中华学生百科全书-第2部分
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阳的温暖，地球会变得怎样？
一个工厂，每天要从厂外“输入”原材料、能源和经济信息，同时，还
必须向市场“输出”所生产的产品，企业才能维持正常生产，获得经济效益，
得到发展。一旦停水停电、缺乏原材料的供应，或企业产品销不出去，企业
就会瘫痪。这就是说，工厂企业作为一个系统与环境存在着大量的物质、能
量、信息的交换，假若没有这种交换或停止这种交流，企业将无法生存。
人也是一样，必须无时无刻地与四周环境交换物质、能量与信息。吸上
一口气，就纳入了生命所必须的氧气，吐出一口气，就排出了人体不能利用
的二氧化碳（CO2）；一日三餐，吸收维持一天生命所需要的能量，还得排泄
剩余的废物；读书看报、与人交谈，大脑与感知器官在与外界进行着频繁的
信息交流。试想，人若停止了上述物质、能量、信息的交换，能行吗？！
一个系统如果与系统环境有物质、能量、信息的交换，就叫做“开放系
统”，否则，就是“封闭系统”。地球、工厂、人都是开放系统。一只上好
发条或装好电池的钟表，可以当“封闭系统”看待，在封闭的容器内进行化
学反应的化学系统，也是一种“封闭系统”。
再来看看人类系统。人类系统可表示为：个人——家庭——社会——行
政单位（团体）——国家——全人类等几个不同的层次。这就是说，人类系
统是一个多层次的系统。人按一定的社会准则和血缘关系组成家庭；而家庭
是社会的细胞，众多家庭的组合就构成了一个小社会；各级行政机关，包括
乡、镇以及企业、机关等是国家的有机组成部分；全世界几百个国家和地区
的总和，构成整个人类系统。在这个系统中，每一等级下属的“要素”本身
也就是一个系统，如“家庭”是“社会”的细胞，但同时又是由个人所组成
的系统。为区别起见，有时就把“家庭”这个系统称作上一层系统——社会
系统的子系统。有时我们就把系统理解为是由两个或两个以上的子系统所组
成，就像社会是由两个或两个以上的家庭（子系统）所构成的一样。另一方
面，我们所研究的系统又常常可以与其他系统相结合而构成更大范围的系
统。如通常将某一地区的国家集合起来，构成了一个更大的系统，像“欧洲
共同体”、“联合国”等等。
此外，我们还常把一切活着的物质系统，称为生命系统，如人、动物、
植物以及人类社会系统等；除生命系统以外的一切物质系统，则称为非生命
系统，如原子、机器、天体等。
下面，让我们看看几个常见的系统。
电话系统
电话是当今信息时代重要的通讯工具，它是由人和设备严密组合而成的
一个纵横交错的通讯网络，整个系统中的任意两点都能直接通话，从而实现
信息的远距离快速传递。电话系统包括设备、电话号码簿、电话电缆、通讯
卫星、总机站、公用电话和私人电话及设备的检修与维护服务等。它所以能
按部就班、有条不紊地工作，就在于从一开始它就被看作是一个系统而不是
互不相关的独立元素的堆积。
在电话系统中，运用了大量的系统工程思想。就一个城市的电话系统而
言，“总机站”该设置在什么地方才能使整个系统的布线路径最短？城市人
口的多少，决定着电话系统的“总装机容量”。这就是说，一个城市大概需
要安装多少部电话，才能满足人们的需求？显然，如果电话太少，通讯不便，
会影响经济发展；如果电话太多没有充分利用，又造成不必要的浪费。因此，
如何确定一个恰当的数量关系是一个很值得研究的问题。
与此相关的问题还有：电话通讯网络该布设多少条电话线缆才既能保障
线路畅通，又用材最少？多少位的电话号码最适合？如何维护线路畅通使用
户尽快接通电话？一个城市内该建多少个公用电话岗亭？设置在什么地方最
合理？这些都是通讯系统工程必须解决的问题。
交通系统
你一定乘过汽车或火车，划过小木船，见过飞机。你可知道，这一切都
与系统工程有关呢！
火车、汽车在工厂制造出来后，必须修筑符合要求的公路、铁道才能有
“路”可行；轮船需要有航道、码头，才能驶、停；飞机更是需要机场、灯
光信号、地勤服务及空中交通管理条例才能安全起落。除此，要保障交通运
输的顺利进行，还需要交通警察维护交通秩序，处理交通事故；要有技术娴
熟的驾驶员、优秀合格的服务人员（售票员、维修人员、空中小姐等）。此
外，在一个国家范围内，各大城市之间该开辟多少航线，才能保障经济发展
的需求；根据一个地区河道的地理特点以及沿河城市的分布、人口的分布、
工农业生产的发展状况如何有效地设置港口码头、码头泊位以至船舶吨位大
小等，都是交通系统工程不可回避的问题。
从上可知，交通系统与其系统内的人口、经济、地理环境、工农业生产
状况密切相关，甚至与员工素质、技术水平、管理意识、气象条件等也不无
关系。就交通系统而言，它又包括铁道、公路、水运、航空和管道运输（一
般用来输送液、气体，像石油、天然气）等五个子系统。其中任何一个子系
统，又涉及到诸多的方方面面。
单就铁道系统而言，它不仅包括常见的呼啸而行的火车，像遍及全球的
铁路网、沿铁路而布的车站与铁路通讯、联络信号、规章制度、铁路法院、
铁路医院以及铁路、车辆的维护、检修、服务等等一切与之相关的东西都是
这个巨大系统的有机组成部分。它的功能是将甲地的旅客（货物）安全、快
速地运送到乙地。
铁道系统常遇到的问题有：根据经济发展的需要、人口的分布与地理环
境的特点如何优化铁路系统网络？在现有的道路上如何编制车辆的运行计划
才能保障火车的安全、高效？如何协调铁路运输与公路、航空、水运之间的
关系？怎样确定铁路运输的最优价格？在系统内如何设置车站、枢纽站最为
有效？怎样协调客运与货运之间存在的矛盾？……上述一系列复杂问题，都
可以运用系统工程的方法研究解决。
再来看看遍布城乡的公路系统。这个系统除常见的各式汽车、拖拉机、
摩托车、自行车以外，还包括人、道路、车辆配件、天然油、红绿灯、驾驶
执照、停车场、交通警察、加油站、交通规则等。就道路而言，又可分为国
道、省道、县道与乡道。
同铁道系统一样，这个系统有许多问题可以运用系统工程的方法来解
决。如怎样根据当地城乡经济发展趋势合理修筑新的道路，才能更快地促进
经济发展，方便人民群众的生活？道路沿线各加油站的分布怎样才算合理？
如何根据城乡之间的客流量与货运量合理安排汽车的计划？以及城市内公共
汽车线路的布设，汽车站的位置选址等等。
目前，交通系统还是一个正在逐步完善的发展中的系统。这个系统还存
在许多缺陷：交通堵塞在大城市屡见不鲜；交通事故层出不穷；汽车、火车、
飞机、轮船排放的大量废气、发出的刺耳的噪音在污染着我们赖以生存的生
态环境……因此，如何进一步调整、改造这个系统，使它更加完善、协调，
有待人们的进一步努力。
系统工程的生命——开放与交流
系统科学告诉我们，一个系统要获得生存与发展，也同样必须适应系统
外界环境的变化，这是因为系统和它的环境之间，通常有物质、能量和信息
的交换。环境特点和性质的变化，往往会引起系统性质和功能的变化。因此，
一般来说，系统要有一种特殊的功能，来适应环境的变化，保持和恢复原有
系统功能。这就是系统对环境的适应性。
例如，一个企业要想获得成功，创造好的经济效益并不断发展，就必须
时常注意企业外部环境（市场、原材料、资金等）的变化，倘若企业不能适
应这些变化，不是产品没有销路，就是原材料供应没有保障，企业的生存将
难以为继，迟早会倒闭、破产。企业只有尽力去适应瞬息万变的外部环境，
并据此不断调整企业的产品结构与组织结构，制定正确的企业发展战略，才
能立于不败之地，从而得到发展、壮大。
依前所说，系统必须与其环境适应，而要适应系统环境的变化，系统就
必须是“开放的”，因为只有开放系统才能与外部环境进行物质、能量、信
息的交换，进而实现与环境相互适应的目的。由此可见，开放是系统赖以生
存和发展的必要条件，一个封闭系统自发运动发展的结果只有“死亡”。
人体就是一个典型的开放系统。人每时每刻都必须进行吸收，天天必须
喝水、吃饭，这是人与环境在进行物质与能量的交换，人一旦停止吸收，生
命就宣告终结；人要饮水、摄入食物才能进行生命体的新陈代谢，保持旺盛
的生命力；同样，人与环境间的信息交流是必不可少的。学习、读书、交谈
是人增进知识、扩充视野并不断完善、不断发展的必要过程；一个不与外界
进行信息交流（不读书，不看电视，不听广播等等）的人无异于空有人的躯
壳。人主要是通过眼睛、耳朵、嘴以及皮肤等感知器官来实现这一交流的，
一个又聋又瞎又哑又瘫而无法与外界进行信息交换的人，是无法感知、认识
大千世界的。可见“人”必须“开放”才能发展。
人类社会是以高级生命体——人作为单元组成的复杂生命系统。对于社
会系统来说，系统环境（指自然环境与社会环境的总和）如果都完全封闭起
来的话，人无论是作为生物学的个体还是作为社会群体之一员，均将无法生
存而逐渐消亡，这就是说，开放也同样是社会系统得以发展的必要条件。
从城市与乡村这两个社会系统来看，城市由于开放程度较高，交通发达，
通讯便利，与外界存在着大量的物质、能量、信息的交换，如农副产品、煤
炭、电力、石油等源源不断地送到城市，城市通过输入原材料，输出加工产
品以发展经济，从而使城市得到较快的发展；至于偏远乡村，开放程度较低，
交通不便，信息不畅，大多仍处在自己生产、自己消费的自给自足的小农经
济阶段，尽管男耕女织，田园风光富有诗情画意，但千百年来人们的生活水
平就是无法大幅度提高。据此分析农村经济发展的主要途径之一是要大力加
速改革开放，加强偏远乡村与城市之间的物质、能量、信息的交流。在城市
与城市之间，乡村与乡村之间，也会发现，开放程度越高，经济就越发达，
人们的生活水平也就越高。
总结起来，对于任何一个系统，不管是生命系统、社会系统，还是自然
系统、人造系统，都是开放搞活，封闭搞死！物质、能量、信息的交流是维
持一切系统生存发展的必要条件；一旦切断了这种交流，生命机体的新陈代
谢、吐故纳新活动就无法维持，必然导致生
