机制论：事物机制的系统科学分析，本文主要内容关键词为：机制论文,事物论文,科学论文,系统论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号：N941.4 文献标识码：A 文章编号：1005-6408(2007)04-0022-05
1 机制概念论
“机制”是什么意思？《现代汉语词典》中对“机制”的解释：“(1)机器的构造和工作原理； (2)有机体的构造、功能和相互关系；(3)泛指一个复杂的工作系统和某些自然现象的物理化学规律”。在《现代汉语名词辞典》中对“机制”的解释是：“对事物变化的枢纽关键起制衡的限制、协调作用的力量、机构和制度等”。这些定义还不够清楚准确，未能一般地将“机制”本质的特征、内涵揭示出来。
物理学、工程科学在研究如蒸汽机的自动调节时，较早涉及“机制”概念，进而到了20世纪控制论对反馈机制作了一般研究，认为诸如恒温器、稳压器、飞机自动驾驶等自动机，具有的自调节、自平衡、自追踪、目的性等性能都与反馈机制有关。此后，系统论、协同学、混沌论等一般揭示复杂事物的非线性机制、自组织机制、走向混沌的吸引子机制等等。同时，还如生物学中研究生命遗传机制、人体免疫机制、人脑思维机制、视觉机制、认知心理机制等。
在社会领域，近几十年尤其中国改革开放以来，“机制”一词广泛使用，诸如竞争机制、合作机制、创新机制、激励机制、监督机制等等。典型例子如中国经济体制从计划经济转向市场经济，其关键词为“市场机制”。这是亚当·斯密著名的观点，认为市场经济有“一只看不见的手”——机制，即隐蔽在市场经济活动表面现象背后支配着商品生产和交换的价值规律。一般而言，“看不见的手”极其形象地揭示了“机制”的基本特征。
我们来分析事物机制的特征与内涵。事物都是相互联系、相互作用的，事物的存在与变化都由于有相互作用。通常可以认为有两类相互关系、相互作用，一类是事物内部关系、内部相互作用（内因）；一类是事物外部联系、外部因素作用（外因）。机制就属于事物内因，相应可形象地将事物外部作用叫做“强制”。如果说“机制”是“看不见的手”，那么“强制”就是“看得见的手”。
例如，自然事物如遗传、免疫、稳定性等等机制都是事物内在的作用、内在的原理；工程科学中自动控制相对于人力控制；社会领域如计划经济主要是人为作用、强制性的，市场经济则主要是内在作用、自发性的；自组织是广泛存在的现象，系统自组织就主要是系统内在机制起作用，与自组织对应的是他组织，是外在力量对系统起作用。即是事物内在的原因、内在的能力、自发地起作用，而非事物外在的原因、直接地、强制性起作用。什么是机制？至此可以给出一种定义：机制是事物内在具有的原理、规律，它自发地对事物起作用。简单一点说：机制是事物内在的因果关系。可形式表示为：
机制=［如果A（自动）则B］ （A、B为系统子系或元素）
例如，生命DNA自修复机制：如果DNA某部分有结构性损伤，出现损伤信号，则激活操作基因，在蛋白质与DNA多聚酶作用下修复损伤部分（DNA此自修复机制由广义因果律组合而成）。确实，还如上述反馈机制、免疫机制、生物“试错法”自学习机制、心理认知机制、社会市场机制等，都表现出“如果A（自动）则B”的形式。
事物的机制除了“内在”这一基本涵义外，还有下述特征。
系统性 机制是事物内在的相互关系，必然涉及事物各个组成部分及其联系，机制是系统重要属性（后面将分析机制与系统结构密切联系）。如反馈必然构成回路。一般，A与B是系统子系或元素，
自发性 如前述自发性是机制的基本特征，机制的自发性指事物靠内在的、自己的力量起作用，即A对B自动作用。这是由于事物具有某种机制则存在某种内在的相互作用，有内在的能力，诸如事物自身的信息、能量、动力、规则等起作用。
非线性 机制这种事物内在的自动起作用的因果关系是特殊的因果关系（特殊的内因），是非线性因果关系。它既反映出系统的复杂性，又使事物具有上述自发性。（后面我们将具体分析，非线性可表示为A与B相互作用的双向性：A
B）。
长效性 在工程与社会领域，由于机制是事物内在原因、内在规律，而非外在的、人为的、理想化的、强制性的，因而机制符合实际或说机制体现事物存在与变化的规律，具有现实性、可行性和可靠性，以及其非线性作用表现出“事半功倍”的效率性与长效性。自然事物机制的长效性则十分明显。
2 机制观念论
如何认识机制、如何运用机制，背后有深刻的思想观念问题，这就是人类思想中的自然观、科学观及社会观问题。
如所知，人类科学的基础——近代科学的自然观、科学观受欧民几何“点体世界观”、牛顿力学“机械论”、笛卡尔还原论等的深刻影响。[1]其中如认为全部实在仅仅是由或多或少机械地共同作用的原子建筑砖块构成的，“几乎科学整个重要性都是以片断的方式来对待实在”。[2]玻姆称之为“分块观”、“片断观”。自然观、科学观影响我们的社会观，确实，近代科学的“点体世界观”影响人们头脑中普遍的“片断观”、“分裂观”；牛顿机械论深刻影响我们根本的是把社会当作一台庞大的机器，我们普遍地、习惯地像建楼房、造机器一样以外在的、人为的、强制的、单向的方式来认识理解社会、建构社会组织、处理社会问题；形而上学“非此即彼”的二元论同样影响深远。因而D·波姆认为“片断观”、“分裂观”本质上导致了我们今天面临的各种危机。[3]F·卡普拉也研究指出：“我们这个时代所面临的各种重大问题，如核威胁、环境污染、能源短缺、人口爆炸、犯罪浪潮等等，本质上是一场观念危机，是由于我们一直把一个过时的世界图景：牛顿的机械论观念用来理解我们的社会而引起的”。[4]
现代科学革命，诞生新的自然观、新的科学观，认为“宇宙不再被看作是一架由许多互不相关的客体所组成的机器，而是一个和谐的，不可分割的整体，一个具有内在动力的动态的关系网，其中本质上包括了作为观察者的人及其意识”。[5]，与认识自然的真实图景、转变我们的自然观、科学观相一致，需要转变我们的社会观，根本的是认识到社会系统不是机器，而是与物质、生命、人体、大脑一样为复杂系统。需要将我们头脑中传统的社会观：“外在、人为、强制、单向、非此即彼”的观念，转变为以现代科学为基础的新社会观。这就是整体观、有机观、辩证观；社会组织结构是层次缠绕的双向性组织；其中具有内在变化、内生动力的内在机制。即：
可见“机制”问题有其深刻的科学背景、思想背景，可以认为现代科学革命使人类科学从简单性走向复杂性，一个重要的表现是从“机械论”走向“机制论”。
3 机制原理论
初步认识了“机制”是什么，进一步要问机制的原理是什么？即A是如何自动作用于B的？由于机制是事物内在的相互作用，那么机制就与系统的结构有关。分析例子，如具有普遍意义的反馈机制，是将系统的输出反过来影响输入，形成一种特殊结构，这就是系统“输出”与“输入”不同层次的缠绕、自我相关，被称之为怪圈结构。[6]又如自组织的机制是元素与系统不同层次的自相缠绕，即是事物部分与整体、原因与结果不同层次的缠绕。又如，笔者曾统一研究自然科学中海森堡测不准原理、社会科学中阿罗不可能定理和数学逻辑学中哥德尔不完备性定理，此三大定理是同样具有代表性的例子。[7]为什么存在“测不准”复杂性，原因在于存在“不确定性”机制：认识方式影响认识对象的态，这是怪圈结构；同样人们奇怪为什么一个理论系统不断纠错、不断完善，但就是不可能完备，原因是存在不确定性机制：理论系统整体之中各部分互为因果，自我肯定同时自我否定；社会系统中局整关系，如市场经济、社会民主等等从“部分”到社会“整体”互为因果导致不确定性是类似的情形。
上述分析表明，是事物的结构产生机制，是自我相关这种特殊结构产生机制，即“怪圈结构产生机制”。可将怪圈结构形式地表示为：
于是系统每个部分自我相关：
怪圈结构有空间折迭、系统反馈、迭代递归、复制重演、分布式结构等各种形式、意义。[8]
“怪圈结构产生机制”的原因在于，怪圈结构是系统元素自我相关，存在自反作用，形象说是系统自己利用了自己的力量，也正是自我相关结构产生非线性——行为能改变行为规则，从而表现出机制的基本特征“自发性”、“自动化”。如重要的具有一般意义的神经网络分布式结构，系统中每个 Ai与每个Bi相互联系（如BP网络）其联系规则是自学习方式，于是系统产生自适应、自组织的机制。自相关可以表现出诸如自创生、自生长、自调节、自适应、自维生、自学习、自复制、自更新等等机制。
作比较，如机械、土木、电器等人工事物，其结构基本不存在不同层次相互缠绕的自我相关，而是“非此即彼”直接、硬性、局域式相互联系 （可称之为“常圈结构”），也就缺乏机制。
“怪圈结构产生机制”同时说明了事物的机制的起源问题，即只要系统各个部分之间的相互作用足够复杂，如表达他们的微分方程是非线性的，系统的各种机制就可能由系统各部分的相互作用而产生。
4 机制类型论
对于万事万物存在哪些一般的机制？由于“怪圈结构产生机制”，由怪圈理论，我们简述各种具体机制。
存在机制 活的组织生存的条件往往是组织自身所具有的功能之一，说明其生存机制正是系统自身各个功能耦合的相互作用。即自我相关是一种可以自己属于自己的存在，因而活的组织自己为自己提供了生存条件、生存机制。相比较，零件组成机械，但零件本身存在的条件并不是机械组织自己提供的。
变化机制 自然事物为什么会自己变化？由怪圈内随机性原理：一个适当丰富的确定性系统必然包含着不确定性。[9]如混沌理论就揭示互为因果会造成巨大的随机扰动（内随机性）。前述HAG三定理也揭示互为因果的怪圈结构使自然、社会、思维都内在地具有不确定性。[10]不确定性是事物变化、演化的内在原因、内在机制。
动力机制 哥德尔不完备定理从逻辑上一般地证明，一致的（无矛盾的）适当丰富的系统必然是不完备的。系统“无矛盾性” （确定性、规则性）是系统的“自我肯定”，而不完备性是系统“自我否定”。自然事物内部都存在“自我否定”的因素、力量，这就是事物内在的变化动力机制。
制约机制 “制约”的概念可概括为“变化的不变性”。常见如事物的稳定性、增长的极限、免疫机制，以及社会领域中的民主机制、制衡机制、监督机制等等。事物各个部分自我相关、互为因果，如广域式联系、分布式联系等，形象说是各个部分都相互“知道”，并且相互作用，因而相互制衡、制约。这使系统不确定之中具有某种确定性、稳定性。
协同机制 又可称为整合机制，“整合”指事物从部分到整体不同层次的跨越，如系统的协同、整合、涌现、突变、长程效应等。怪圈结构正是事物部分与整体的缠绕，由怪圈结构使事物具有“跨越层次的上蹿下跳”的能力。[11]如怪圈结构具有的非线性作用（行为能改变行为规则），通常规则确定行为（高层次确定低层次），非线性作用则使行为能自己改变行为规则。
相比较 人工事物一般是“死的”、“瞎的”，其生存条件是系统以外提供的，其运动变化是靠外力作用的，是机械的、强制的、主要是线性作用，自己不能改变自己。
5 机制作用论
这里研究机制如何起作用？即机制起作用的一般规律？机制一旦形成，它就会内在地作用于组织系统自身，使组织机能处于一定的状态，按一定的规律影响支配着组织的生存与变化。上述各种机制中，动力机制与制约机制是两种主要的、重要的机制，它们相互联系而起作用。如反馈机制有正反馈与负反馈两种不同作用，正反馈联系于事物自我否定、使系统变化，是动力机制作用；负反馈联系于事物自我肯定、使系统稳定，是制约机制作用。[12]并且复杂事物往往两种机制都存在、相互联系起作用。具体说是非线性系统才可能同时有正反馈和负反馈，把两者适当结合起来，使系统能够自我创生、维持和更新。
这种规律有一般性，自然物质（如各种分子结构）既受到内外各种干扰，这是不确定性变化机制作用，又内在地具有抗干扰能力（如分子结构中各种能趋于极小），这是确定性的制约机制稳定作用；生物圈中动物数量存在指数增长的正反馈作用，同时存在食物链天敌制约的负反馈作用；对于生命体，坎农发现躯体中诸如血糖、血压、体液盐分、体温都在干扰之中具有保持不变的抗干扰能力；工程领域，如用于自动控制的著名的陀螺仪，其原理是一个高速自旋的重物来保持角基准方向不变——变化的不变性；社会中如市场经济体制，价值规律自发地使商品价格围绕价值上下波动表现出稳定性、制约性，同时市场竞争自发地刺激商家发展技术提升商品价值，表现变化性、动力性；而企业股分所有制，其自相关结构对每个员工内在产生动力与压力两种作用；又如世界的“多极化”内在产生制衡机制，这对于各国同样是产生动力与压力作用。社会领域中还如各种合作机制、竞争机制、创新机制、激励机制、监督机制、磋商机制等等，也主要是变化、激励作用或稳定、制约作用。
6 机制设计论
如何产生机制？或说如何设计机制？这对于自动控制或社会管理都很重要。中国社会处于转型期，各种机制建设尤为重要。
从机制的起源或设计看，有原理、技术、方法、规则等类型的机制。自然万物的机制大多有其原理、方式，是自然进化的结果，这对工程与社会的机制研究、设计有仿生学启示。工程自动化的各种机制，有其复杂的原理、方法、技术，自动控制已从反馈控制、最优控制发展到随机控制、自适应控制、自学习控制、智能控制包括专家系统、模糊控制、遗传算法、神经网络、仿人智能等，其实这些正是模仿、引入自然事物（尤其是人脑）的机制。这里我们着重研究社会领域机制设计问题。
社会领域机制的建设与运用，首先十分重要的是“机制”观念的方法论意义，即对于复杂的社会问题，诸如各种社会管理、社会监督、经济体制、政治文明与精神文明建设等等，需要改变外在人为、机械强制的传统观念思想与方式方法，而重视机制建设，靠事物内在机制起作用。这正是“转变机制”首先要转变观念。
社会领域机制设计主要有两类：“硬件技术性”机制与“软件制度性”机制。“技术机制”主要由物质、技术（包括自动控制技术）方法的运用。“制度机制”主要靠规则、制度，如国家政治体制、民主制度、经济体制以及各种措施、政策、方法。当然这里的“制度”是指内含机制的制度 （而非外在强制性的制度），其特点是从问题的源头、内因去解决，靠现实操作性、必然性、自发性的机制起作用，有适应性、非线性反应能力等等。例如在经济领域现代经济学有“机制设计理论”，就是研究如何在自由选择、信息不完全和分散决策条件下，设计出一套机制来使各个参与者在追求个人利益的同时，能够达到设计者所设定的目标。
那么“制度性机制”如何设计？罗尔斯的“分粥规则”富于启示，政治学家罗尔斯在其著作《正义论》中，把社会财富比作一锅粥，如何分配？在比较了各种传统方法后，提出一种“分粥规则”：“让分粥者最后领粥”。显然，此规则具有保证系统每个成员公平的内在机制。
此例的启示是，说明机制是需要设计、可以设计的。对于各种社会问题我们不仅需要思想宣传教育、法制与强制性管理，还需要制度设计、机制建设。更重要的启示是，表明机制设计依据的基本原理，必然是“怪圈结构产生机制”。此“分粥规则”为什么能实现系统公平？其原理如同“测不准原理”：分粥方式通过别人自动影响到自己、因果循环，即是产生将分法与结果、自己与他人缠绕在一起的自相关结构。自我相关而使系统内在地产生自激励、自约束等力量并自动起作用。说明，在系统中设计、建立机制就是要研究系统具体的局整关系、因果关系等，将部分与整体、原因与结果等不同层次缠绕在一起实现自我相关，即建立具体的怪圈结构。社会系统中怪圈结构的实际含义与作用，通常是需要将个人与社会、领导与群众（上级与下级）、权利与义务、规则与行为、目标与过程、当前与长远、理论与实际、形式与内容等等不同层次缠绕在一起，相互制约、循环发展。[13]
上述研究初步建立了关于事物机制较完整的一般理论：机制论；由于机制是复杂系统基本的内秉属性，密切联系于系统的元素、结构、信息、控制、协同、自相关、非线性等系统科学广泛内容，说明机制问题应是系统科学及复杂性理论的重要研究对象，说明机制论是系统科学一门新理论；自然、工程、社会各个领域，对事物机制的研究、认识、设计都是解决问题的关键，因而机制论的研究有重要的实践意义。
收稿日期：2006-08-18