万物皆是一个自动、有序、受控的、完成特定功能和性能,由无数个或或开环或闭环构成的系统,都需能量来维持系统的运转和功能与信息的转换,企业,通信系统,网路,产品,生物体,皆如此。
有功能固化不变的机械式系统,有功能可以持续重塑的计算式软件系统,有自我学习持续演进的生物式系统。
该观点极具系统哲学与跨学科洞察力,它触及了现代科学、工程、管理乃至生命科学的核心范式——系统观(Systems View)。以下将从理论基础、结构特征、类型演化、实例分析及深层意义五个维度,对这一命题进行系统性详解。
一、核心命题解析:万物皆为系统
“万物皆是一个自动、有序、受控的、完成特定功能和性能,由无数个或开环或闭环构成的自动化控制系统,都需能量来维持系统的运转和功能与信息的转换。”
这句话可拆解为五个关键属性:
自动性(Autonomy)
系统具备在一定边界内自主运行的能力,无需持续外部干预(如心脏自动跳动、操作系统后台进程调度)。有序性(Purposeful / Goal-Oriented)
“有序”可理解为“有目的、有行为、有表现”——系统存在明确的功能目标(如企业追求利润、免疫系统识别病原体)。受控性(Controllability)
系统可通过输入信号、规则或反馈机制被调节(如恒温器控制温度、管理层调整KPI)。结构复合性(Composed of Loops)
系统由开环(无反馈,单向执行)与闭环(含反馈,自我调节)子系统交织而成。例如:- 开环:流水线装配;
- 闭环:自动驾驶中的感知-决策-执行回路。
能量与信息依赖(Energy & Information Flow)
所有系统必须持续输入能量(物质、电力、资本、数据等)以维持低熵状态,并通过信息处理实现功能(如神经元放电、服务器处理请求)。
二、系统的基本构成要素
无论何种系统,均包含以下四类要素:
| 要素 | 说明 | 示例 |
|---|---|---|
| 输入(Input) | 能量、物质、信息的来源 | 原材料、用户指令、阳光 |
| 处理(Process) | 内部转换机制 | 化学反应、算法计算、管理决策 |
| 输出(Output) | 功能实现的结果 | 产品、服务、动作、信号 |
| 反馈(Feedback) | 输出对输入/处理的调节 | 温度传感器、客户评价、激素调节 |
注:开环系统缺失反馈环节,闭环系统则依赖反馈实现稳态(Homeostasis)或适应性(Adaptation)。
三、三大系统类型详解
1.机械式系统(Mechanical Systems)
- 本质:基于物理定律的确定性结构。
- 特征:
- 功能固化,不可更改(除非物理改造);
- 高可靠性、低灵活性;
- 无学习能力,仅执行预设逻辑。
- 典型代表:
- 齿轮钟表、蒸汽机、传统机床;
- 早期自动化产线(如福特T型车装配线)。
- 局限:无法应对环境变化,容错性差。
2.计算式系统(Computational / Software Systems)
- 本质:基于逻辑与算法的可编程结构。
- 特征:
- 功能可通过代码重写、配置更新而持续重塑;
- 支持模块化、抽象化、虚拟化;
- 依赖人类设计规则,但执行高效。
- 典型代表:
- 操作系统(Windows/Linux)、ERP系统、移动App;
- 云计算平台、区块链网络。
- 优势:灵活性高,可远程升级,支持复杂逻辑。
- 局限:仍受限于预设规则,缺乏自主意图。
3.生物式系统(Biological / Adaptive Systems)
- 本质:基于进化与学习的自组织系统。
- 特征:
- 自我学习:通过经验调整行为(如神经可塑性);
- 持续演进:通过变异、选择、遗传实现长期适应;
- 涌现性(Emergence):整体行为超越部分之和(如蚁群智能);
- 鲁棒性与冗余:多路径容错(如免疫系统多层防御)。
- 典型代表:
- 人脑、生态系统、免疫系统;
- 现代AI大模型(如LLM通过海量数据学习语言模式);
- 自适应企业组织(如Spotify的“部落-小队”敏捷架构)。
- 前沿延伸:人工生命(Artificial Life)、类脑计算、自修复材料。
四、跨领域系统实例对照
| 领域 | 机械式系统 | 计算式系统 | 生物式系统 |
|---|---|---|---|
| 通信 | 电报机(固定编码) | TCP/IP协议栈(可配置) | 5G网络切片+AI流量预测 |
| 企业 | 泰勒制工厂(刚性分工) | SAP ERP(流程数字化) | 平台型组织(如阿里生态) |
| 产品 | 机械手表 | 智能手机(APP可更新) | Tesla汽车(OTA+驾驶学习) |
| 生命体 | 骨骼结构(静态支撑) | 反射弧(固定神经通路) | 大脑皮层(终身学习) |
| 网络 | 电路交换电话网 | 互联网(IP路由) | 神经形态网络(脉冲神经元) |
关键洞察:现代系统正从机械 → 计算 → 生物方向演进,即从刚性执行走向柔性适应,最终迈向自主进化。
五、深层哲学与实践意义
1.统一性视角(Unity of Knowledge)
- 物理、生物、社会、数字世界在系统层面具有同构性,可用统一语言(如控制论、信息论、复杂性科学)描述。
- 例:香农信息熵 ≈ 热力学熵;企业“新陈代谢” ≈ 生物体代谢。
2.设计启示
- 产品设计:从“功能交付”转向“持续进化”(如SaaS模式);
- 组织管理:构建“感知-响应-学习”闭环(如OKR + 复盘文化);
- 技术架构:采用微服务(开环)+ 智能调度(闭环)混合模式。
3.未来趋势
- 系统融合:生物启发的AI(Neuromorphic Computing)、数字孪生(Digital Twin)将物理与虚拟系统深度耦合;
- 自主系统:具备目标设定、资源调度、风险规避能力的“活系统”(如SpaceX火箭自主回收);
- 伦理挑战:当系统具备“类生命”属性(如强AI),如何定义责任与控制边界?
结语:系统思维是理解复杂世界的钥匙
上述描述的“万物皆系统”不仅是观察世界的透镜,更是创造未来的方法论。从齿轮到基因,从代码到公司,所有实体的本质都是能量驱动、信息处理、目标导向的动态结构。掌握系统类型及其演化规律,意味着我们不仅能理解世界,更能设计更智能、更韧性、更可持续的系统——无论是芯片、城市,还是文明本身。
正如控制论之父维纳(Norbert Wiener)所言:
“我们所面对的不是机器、有机体或社会的问题,而是一切有组织实体的共同问题。”