逻辑思维训练汇总范文

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关键词：高一学生；学习物理；心理障碍；对策

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2013）24-0134

在多年的教学生涯中，笔者总是见到这种现象：“绝大部分的学生以前有听说过物理难学”，而且高一的学生总是认为物理比初中难学的多，那么，究竟是什么原因造成这种现象的发生呢？笔者根据多年的教学经验作如下分析：

首先，学生学习物理的畏难情绪较大，心理压力也相对较大。

初中重在表浅的定性研究，所研究的现象具有较强的直观性，而且多数是单一的、静态的，教学要求以识记为主；而高中物理所研究的现象比较复杂而抽象，多数要用定量的方法进行分析、推理和论证，教学要求重在运用所学知识来分析、讨论和解决实际问题。例如高一物理的运算又迅速地从单纯的算术、代数运算过渡到函数、图像、向量、极值等运算。这就要求学生具有较强的分析、概括、推理、想象等思维能力，运用数学能力以及与之相对应的优化方法、学习习惯和思维质量，这对于刚升入高中的只有形象思维或具有一定的抽象思维能力但尚处于经验型阶段的高一学生来说，无疑是一个思维方式在质量上的飞跃。高中物理难学是确实存在的现象，大部分的学生觉得成绩比初中退步了，对现在的成绩感到不满意，而且对学习高中物理有较大的心理压力。众所周知，在高考各科成绩中，物理学科的平均分历来都是较低的；而在学生当中“物理难学”成为抹不去的阴影。不良的竞争，过大的心理压力的长期作用会使青少年难以承受，从而产生学习障碍。

其次，单一的学习方法，学生易产生惰性心理。

初中物理以形象思维为主，通常从熟悉、具体、直观的自然现象和演示入手建立物理概念和规律。高中物理从理想模型代替直观现象客体入手，通过逻辑判断和抽象思维建立概念和规律，这种由具体形象思维到抽象逻辑思维的过渡必然要求学生改进原来的学习方法，达到新的要求。学习上产生困难，往往并非学生思维水平或智力的问题，而是学生不知道该怎样去学。事实上，学生学会为，到自己会用物理的差距还非常大。根据笔者多年的调查分析来看，大部分学生还没有掌握正确、合适的学习方法，这已是他们在物理学习中遇到困难的主要原因之一。学生获取物理知识的途径只限于课堂听讲，缺乏对自然科学的探索精神。课后只是为了做题而做题，死记公式，生搬硬套。少了求知的热情，成功的喜悦，只靠考试、升学的压力是无法产生浓厚兴趣和学习欲望的，反而会出现“惰性心理”，完全依赖教师课堂讲解，思维惰性大，思路狭隘，满足于固有的思维模式，受固有方法的约束，只能套用知识，不能灵活运用知识，只能模仿，不能创新，思维僵化。

第三，思维定势的负迁移，导致“晕轮”效应的产生

思维定势的迁移分为正向迁移和负迁移。对新知识的学习起积极、促进作用的为正向迁移；起干扰、抑制作用的为负迁移。在物理教学中，思维定势负迁移的消极表现有以下四个方面：

1. 在解决新问题时，盲目地照搬旧经验，不注意新旧问题之间的差异。

2. 由于思维定势造成思维方式的僵化，不利于学生物理思维的发散，缺乏创造性。

3. 在建立概念和规律时，学生因未真正掌握其内涵和外延，造成“定势错觉”，而且很容易地迁移到应用中。不能区别相互之间有联系的物理概念，如电压和电动势，电势与电势能，质量与重量，动量定理和动量守恒定律，光的干涉和光的衍射等。

4. 学生掌握物理概念和规律时的稳定性和清晰性差，理解不透切，将一些本质不同，但表面上相近、相似或相关的概念或规律混淆，产生“晕轮”效应，成为学习的障碍。

第四，性别心理障碍

在学习过程中，理科是女生弱项的舆论和事例常压得她们不敢放胆去学习物理，造成心理负担，学习信心不足。例如近几年各省高考实行“3+X”以来，其中“X”科选读物理的女生较少，在理科重点班的女生则更少。女生学好物理的信心明显低于男生，学习的劲头也不如男生，对自己不敢高要求，做题时，也不如男生灵活。在大部分人认为女生学习物理至少在某方面比男生困难的情况下，女生的心理压力也很大。

那么，如何解决上述的四点问题呢？下面，笔者介绍一些消除心理障碍的方法：

一、培养学生对物理学科的情感，激发学生的学习热情

苏霍姆林斯基曾把学生的情感比作土地，把学生的智力比作种子。他说：“只关心种子而忘了耕地等于撒下种子喂麻雀。”兴趣和良好的动机能够极大地激发学生学习的热情。因此，在教学中，教师要处理好师生关系，激励学生克服困难，勇于前进；要“思学生所想，解学生所难，料学生所错，投学生所好”。

此外，激发学生的兴趣，还需要教师要充分发挥主导作用，体现出学生的主体地位。教师要改变一讲到底的做法，根据教学目的，通过“设疑”、“析疑”启发学生的思维，鼓励学生提问和发表自己的见解，参与课堂讨论，营造一个宽松和谐的教学环境。同时，要保护学生的好奇心，让学生摆脱死记硬背的束缚，注意理论联系实际，懂得运用所学知识解决生产和生活中的一些具体问题。增强学生的受挫能力和解决困难的信心，让他们有成功的体验，给他们开阔眼界的机会。

二、注重实验在物理教学中的作用

物理是一门基于实验的学科，实验在物理研究、教学中占着举足轻重的地位。在新课改中，物理实验的教学加重了，高中物理更加抽象，而学生的自我意识又增强了，他们更倾向于独立思考。所以，演示实验可以使他们“眼见为实”，学生实验也能使他们有自己动手的机会，课外小实验又十分有趣，学生都乐于参与，对消除学生学习物理的障碍心理有很大的帮助作用。

三、培养学生的创造性思维

社会的发展需要创造，人人都希望有所创造，创造性思维能力是能力培养的核心，它对其他能力的形成、发展具有决定性的作用。在物理教学中，培养学生的创造性思维能力很重要，因为高中教育面对的是青少年，他们最爱学习，思维也比较活跃，所以培养他们的创新精神是完全符合其心理发展规律的。

但是，创造性思维能力不是与身俱来的，要通过训练才会得以提高。创造思维的核心是发散思维，在教学中，教师要充分利用物理材料对学生进行发散思维训练。所谓发散思维，就是从给定的信息中产生新的信息，从同一来源产生各式各样、为数众多的输出。其次要进行集中思维训练。集中思维就是以某个思考对象为核心，从不同的角度将思维指向这个中心，以达到解决问题的目的。第三要进行联想思维训练，就是训练学生从某一事物联想到另一类事物的能力，可以正向联想，也可以进行逆向联想。第四要进行形象思维训练。尽管物理学中的概念通常很抽象，但是通过巧妙的构思可以找出形象的比喻，教师在教学中要善于寻找形象的比喻。第五要进行逻辑思维训练。在物理教学中要注重概念、推理、判断等一系列的逻辑思维过程的分析，在潜移默化中提高学生的逻辑思维能力。不要搞“题海战术”、“满堂灌”，禁锢学生的思维，使其陷入狭隘的框框条条中。

四、给女生充分的鼓励

物理教师应帮助女生树立自信心，消除过重的心理压力，使其在高中物理学习中，不盲目自卑，并通过努力，取得优异的成绩。

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关键词：初中；数学；有效教学

素质教育给我们带来了春天的气息，还给了教师和学生更多自主的时间和空间。欣喜之余，很多数学教师又陷入了深深的困惑：数学课时少了，教材的内容增加了，教材的难度没有降低，相反就习题而言，形式丰富，难度增大，总之，新教材对学生的要求提高了。下面笔者结合教学实践和研究，谈谈对新课标下初中数学有效课堂教学的认识。

一、有效处理教材

学习数学的过程是活的，教师教学的对象也是活的，都在随着教学过程的发展而变化。学生数学能力是随着知识的发生而同时形成的，无论是形成一个概念，掌握一条法则，会做一个习题，都应该从不同的能力角度，通过引导学生探究知识形成的过程来培养和提高。通过教师的教学，应使学生了解所学内容在教材中的地位，弄清与前后知识的联系等，只有把握住教材，才能掌握教的主动权。

例如在“平行四边形的性质”教学中，教师不是直接把平行四边形的性质归纳出来，而是让学生先通过折纸（给每位学生一张长方形纸，裁剪成一个平行四边形，然后折叠）、猜想平行四边形的性质。学生一旦提出猜想，就非常迫切地想知道自己的猜想是否正确，从而激发了他们自主学习和探究的热情。然后让学生开展小组讨论，最后把各组的结论汇总到黑板上。在此基础上，教师指导学生修改、选择、补充，并一一加以验证，从而得出平行四边形的性质。这样处理教材，通过学生合作探究、自主分析，使学生体验了获取知识的过程，领悟了解决数学问题的方法，这就能真正培养和发展学生的能力。

二、有效落实课时目标

有效的课堂教学讲究目标的落实。目标是人们行动的指南和归宿，离开行为目标，人的行动是盲目的。课堂落实目标，首先要课前定准目标。一节课的目标不能多而滥，不能假大空，要根据教材实际、学生实际制定。然后教学过程中要紧紧围绕目标展开活动，逐一实现目标。我们的课堂教学就是要追求一课一得或一课几得，决不能忙而无标，忙而无得。

三、有效体验知识形成过程

数学的一个概念、定义、公式、法则、定理等都是数学的基础知识，这些知识的形成过程容易被忽视。事实上，这些知识的形成过程正是数学能力的培养过程，学生思维的发展过程。在掌握知识的过程中，就培养了学生数学能力的发展。因此，要改变重结论轻过程的教学方法，要把知识形成过程看作是数学能力培养的过程。

例如在教学多边形内角和时，要引导学生经历一个不完全归纳法的过程，让学生通过计算三角形、四边形、五边形……的内角和，在此基础上总结出多边形内角和的计算公式。同时让学生体验转化法的数学思想，即通过连结对角线、或连结任意一点与各顶点，把多边形分成若干个三角形，从而求出多边形的内角和，这样给学生渗透数学思想方法。

四、有效暴露学生问题

在传统的数学课堂中，教师一般都采用问答式和配以适当板演，教学信息主要通过“师——生”式单向传递。新课改倡导自主、合作、探究学习方式，数学课堂转变为师生互动，双向交流的活动方式。伴随着问题讨论，因此可以听到许多的信息，暴露许多问题，对于那些典型问题，带有普遍性的问题都必须及时解决，不能把问题的结症遗留下来，甚至积淀下来。暴露的问题是一种教学资源，有利于教师针对性地补救，有利于学生校正错误。

五、有效进行课堂练习

练习课、复习课、测试分析课的教学，这是对数学知识记忆、理解、掌握的重要手段，这既是一种速度训练，又是能力的检测。数学课的课堂练习时间每节课大约占1 / 4 ～ 1 / 3 ，有时超过1 / 3 。学生做题是无心的，而教师所寻找的例题是有心的，哪些知识需要补救、巩固、提高，哪些知识、能力需要培养、加强应用，都在练习中体现。上课时应有针对性地、精心地设计课堂练习，精讲多练，提高课堂教学效果。

有些知识的传授可以通过练习让学生感悟，如一次函数的性质，可设计一组练习：作图象①Y=2X,②Y=2X+1，③Y=2X-1,总结得出K﹥0时，b﹥0和b﹤0图象分别所在的象限；作图象①Y=-2X,②Y=-2X+1，③Y=-2X-1, 总结得出K﹤0时，b﹥0和b﹤0图象分别所在的象限,最后再列表加以系统归纳，这样使学生便记忆、易掌握。

六、有效训练学生数学思维

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关键词：高校；创新活动；创新能力提升；创新教育体系

一创新活动及其过程特征分析

创新是指能先于他人，为人类社会的文明与进步获得新发展、新突破，创造出有价值的、前所未有的物质产品或精神产品的活动[8]。简单的说，创新是创新主体在创新环境中，运用创新能力、开展创新活动并产生创新成果的过程。创新活动是创新的核心环节。通过对现有创新活动研究文献的总结分析，创新活动的涵义可以归纳为：创新活动就是创造性劳动的过程，包括创新意识的出现、创新思维的应用、创新资源的获取、创新活动的开展、创新成果的产出和创新知识的积累几个环节：在创新活动中，创新意识是基础和源动力，它指导创新主体在已有知识的基础上，产生创新目标，利用创新性思维，获取创新性知识等资源，并利用这些知识和资源实施创新行为、产出创新成果、积累创新知识，推动创新活动的循环进行，直至达到创新目标。在此过程中，创新主体的创新能力水平和所处的创新环境友好性，直接影响创新活动各环节效率和效果。

二基于创新活动的创新能力的内涵分析

创新活动开展水平及效果的高低可以称之为创新能力[5]，是创新主体开展创新活动的内在基础。国内学者对创新能力内涵的理解各不相同：如张宝臣、张燕、张鹏等认为创新能力是个体运用一切已知信息（已有的知识和经验等），产生某种独特、新颖、有社会或个人价值的产品的能力[14-16]。王立认为,创新能力主要包括创新意识、创新基础、创新智能、创新方法和创新环境等[10]。温寒江等认为创新能力包括创新精神、创造性思维能力、实践能力及动手能力[11]。高福安等认为，创新能力包括独创能力、捕捉创新机遇的能力、处理人际关系的能力、知识及信息获取能力等[12]。翟雪松、李世海等则认为创新能力包括创新感知能力、创新想象能力、创新思维能力、创新实践能力[13]。学者们根据自身对创新能力的理解，对其内涵从不同角度进行了表述，研究逻辑和划分标准各不相同，导致研究结论也大相径庭，但对其内涵的认知是一致的，即：创新能力是人类区别于动物的本质特征和标志之一，是主体通过有目的的创新行为表现出来的积极心理取向，是创造新的思想、并将新的思想付诸实践创造新的事物的能力。创新能力的应用与创新活动的开展同时进行，创新能力的提升与创新活动的效果息息相关。在创新活动中，创新主体需要具备在创新意识的指引下产生创新观念、设想创新目标的能力；根据创新活动的需要获取、积累、应用相关的知识和资源的能力；以及通过实践活动将创新观念转化为现实产品或工具的能力。这些能力可以总结为创新思维能力、创新学习能力和创新实践能力三部分，他们共同指导创新主体完成创新活动实现创新目标。

三基于创新活动过程的创新能力提升影响因素分析

创新思维能力、创新学习能力和创新实践能力分别解决了创新活动中创新意识的出现、创新资源的获取、创新行为的开展以及创新成果的产生等问题，是创新主体开展创新活动的内在基础，根据这三种能力在创新活动中的应用特点，其影响因素包括以下几个方面。

（一）创新思维能力及其影响因素

创新思维能力可以看作创新主体提出新理论、新概念、新发明、新技术以及创造新产品的能力，是创新主体的内在特质之一，是创新能力的动力源泉。创新思维能力受创新主体所具备的想象力、创造力、逻辑思维能力、智能等个人禀赋的影响，也与创新欲望、钻研精神、独创精神以及创新知识储备等受教育成果息息相关。除此以外，创新思维能力还与创新主体所处环境中的创新舆论、创新激励、创新群体规模以及创新思维训练体系的完善程度等外部条件有直接关系。

（二）创新学习能力及其影响因素

创新能力从根本上说是对未知问题和未知领域的尝试、探索、思考，发现并提出问题，解决问题的能力[5]。要获取这种能力必须具有强烈的好奇心和求知欲，发现问题后通过各种方式找寻答案的过程就是创新和发现的过程。在此过程中，具备从现有资源中获取有用信息的能力、当现有资源不足时主动寻求外部资源的能力，以及为了解决问题持之以恒地学习、钻研的精神都是创新能力的重要组成部分，这种能力可以归纳为创新学习能力。创新学习能力的关键是自我学习和自主学习，受创新主体的好奇心、主动获取知识的内驱力、新知识的接受能力、意志力和智能等个人禀赋的影响，也受知识获取技能、创新知识储备等受教育成果的影响。同时，创新学习舆论、创新学习激励、创新知识库的丰富程度及可得性、创新学习群体规模、创新学习训练体系等外部条件也会影响创新学习能力的构建和提升。

（三）创新实践能力及其影响因素

当创新性的想法被提出后，将这些想法付诸实现的能力就是创新实践能力，属于实践能力的范畴，也具有一般实践能力的特征[4]。广义的实践能力包含了个体在实践中获得成功所需的智力和非智力因素，狭义的实践能力多指“动手能力”[5]，创新实践与一般实践相比更具创新性。创新主体在创新实践中除了具备“动手能力”以外，还需要具备如说服他人接受创新性想法的影响力、借助和组织他人完成既定目标的领导和控制力、应用现有理论技术并进行实践活动的能力等，是创新能力的最终体现。创新实践能力与创新主体的领导力、交际能力、捕捉机遇的敏感性、智能等个人禀赋密切相关，也受创新主体的动手能力、创新实践知识储备、勇于拼搏的创新精神等受教育成果影响，还和创新实践舆论、创新实践激励、创新实践条件、创新实践群体规模、创新实践训练体系的完善程度等外部条件有关。创新实践能力最有效的提升途径是长时间、有规划、成体系的训练。创新思维能力、创新学习能力和创新实践能力相互联系、相互影响，共同构成创新主体的创新能力，指导个体产生创新意识、应用创新思维、获取创新资源、展开创新行为、产生创新成果，完成创新活动，实现创新目标。将影响这三种能力的因素进行分类、汇总、聚合之后发现，创新主体的创新能力就是其个人创新禀赋和受教育成果在特定环境下的具体体现。其中，创新禀赋是创新主体相对稳定的个人素质，与先天智能、创造力、想象力、好奇心、领导力等性格特质等因素相关度较高，成年个体的创新禀赋已相对稳定，不会因为外部环境发生根本性的变化。受教育成果是个体经过长期的教育之后逐渐显现的个人特征，包括创新知识储备、创新欲望、钻研精神、动手能力、拼搏精神等内在素质。这些素质与创新主体所具备的创新禀赋密切相关，也会在外部环境的引导和培育下发生显著变化。另外，创新主体所处环境中的创新舆论、创新激励、创新群体规模、创新知识库规模及可得性、创新实践条件以及创新能力教学及训练体系的完善程度等外部条件也会对创新能力有显著影响。总的来说，创新能力由创新思维能力、创新学习能力和创新实践能力构成，同时受到创新禀赋、受教育成果及创新环境的多重影响，创新能力的构成及其影响因素.高校创新教育是以提高学生的创新能力为目标的综合教育体系，它依托创新活动开展，并以提高参与者的创新能力为核心目的。因此，创新教育体系的设计应当充分考虑创新能力的构成及其影响因素，通过构建有利于创新能力培育的外部条件，激励创新主体主动进行创新思维、创新学习和创新实践，有序的开展创新活动，并在此过程中逐渐提升自身的创新能力、产出更多的创新成果。

四基于创新能力内涵的高校创新教育体系设计

高校创新教育的根本目的在于通过教学活动的开展，逐步培育、激发、提升学生的创新能力，产出更多的创新成果。创新教育体系的建设就是要将与创新教育有关的教师资源、教学设施资源、教学信息资源等进行有机的组织和设计，以达到提升大学生创新能力的目的。创新教育体系不是教学活动的简单累加，必须进行系统规划和全局设计，在设计和规划时就必须遵循创新活动开展和创新能力提升的基本规律，才能达到事半功倍的效果。基于创新活动的开展过程和创新能力的构成及其影响因素的高校创新教育体系的设计、建设工作应当从以下几方面开展。

（一）明确高校创新教育体系的战略定位

高校创新教育体系的使命是实现创新型人才的有效培养，其战略目标的选择会受到社会导向和高校定位的影响。根据我国现行的高等院校分类，可以基本分为研究型大学、研究教学型大学、教学研究型大学、教学型大学、应用型大学、高职高专院校等几类[7]，不同类型的高等院校的建设侧重点不同，对学生创新能力的培养要求也有所差异。高校在创新教育体系目标选择时必须始终与本校的基本建设目标保持一致，将创新教育的服务对象、建设路径、总体规划等进行详细的划分，并提出了具有针对性、可行性和可持续性的创新性人才培养目标。

（二）营造有利于提升大学生创新能力的软环境

创新主体创新能力提升的内部条件包括：想象力、逻辑、好奇心、学习内驱力、领导力、捕捉机遇的敏感性等个人禀赋和创新意识、钻研精神、独创精神、意志力、知识储备、动手能力、拼搏精神等后天培养的素质，这些能力和素质的养成需要良好的软环境支持。一方面，激发与创新能力有关的个人禀赋，鼓励那些具备创新禀赋的同学进一步开发、锻炼、提升自身的创新思维能力、创新学习能力和创新实践能力，充分发挥自身特长。另一方面，采取各种措施塑造和强化与创新能力有关的精神品质，如创新意识、钻研精神、独创精神、拼搏精神等。创新舆论的引导、创新群体规模的提升、创新活动的激励、创新氛围的营造等软环境建设是激发学生创新兴趣、开展创新活动的重要条件。

（三）完善有利于提升创新能力的硬条件

在与创新能力培养有关的外部环境中，创新基础条件的建设是保障创新活动顺利开展的基础[8]。这一点已经在各高校的创新教育体系建设过程中达成了共识，并成为目前投入最多的领域。现有高校一提到创新基础条件建设大多是指进行设施设备购置、实践实验场所改扩建等物理设施的完善和提升，而与三种创新能力相关的创新知识库建设、创新知识获取途径建设、学习群体规模条件、实践激励、实践舆论、实践群体规模建设等方面的投入却相对较少，没有形成面向创新活动的全过程的硬件条件体系，建设成效往往事倍而功半。

（四）建设符合创新活动规律的高校创新教育体系

高校创新教育体系的建设应当以创新活动的开展过程为指导进行，总的来说，有效的高校创新教育体系应当通过有效的创新创业指导、创新环境的营造和成体系的创新创业教育激发学生的创新性学习兴趣；通过建设创新资源共享平台，为学生提供创新性学习资源获取和创新知识反馈的桥梁；通过课堂教学体系设计及课堂内容的调整，进行有针对性的创新思维引导和训练；通过教学实验环节的开展，进行创新活动指导和创新实践能力的训练；通过开放性实验、竞赛等课内外创新活动，进行创新实践训练；通过构建创新成果转化平台，实现创新成果、经验等创新资源的有效转化和知识反馈。总之，高校创新教育体系的建设和实施，必须遵循创新活动开展的基本规律。总之，高等院校的创新教育必须立足本校的教育实际和教学目标，设计适合社会需要、高校定位和学生欢迎的创新性人才培养目标；并从激发学生的创新意识、丰富学生的创新知识储备、帮助学生掌握必需的创新技术和方法、创造良好的创新外部环境等方面入手，有系统、有目标、有计划的建设创新性人才的培养体系。

五结语

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[关键词]钱学森；复杂系统；本体论；认识论；方法论；实践论

[中图分类号]BO　[文献标识码]A　[文章编号]1672-2426(2011)01-0008-06

导言

认识世界，特别是认识人类自身，是人类认识发展的永恒主题。随着技术的发展和海量数据的产生，人类知识正以前所未有的速度向复杂性进军。虽然理性认识已高度普及，科学理论还是面临前所未有的挑战，其中突出的挑战是：如何应对复杂性?

当前，科学界普遍面临着三大复杂性难题的挑战：如何整合大量数据和知识，以形成对事物的深入系统的认识并用于指导社会实践?如何在认识论和方法论上融合自然科学、社会科学与人文学科?如何综合人类的知识体系，构建关于人与自然的和谐的科学图景?传统的还原论观点难以解决这些难题。

社会虽然高度发展，但社会管理不断面临新的需求和挑战，尤其在医疗和教育两大领域。“看病难，看病贵”等社会现象，催化对医疗体系的深度思考，正在呼唤着以保障健康为目标、重在全民参与的新医疗体系。教育体制改革、人才强国战略的实施，呼唤新的教育理论，对杰出人才的需求将催生以开发人体心智潜能为目标的新教育模式。建立在解剖学、生物化学、生理学和心理学等人体还原论基础上的医学模型已经远远不能满足实践需求，基于学科分类的知识结构理论，也对知识的整合、教育模式的更新设置了障碍。人们迫切需要对“人”和社会形成系统的认识，并从根本上加深对知识与实践的关系的理解，形成从认识到实践、到荐认识持续循环的科学认识过程。

正是在上述科学、文化、社会发展的诸多需求背景下，产生了复杂系统科学，特别是钱学森复杂系统思想。

钱学森复杂系统思想是20世纪末我国系统学研究之辉煌成果。有“大成智慧”之誉。将复杂系统研究运用于国计民生是力学泰斗钱学森教授几十年来的深切愿望。“从定性到定量”的综合集成法将社会科学与自然科学有机衔接，“专家研讨厅”体系将精确逻辑思维和开放直觉思维有效集成，开放的复杂巨系统理论进一步为研究脑与思维、人与社会等复杂系统提供了基础的科学模型，为面对社会系统开展认识、实践、再认识的科学思维活动提供了行之有效的认识论和方法论。这里，钱学森以力学家特有的气魄，引导人们在新世纪各种变幻莫测、错综复杂的事物面前，进行严谨的科学思考，作出智慧的判断决策。他表示：“我在余生中就想促进这件事情：建立一个科学体系，并运用它解决社会主义建设中的问题。”

一、钱学森复杂系统思想

钱学森在长达数十年的探索过程中，与他周围的专家学者，紧密跟踪国际学术发展趋势，以解决重大科学和社会实践问题为目标，创建了“现代科学技术体系”、“开放的复杂巨系统理论”、“从定性到定量的综合集成法”等若干原创性的学术思想。这一学术体系正在发展为服务于社会发展的大成智慧。

其中，开放的复杂巨系统理论和从定性到定量的综合集成法，是钱学森复杂系统思想的核心。在此基础上。钱学森还提出创建一系列新学科的构想。例如，把人脑作为复杂巨系统来研究，提出了“思维科学”；把地球表层作为复杂巨系统来研究，提出了“地理科学”；把人体作为复杂巨系统来研究，提出了“人体科学”等。这些学术构想，为新时期的学科创新指出了方向。

在钱学森复杂系统思想中，哲学观具有核心作用。爱因斯坦曾指出：“如果把哲学理解为在最普遍和最广泛的形式中对知识的追求，那么，显然，哲学就可以被认为是全部科学研究之母”。影响科学发展的哲学观包括本体论、认识论、方法论和实践论四大层面。在对复杂事物的认识中，这四个层面的相互影响更为突出。对事物本质的认识(即本体论)深刻地影响着人们提出问题和解答问题的方式(即认识论)，影响着学者对系统的观测和建模(即基础科学)，最终影响人们对系统实施干预的目的和方法(即技术和工程)。因此，钱学森复杂系统理论的发展应该贯穿哲学观、基础科学、技术科学与工程实践四大层次，形成一个完整的学术体系。

二、复杂系统本体论

1.开放的复杂巨系统论

复杂系统复杂在何处?为什么传统的科学方法论难以处理?钱学森在对这些基本问题的深入思考中，提炼出一些复杂系统的本质性特征。他从开放性、子系统特征、相互作用特征等几方面对系统进行了分类，提出了“开放的复杂巨系统”的概念。人脑系统、人体系统、地理系统、生态系统和社会系统等，都是典型的开放的复杂巨系统。这些系统的复杂性特点表现在：(1)系统与环境之间有丰富的物质、能量和信息交换(开放性)；(2)系统存在多层次的子系统(层次性)；(3)子系统数量巨大，种类多样，定性模型各异(多样性)；(4)子系统之间相互作用关系复杂(复杂性)；(5)系统的结构和功能处于永久的进化过程中(进化性)。对于这样的系统，传统的认识论和方法论不能提供有效的指导。钱学森指出，对这类系统的研究，需要运用从定性到定量的综合集成法。

对复杂系统的研究不适于简单地走自下而上的路线。与简单系统不同，对复杂系统的观测必然产生大量的、多层次、多层面、甚至相互对立的丰富信息。对这些信息进行综合并形成理论模型的途径是不唯一的，不同理论模型拥有不同的自洽度。事实证明，依靠传统的简单模型的思路来收集数据，通过自下而上的整合信息来获取对复杂系统的认识，在理论和实践上都是极为困难的。经验告诉我们，对任何具体的复杂系统的有效认识，必须首先有一个原始的复杂系统论的模型作为出发点，再结合具体系统的知识(数据)，形成具体的模型和认识。这样获得的认识一定是初步的，有待深入完善的，必须在应用于实践，然后收集实践效果的真实资料，来重新认识。这样形成的一个迭代检验、修正认识的完整途径，在复杂系统研究中占据一个远比简单系统研究中更为重要的地位。

那么，最原始的复杂系统模型从哪里来呢?应该从对复杂系统的本质特征的认识中来!对系统本质特征的严密论述，就上升到了哲学本体论。因此复杂系统研究的突破，在最根本的层次上取决于哲学本体论的突破。复杂系统科学研究需要发展复杂系统的

本体论。

2.复杂系统的本体论

东西方哲学思想中蕴含着大量的关于本体论的阐述，从苏格拉底、柏拉图和亚里士多德的古代希腊哲学，到康德、黑格尔、柏格森和罗素的近代西方哲学，从孔子、释迦摩尼和老子的古代东方儒释道朴素的哲学思想，到当代运用、并结合中国发展的实践所产生的思想等，对事物本质的阐述(本体论探索)始终占据核心的位置。

我们在深入梳理上述学术思想的同时，在继承钱学森复杂系统思想的基础上，融合现代自然科学原理，探索建立一个集古今东西方哲学、科学成果于一体的复杂系统哲学观。由此，我们提出如下的存在论命题：宇宙中普遍存在“形体一元二面多维多层次”的开放的复杂系统，钱学森的开放的复杂巨系统是其一般表达形式。

特定的复杂系统和宇宙(自然)构成一个完整的整体，这个整体就是一元。整体一元性的科学依据是系统的自组织性，而开放性是系统在一元性下支撑其存在的条件。开放的复杂系统的运动遵循两大科学原理，即物理宇宙的能量守恒原理和生命世界的达尔文进化原理，其运动表现形式可以概括为形体二面复杂多层次性。其中，显现的一面是体，隐现的一面是形。体以结构为表现形式，形以功能为表现形式，数学上表现为场，或形态，与体结构相伴而同时存在。形体二面的存在性源于量子物理的观点，证明如下：如果确认波函数是对宇宙的精确描述，则复杂生命系统同时存在宏观的振幅密度分布和相位梯度场，前者可以直接观察，后者可以通过前者的运动来推知。一个形象的比喻是天空中飘浮的白云和推动白云运动的气流，云为体，气(流)为形，气流与云的运动是一个整体。多维，即指多自由度，指系统包括大量的子系统。也只有当子系统数目巨大时，才能产生所谓的“涌现”，形成新的层次和维度。跨层次的结构和功能一般处于不同的维度，它们之间的联系常常难以建立，甚至难以理解。正因为多层次性，才构成复杂系统。多层次性是复杂的自组织性的体现，层次的数目刻画了系统的复杂性。

以人体生命系统为例。核酸、蛋白质、细胞、组织、器官、系统、人体等属于多层次的体系统结构，形成丰富的体世界，同样，人体形系统也存在对等的多层次结构。与体系统的结构性相对立，形系统的数学形态是场，通常的运动形式是波，两者形成鲜明的对照和互补。思想、观念、认识、意识等都是个人的形世界中的子结构，这些结构的变化和演化，就是社会变化发展的主要内容。

上述内容构成一个相对完整的复杂系统的哲学本体论，虽然还有待深入和完善，它已经可以指导我们来研究复杂系统。那么，从这一哲学本体论出发，研究复杂系统的思路是什么呢?那就是：针对一个具体的复杂系统，我们首先问，系统的一元性、二面性、多维性、多层次性体现在何处?应该用什么方式(文字，数学)来刻画?对这些问题的解答，构成了对特定对象的复杂系统论模型。

一个特殊的复杂系统是人类的认识系统，它的运动规律就是人类的思维规律。对思维本质规律的阐述，就是认识论。对具体思维过程的阐述，就是思维科学的内容。我们运用上述复杂系统的本体论开展对人类面对复杂系统时开展思维活动和规律的探索，形成复杂系统的认识论，以及描写思维活动的普适数学模型，发展思维模型，同时，从宏观上指导人们开展高效率的复杂系统思维。这是钱学森对发展思维科学所寄予的厚望。

三、复杂系统认识论和思维模型

1.钱学森论复杂性思维

钱学森指出，认识复杂系统的主体不应该是抽象的个人，而应该是一个由具备多方面知识和经验的群体。这是因为，用来认识和优化复杂系统的知识是多样化的，不但包括成文的知识，而且包括专家直觉和经验，后者在对复杂系统的认识过程中起到极为重要的作用。

对复杂系统的深刻的认识和有效的干预，必须将先前的认识(直觉和经验)和当前认识结论(决策)将要产生的效应(实践效果)综合起来考虑。这是复杂性思维的特色，是研究思维创新的关键。科学发展遭遇到瓶颈，正暴露了传统思维的局限性。以物理学为例，爱因斯坦曾指出，在遇到发展瓶颈的时刻，如果科学家“不去批判地考查一个更加困难的多的问题，即分析日常思维的本性问题，他就不能前进一步”。对思维本性的认识就是哲学认识论。爱因斯坦指出，“科学要是没有认识论――只要这真是可以设想的――就是原始的混乱的东西”。

2.复杂系统的认识论原理

在学习、继承钱学森复杂性思维的基础上，以及在上述的复杂系统本体论的指导下，我们提炼了复杂系统认识论的三条原理，即认识主客体的相对复杂性原理、认识的时空相对性原理以及理性知识的层次性和可综合性原理。

认识主客体的相对复杂性原理是指，高级复杂系统拥有更大的复杂度，才能概括和表达低级复杂系统的特点。科学哲学家雷舍尔指出，“认识论最基础性的原则之一就是，较低智商必定被更高智商所迷惑”。从更积极角度看待这个规律，就是要充分提高认识主体的复杂度，运用高复杂度的认知系统来概括低级复杂系统的特点。由此产生的一个关于认识论的基本命题是，为了研究一个复杂系统，首先必须界定问题的性质和其复杂度，然后，选择适当的研究工具，包括研究主体。钱学森“从定性到定量的综合集成法”的认识论基础就在此。

认识的时空相对性原理。我们将稳定的公共的认识，称为真理。真理本质上是人类文明(形世界)在长期进化过程中形成(涌现)的公共的稳定的认知结构。历史告诉我们，没有恒定不变的认知结构，真理具有相对性。复杂系统本体论指出，形体世界具有一元两面的特性，它们的密切相互作用是推动“真理”这个认知结构产生演化(观念进化)的动力。传统的真理观只注重真理的时间相对性，这里倡导的认识时空相对性原理同时还注重“空间”的相对性，即不同的人群可以拥有其相对稳定的、内容独特的认知结构。生命世界和文化的多样性发展，必然带来认识的多样性，这是复杂系统科学相对于自然科学真理观的挑战，值得深入探讨。这一原理对未来世界大同、多文化和谐共存的图景有重要意义。

理性知识的层次性和可综合性原理。理性知识是人类的一类特殊的认知结构。古代，哲学是表达理性知识的形式。科学的发展，极大地丰富了理性知识体系，形成了人类文明史上最为庞大的知识体系。但是，随着技术的先进，人们可以从多个角度获得见解和知识――由于复杂性，在一般情况下，这些知识和见解之间存在冲突，这是复杂性的来源。层次性和可综合性原理的正命题是说：存在一个多层次的整体，将互相冲突的知识安置在合适的层次和层面。我们将这一整体性的认知结构形象性地表述为“知识宝塔”。知识宝塔的存在是基于复杂系统的自组织性：无论系统如何复杂，它在

现实世界中依靠自组织形成一个有机的整体，知识宝塔是与这个现实的整体最贴近的表述。相互冲突的见解，如果它们在客观上是合理的，就是对事物的不同侧面和不同层次的性质的反映。发现知识宝塔，就是找到了综合这些合理见解的途径，也就解决了冲突――在更高层次上统一了相互冲突的知识。

上述认识论原理对于认识复杂系统的现象，集成观察数据，开展科学建模，以及指导实践具有指导性意义。具体地，也可以指导研究思维本身的具体的和微观层次的规律，这就是思维科学的内容。

3.思维科学与思维网络动力学模型

钱学森一直高度重视对思维规律的探索。他从系统论的思想出发，依照复杂度和应用特征，将思维分为四个层次――抽象逻辑思维，形象直感思维。灵感顿悟思维和社会集体思维，并且提出了若干课题和猜想。钱学森有关思维的论述集中体现了以下几点：首先，思维具有多层次性，从抽象思维、到形象思维、到灵感思维，以及更多的层次；其次，思维是开放的系统。钱学森有关思维的猜想虽然不具体，但更具有科学模型的特征，对中国思维科学的发展起到重要的推动作用。

过去几年，我们在系统梳理西方哲学认识论的基础上，尝试将康德的有机体概念落实到思维模型的构建中，形成与康德和黑格尔哲学思辨相呼应的思维和知识模型，并结合神经科学的最新发现，具体地将知识结构与网络回路联系起来，将思维过程与网络通道的激发和回路竞争动力学联系在一起，形成能够统一理解数理逻辑、辩证逻辑，甚至更广泛的复杂思维逻辑的理论框架，这就是思维的网络动力学模型。

在思维的网络动力学模型中，知识是一个存储在网络中的、具有多层次性及开放性特点的复杂系统，网络是对这个有机整体结构的描述，思维活动可以表述为是网络中存在的各类激发。具体地说，人在思维时，在大脑中形成一系列的网络通路激发，这些激发分为自下而上和自上而下的双向组织和调控过程。思维活动所形成的理性知识。是在诸多激发中形成的稳定回路结构，它们是一种亚宏观涌现，我们称之为知识回路。从神经科学和心理学的若干证据出发，我们猜想，知识回路展现出非线性多尺度动力学行为和网络状可变拓扑结构。这些认识形成了如下的知识回路模型：以概念形成思维网络的元节点，将命题表述为概念元之间的连接通道，将知识表述为多个命题通道形成的网络回路。

多层次、多连通的知识网络是对复杂系统多层次和多层面性质表述的需要，也是辩证逻辑发展的必然结果。辩证逻辑不要求命题之间无矛盾，它本身就是在处理有矛盾的命题过程中发展起来的。在我们提出的知识网络系统中，包含康德所提出的双向因果，它体现为由多个命题回路形成的自反馈超回路；随着概念元和连接数量的增加，网络层次可以多方位拓展，超越层次的回路结构可以形成，为完成黑格尔的辩证法思维提供保障。在形式逻辑层面上相互矛盾的命题，在更广泛的多层次的网络结构中可以存在。

4.复杂概念网络与新一代专家系统

上述的思维网络动力学模型建立了以网络回路之间的竞争动力学来实现演绎推理等思维活动的理论新框架，这为新一代专家系统的设计提供了理论基础。

思维的网络动力学模型，为我们解读实际的复杂思维提供了有力的理论工具。以中医临床医疗的辨证论治复杂思维为例，我们构建了基于复杂概念网络的中医思维动力学模型和模拟方法：(1)用概念网络的有序激活模拟推理；(2)用回路输出模拟医疗推理的结论和深层解释；(3)用多层次概念的逐层激活模拟推理的方向；(4)用多回路激活与竞争动力学模拟中医辨证论治；(5)用“多次迭代、逐级逼近”实现思维收敛并提高准确性。

中医的思维动力学模型，可以运用于中医典籍和临床医案的解读，进而构建中医复杂概念网络知识库和设计推理运算。2009年，我们初步构建了中医《伤寒论》的概念子网络，进行了中医诊断思维的初步模拟试验，获得与医案记载一致的结果。并在此基础之上，开始研制智能中医知识网络原型。这一研究，有望为新一代中医专家系统研究提供理论基础，为中医现代化和计算机智能化的发展建立一个新的基础。

四、复杂系统方法论

1.从定性到定量的综合集成法

1990年，钱学森提出的“从定性到定量的综合集成方法”，是对复杂系统本质认识的运用。综合集成法把专家集体的知识和存储在计算机里的丰富系统信息有机结合起来，开展综合模拟和分析。这一方法的运用，把人的思维成果、经验、知识、智慧以及各种情报、资料和信息加以综合集成，从整体的模糊的定性认识细化到局部的精确的定量认识。综合集成法的运用分为三个步骤：(1)集成多方面专家意见形成假设；(2)形成多参数定量模型；(3)形成预言并开展模型检验(实践)。上述三个步骤构成一个持续迭代的循环，促进对复杂系统认识的不断优化。2006年，于景元将钱学森复杂系统思想概括为钱学森综合集成体系――从综合集成思想、综合集成方法、综合集成理论、综合集成技术到综合集成工程。

上述复杂系统认识论的主体与客体的相对复杂性原理，为综合集成法提供了认识论基础。对于复杂度高的系统，例如人体和社会系统，必须依靠一个专家群体，运用多学科的综合知识，才能构建全面和深入细致的理解，形成有价值的模型和较为全面的行动方案。

综合集成法凝聚了钱学森多年从事科学研究和工程管理的经验，具有丰富的实践基础。钱学森指出：从定性到定量的综合集成法，“本质上是科学和经验的结合。”需要在充分运用以后，“才能再升华出理论，现在还只是方法而已”。人们普遍关注，如何运用综合集成法?多学科的知识如何集成?从理论上来说，首要的科学问题是通过怎样的宏观思维来确定复杂系统的维度(广度)和层次度(深度)，对系统形成合适的知识宝塔，这是有效集成多学科知识的前提。其次，对局部的精确建模也十分重要，这就涉及到复杂系统具体建模的方法论。

2.复杂系统建模的方法论策略

在多年从事复杂力学系统建模的基础上，我们提炼了如下复杂系统建模的方法论策略。

首先，复杂系统建模必须有明确的目标和问题。因为复杂系统包含着巨大数量的要素，而且还具有永恒的动态性，因此通常表现为数据众多而理论不足，在数据与目标、问题之间显现出巨大的鸿沟。所以，首先要对系统的问题目标展开理性的思辨和优化确定。明确阶段性认识目标，合理地规划对数据的分析，是首要任务。为此，必须从本体论原理出发，最大限度地利用复杂性共性实现对系统的“触类旁通”，并以此为基础鉴别所观察的信息和所提出的问题的价值。这就是“知识宝塔”的重要性，信息都应该在知识宝塔上有正确的定位，其重要性取决于它与系统研究目标和所解答的问题的

相关度。

其次，充分理解复杂系统的多层次结构性和动态性，不能期望一劳永逸地解决问题。其认识论依据是理性知识的多层次性和可综合性原理。为此，对复杂系统要梳理出多层次的目标和问题，明确分阶段的优化目标以及相关问题的重要程度和迫切程度，开展多层次和迭代重复的表述。每一次表述都不是终极的，它为下一次表述做准备。

在上述原理指导下形成的复杂系统的方法论策略为：“多层表述，逐级定量，多次迭代，逐步近似”。下面，我们介绍将这一策略应用于湍流世纪难题攻关的一些情况。

3.湍流世纪难题的攻关

湍流世纪难题始于1883年流体力学家雷诺的研究，一个多世纪以来，人们孜孜不倦地探讨着，如何定量精确地预测湍流平均流动的性质，形成了湍流世纪难题。20世纪30年代，德国科学家普兰特发展了边界层理论，被誉为上一世纪流体力学、应用数学领域最重要的十大成果之一。这一理论是当今航空航天计算设计的核心基础。但是，理论局限在简单边界和低速下，对高速飞行器的设计形成极大的制约。湍流世纪难题的重要性再次成为航空航天界的热点课题。

在对湍流研究百年来思想发展脉络的考察后，我们认为：“要实现湍流世纪难题的突破，必须在认识论、方法论上有所创新。必须对传统的还原论进行改造，既要重视理性的力学基本原理，又要充分考虑来自边界和复杂介质的信息，后者通常以经验的形式出现，两者的有机结合才能完成对宏观湍流的精确刻画。”于是，我们提出了湍流“结构系综”的新思想。

所谓结构系综，是对湍流脉动结构的宏观功能开展统计的、定量的和系统的描述。首先通过引进序函数、统计相关结构等一系列新概念，建立从数值模拟的经验知识中提取湍流结构统计效应的研究平台。2008年，以该思想为核心申报的科技部973项目“飞行器力学与光学设计中的关键湍流问题”成功立项。2010年，运用这一平台，我们成功地从大规模数值模拟数据中总结出边界层的多层结构理论，该理论定量推广了普兰特的边界层理论，正在用于指导设计新型的航空航天湍流计算模型。最近，多层结构理论又在理论上取得极有意义的进展，一个基于多层李群对称性的湍流边界层理论正在诞生。该理论旨在延续统计物理平均场理论的传统，将朗道创立的序参数理论、威尔森创新的临界现象的重整化群理论推广到湍流平均场，为解决经典物理的最后一个难题带来新的希望。

湍流这一硬科学的难题，其最终突破将是哲学认识论、方法论和严谨的数理逻辑推理的共同产物。复杂系统思想应用于具体实践，终究要将这几方面有机结合，才能产生实质性的创新。

五、复杂人体系统科学原理的提炼

1.钱学森论人体复杂系统

钱学森指出，“要建立开放复杂巨系统的一般理论，必须从一个一个具体的开放复杂巨系统人手。”我们这里以复杂人体系统为例，发展钱学森复杂系统思想。

科学飞速发展的20世纪，众多思想家在不同的背景下指出，应该加强对人体的系统性和复杂性的认识。但在众多学者中，钱学森是提出建立系统人体模型的第一人，是提出建立以人体系统模型为核心的专门学科――即人体科学的第一人，是探讨创立这门学科的方法论的第一人，更是认识到这门学问的重大价值，极力倡导发展这门学科的第一人。

钱学森指出：“人体是一个巨系统，不断地与环境、与宇宙交往联系，其内部结构也必然形成许多层次，层次各有其特征，层次又有互相的交往，有反馈调节控制。人体科学的任务就是理解这样一个复杂的巨系统”。

2.应用于运动训练的人体复杂系统模型

在负责组织奥运竞技体育项目――皮划艇激流回旋――科技攻关项目的过程中，我们尝试运用钱学森复杂系统思想，研究运动员人体系统，并在实践中总结并发展复杂人体系统研究的思路、方法和原理。在这场特殊的、跨领域的攻关实践中，我们以复杂系统的本体论、认识论、方法论为指导，以开发优化人体系统(培养冠军运动员)的技术和促进人体系统工程实践(创新高效的运动训练系统)为目标，以当代生命科学、生理学、心理学、神经科学、运动训练学等学科前沿知识为基础，提炼了人体复杂系统科学的若干原理。

首先，从复杂系统多层性特征的本体论出发，我们提出人体系统的多层次耦合作用原理，目标在于建立从分子细胞到人体行为的多层次关联。我们特别提出，显意识、潜意识与下意识与人体不同层次的神经系统功能有对应，意识的调控对应着神经系统的改变，进而影响人体功能。这一理论打破了心理、体能、技术训练之间的隔阂，为综合性心身训练提供了理论基础。

其次，从复杂系统的开放性出发，我们提出了人体意识系统的开放性原理和心理能量模型。个人的认知、情绪、思维以及心理动力的变化，只有在心理开放性原理下才能得到理解，并为心理能量的来源问题提供了新的视角，为心理训练提供了新的方法。

再次。从复杂系统的网络相互作用机理出发，我们提出人体行为控制的网络作用模型。人体系统不是机械的演化，而是拥有“期望”和“行为控制”方式的进化能力。人的理性自主活动可以概括为如下动态循环过程：愿望产生――设定目标――产生计划――执行计划――效果反馈。上述诸要素及相关子系统构成行为调控网络，该网络的建立为运动训练的科学化提供坚实的基础。

上述原理在与神经科学、认知科学、中医学、系统科学和运动训练学等学科的碰撞下，进一步形成一系列运动训练方法。例如，“技术认知训练方法”、“心理能量训练方法”、“意志力训练方法”、“科学思维训练方法”和激流训练特殊的“表象训练三部曲”方法，形成了一个综合的激流训练新体系。

这些研究成果，一方面丰富了运动训练理论，提出了新的运动训练学研究课题，同时促进了对人体系统的相关基础科学研究。这些原理和训练方法，对中国激流国家队运动员竞技能力的提升已经起了显著的作用，被竞技体育专家李少丹教授认为“对传统的运动训练学构成了有力的冲击”。

六、复杂系统实践论与大成智慧工程

1.钱学森“综合集成体系”与“大成智慧工程”思想

钱学森提出的“从定性到定量综合集成研讨厅体系”，是他领导并组织实施的两弹一星大规模科学技术工程实践经验的结晶。本质上这是一套理性的运用众人之力、处理复杂系统问题、探索复杂系统规律的实践方法。

综合集成研讨厅体系旨在把下列成功的经验和科学技术成果汇总起来，并升华：①国际学术讨论会(seminar)的经验；②从定性到定量的综合集成法；③军事作战模拟；④情报信息技术；⑤人工智能；⑥灵境技术(Virtual reality)；⑦人一机结合的智能系统；⑧系统学；⑨“第五次产业革命”中的其他各种信

息技术等。

综合集成研讨厅体系的目标是集“大成智慧”来解决实践中的复杂问题，钱学森指出，“大成智慧……就在于微观与宏观相结合，……既不只谈哲学，也不只谈科学；而是把哲学和科学技术统一结合起来。哲学要指导科学，哲学也来自科学技术的提炼。这似乎是我们观点的要害：必集大成，才能得智慧!”

钱学森把运用综合集成法的集体称为“总体设计部”，他希望将之建设成国家进行长远规划、解决各种复杂系统问题的决策咨询和参谋机构。从中央到地方、从军事到法律、从科技到文艺……等不同层次、不同部门、不同系统，都可以设立自己的总体设计部。并指出，总体设计部作为领导部门的决策咨询机构，应由德高望重、学识渊博、勇于开拓的总体设计师及各行各业具有团结、务实、创新精神的科技专家组成。

总体设计部的实施对于中国社会的发展具有特殊的意义。那么，它的成功实施需要具备什么条件?这个问题只能通过理论结合实践的道路才能够得到解答。

2.科技奥运中“大成智慧工程”的成功实践

理论探索和实践之间形成快速迭代，是成功开展复杂系统研究的必要条件。这一条件必须由社会系统来提供，这是复杂系统研究取得社会性成果和效益的保障。我国竞技体育系统具有目标清晰化和组织结构准军事化两大特征，是一个可以提供保障的社会系统。前者以竞技成绩为标志，使得理论成果能够得到快速而鲜明的检验；后者则提供专家研讨厅的组织保障。因此竞技体育系统是实践钱学森“综合集成研讨厅体系”和“总体设计部”的难得的实验平台。

从2006年1月到2007年8月，在举国支持的科技奥运攻关活动中，我们在国家体育总局水上运动管理中心的组织下，在激流回旋国家队主持了创新型、学习型、复合型教练团队的建设，该团队包括“中外科”(中方教练+外籍教练+科研人员)三方面的人员。在钱学森综合集成法与专家研讨厅思想的指导下，这支团队快速集成国际先进激流知识，并根据中国运动员特点创新中西结合的新型训练方法。这是一个由系统论主导的过程，既充满了东方思维特色，又合理运用了西方科学的精确思维特点。三支力量有机凝聚，集中发挥了“1+1+1>3”的特殊系统功能。

运动员人体是复杂的，运动训练是复杂的；竞技比赛充满不确定性和艺术性，更为复杂。通常，这些复杂性是由教练员这个具有丰富实践经验的“人”来承担的，它受到教练员个体认识的局限。由专家学者来主导运作教练团队，将经验与理性相结合，是钱学森大成智慧工程的特色。但在实际运作中，面临着跨领域探索的巨大挑战，需要克服一系列困难。正是这些困难，为实践和检验钱学森的“大成智慧”思想提供了难得的平台。

我们在科技奥运的这一实践活动中，对“专家研讨厅”的运作规律进行了细致的总结，提出了如下认识：专家研讨厅的成功运作，需要满足四个条件，即有目标、有方案、有标准和定期研讨，这也是“专家研讨厅”高于常规的“开会”之处。一个持续的、多轮迭代的运行是成功的关键，为此，还需要有三点保障：(1)人心需要安稳；(2)组织需有结构；(3)目标需要崇高。实现这些条件的关键是人才和组织支撑，人才的关键在于专家研讨厅的首席科学家，他的目标、胸襟、才干、方法以及人生积累，是集体智慧能够不断集成的关键要素；组织支撑是团队高效率和可持续性运行的保障。两者缺一不可。

上述实践在较短的时间内就给中国国家激流队带来了新气象。复合教练团队实现了经验、知识和智慧的快速集成，迅速掌握了这个项目的系统规律，带来了中国国家激流队竞技水平的快速提升。2005年以前，中国选手从未打人世界大赛的前10名。2007年，在复合教练团队指导下，中国队获得首枚男子双划世界杯铜牌，实现了历史性突破，国际划联专门致电祝贺。从那时起，中国队在国际大赛中已经近20次打进决赛，并取得1金3银3铜的成绩，令国际激流界瞩目。

2006年8月，原先从未进入前六名的年仅18岁的国家队女子皮艇运动员李彤被选为科技奥运“试验田的种子选手”，开始接受北大团队在新的理念和方法指导下的系统训练。2006年下半年，李彤就在国内和亚洲比赛中获得6枚金牌。2007年7月，在德国奥格斯堡经典的激流赛道，第一次接触这个赛道、第一年参加世界杯比赛的李彤就成功打进决赛圈(前十名)，创造了激流史上的一项纪录。国际划联官方网站的成绩记录表明，李彤是该年度世界上进步最快的女子皮艇运动员。2008年3月，在大洋洲锦标赛暨奥运资格选拔赛上，李彤获得银牌，创下了与2004、2008年两奥运金牌选手卡琳斯卡仅差0.6秒的佳绩，赢得了中国女皮国际大赛历史最高荣誉!

七、钱学森复杂系统思想的学术意义和展望

1.对国际复杂系统研究的意义

钱学森开创复杂系统研究始于20世纪80年代，当时相关的科学探索还处于萌芽状态，如今复杂系统研究经历了从关注现象到关注方法、进而探索原理的过程，已经成为科学研究的前沿。1999年，美国“Science”杂志，刊登了一组标题为“复杂系统”(ComplexSystem)的专辑文章，这些文章就化学生物学、神经学、动物学、自然地理、气候学、经济学中的复杂性问题进行了论述；2001年，英国“Nature”杂志，也就复杂性的某些共通的侧面，例如“噪声与秩序”、“复杂网络”等展开讨论。2009年，“Science”杂志发表的“复杂系统与网络”的专辑文章，进一步关注刻画复杂系统的一个重要工具，即“复杂网络”。2008年11月，美国国家科学基金会召开了一次题为“物理科学和工程中的复杂系统研究基础”的工作会议。美国工程、数学和物理科学理事会委托给会议专家的任务是：确认在复杂系统研究道路上的“障碍”和“突破口”。与会学者们提出了复杂系统研究别突出的4大类问题，即：研究复杂系统的最好模型是什么?复杂系统的结构是如何约束它的涌现行为的?复杂系统演化和适应的结果是什么?如何校正复杂系统并且预见它们的行为?

上述问题的本质在于：如何提炼复杂系统的原理、以及如何在实践中优化复杂系统。而本文所述的钱学森复杂系统思想及其最新发展，为系统地解答上述问题提供了新的思路。

复杂系统研究应该更紧密地依赖哲学本体论，将刻画整体结构的概念网络与刻画局部变化过程的传统数学进行有机对接，并反复迭代。从这个意义上讲，需要大力发展复杂网络这一数学工具，来回答上述第一和第二个问题。针对后两个问题，钱学森复杂系统思想倡导有机地运用人(专家)的思维，甚至专家群体的思维，将经验和直觉与计算机(精确数学模型运算)进行有机对接。客观地说，这些思想超出了西方学者的视野，走在国际复杂系统

研究的前沿。如果能够有效地落实，对发展跨学科研究，特别是针对人和社会的复杂性问题的研究，有不可替代的价值。

2.对国家建设的意义

我国处在经济高速发展阶段，各类社会矛盾正在集中爆发。医疗问题、教育问题，以及社会繁荣和稳定问题，都是典型的复杂性问题。一直以来，这些问题的解决依赖于各级政府与各个社会机构，依赖于德才皆备的各级领导。但是，随着信息社会的来临，随着社会的民主化和人们需求的多样化，需要政府处理复杂性的能力有较大的提升。钱学森的“大成智慧”学说正是未雨绸缪，因这样的需要而产生的。钱学森复杂系统思想，对社会发展必将起到重要作用。

从本质上说，社会是人实现生命价值的场所。以此为准则，以充分发挥人体潜能为目标，对社会活动开展复杂系统工程设计，使参与活动的人群在活动中体会生活、体会生命、体会人生价值，这将从深层次上重新评估现有的政治、经济、管理、科学研究、教育和医疗活动。社会实践以提升人体素质为目标，就不是个别理论和个别技术所能处理和解决的。社会科学应该是生命群体的系统科学，而社会实践在本质上是生命群体的系统工程，即社会系统工程。如果这些思想能够得以付诸实践，必将对中医现代化工程、教育体制改革、运动训练系统工程、社会健康保障系统的设计和实施起到有力的推动作用。

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