2.3.2 系统工程学科是工业生产和科学技术发展的必然产物

系统工程学科是应运而生。它是工业生产和科学技术发展的必然产物。

20世纪30—40年代工业生产和工程技术有了巨大进步，加上第二次世界大战的催促，更有了飞速的发展。随着生产规模越来越大，生产工艺越来越复杂，科学技术研究涉及的专业和部门越来越多，需要人们从整体和相互联系的角度去考虑问题，制订一系列组织和管理的方法和程序。20世纪40年代出现的运筹学、控制论、信息论为系统工程学科提供了理论依据。

美国贝尔电话公司在20世纪20年代成立了贝尔实验室，实验室分为部件研究与系统研究两个部门，为建立全国无线电微波通信系统开展了卓有成效的工作。40年代末，人们把贝尔实验室采用和创造的许多概念、思路和方法的总体命名为System Engineering，即系统工程。1957年，美国密执安大学的学者A. H. Goode和R. E. Machol合著出版了第一本命名为System Engineering的书。60年代初期，系统工程形成一门独立的工程技术学科。系统工程英文术语中的system由单数变为复数systems，说明系统工程用于多种系统。美国电工电子工程师学会（IEEE）在科学与电子部分，设立了系统工程学科委员会。1965年美国出版了一本Handbook of Systems Engineering，它包括系统工程的方法论、系统环境、系统元件（主要叙述了军事工程及卫星的各个主要部件）、系统理论、系统技术、系统数学等。

1969年7月，美国阿波罗飞船首次登月成功，被公认为是系统工程成功的范例，引起了人们对系统工程的广泛重视。

复杂的大系统、巨系统具有跨学科、跨行业的特点，是成千上万人从事的集体事业。面对复杂的大系统、巨系统，如何构建它、运营它、管理它？如何优化资源配置、提高经济效益？如何加强正面效应、减少负面效应？如何发挥积极因素、化解消极因素？如何实现可持续发展，既满足当代人的需要，又不损害后代人的发展？等等，要解决这些错综复杂的问题，就需要“综合治理”。系统工程就是一大类综合治理的工程技术，它是大生产和科学技术高度发展的产物。

“科学技术是第一生产力。”科学技术的突飞猛进，拉动着社会生产力迅速发展。现代科学技术的发展有以下两个主要特征。

1．指数式的急剧增长

20世纪后半叶及21世纪以来，科学技术发展迅猛，科学知识在短时间内急剧增长，有人称为“知识爆炸”，科技成果的数量呈指数增长形式，人类取得的科技成果的数量比过去两千年的总和还要多。有关统计表明：人类科技知识的积累，19世纪是每50年翻一番，20世纪中叶是每10年翻一番，后来缩短到3~5年，甚至更短。

相应地，知识陈旧和更新的速度加快。18世纪知识陈旧周期为80~90年；19世纪到20世纪初，知识陈旧周期为30年，近50年来又缩短为15年，如今有些领域已缩短为5~10年，甚至更短。所以，人们强调继续教育、终身学习，强调“学习型组织”“学习型社会”。

20世纪末，很多学者和领导人认为，人类社会正在步入知识经济时代。许多学者开展知识管理、知识系统工程研究，已经有专著出版，例如中国工程院院士、大连理工大学王众托教授的《知识系统工程》（华夏英才基金学术文库，科学出版社，北京，2004）。

2．学科的高度分化与高度综合同时并进

几千年来，人类对客观世界的认识，从浑然一体到分门别类的研究，又到综合性研究；从总体到局部，再到总体、总体与局部相结合；研究方法从分析到综合，再分析，再综合，到综合集成。总之，按照辩证法的否定之否定规律，波浪式前进，螺旋式上升。

一方面，现代科学技术的学科划分越来越细，分支越来越多。各种高度专业化的研究机构纷纷建立。另一方面，学科的综合化、整体化趋势在加强。现代社会使得众多的规模庞大、结构复杂、因素繁多的大系统乃至巨系统出现在人们面前。科学研究中形成了大量的边缘学科、交叉学科、综合学科，不仅自然科学本身的各个学科相互交叉、渗透、融合，而且自然科学与社会科学、人文学科也相互交叉、渗透和融合。

国外许多国家的政府部门和民间组织建立专门机构从事系统工程的研究工作。一些大企业也设立系统工程研究部，举办研究班培训班，培养自己需要的系统工程人员。这些机构不一定用“系统工程”来命名。例如美国的兰德公司（RAND），它成立于1948年，是一个非营利性的系统分析公司。它早期主要是为美国空军服务，它的研究工作对美国空军研制第一代军用卫星和洲际导弹的战略决策产生了决定性的影响。20世纪60年代，兰德公司的研究范围从军事、外交事务扩大到公共政策方面，承担几乎所有美国政府机构的研究委托，也接受公共机构的委托合同，对国家安全和公共福利方面的重要问题进行研究。它倡导System Analysis，即系统分析，着重于对若干可供选择的系统方案进行选择比较，进行费用－效益分析。兰德公司研究人员近千人，拥有美国西部最大的图书馆和电子计算机中心，设有培养政策分析博士学位的研究院。

第1章已经介绍过，1984年，美国圣菲研究所（Santa Fe Institute，SFI）成立，位于美国新墨西哥州首府Santa Fe。发起人有诺贝尔经济学奖得主阿罗（K. J. Arrow），诺贝尔物理学奖得主盖尔曼（M. Gell-mann）和安德森（P. W. Anderson）。它是一个独立的非营利的研究所，依靠申请各种基金来支持跨学科的研究工作。它是一个松散型组织，没有固定的研究人员，可以培养硕士、博士研究生，以及接纳博士后与访问学者。

国际上也有若干跨国性质的系统工程研究机构。例如国际应用系统分析研究所（International Institute for Applied Analysis，IIASA），1972年10月由美国和苏联等12个国家的有关部门成立，地址在维也纳，后来扩大到吸纳更多的欧洲国家。它分为系统和决策科学、资源和环境、人类居住和服务、管理和技术等研究部门，吸引了世界各国的学者参加，研究国家、国际和地区性未来发展问题。它的研究和管理费用主要靠各成员国代表机构分摊，同时还获得美国福特财团、德国大众汽车公司、联合国环境保护机构的资助。研究成果以会议形式发表，还以文本形式公开发售。

以上研究机构比较详细的情况在本书附录中有介绍。

这里再次引用两句名言来帮助我们理解系统工程与系统科学。

著名的物理学家普朗克（Max Karl Ernst Ludwig Planck，1858－1947年，量子论的奠基人）指出：“科学是内在的整体，它被分解为单独的部分不是取决于事物本身，而是取决于人类认识能力的局限性。实际上存在着从物理学到化学，通过生物学和人类学到社会学的连续的链条，这是任何一处都不能被打断的链条。”

伟大的革命导师马克思（Karl Heinrich Marx，1818—1883年）预言：自然科学往后将会把关于人类的科学总括在自己下面，正如同关于人类的科学把自然科学总括在自己下面一样——它将变成一个科学。我们称这种自然科学与社会科学成为一门科学的过程为自然科学与社会科学的一体化。