城市生態(tài)研究的物理事理人理方法論

王海峰，趙國杰，郝文升

（1．天津大學 管理與經(jīng)濟學部，天津 300072；2．華北電力大學 經(jīng)濟管理系，河北 保定 071003；3．天津市環(huán)境保護科學研究院，天津 300191；4．清華大學 環(huán)境學院，北京 100084）

一、引 言

王如松院士自上世紀80年代始一直從事城市生態(tài)研究，在此研究過程中他形成了一種頗有特色的方法論，即物理事理人理方法論。本文考察了王如松城市生態(tài)研究的物理事理人理方法論的發(fā)展歷程，發(fā)現(xiàn)其在形成基礎和解決問題的思路上，與錢學森的大成智慧思想相契合，與顧基發(fā)等提出的“物理事理人理方法論（即 WSR方法論）”是殊途同歸的。這既凸現(xiàn)了這個有中國特色的科學哲學的方法論生成的涌現(xiàn)性，也彰顯出大成智慧與WSR方法論的相互契合與系統(tǒng)可集成性。

二、王如松院士城市生態(tài)研究方法論的發(fā)展歷程

（一）城市生態(tài)研究形成物理事理人理方法論的基礎

我們認為，物理事理人理方法論思想形成的基礎是“社會——經(jīng)濟——自然復合生態(tài)系統(tǒng)”概念的提出。在上世紀80年代攻讀博士學位期間，王如松師從馬世駿院士。1984年，二人共同署名發(fā)表了論文《社會—經(jīng)濟—自然復合生態(tài)系統(tǒng)》［1］。他們在此論文中明確指出，城市是一類典型的社會——經(jīng)濟——自然復合生態(tài)系統(tǒng)［1］。自然，城市問題也就是一類典型的社會——經(jīng)濟——自然復合生態(tài)系統(tǒng)問題（若干系統(tǒng)相結合的復雜問題）［1］。該論文成為研究城市生態(tài)問題和城市發(fā)展問題的經(jīng)典，被眾多學者高度關注，廣泛引用。面對社會——經(jīng)濟——自然復合生態(tài)系統(tǒng)這樣一個復雜系統(tǒng)，必須選擇或生成一個正確的方法論來指導相關研究，才能使復雜系統(tǒng)研究取得突破。

（二）城市生態(tài)研究的物理事理情理方法論思想的萌生

王如松在生態(tài)學領域得到了馬世駿的指導，在系統(tǒng)科學領域受到許國志院士的啟迪，萌生出最初的城市生態(tài)領域研究的“物理”“事理”“情理”方法論思想①見文獻2中276頁，王如松在后記中的感謝詞。。

王如松（1987）在城市生態(tài)系統(tǒng)辨識的研究中指出，城市生態(tài)系統(tǒng)不僅是一個空間實體、物理實體，也是一個事理實體、社會實體。城市生態(tài)辨識的關鍵（第三步）是弄清導致系統(tǒng)矛盾運動的主要物理過程、事理過程和情理過程。為了揭示物理過程，可以用生態(tài)滯竭指數(shù)來測度城市生態(tài)系統(tǒng)中的各種物理流，如物質(zhì)循環(huán)過程、水循環(huán)過程和能量轉(zhuǎn)化過程等。為了揭示事理過程并實現(xiàn)組分關系的和諧，可以用生態(tài)協(xié)調(diào)指數(shù)測度系統(tǒng)組分的橫向、縱向比例關系及內(nèi)外關系。為了把握情理過程，應該用人的自我調(diào)控能力來測度人的情理過程及狀態(tài)。因為，城市中的人既是城市的物理組分，受整個城市系統(tǒng)行為的支配和影響，又是城市的社會組分，支配和控制城市的行為向著符合各自利益的方向發(fā)展。城市不同利益的個人、集團之間相互沖突、相互協(xié)調(diào)的行為特征決定了城市復雜的情理關系，總體表現(xiàn)為城市自我調(diào)控能力的高低。三者的具體內(nèi)容如表1所示［2］。關于生態(tài)城的建設問題，他認為應從以下三方面入手：第一是從生態(tài)工藝的設計與改造方面，第二是從生態(tài)關系的規(guī)劃與協(xié)調(diào)方面，第三是從生態(tài)意識的普及與提高方面［2］。也就是，從物、事、人三方面同時入手來進行生態(tài)城的建設［2］。

將近10年后，王如松對于“情理”的理解深化了。他與歐陽志云（1996）在論文中進一步指出，城市生態(tài)系統(tǒng)要遵從自然界的“道理”、人類活動的“事理”和人類行為的“情理”［3］。并且，應該用不同于傳統(tǒng)機械控制論的生態(tài)控制論解決或者調(diào)理“物”“事”“情”之間的復雜關系［3］。因此，必須要研究方案的合理、合法、合情、合意［3］。他們認為：合理就是符合一般的物理規(guī)律；合法就是符合當時當?shù)氐姆罘ㄒ?guī)；合情就是能夠被人們的行為觀念和習俗接受；合意就是符合系統(tǒng)決策者及與系統(tǒng)利益相關者的意向［3］。

由表1可知，王如松于1987年已經(jīng)從城市生態(tài)研究中提煉出“物理”“事理”“情理”方法論思想，而且在運用此方法論思想時重視矛盾分析，完成了“從定性到定量”的綜合集成。

表1 城市生態(tài)系統(tǒng)辨識的指標體系［2］

（三）城市生態(tài)研究的物理事理人理科學方法論的生成

在后續(xù)的研究中，王如松將城市生態(tài)研究中的“物理”“事理”“情理”方法論思想明確發(fā)展為由“物理”“事理”“人理”集成的科學方法論。

在深入研究城市環(huán)境問題時，王如松（2007）深刻地指出，城市環(huán)境問題嚴峻的生態(tài)癥結有三：一是物，即資源代謝問題，由于資源代謝在時間、空間尺度上的滯留和耗竭；二是事，即系統(tǒng)結構和功能問題，源于系統(tǒng)在結構功能關系上的破碎和板結；三是人，即人的行為和信息反饋機制問題，緣于社會行為在局部和整體關系上的短見和反饋機制上的開環(huán)和時滯［4］。

在論及生態(tài)城市與和諧社會問題時，王如松（2007）指出，生態(tài)城市與和諧社會是統(tǒng)一的，生態(tài)城市中的物、事、人相應由現(xiàn)代科技子系統(tǒng)、政治子系統(tǒng)、文化子系統(tǒng)來分別支撐［4］。其中，科技子系統(tǒng)推動經(jīng)濟發(fā)展，它是格物的，設計物理空間，強調(diào)物質(zhì)文明；政治子系統(tǒng)主事，來管理眾人之事，調(diào)控事理空間，創(chuàng)造政治文明；文化子系統(tǒng)育人，化育心靈空間，倡導精神文明［4］。而和諧社會的目標就是通過生態(tài)關系的調(diào)控把這些幾方面聯(lián)結起來，促進精神、物質(zhì)和政治三個文明和諧的生態(tài)文明［4］。所以，和諧社會強調(diào)的是一種多維生態(tài)關系的統(tǒng)籌［4］。

在探究城市的生態(tài)適應能力退化問題時，王如松（2008）又一次指出，其深層原因是代謝的失衡、系統(tǒng)的無序和管理的失調(diào)，是資源代謝在時間、空間尺度上的滯留和耗竭，系統(tǒng)耦合在結構、功能關系上的破碎和板結，社會行為在局部和整體關系上的短見和調(diào)控機制上的缺損，即物、事、人在城市發(fā)展過程中生態(tài)關聯(lián)的失衡［5］。

顯然，王如松已經(jīng)堅定不疑將他的物理事理人理方法論聚焦于解決城市生態(tài)這個復雜問題的研究，取得了重要進展?？上У氖撬麤]有將他的方法論視為一種更高層次的具有普適性的系統(tǒng)方法論，未能展開更深入系統(tǒng)的研究。

無獨有偶，在1988年，即在王如松萌生物理事理情理方法論思想之后，顧基發(fā)研究員也獨立把錢學森、許國志、王壽云、宋健、李耀滋等人提出的“物理”“事理”“人理”等概念集成在一起②見文獻6中8頁，提出WSR方法論的過程。，并且在1994年與朱志昌博士合作，正式提交了關于物理事理人理方法論（WSR方法論）的工作論文［6－8］。

這個事例凸現(xiàn)出科學發(fā)展中的涌現(xiàn)是具有普遍性與必然性的。而且，王如松在城市生態(tài)研究中萌生的物理事理情理方法論思想和顧基發(fā)提出的物理事理人理方法論都與許國志有著密不可分的淵源關系。當然，從時間上來看，王如松的物理事理情理方法論思想稍早于顧基發(fā)提出的物理事理人理方法論。

三、城市生態(tài)研究方法論與大成智慧思想相契合

（一）形成的基礎是契合的

如前所述，王如松在城市生態(tài)研究中萌生的物理事理情理方法論的思想基礎是“社會——經(jīng)濟——自然復合生態(tài)系統(tǒng)”概念。他和馬世駿指出，“當代若干重大社會問題，都直接或間接關系到社會體制、經(jīng)濟發(fā)展狀況以及人類賴以生存的自然環(huán)境。社會、經(jīng)濟和自然是三個不同性質(zhì)的系統(tǒng)，但其各自的生存和發(fā)展都受其它系統(tǒng)結構、功能的制約，必須當成一個復合系統(tǒng)來考慮，即社會——經(jīng)濟——自然復合生態(tài)系統(tǒng)”［1］。城市是人類經(jīng)濟和社會活動最集中的場所，自然是一類典型的社會——經(jīng)濟——自然復合生態(tài)系統(tǒng)［1］。

另一方面，錢學森院士提出大成智慧思想的基礎是“開放的復雜巨系統(tǒng)”概念。錢學森等（1990）指出，“如果子系統(tǒng)種類很多并有層次結構，它們之間關聯(lián)關系又很復雜，這就是復雜巨系統(tǒng)。如果這個系統(tǒng)又是開放的，就稱作開放的復雜巨系統(tǒng)。例如：生物體系統(tǒng)、人腦系統(tǒng)、人體系統(tǒng)、地理系統(tǒng)（包括生態(tài)系統(tǒng)）、社會系統(tǒng)、星系系統(tǒng)等”［9］。并且，開放的復雜巨系統(tǒng)存在于自然界、人自身以及人類社會［9］。，此后，周干峙院士進一步指出，城市就是一個典型的開放的復雜巨系統(tǒng)［10］。

其實，“社會——經(jīng)濟——自然復合生態(tài)系統(tǒng)”就是“開放的復雜巨系統(tǒng)”中的一類系統(tǒng)，它們的共同特點就是“復雜”和“開放”。針對這樣的系統(tǒng)，王如松在城市生態(tài)研究中提出了“物理事理人理方法論”，而錢學森則提出了“大成智慧思想”方法論。二者形成的基礎是契合的。

（二）解決問題的思路是契合的

為了處理“社會——經(jīng)濟——自然復合生態(tài)系統(tǒng)”，馬世駿和王如松給出了圖1所示的復合系統(tǒng)的研究程序。在該研究程序中的第一步就是組織一支包含多種學科的研究隊伍。其中，包括生態(tài)、經(jīng)濟、社會、建筑、工程、系統(tǒng)和數(shù)學［1］，并且指出，“一般說來，構模過程一半是經(jīng)驗的思維、設計過程，一半是數(shù)學的模擬、調(diào)試過程，通過現(xiàn)實數(shù)據(jù)、基本理論和人的大腦之間不斷的信息反饋，揭示出系統(tǒng)組分之間，以及各亞系統(tǒng)之間相互關系的基本規(guī)律”［1］。

為了處理“開放的復雜巨系統(tǒng)”，錢學森院士提出了“從定性到定量的綜合集成方法”［9］。該方法進一步發(fā)展為“大成智慧工程”，成為錢學森“大成智慧思想”的一部分［11－13］。錢學森等（1990）指出，“唯一能有效處理開放的復雜巨系統(tǒng)（包括社會系統(tǒng)）的方法，就是定性定量相結合的綜合集成方法。就該方法實質(zhì)而言，是將專家群體（各種有關的專家）、數(shù)據(jù)和各種信息與計算機技術有機結合起來，把各種學科的科學理論和人的經(jīng)驗知識結合起來。這三者本身也構成了一個系統(tǒng)，這個系統(tǒng)具有整體優(yōu)勢和綜合優(yōu)勢”［9］。

圖1 社會–經(jīng)濟–自然復合生態(tài)系統(tǒng)研究過程示意圖［1］

顯然，文獻1與9是高度契合的。這兩種解決問題的思路都在強調(diào)“綜合集成”。不僅要實現(xiàn)“各個學科的集成”，還要實現(xiàn)“科學知識、經(jīng)驗和智慧的集成”和“定性與定量的集成”。王如松以“社會——經(jīng)濟——自然復合生態(tài)系統(tǒng)”為基礎，所萌生的城市生態(tài)研究的物理事理情理方法論思想已經(jīng)初步完成了“從定性到定量”的綜合集成。

四、結 論

1．許國志院士等老一輩學者的“事理”既是對顧基發(fā)提出物理——事理——人理（WSR）系統(tǒng)方法論的啟迪，也啟發(fā)了王如松的物理事理情理方法論思想。

2．城市就是“開放的復雜巨系統(tǒng)”中的一類“社會——經(jīng)濟——自然復合生態(tài)系統(tǒng)”。中國學者亦以形成了對城市發(fā)展問題進行研究所遵循的“馬世駿——錢學森院士研究范式”。城市發(fā)展的研究必須以錢學森大成智慧思想為指導，進行“綜合集成”。

3．顧基發(fā)等（2004）指出，可以用他們提出的物理——事理——人理（WSR）系統(tǒng)方法論來實現(xiàn)綜合集成研討系統(tǒng)的建構［14］。顧基發(fā)、劉怡君和牛文元院士（2010）指出，處理社會系統(tǒng)需要錢學森大成智慧思想作為指導，并且處理社會系統(tǒng)有三個方面：處理物與物的關系需要物理，處理物與人的關系需要事理，處理人與人的關系需要人理，總起來要求運用物理——事理——人理的方法［15］。也就是說，物理事理人理方法論可以進行綜合集成，從而貫徹錢學森大成智慧思想。

4．王如松院士在城市生態(tài)領域研究中最終形成的物理事理人理方法論契合錢學森大成智慧思想，可以用來進行城市發(fā)展領域的綜合集成，實踐大成智慧工程，實現(xiàn)城市發(fā)展研究的“集大成，得智慧”。

5．物理事理人理方法論具有普適性。是一種既可以適用于一般管理系統(tǒng)來解決現(xiàn)實問題，又可以適用于開放的復雜巨系統(tǒng)來解決大問題的方法論。因此，它是一種科學哲學方法論，不能僅定位為系統(tǒng)方法論或管理方法論。

［1］馬世駿，王如松．社會—經(jīng)濟—自然復合生態(tài)系統(tǒng)［J］．生態(tài)學報，1984，4（1）：1－9．

［2］王如松．高效·和諧——城市生態(tài)調(diào)控原則與方法［M］．長沙：湖南教育出版社，1988，6．

［3］王如松，歐陽志云．天城合一：山水城建設的人類生態(tài)學原理［J］．現(xiàn)代城市研究，1996，（1）：13－17．

［4］王如松．生態(tài)安全·生態(tài)經(jīng)濟·生態(tài)城市［J］．學術月刊，2007，39（7）：5－11．

［5］王如松．綠韻紅脈的交響曲：城市共軛生態(tài)規(guī)劃方法探討［J］．城市規(guī)劃學刊，2008，（1）：8－17．

［6］顧基發(fā)，唐錫晉．物理—事理—人理系統(tǒng)方法論：理論與應用［M］．上海：上?？萍冀逃霭嫔?，2006．

［7］顧基發(fā)，唐錫晉，朱正祥．物理一事理一人理系統(tǒng)方法論綜述［J］．交通運輸系統(tǒng)工程與信息，2007，7（6）：51－60．

［8］朱志昌．物理事理人理方法論國際交流的啟示［C］／／第11屆中國系統(tǒng)工程學會年會論文集．北京：Research Information LTD，2000：135－150．

［9］錢學森，于景元，戴汝為．一個科學新領域——開放的復雜巨系統(tǒng)及其方法論［J］．自然雜志，1990，13（1）：3－10．

［10］周干峙．城市及其區(qū)域——一個典型的開放的復雜巨系統(tǒng)［J］．城市規(guī)劃，2002，26（2）：7－8，18．

［11］錢學敏．論錢學森的“大成智慧學”［J］．中國工程科學，2002，4（3）：6－15．

［12］錢學敏．錢學森關于復雜系統(tǒng)與大成智慧的理論［J］．西安交通大學學報：社會科學版，2004，24（4）：51－57．

［13］錢學敏．錢學森對“大成智慧學”的探索——紀念錢學森百年誕辰［J］．科學學研究，2012，30（1）：14－27．

［14］顧基發(fā)，唐錫晉．綜合集成系統(tǒng)建模［J］．復雜系統(tǒng)與復雜性科學，2004，1（2）：32－42．

［15］顧基發(fā)，劉怡君，牛文元．社會復雜問題與綜合集成方法［J］．科學中國人，2010（9）：17－19．