(rèn)識(shí)結(jié)論(決策)將要產(chǎn)生的效應(yīng)(實(shí)踐效果)綜合起來考慮。這是復(fù)雜性思維的特色，是研究思維創(chuàng)新的關(guān)鍵?？茖W(xué)發(fā)展遭遇到瓶頸，正暴露了傳統(tǒng)思維的局限性。以物理學(xué)為例，愛因斯坦曾指出，在遇到發(fā)展瓶頸的時(shí)刻，如果科學(xué)家“不去批判地考查一個(gè)更加困難的多的問題，即分析日常思維的本性問題，他就不能前進(jìn)一步”。對(duì)思維本性的認(rèn)識(shí)就是哲學(xué)認(rèn)識(shí)論。愛因斯坦指出，“科學(xué)要是沒有認(rèn)識(shí)論――只要這真是可以設(shè)想的――就是原始的混亂的東西”。

2.復(fù)雜系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)論原理

在學(xué)習(xí)、繼承錢學(xué)森復(fù)雜性思維的基礎(chǔ)上，以及在上述的復(fù)雜系統(tǒng)本體論的指導(dǎo)下，我們提煉了復(fù)雜系統(tǒng)認(rèn)識(shí)論的三條原理，即認(rèn)識(shí)主客體的相對(duì)復(fù)雜性原理、認(rèn)識(shí)的時(shí)空相對(duì)性原理以及理性知識(shí)的層次性和可綜合性原理。

認(rèn)識(shí)主客體的相對(duì)復(fù)雜性原理是指，高級(jí)復(fù)雜系統(tǒng)擁有更大的復(fù)雜度，才能概括和表達(dá)低級(jí)復(fù)雜系統(tǒng)的特點(diǎn)。科學(xué)哲學(xué)家雷舍爾指出，“認(rèn)識(shí)論最基礎(chǔ)性的原則之一就是，較低智商必定被更高智商所迷惑”。從更積極角度看待這個(gè)規(guī)律，就是要充分提高認(rèn)識(shí)主體的復(fù)雜度，運(yùn)用高復(fù)雜度的認(rèn)知系統(tǒng)來概括低級(jí)復(fù)雜系統(tǒng)的特點(diǎn)。由此產(chǎn)生的一個(gè)關(guān)于認(rèn)識(shí)論的基本命題是，為了研究一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，首先必須界定問題的性質(zhì)和其復(fù)雜度，然后，選擇適當(dāng)?shù)难芯抗ぞ?，包括研究主體。錢學(xué)森“從定性到定量的綜合集成法”的認(rèn)識(shí)論基礎(chǔ)就在此。

認(rèn)識(shí)的時(shí)空相對(duì)性原理。我們將穩(wěn)定的公共的認(rèn)識(shí)，稱為真理。真理本質(zhì)上是人類文明(形世界)在長(zhǎng)期進(jìn)化過程中形成(涌現(xiàn))的公共的穩(wěn)定的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。歷史告訴我們，沒有恒定不變的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，真理具有相對(duì)性。復(fù)雜系統(tǒng)本體論指出，形體世界具有一元兩面的特性，它們的密切相互作用是推動(dòng)“真理”這個(gè)認(rèn)知結(jié)構(gòu)產(chǎn)生演化(觀念進(jìn)化)的動(dòng)力。傳統(tǒng)的真理觀只注重真理的時(shí)間相對(duì)性，這里倡導(dǎo)的認(rèn)識(shí)時(shí)空相對(duì)性原理同時(shí)還注重“空間”的相對(duì)性，即不同的人群可以擁有其相對(duì)穩(wěn)定的、內(nèi)容獨(dú)特的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。生命世界和文化的多樣性發(fā)展，必然帶來認(rèn)識(shí)的多樣性，這是復(fù)雜系統(tǒng)科學(xué)相對(duì)于自然科學(xué)真理觀的挑戰(zhàn)，值得深入探討。這一原理對(duì)未來世界大同、多文化和諧共存的圖景有重要意義。

理性知識(shí)的層次性和可綜合性原理。理性知識(shí)是人類的一類特殊的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。古代，哲學(xué)是表達(dá)理性知識(shí)的形式?？茖W(xué)的發(fā)展，極大地豐富了理性知識(shí)體系，形成了人類文明史上最為龐大的知識(shí)體系。但是，隨著技術(shù)的先進(jìn)，人們可以從多個(gè)角度獲得見解和知識(shí)――由于復(fù)雜性，在一般情況下，這些知識(shí)和見解之間存在沖突，這是復(fù)雜性的來源。層次性和可綜合性原理的正命題是說：存在一個(gè)多層次的整體，將互相沖突的知識(shí)安置在合適的層次和層面。我們將這一整體性的認(rèn)知結(jié)構(gòu)形象性地表述為“知識(shí)寶塔”。知識(shí)寶塔的存在是基于復(fù)雜系統(tǒng)的自組織性：無論系統(tǒng)如何復(fù)雜，它在

現(xiàn)實(shí)世界中依靠自組織形成一個(gè)有機(jī)的整體，知識(shí)寶塔是與這個(gè)現(xiàn)實(shí)的整體最貼近的表述。相互沖突的見解，如果它們?cè)诳陀^上是合理的，就是對(duì)事物的不同側(cè)面和不同層次的性質(zhì)的反映。發(fā)現(xiàn)知識(shí)寶塔，就是找到了綜合這些合理見解的途徑，也就解決了沖突――在更高層次上統(tǒng)一了相互沖突的知識(shí)。

上述認(rèn)識(shí)論原理對(duì)于認(rèn)識(shí)復(fù)雜系統(tǒng)的現(xiàn)象，集成觀察數(shù)據(jù)，開展科學(xué)建模，以及指導(dǎo)實(shí)踐具有指導(dǎo)性意義。具體地，也可以指導(dǎo)研究思維本身的具體的和微觀層次的規(guī)律，這就是思維科學(xué)的內(nèi)容。

3.思維科學(xué)與思維網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力學(xué)模型

錢學(xué)森一直高度重視對(duì)思維規(guī)律的探索。他從系統(tǒng)論的思想出發(fā)，依照復(fù)雜度和應(yīng)用特征，將思維分為四個(gè)層次――抽象邏輯思維，形象直感思維。靈感頓悟思維和社會(huì)集體思維，并且提出了若干課題和猜想。錢學(xué)森有關(guān)思維的論述集中體現(xiàn)了以下幾點(diǎn)：首先，思維具有多層次性，從抽象思維、到形象思維、到靈感思維，以及更多的層次；其次，思維是開放的系統(tǒng)。錢學(xué)森有關(guān)思維的猜想雖然不具體，但更具有科學(xué)模型的特征，對(duì)中國(guó)思維科學(xué)的發(fā)展起到重要的推動(dòng)作用。

過去幾年，我們?cè)谙到y(tǒng)梳理西方哲學(xué)認(rèn)識(shí)論的基礎(chǔ)上，嘗試將康德的有機(jī)體概念落實(shí)到思維模型的構(gòu)建中，形成與康德和黑格爾哲學(xué)思辨相呼應(yīng)的思維和知識(shí)模型，并結(jié)合神經(jīng)科學(xué)的最新發(fā)現(xiàn)，具體地將知識(shí)結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)回路聯(lián)系起來，將思維過程與網(wǎng)絡(luò)通道的激發(fā)和回路競(jìng)爭(zhēng)動(dòng)力學(xué)聯(lián)系在一起，形成能夠統(tǒng)一理解數(shù)理邏輯、辯證邏輯，甚至更廣泛的復(fù)雜思維邏輯的理論框架，這就是思維的網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力學(xué)模型。

在思維的網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力學(xué)模型中，知識(shí)是一個(gè)存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)中的、具有多層次性及開放性特點(diǎn)的復(fù)雜系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)是對(duì)這個(gè)有機(jī)整體結(jié)構(gòu)的描述，思維活動(dòng)可以表述為是網(wǎng)絡(luò)中存在的各類激發(fā)。具體地說，人在思維時(shí)，在大腦中形成一系列的網(wǎng)絡(luò)通路激發(fā)，這些激發(fā)分為自下而上和自上而下的雙向組織和調(diào)控過程。思維活動(dòng)所形成的理性知識(shí)。是在諸多激發(fā)中形成的穩(wěn)定回路結(jié)構(gòu)，它們是一種亞宏觀涌現(xiàn)，我們稱之為知識(shí)回路。從神經(jīng)科學(xué)和心理學(xué)的若干證據(jù)出發(fā)，我們猜想，知識(shí)回路展現(xiàn)出非線性多尺度動(dòng)力學(xué)行為和網(wǎng)絡(luò)狀可變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這些認(rèn)識(shí)形成了如下的知識(shí)回路模型：以概念形成思維網(wǎng)絡(luò)的元節(jié)點(diǎn)，將命題表述為概念元之間的連接通道，將知識(shí)表述為多個(gè)命題通道形成的網(wǎng)絡(luò)回路。

多層次、多連通的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)是對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)多層次和多層面性質(zhì)表述的需要，也是辯證邏輯發(fā)展的必然結(jié)果。辯證邏輯不要求命題之間無矛盾，它本身就是在處理有矛盾的命題過程中發(fā)展起來的。在我們提出的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，包含康德所提出的雙向因果，它體現(xiàn)為由多個(gè)命題回路形成的自反饋超回路；隨著概念元和連接數(shù)量的增加，網(wǎng)絡(luò)層次可以多方位拓展，超越層次的回路結(jié)構(gòu)可以形成，為完成黑格爾的辯證法思維提供保障。在形式邏輯層面上相互矛盾的命題，在更廣泛的多層次的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中可以存在。

4.復(fù)雜概念網(wǎng)絡(luò)與新一代專家系統(tǒng)

上述的思維網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力學(xué)模型建立了以網(wǎng)絡(luò)回路之間的競(jìng)爭(zhēng)動(dòng)力學(xué)來實(shí)現(xiàn)演繹推理等思維活動(dòng)的理論新框架，這為新一代專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。

思維的網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力學(xué)模型，為我們解讀實(shí)際的復(fù)雜思維提供了有力的理論工具。以中醫(yī)臨床醫(yī)療的辨證論治復(fù)雜思維為例，我們構(gòu)建了基于復(fù)雜概念網(wǎng)絡(luò)的中醫(yī)思維動(dòng)力學(xué)模型和模擬方法：(1)用概念網(wǎng)絡(luò)的有序激活模擬推理；(2)用回路輸出模擬醫(yī)療推理的結(jié)論和深層解釋；(3)用多層次概念的逐層激活模擬推理的方向；(4)用多回路激活與競(jìng)爭(zhēng)動(dòng)力學(xué)模擬中醫(yī)辨證論治；(5)用“多次迭代、逐級(jí)逼近”實(shí)現(xiàn)思維收斂并提高準(zhǔn)確性。

中醫(yī)的思維動(dòng)力學(xué)模型，可以運(yùn)用于中醫(yī)典籍和臨床醫(yī)案的解讀，進(jìn)而構(gòu)建中醫(yī)復(fù)雜概念網(wǎng)絡(luò)知識(shí)庫和設(shè)計(jì)推理運(yùn)算。2009年，我們初步構(gòu)建了中醫(yī)《傷寒論》的概念子網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行了中醫(yī)診斷思維的初步模擬試驗(yàn)，獲得與醫(yī)案記載一致的結(jié)果。并在此基礎(chǔ)之上，開始研制智能中醫(yī)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)原型。這一研究，有望為新一代中醫(yī)專家系統(tǒng)研究提供理論基礎(chǔ)，為中醫(yī)現(xiàn)代化和計(jì)算機(jī)智能化的發(fā)展建立一個(gè)新的基礎(chǔ)。

四、復(fù)雜系統(tǒng)方法論

1.從定性到定量的綜合集成法

1990年，錢學(xué)森提出的“從定性到定量的綜合集成方法”，是對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)本質(zhì)認(rèn)識(shí)的運(yùn)用。綜合集成法把專家集體的知識(shí)和存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)里的豐富系統(tǒng)信息有機(jī)結(jié)合起來，開展綜合模擬和分析。這一方法的運(yùn)用，把人的思維成果、經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)、智慧以及各種情報(bào)、資料和信息加以綜合集成，從整體的模糊的定性認(rèn)識(shí)細(xì)化到局部的精確的定量認(rèn)識(shí)。綜合集成法的運(yùn)用分為三個(gè)步驟：(1)集成多方面專家意見形成假設(shè)；(2)形成多參數(shù)定量模型；(3)形成預(yù)言并開展模型檢驗(yàn)(實(shí)踐)。上述三個(gè)步驟構(gòu)成一個(gè)持續(xù)迭代的循環(huán)，促進(jìn)對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)認(rèn)識(shí)的不斷優(yōu)化。2006年，于景元將錢學(xué)森復(fù)雜系統(tǒng)思想概括為錢學(xué)森綜合集成體系――從綜合集成思想、綜合集成方法、綜合集成理論、綜合集成技術(shù)到綜合集成工程。

上述復(fù)雜系統(tǒng)認(rèn)識(shí)論的主體與客體的相對(duì)復(fù)雜性原理，為綜合集成法提供了認(rèn)識(shí)論基礎(chǔ)。對(duì)于復(fù)雜度高的系統(tǒng)，例如人體和社會(huì)系統(tǒng)，必須依靠一個(gè)專家群體，運(yùn)用多學(xué)科的綜合知識(shí)，才能構(gòu)建全面和深入細(xì)致的理解，形成有價(jià)值的模型和較為全面的行動(dòng)方案。

綜合集成法凝聚了錢學(xué)森多年從事科學(xué)研究和工程管理的經(jīng)驗(yàn)，具有豐富的實(shí)踐基礎(chǔ)。錢學(xué)森指出：從定性到定量的綜合集成法，“本質(zhì)上是科學(xué)和經(jīng)驗(yàn)的結(jié)合?！毙枰诔浞诌\(yùn)用以后，“才能再升華出理論，現(xiàn)在還只是方法而已”。人們普遍關(guān)注，如何運(yùn)用綜合集成法?多學(xué)科的知識(shí)如何集成?從理論上來說，首要的科學(xué)問題是通過怎樣的宏觀思維來確定復(fù)雜系統(tǒng)的維度(廣度)和層次度(深度)，對(duì)系統(tǒng)形成合適的知識(shí)寶塔，這是有效集成多學(xué)科知識(shí)的前提。其次，對(duì)局部的精確建模也十分重要，這就涉及到復(fù)雜系統(tǒng)具體建模的方法論。

2.復(fù)雜系統(tǒng)建模的方法論策略

在多年從事復(fù)雜力學(xué)系統(tǒng)建模的基礎(chǔ)上，我們提煉了如下復(fù)雜系統(tǒng)建模的方法論策略。

首先，復(fù)雜系統(tǒng)建模必須有明確的目標(biāo)和問題。因?yàn)閺?fù)雜系統(tǒng)包含著巨大數(shù)量的要素，而且還具有永恒的動(dòng)態(tài)性，因此通常表現(xiàn)為數(shù)據(jù)眾多而理論不足，在數(shù)據(jù)與目標(biāo)、問題之間顯現(xiàn)出巨大的鴻溝。所以，首先要對(duì)系統(tǒng)的問題目標(biāo)展開理性的思辨和優(yōu)化確定。明確階段性認(rèn)識(shí)目標(biāo)，合理地規(guī)劃對(duì)數(shù)據(jù)的分析，是首要任務(wù)。為此，必須從本體論原理出發(fā)，最大限度地利用復(fù)雜性共性實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的“觸類旁通”，并以此為基礎(chǔ)鑒別所觀察的信息和所提出的問題的價(jià)值。這就是“知識(shí)寶塔”的重要性，信息都應(yīng)該在知識(shí)寶塔上有正確的定位，其重要性取決于它與系統(tǒng)研究目標(biāo)和所解答的問題的

相關(guān)度。

其次，充分理解復(fù)雜系統(tǒng)的多層次結(jié)構(gòu)性和動(dòng)態(tài)性，不能期望一勞永逸地解決問題。其認(rèn)識(shí)論依據(jù)是理性知識(shí)的多層次性和可綜合性原理。為此，對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)要梳理出多層次的目標(biāo)和問題，明確分階段的優(yōu)化目標(biāo)以及相關(guān)問題的重要程度和迫切程度，開展多層次和迭代重復(fù)的表述。每一次表述都不是終極的，它為下一次表述做準(zhǔn)備。

在上述原理指導(dǎo)下形成的復(fù)雜系統(tǒng)的方法論策略為：“多層表述，逐級(jí)定量，多次迭代，逐步近似”。下面，我們介紹將這一策略應(yīng)用于湍流世紀(jì)難題攻關(guān)的一些情況。

3.湍流世紀(jì)難題的攻關(guān)

湍流世紀(jì)難題始于1883年流體力學(xué)家雷諾的研究，一個(gè)多世紀(jì)以來，人們孜孜不倦地探討著，如何定量精確地預(yù)測(cè)湍流平均流動(dòng)的性質(zhì)，形成了湍流世紀(jì)難題。20世紀(jì)30年代，德國(guó)科學(xué)家普蘭特發(fā)展了邊界層理論，被譽(yù)為上一世紀(jì)流體力學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)領(lǐng)域最重要的十大成果之一。這一理論是當(dāng)今航空航天計(jì)算設(shè)計(jì)的核心基礎(chǔ)。但是，理論局限在簡(jiǎn)單邊界和低速下，對(duì)高速飛行器的設(shè)計(jì)形成極大的制約。湍流世紀(jì)難題的重要性再次成為航空航天界的熱點(diǎn)課題。

在對(duì)湍流研究百年來思想發(fā)展脈絡(luò)的考察后，我們認(rèn)為：“要實(shí)現(xiàn)湍流世紀(jì)難題的突破，必須在認(rèn)識(shí)論、方法論上有所創(chuàng)新。必須對(duì)傳統(tǒng)的還原論進(jìn)行改造，既要重視理性的力學(xué)基本原理，又要充分考慮來自邊界和復(fù)雜介質(zhì)的信息，后者通常以經(jīng)驗(yàn)的形式出現(xiàn)，兩者的有機(jī)結(jié)合才能完成對(duì)宏觀湍流的精確刻畫?！庇谑牵覀兲岢隽送牧鳌敖Y(jié)構(gòu)系綜”的新思想。

所謂結(jié)構(gòu)系綜，是對(duì)湍流脈動(dòng)結(jié)構(gòu)的宏觀功能開展統(tǒng)計(jì)的、定量的和系統(tǒng)的描述。首先通過引進(jìn)序函數(shù)、統(tǒng)計(jì)相關(guān)結(jié)構(gòu)等一系列新概念，建立從數(shù)值模擬的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)中提取湍流結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)效應(yīng)的研究平臺(tái)。2008年，以該思想為核心申報(bào)的科技部973項(xiàng)目“飛行器力學(xué)與光學(xué)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵湍流問題”成功立項(xiàng)。2010年，運(yùn)用這一平臺(tái)，我們成功地從大規(guī)模數(shù)值模擬數(shù)據(jù)中總結(jié)出邊界層的多層結(jié)構(gòu)理論，該理論定量推廣了普蘭特的邊界層理論，正在用于指導(dǎo)設(shè)計(jì)新型的航空航天湍流計(jì)算模型。最近，多層結(jié)構(gòu)理論又在理論上取得極有意義的進(jìn)展，一個(gè)基于多層李群對(duì)稱性的湍流邊界層理論正在誕生。該理論旨在延續(xù)統(tǒng)計(jì)物理平均場(chǎng)理論的傳統(tǒng)，將朗道創(chuàng)立的序參數(shù)理論、威爾森創(chuàng)新的臨界現(xiàn)象的重整化群理論推廣到湍流平均場(chǎng)，為解決經(jīng)典物理的最后一個(gè)難題帶來新的希望。

湍流這一硬科學(xué)的難題，其最終突破將是哲學(xué)認(rèn)識(shí)論、方法論和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)理邏輯推理的共同產(chǎn)物。復(fù)雜系統(tǒng)思想應(yīng)用于具體實(shí)踐，終究要將這幾方面有機(jī)結(jié)合，才能產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的創(chuàng)新。

五、復(fù)雜人體系統(tǒng)科學(xué)原理的提煉

1.錢學(xué)森論人體復(fù)雜系統(tǒng)

錢學(xué)森指出，“要建立開放復(fù)雜巨系統(tǒng)的一般理論，必須從一個(gè)一個(gè)具體的開放復(fù)雜巨系統(tǒng)人手?！蔽覀冞@里以復(fù)雜人體系統(tǒng)為例，發(fā)展錢學(xué)森復(fù)雜系統(tǒng)思想。

科學(xué)飛速發(fā)展的20世紀(jì)，眾多思想家在不同的背景下指出，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)人體的系統(tǒng)性和復(fù)雜性的認(rèn)識(shí)。但在眾多學(xué)者中，錢學(xué)森是提出建立系統(tǒng)人體模型的第一人，是提出建立以人體系統(tǒng)模型為核心的專門學(xué)科――即人體科學(xué)的第一人，是探討創(chuàng)立這門學(xué)科的方法論的第一人，更是認(rèn)識(shí)到這門學(xué)問的重大價(jià)值，極力倡導(dǎo)發(fā)展這門學(xué)科的第一人。

錢學(xué)森指出：“人體是一個(gè)巨系統(tǒng)，不斷地與環(huán)境、與宇宙交往聯(lián)系，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)也必然形成許多層次，層次各有其特征，層次又有互相的交往，有反饋調(diào)節(jié)控制。人體科學(xué)的任務(wù)就是理解這樣一個(gè)復(fù)雜的巨系統(tǒng)”。

2.應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的人體復(fù)雜系統(tǒng)模型

在負(fù)責(zé)組織奧運(yùn)競(jìng)技體育項(xiàng)目――皮劃艇激流回旋――科技攻關(guān)項(xiàng)目的過程中，我們嘗試運(yùn)用錢學(xué)森復(fù)雜系統(tǒng)思想，研究運(yùn)動(dòng)員人體系統(tǒng)，并在實(shí)踐中總結(jié)并發(fā)展復(fù)雜人體系統(tǒng)研究的思路、方法和原理。在這場(chǎng)特殊的、跨領(lǐng)域的攻關(guān)實(shí)踐中，我們以復(fù)雜系統(tǒng)的本體論、認(rèn)識(shí)論、方法論為指導(dǎo)，以開發(fā)優(yōu)化人體系統(tǒng)(培養(yǎng)冠軍運(yùn)動(dòng)員)的技術(shù)和促進(jìn)人體系統(tǒng)工程實(shí)踐(創(chuàng)新高效的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練系統(tǒng))為目標(biāo)，以當(dāng)代生命科學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)等學(xué)科前沿知識(shí)為基礎(chǔ)，提煉了人體復(fù)雜系統(tǒng)科學(xué)的若干原理。

首先，從復(fù)雜系統(tǒng)多層性特征的本體論出發(fā)，我們提出人體系統(tǒng)的多層次耦合作用原理，目標(biāo)在于建立從分子細(xì)胞到人體行為的多層次關(guān)聯(lián)。我們特別提出，顯意識(shí)、潛意識(shí)與下意識(shí)與人體不同層次的神經(jīng)系統(tǒng)功能有對(duì)應(yīng)，意識(shí)的調(diào)控對(duì)應(yīng)著神經(jīng)系統(tǒng)的改變，進(jìn)而影響人體功能。這一理論打破了心理、體能、技術(shù)訓(xùn)練之間的隔閡，為綜合性心身訓(xùn)練提供了理論基礎(chǔ)。

其次，從復(fù)雜系統(tǒng)的開放性出發(fā)，我們提出了人體意識(shí)系統(tǒng)的開放性原理和心理能量模型。個(gè)人的認(rèn)知、情緒、思維以及心理動(dòng)力的變化，只有在心理開放性原理下才能得到理解，并為心理能量的來源問題提供了新的視角，為心理訓(xùn)練提供了新的方法。

再次。從復(fù)雜系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)相互作用機(jī)理出發(fā)，我們提出人體行為控制的網(wǎng)絡(luò)作用模型。人體系統(tǒng)不是機(jī)械的演化，而是擁有“期望”和“行為控制”方式的進(jìn)化能力。人的理性自主活動(dòng)可以概括為如下動(dòng)態(tài)循環(huán)過程：愿望產(chǎn)生――設(shè)定目標(biāo)――產(chǎn)生計(jì)劃――執(zhí)行計(jì)劃――效果反饋。上述諸要素及相關(guān)子系統(tǒng)構(gòu)成行為調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)的建立為運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的科學(xué)化提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

上述原理在與神經(jīng)科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、中醫(yī)學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)等學(xué)科的碰撞下，進(jìn)一步形成一系列運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練方法。例如，“技術(shù)認(rèn)知訓(xùn)練方法”、“心理能量訓(xùn)練方法”、“意志力訓(xùn)練方法”、“科學(xué)思維訓(xùn)練方法”和激流訓(xùn)練特殊的“表象訓(xùn)練三部曲”方法，形成了一個(gè)綜合的激流訓(xùn)練新體系。

這些研究成果，一方面豐富了運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練理論，提出了新的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)研究課題，同時(shí)促進(jìn)了對(duì)人體系統(tǒng)的相關(guān)基礎(chǔ)科學(xué)研究。這些原理和訓(xùn)練方法，對(duì)中國(guó)激流國(guó)家隊(duì)運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技能力的提升已經(jīng)起了顯著的作用，被競(jìng)技體育專家李少丹教授認(rèn)為“對(duì)傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)構(gòu)成了有力的沖擊”。

六、復(fù)雜系統(tǒng)實(shí)踐論與大成智慧工程

1.錢學(xué)森“綜合集成體系”與“大成智慧工程”思想

錢學(xué)森提出的“從定性到定量綜合集成研討廳體系”，是他領(lǐng)導(dǎo)并組織實(shí)施的兩彈一星大規(guī)?？茖W(xué)技術(shù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的結(jié)晶。本質(zhì)上這是一套理性的運(yùn)用眾人之力、處理復(fù)雜系統(tǒng)問題、探索復(fù)雜系統(tǒng)規(guī)律的實(shí)踐方法。

綜合集成研討廳體系旨在把下列成功的經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)技術(shù)成果匯總起來，并升華：①國(guó)際學(xué)術(shù)討論會(huì)(seminar)的經(jīng)驗(yàn)；②從定性到定量的綜合集成法；③軍事作戰(zhàn)模擬；④情報(bào)信息技術(shù)；⑤人工智能；⑥靈境技術(shù)(Virtual reality)；⑦人一機(jī)結(jié)合的智能系統(tǒng)；⑧系統(tǒng)學(xué)；⑨“第五次產(chǎn)業(yè)革命”中的其他各種信

息技術(shù)等。

綜合集成研討廳體系的目標(biāo)是集“大成智慧”來解決實(shí)踐中的復(fù)雜問題，錢學(xué)森指出，“大成智慧……就在于微觀與宏觀相結(jié)合，……既不只談?wù)軐W(xué)，也不只談科學(xué)；而是把哲學(xué)和科學(xué)技術(shù)統(tǒng)一結(jié)合起來。哲學(xué)要指導(dǎo)科學(xué)，哲學(xué)也來自科學(xué)技術(shù)的提煉。這似乎是我們觀點(diǎn)的要害：必集大成，才能得智慧!”

錢學(xué)森把運(yùn)用綜合集成法的集體稱為“總體設(shè)計(jì)部”，他希望將之建設(shè)成國(guó)家進(jìn)行長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃、解決各種復(fù)雜系統(tǒng)問題的決策咨詢和參謀機(jī)構(gòu)。從中央到地方、從軍事到法律、從科技到文藝……等不同層次、不同部門、不同系統(tǒng)，都可以設(shè)立自己的總體設(shè)計(jì)部。并指出，總體設(shè)計(jì)部作為領(lǐng)導(dǎo)部門的決策咨詢機(jī)構(gòu)，應(yīng)由德高望重、學(xué)識(shí)淵博、勇于開拓的總體設(shè)計(jì)師及各行各業(yè)具有團(tuán)結(jié)、務(wù)實(shí)、創(chuàng)新精神的科技專家組成。

總體設(shè)計(jì)部的實(shí)施對(duì)于中國(guó)社會(huì)的發(fā)展具有特殊的意義。那么，它的成功實(shí)施需要具備什么條件?這個(gè)問題只能通過理論結(jié)合實(shí)踐的道路才能夠得到解答。

2.科技奧運(yùn)中“大成智慧工程”的成功實(shí)踐

理論探索和實(shí)踐之間形成快速迭代，是成功開展復(fù)雜系統(tǒng)研究的必要條件。這一條件必須由社會(huì)系統(tǒng)來提供，這是復(fù)雜系統(tǒng)研究取得社會(huì)性成果和效益的保障。我國(guó)競(jìng)技體育系統(tǒng)具有目標(biāo)清晰化和組織結(jié)構(gòu)準(zhǔn)軍事化兩大特征，是一個(gè)可以提供保障的社會(huì)系統(tǒng)。前者以競(jìng)技成績(jī)?yōu)闃?biāo)志，使得理論成果能夠得到快速而鮮明的檢驗(yàn)；后者則提供專家研討廳的組織保障。因此競(jìng)技體育系統(tǒng)是實(shí)踐錢學(xué)森“綜合集成研討廳體系”和“總體設(shè)計(jì)部”的難得的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

從2006年1月到2007年8月，在舉國(guó)支持的科技奧運(yùn)攻關(guān)活動(dòng)中，我們?cè)趪?guó)家體育總局水上運(yùn)動(dòng)管理中心的組織下，在激流回旋國(guó)家隊(duì)主持了創(chuàng)新型、學(xué)習(xí)型、復(fù)合型教練團(tuán)隊(duì)的建設(shè)，該團(tuán)隊(duì)包括“中外科”(中方教練+外籍教練+科研人員)三方面的人員。在錢學(xué)森綜合集成法與專家研討廳思想的指導(dǎo)下，這支團(tuán)隊(duì)快速集成國(guó)際先進(jìn)激流知識(shí)，并根據(jù)中國(guó)運(yùn)動(dòng)員特點(diǎn)創(chuàng)新中西結(jié)合的新型訓(xùn)練方法。這是一個(gè)由系統(tǒng)論主導(dǎo)的過程，既充滿了東方思維特色，又合理運(yùn)用了西方科學(xué)的精確思維特點(diǎn)。三支力量有機(jī)凝聚，集中發(fā)揮了“1+1+1>3”的特殊系統(tǒng)功能。

運(yùn)動(dòng)員人體是復(fù)雜的，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練是復(fù)雜的；競(jìng)技比賽充滿不確定性和藝術(shù)性，更為復(fù)雜。通常，這些復(fù)雜性是由教練員這個(gè)具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的“人”來承擔(dān)的，它受到教練員個(gè)體認(rèn)識(shí)的局限。由專家學(xué)者來主導(dǎo)運(yùn)作教練團(tuán)隊(duì)，將經(jīng)驗(yàn)與理性相結(jié)合，是錢學(xué)森大成智慧工程的特色。但在實(shí)際運(yùn)作中，面臨著跨領(lǐng)域探索的巨大挑戰(zhàn)，需要克服一系列困難。正是這些困難，為實(shí)踐和檢驗(yàn)錢學(xué)森的“大成智慧”思想提供了難得的平臺(tái)。

我們?cè)诳萍紛W運(yùn)的這一實(shí)踐活動(dòng)中，對(duì)“專家研討廳”的運(yùn)作規(guī)律進(jìn)行了細(xì)致的總結(jié)，提出了如下認(rèn)識(shí)：專家研討廳的成功運(yùn)作，需要滿足四個(gè)條件，即有目標(biāo)、有方案、有標(biāo)準(zhǔn)和定期研討，這也是“專家研討廳”高于常規(guī)的“開會(huì)”之處。一個(gè)持續(xù)的、多輪迭代的運(yùn)行是成功的關(guān)鍵，為此，還需要有三點(diǎn)保障：(1)人心需要安穩(wěn)；(2)組織需有結(jié)構(gòu)；(3)目標(biāo)需要崇高。實(shí)現(xiàn)這些條件的關(guān)鍵是人才和組織支撐，人才的關(guān)鍵在于專家研討廳的首席科學(xué)家，他的目標(biāo)、胸襟、才干、方法以及人生積累，是集體智慧能夠不斷集成的關(guān)鍵要素；組織支撐是團(tuán)隊(duì)高效率和可持續(xù)性運(yùn)行的保障。兩者缺一不可。

上述實(shí)踐在較短的時(shí)間內(nèi)就給中國(guó)國(guó)家激流隊(duì)帶來了新氣象。復(fù)合教練團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)和智慧的快速集成，迅速掌握了這個(gè)項(xiàng)目的系統(tǒng)規(guī)律，帶來了中國(guó)國(guó)家激流隊(duì)競(jìng)技水平的快速提升。2005年以前，中國(guó)選手從未打人世界大賽的前10名。2007年，在復(fù)合教練團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)下，中國(guó)隊(duì)獲得首枚男子雙劃世界杯銅牌，實(shí)現(xiàn)了歷史性突破，國(guó)際劃聯(lián)專門致電祝賀。從那時(shí)起，中國(guó)隊(duì)在國(guó)際大賽中已經(jīng)近20次打進(jìn)決賽，并取得1金3銀3銅的成績(jī)，令國(guó)際激流界矚目。

2006年8月，原先從未進(jìn)入前六名的年僅18歲的國(guó)家隊(duì)女子皮艇運(yùn)動(dòng)員李彤被選為科技奧運(yùn)“試驗(yàn)田的種子選手”，開始接受北大團(tuán)隊(duì)在新的理念和方法指導(dǎo)下的系統(tǒng)訓(xùn)練。2006年下半年，李彤就在國(guó)內(nèi)和亞洲比賽中獲得6枚金牌。2007年7月，在德國(guó)奧格斯堡經(jīng)典的激流賽道，第一次接觸這個(gè)賽道、第一年參加世界杯比賽的李彤就成功打進(jìn)決賽圈(前十名)，創(chuàng)造了激流史上的一項(xiàng)紀(jì)錄。國(guó)際劃聯(lián)官方網(wǎng)站的成績(jī)記錄表明，李彤是該年度世界上進(jìn)步最快的女子皮艇運(yùn)動(dòng)員。2008年3月，在大洋洲錦標(biāo)賽暨奧運(yùn)資格選拔賽上，李彤獲得銀牌，創(chuàng)下了與2004、2008年兩奧運(yùn)金牌選手卡琳斯卡僅差0.6秒的佳績(jī)，贏得了中國(guó)女皮國(guó)際大賽歷史最高榮譽(yù)!

七、錢學(xué)森復(fù)雜系統(tǒng)思想的學(xué)術(shù)意義和展望

1.對(duì)國(guó)際復(fù)雜系統(tǒng)研究的意義

錢學(xué)森開創(chuàng)復(fù)雜系統(tǒng)研究始于20世紀(jì)80年代，當(dāng)時(shí)相關(guān)的科學(xué)探索還處于萌芽狀態(tài)，如今復(fù)雜系統(tǒng)研究經(jīng)歷了從關(guān)注現(xiàn)象到關(guān)注方法、進(jìn)而探索原理的過程，已經(jīng)成為科學(xué)研究的前沿。1999年，美國(guó)“Science”雜志，刊登了一組標(biāo)題為“復(fù)雜系統(tǒng)”(ComplexSystem)的專輯文章，這些文章就化學(xué)生物學(xué)、神經(jīng)學(xué)、動(dòng)物學(xué)、自然地理、氣候?qū)W、經(jīng)濟(jì)學(xué)中的復(fù)雜性問題進(jìn)行了論述；2001年，英國(guó)“Nature”雜志，也就復(fù)雜性的某些共通的側(cè)面，例如“噪聲與秩序”、“復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)”等展開討論。2009年，“Science”雜志發(fā)表的“復(fù)雜系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)”的專輯文章，進(jìn)一步關(guān)注刻畫復(fù)雜系統(tǒng)的一個(gè)重要工具，即“復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)”。2008年11月，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)召開了一次題為“物理科學(xué)和工程中的復(fù)雜系統(tǒng)研究基礎(chǔ)”的工作會(huì)議。美國(guó)工程、數(shù)學(xué)和物理科學(xué)理事會(huì)委托給會(huì)議專家的任務(wù)是：確認(rèn)在復(fù)雜系統(tǒng)研究道路上的“障礙”和“突破口”。與會(huì)學(xué)者們提出了復(fù)雜系統(tǒng)研究別突出的4大類問題，即：研究復(fù)雜系統(tǒng)的最好模型是什么?復(fù)雜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是如何約束它的涌現(xiàn)行為的?復(fù)雜系統(tǒng)演化和適應(yīng)的結(jié)果是什么?如何校正復(fù)雜系統(tǒng)并且預(yù)見它們的行為?

上述問題的本質(zhì)在于：如何提煉復(fù)雜系統(tǒng)的原理、以及如何在實(shí)踐中優(yōu)化復(fù)雜系統(tǒng)。而本文所述的錢學(xué)森復(fù)雜系統(tǒng)思想及其最新發(fā)展，為系統(tǒng)地解答上述問題提供了新的思路。

復(fù)雜系統(tǒng)研究應(yīng)該更緊密地依賴哲學(xué)本體論，將刻畫整體結(jié)構(gòu)的概念網(wǎng)絡(luò)與刻畫局部變化過程的傳統(tǒng)數(shù)學(xué)進(jìn)行有機(jī)對(duì)接，并反復(fù)迭代。從這個(gè)意義上講，需要大力發(fā)展復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)這一數(shù)學(xué)工具，來回答上述第一和第二個(gè)問題。針對(duì)后兩個(gè)問題，錢學(xué)森復(fù)雜系統(tǒng)思想倡導(dǎo)有機(jī)地運(yùn)用人(專家)的思維，甚至專家群體的思維，將經(jīng)驗(yàn)和直覺與計(jì)算機(jī)(精確數(shù)學(xué)模型運(yùn)算)進(jìn)行有機(jī)對(duì)接?？陀^地說，這些思想超出了西方學(xué)者的視野，走在國(guó)際復(fù)雜系統(tǒng)

研究的前沿。如果能夠有效地落實(shí)，對(duì)發(fā)展跨學(xué)科研究，特別是針對(duì)人和社會(huì)的復(fù)雜性問題的研究，有不可替代的價(jià)值。

2.對(duì)國(guó)家建設(shè)的意義

我國(guó)處在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展階段，各類社會(huì)矛盾正在集中爆發(fā)。醫(yī)療問題、教育問題，以及社會(huì)繁榮和穩(wěn)定問題，都是典型的復(fù)雜性問題。一直以來，這些問題的解決依賴于各級(jí)政府與各個(gè)社會(huì)機(jī)構(gòu)，依賴于德才皆備的各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)。但是，隨著信息社會(huì)的來臨，隨著社會(huì)的民主化和人們需求的多樣化，需要政府處理復(fù)雜性的能力有較大的提升。錢學(xué)森的“大成智慧”學(xué)說正是未雨綢繆，因這樣的需要而產(chǎn)生的。錢學(xué)森復(fù)雜系統(tǒng)思想，對(duì)社會(huì)發(fā)展必將起到重要作用。

從本質(zhì)上說，社會(huì)是人實(shí)現(xiàn)生命價(jià)值的場(chǎng)所。以此為準(zhǔn)則，以充分發(fā)揮人體潛能為目標(biāo)，對(duì)社會(huì)活動(dòng)開展復(fù)雜系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)，使參與活動(dòng)的人群在活動(dòng)中體會(huì)生活、體會(huì)生命、體會(huì)人生價(jià)值，這將從深層次上重新評(píng)估現(xiàn)有的政治、經(jīng)濟(jì)、管理、科學(xué)研究、教育和醫(yī)療活動(dòng)。社會(huì)實(shí)踐以提升人體素質(zhì)為目標(biāo)，就不是個(gè)別理論和個(gè)別技術(shù)所能處理和解決的。社會(huì)科學(xué)應(yīng)該是生命群體的系統(tǒng)科學(xué)，而社會(huì)實(shí)踐在本質(zhì)上是生命群體的系統(tǒng)工程，即社會(huì)系統(tǒng)工程。如果這些思想能夠得以付諸實(shí)踐，必將對(duì)中醫(yī)現(xiàn)代化工程、教育體制改革、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練系統(tǒng)工程、社會(huì)健康保障系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施起到有力的推動(dòng)作用。

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