生命系统理论

生命系统理论_中国西部农业合作经济组织生命系统发展研究

生命系统理论 (Living Systems Theory，简称LST)，是美国心理学家和系统科学家米勒 (Miller J.G.) 在生物学的基础上，经过多年的研究，通过对信息论、控制论、系统论及社会学理论等学科的基本观点和概念进行高度概括、综合和拓展，于1978年在其著作Living Systems中正式提出的跨学科综合理论。生命系统是较生物系统更大范围的系统，它不仅指生物系统，而且包括生物系统和社会系统在内的所有生命系统。

生命系统理论是科学统一运动的一部分，它不仅在基本概念方面，而且在所使用的量纲和量度方面，使得社会科学、物理科学和生物科学的统一完全可能，有助于弥补现代科学在结构上的严重裂痕。现在关于生命系统的许多知识并未用与社会科学、生物科学和其他科学相一致的概念来加以说明，科学上这一严重的不连续性产生许多不良的后果。学术界正在尝试在包括人类、社会组织在内的所有生命系统研究中使用与自然科学中一样的概念和量纲，使人类社会科学技术更加精致，更加准确，更加有效。

现代科学由大量的高度专业化的知识岛屿组成，每个岛屿由相对少数的科学家来分享，实际上他们很少与其他学科的科学家进行交流。专门学科在科学共同体中受到尊重，通用学科，即这些岛屿之间的桥梁却得不到广泛重视，以致被许多科学家认为是无足轻重的。然而，如无这种桥梁，我们将永远也不能看到现代科学的总体模式。而生命系统理论就在一定程度上类似于这些岛屿之间的桥梁。

在日常事务的现实世界中，不管一个人是在与电子计算机和信息处理打交道，还是与房屋、财政、立法或工业生产打交道，所有问题总是跨学科性质的。每项重要的活动都需要把管理学家、经济学家、工程师、律师、计算机科学家、生物学家以及社会科学家的技能按不同方式结合起来。换言之，“现实世界”并不像学术世界那样被分成各门学科。我们不应该只关心自己是专家的那些领域，而应该经常问问我们自己: 我们的工作与我们的同事在其他领域的工作之间有什么关系? 我们这棵特殊的树在科学的大森林中起着什么作用?

因为不同领域的专家经常不理解另一领域的专门术语，所以他们在讨论共同关心的问题时通常使用非专业的语言，这不利于自然科学和社会科学的融合。我们需要一种建立在一体化概念方法基础上的严密的跨学科语言。

生命系统理论作为一种一般系统理论，就是这样一个具有通用学科性质的概念体系。它认为在层次等级中形成一个子集的生命系统共有8个层次，而这里的层次等级从最小的可分割的物质形式进展到分子、多分子系统、行星系，等等，最后达到最大系统即宇宙。

生命系统是具有能保持甚至随着时间推移能增强其边界内部低熵状态这一特性的多分子系统。它们能做到这一点，是因为它们是输入高负熵的物质，如燃料或食物，并以废物形式输出低负熵物质的开放系统。当一个生命系统边界内部的熵减小的时候，该生命系统及其环境包括在内的更大系统中熵会增大。因此热力学第二定律并未被违背 (朴昌根译)。

一、生命系统的层次

在大量科学事实的佐证下，米勒论证了生命系统在经历了38亿年的不断物种进化后，成为复杂的、有结构的开放系统，并论证了凡是有生命存在的地方均可分为复杂度递增的8个层次: 细胞一器官一有机体一群体一组织一社区一社会一超国家系统，器官由细胞组成，有机体由器官组成，群体由有机体组成，以此类推，各层次系统的基本组元是低层次系统，每个高层次都是由低层次构成和发展，而不是简单的归纳，它不仅具有与低层次的相似性，而且具有更高的复杂性和更强的应变能力，高层次系统是其组元系统的超系统。组元的结构与过程状况发生变化，是由于它们要适合于它们在高层次系统的分系统过程中的角色，但它们保持着低层次的本质特征。每一个层次中的各个结构单元都有它们各自的功能和结构，以保证一个基本生命过程的完成。

各层次系统以低层次系统作为其基本组元，这一事实并不意味着可以把任一系统理解为低层次系统的简单堆积。一个细胞不能由组成它的各分子化学性质的相加来说明，对各器官结构和功能的甚至很详细的叙述也不能说明一个生物体各层次具有低层次上没有的突现特性。

突现过程起因于系统复杂性的增加，而系统复杂性的增加又是由于组元数目的增多、不同种类组元的增加，以及组元之间的更复杂的关系而产生的。生命是在细胞层次上突现的，在物理空间的大区域中进行传导过程的能力是与器官一起突现的。尚无证据认为联想学习能发生在生物体以下的任何层次上。生物体在筑巢、造穴、狩猎以及抚养幼小这些活动中进行合作，是与群体一起突现的。社会组织与相互作用的新形式，以及技术上的进化性进展是在组织、社区、社会和超国家系统中突现的新事物。

进化的总方向总是朝向结构与过程的规模的扩展和复杂性的增大。更大更复杂的系统为了维持和扩展可以转换和储备更多的能量，它们能适应于更大范围的环境变化，经受住更大的压力，并能在复杂性低的系统所不能生存的那种环境活得更长久。例如，最低层次即细胞用细胞膜进行多重过程，而这些过程在高层次上需要大量组元。

复杂性的这种增加称作“散裂”。这好像是粗索分成几股粗绳，每股粗绳分成几股细绳，每股细绳又分成多股线，它们又分成细线。每个层次都有相同的一组分系统过程。但是在高层次上这些过程以比起低层次复杂得多的方式进行。

在每个层次上互不相同的所有系统，与其他层次的系统相比，互相之间更为相像。因此，识别某一特定系统所归属的层次通常不是困难的事情，它们都是由类似的组元组成的，这些组元的空间排列遵循特有的模式。它们还具有一些共同的过程，这些过程不同于其他层次系统的过程。

可是层次之间的转变并不总是突然的。进化是通过连续不断的小变化进行，而这些小变化在形成新层次的再组织中达到顶点，所以在各层次之间通常出现一些过渡形式的系统。

以下讨论8个层次系统的进化和特性。

(一) 细胞

这些最小且复杂性最低的生命系统是所有其他生命系统的基本组元。最大的细胞勉强能用肉眼看到，所有其他细胞则是微观的或亚微观的。细胞的基本组元是无生命的分子和细胞器，这些细胞器是多分子集合物。微观分子如脱氧核糖核酸、核糖核酸和蛋白质，是细胞、器官以及生物体层次上的复制所必需的，而且是基本有机化合物的合成所必需的。在地球目前的氧化性大气中，它们在细胞之外的自然界中是不能被合成的。

复杂性最低的细胞，其中包括细菌和蓝绿藻类，是“原核”细胞。它们的遗传物质自由分布在细胞质中。所有其他细胞是“真核”细胞，其中核膜包围着遗传物质。

最初的细胞是在经历了漫长的前生物进化阶段以后大约在35亿～38亿年前从无生命分子进化来的。原始的地球大气几乎不含有游离氧，并被认为是有利于遥远时代温暖浅海里的化学物质合成蛋白质和核酸。最后，有这样一种分子，可能是一种原始核糖核酸，变得能进行复制，而且能生产为它们的进一步复制提供催化支持的蛋白质。这种分子同外侧的细胞膜和脱氧核糖核酸一起成为地球上从古到今所有生物系统的先驱，接着是它们的进化性发展。

在细胞拥有它们自己的行星的20亿年多的岁月里，它们的复杂性有了增加，从而适应了各种环境条件。最后，一些细胞达到其尺寸进一步增加的限度，因而也就达到了其复杂性限度。发生这种现象，可能是因为: 细胞基本上是球状的，而球形的表面积与体积之比表明，当体积以立方函数增加时，表面积却仅以平方函数增加。结果，细胞膜表面会变得不能处理细胞内部各部分所需的充足的基本输入。草履虫有两个细胞核和许多分异组元，它们在许多方面就像动物有机体那样活动。它们可能已充分发达到单个细胞所能发达的程度。

(二) 器官

多细胞生命系统是进化论对细胞复杂性增加所作的最终回答。它们都有某些能使基本输入达到它们所有细胞边界的适应性变化。

在最初的多细胞系统中，各细胞之间几乎没有什么区别，它们可能已类似于现在的集群生物体。各细胞在结构与过程方面的进一步分化，产生了结构上类似于生物体器官的系统。即是说，它们具有特化的细胞和组织 (tissue)，但在其内部几乎没有多细胞结构。没有一种独立生存的系统被归类为器官。

生物体器官是定域的或分散的功能单元，这些单元是由在胚胎发育过程中形成的特化的细胞和组织构成的。

(三) 生物体

这个层次包括三大界: 真菌、植物与动物。各界的系统具有互不相同的细胞以及由组织和器官组成的特殊构造。

(四) 群体

群体层次包括有动物和人类的配偶; 群居昆虫的“社会”、人类和动物的家族、集群、学校或类似的集合体; 人类的委员会和工作团体; 以及由人类形成的多种多样的俱乐部、其他社交团体和娱乐团体。其中最早的或许是配偶或由最早的有性物种组成的进行生育的其他集合体。

(五) 组织

这一层次系统的组元是群体和组织。最初的组织出现时，人口增多，技术也有了进步，有可能从事大规模工程项目。它们的特点在于多重梯阶的管理和控制。

最初的组织可能是如像考古学家已在美索不达米亚研究过的那种灌溉工程。最近几十年，在中东发现了一些规模庞大的古代矿井，为建造它们想必需要组织。埃及金字塔建造也是如此。在一座金字塔上有一幅有管理人员的图画，他站在尚未竣工的金字塔上，指挥着他的下属，这些下属则按次序管理着众多民工，而这些民工正在借助绳索和骆驼把巨大石块拉到适当位置上去。中国的万里长城想必也是靠组织建造的。

这个层次包括如协会、兄弟会组织和宗教组织、军队、医院、大学以及政府机构这些现代组织。

(六) 社区

这个层次的系统有村庄、城市、郡县、宗教管辖区域、州以及社会内部的其他单元，在那里，人们在某种形式的有组织的政府领导下共同生活。社区的组元是组织或群体。原始村落以群体作为组元。

以组织作为组元的社区是由于人口增加和村落的发展超过最初的控制形式而进化来的。国王代替了大城市的酋长和首领。官僚化的行政部门和军阶等级森严的军队支持着这些政府。社会的分层、书面语言和编辑成典的法律系统是在这层次上突现的。自从这些遥远的早期社区产生以来，大型现代城市和今日的特大城市得到了发展。

(七) 社会

这个系统拥有组织和社区如州或类似的行政管辖区域作为其组元。社会是像特洛伊、雅典、斯巴达这些城市把它们的控制范围扩展到城墙外部地区，从而变成城邦而进化来的。社会的现代形式是多民族国家或单一民族国家。

(八) 超国家系统

这种大系统是比社会大约晚1000年出现的。它们由两个以上的社会组成。这个层次包括古代帝国如巴比伦、埃及、希腊、罗马和中国，还包括现代多国系统如联合国、欧洲经济共同体以及北大西洋公约组织。

以上所述是进化到现在为止的生命系统的8个层次。也许在未来的某个时候，人们将在宇宙的别处遇见智能生命形式，或者看到智能生命形式居住在我们太阳系内部或外部的某些行星之上。到那时就会出现生命系统的第9个层次即星际系统 (朴昌根译)。

二、生命系统的子系统

生命系统的环境通常由其他生命系统、非生命物质/能量和信息组成，生命系统时刻与环境进行着信息、物质/能量的交换，它自身也不断地进行信息、物质/能量的处理，以维持自身的生存和发展，这些处理包括: 输入、改变、生产、制造、使用、存储、发送不同种类的物质、能量和信息，等等，生命系统无论从哪个层次上，均可以抽象出20个能够完成不同功能的基本过程，这些基本过程与一种或多种生命成分一起组成了生命系统的20个子系统，其中10个用于处理信息，包括: 输入变换器 (Input Transducer)、内部变换器 (Internal Transducer)通道与网络 (Channel and Net)、计时器 (Timer)、译码器 (Decoder)、联结器(Associater)、记忆器 (Memory)、决策器 (Decider)、编码器 (Encoder)、输出变换器 (Output Transducer); 8个用于处理物质/能量，包括: 吸收器 (Inges－tor)、分配器 (Distributor)、转换器 (Converter)、生产器 (Producer)、存储器(Matter—Energy Storage)、排泄器 (Extruder)、原动器 (Motor)、支撑器 (Sup－porter); 另外两个介于二者之间，既负责处理物质/能量，又负责处理信息，包括: 再生器 (Reproducer)、边界器 (Boundary)。

生命系统理论抽象出的20个关键子系统，对任何层次的生命系统都适用，每个层次的生命系统都有自相似性，它们之间是全息对应的，它们的协调活动构成了复杂的生命系统。所有生命系统都是通过保持子系统间的有序平衡、系统与环境及超系统之间的平衡，来维持体内环境的平衡，阻止环境变化对系统的破坏。这20个关键子系统分为3种类型:

第一，既处理物质/能量又处理信息的子系统:

(1) 再生器 (Reproducer): 执行遗传信息指令或系统章程并调动物质/能量、信息去制造多个相似系统;

(2) 边界器 (Boundary): 在系统内部与环境之间形成稳定的边界，保护系统免受外部环境压力，对物质/能量、信息的出入进行过滤;

第二，处理物质/能量的子系统:

(3) 摄取器 (Ingestor): 将物质/能量通过边界输入系统;

(4) 分配器 (Distributor): 将来自系统外部的物质/能量和内部子系统待输出的物质/能量在系统内部移动或传送到有关部分;

(5) 变换器 (Converter): 将原始进入系统的物质/能量转换成更适合利用的形式;

(6) 生产器 (Producer): 制造出系统所需的新物质/能量形式，综合物质已供机体生长和修复，提供能量以供机体运动，为超系统提供产品或信息，形成稳定连接以保持物质/能量输入或从转换器输出;

(7) 物能储备器 (Matter－energy storage): 存储、维持、恢复物质/能量;

(8) 排放器 (Extruder): 将物质/能量以产品或废物的形式输出系统;

(9) 驱动器 (Motor): 使系统相对于环境或其自身各部分之间发生相互运动;

(10) 支持器 (Supporter): 使系统的各组元为进行相互作用而充分靠近，但又为避免相互挤压而维持一定的空间关系，从而保持一定的固有的形态;

第三，处理信息的子系统:

(11) 输入转换器 (Input transducer): 将信息引入系统，并将其转换成适合内部传送的其他物质/能量形式;

(12) 内部转换器 (Internal transducer): 将来自内部子系统的信息转换成内部可传送的物质/能量形式，并把各组员的状态报告给总体系统;

(13) 信道与网络 (Channel and net): 由物理空间中单一路线或多条相互联结的路线所组成的通道和网络将信息传送到系统各部分，又从系统各部分获取信息;

(14) 定时器 (Timer): 通过通道与网络接受输入信息与内部信息，并使系统保持时间上的定向，它能被调整到与系统外部环境变化同步;

(15) 解码器 (Decoder): 将输入系统的信息代码翻译或解释为系统内部使用的“专用”代码或内部码;

(16) 联想器 (Associater): 是学习过程的第一阶段，它使系统内部各种信息条目之间形成联系，把一部分信息量子结合到知识或学问的模式上;

(17) 存储器 (Memory): 是学习过程的第二阶段，它存储系统内部不同时间阶段的信息量子，并随时检索和学习;

(18) 决策器 (Decider): 从输入转换器接收关于环境的信息输入，并从内部转换器接收关于总体系统以及各分系统状况的信息，还接收过去储存在联想器和存储器中的信息。所有这些信息都通过信道与网络传输，并解码为供决策器使用的代码。从这些输入中产生多个备选方案，决策器对其进行判断和筛选，从而对整个系统进行控制;

(19) 编码器 (Encoder): 将系统内部的“私用”信息代码转换成能被其他系统所理解的“公用”代码;

(20) 输出转换器 (Output transducer): 将信息从系统中输出，并转换成外部可传送的物质/能量形式。

生命系统理论还设计了一套用来表示层次、子系统和生命系统流程的符号，它同计算机科学和电子工程所采用的计算机符号是兼容的，这给研究工作带来极大的方便 (彭雁虹等，1997)。

由上可知，所有层次上的生命系统为了生存就必须进行至少20个基本生命过程，我们称之为分系统过程。每个过程是由系统的一组特殊结构组元来执行的，这些组元结合在一起构成分系统。一个分系统可能具有一个或多个组元，而一个组元可能与一个以上分系统过程有关。两肺是后一种情形的一个例子。它们是几个摄取器组元中的两个 (吸进氧气)，又是几个排放器组元中的两个 (从生物体中排除二氧化碳)。一个分系统的各组元在空间上可能位于一起，也可能相互分离。

生命系统必须获得食物、燃料以及其他物质。它们必须以各种方式使用这些物质来维持其结构，进行复制，制造产品，并进行其他一些过程。因此，在生命系统中存在着基本的物能代谢作用，这是生命系统的力能学问题。

生命系统还有另一种代谢作用，即信息的输入、流通和输出。这种流控制、整合、协调和组织生命系统。

有两个分系统处理有这3种流，即物质流、能量流和信息流。边界分系统对于物质、能量和信息的输入与输出进行过滤，还保护系统使之顶住外部压力。复制器在组织物质和能量的过程中按照系统遗传指令或宪章中的信息生产出新的一代。

8个分系统主要处理物质和能量。摄取器为系统带进输入。分配器把来自外部的输入或来自其他分系统的输出带给系统的所有部分。变换器把原始输入改变为能在系统内部使用的形式。生产器制造出系统所需的新的物质或能量形式。所有生命系统都以某种形式的物能储备器分系统储备着物质和能量。产品和废物由排放器搬运出去。生命系统为了靠近所需输入物，与捕食者作斗争或脱离危险情况，就必须具备相对其环境的移动能力，因此它们具有驱动器分系统，植物和座生动物通常只移动系统的某些部分。所有生命系统都需要支持器，使其组元为进行相互作用而充分靠近，但又为避免相互挤压而使之充分分离。从细胞到超国家系统都有支持器。为了支持作用，一些最大的生命系统使用庞大的无生命组元，其中包括建筑物、桥梁、道路、其他市政工程以及地球本身。

有10个分系统主要与信息代谢有关。生命系统如果不能探测并识别环境中的特殊模式，就不能搜索食物、进食、搏斗、逃离或者做出任何它所要做的其他事情。它还必须从它的所有组元中接收信息，信息的数学公式也就是负熵的公式，信息代谢是与负熵有关的。

输入转换器，或称感觉器官，是把关于环境中客体的信息带进系统的分系统。还有一个内部转换器分系统，它把各组元的状态报告给总体系统。其次有信息与信息网，它们把信息系统传送到系统各部分，又从系统各部分获取信息，如同分配器将物质和能量输出给系统各部分，又从系统各部分接收废物。下一个分系统是解码器，它把信息从系统外部所用的“公用”码转变为“专用”码或内部码，或者可能按顺序增加系统内部使用的这些代码。

联想器和存储器进行两个部分的学习过程。联想器把一部分信息量子结合到知识或学问的模式上，而另一些信息量子则被储备在存储器中，以后可被检索。

定时器通过信道与信息网分系统接收输入信息与内部信息，并使系统保持时间上的定向。它能被调准到与系统外部事件同步。定时器发出的信号产生系统过程在每日、每月、每季或其他时间间隔中的有规则变化。对细胞、器官的生物体“内部钟”的研究，是目前一个活跃的研究领域，而在这些系统中引起定时过程的组元正在被提示出来。在生物体以上层次上，动物和人类通过在各种期间内的循环对许多活动进行调整，各种各样的时钟是在定时过程中使用的人工器物。

在所有分系统最重要的决策器，它对整个系统进行控制。它从输入转换器关于环境的信息输入，并从内部转换存在联想器和存储器中的信息。所有这些信息是通过信道与信息网传来的，并解码为供决策器使用的代码。从这些输入中产生多个备选方案，然后就开始筛选过程。“决策”(Decide) 来源于拉丁语“切割”(Decide)。对各种备选方案进行“切割”，统计上的自由度随之下降，也许要通过多个梯队的决策器，直至达到一项最终决定。然后，用来控制和协调各分系统过程的信息被传送到各组元。

一个系统的决策器可能集中于单个组元，或者分散到几个或所有组元，但是产生统一活动的一些装置则存在于一切活着的系统中。

如果决策要求把某一信号传送到另一系统，编码器就把它转化成能在环境中传输的公共语言，而输出转换器将它送出系统边界 (朴昌根译)。

三、生命系统的调节过程

生命系统在高度不确定的环境中维持它们低熵的内部组织，在这环境中它们根据不断变化的物质流、能量流和信息流调节无数的变量而维持生存。

各分系统进行一组调节过程，它们据此能改变这3种流的流速、流量或特征。系统本身作为一个整体调节着全系统的变量。

这些过程中有许多是负反馈。单个或多个分系统组元之间的反馈环容许任一组元的变化对系统的其他变化发生作用。朝向环境和来自环境的反馈环容许系统经过调节而达到其行为效果。在生命系统中还有一些正反馈。

生命系统中有6种调节过程: 物能输入过程、信息输入过程、内部物能过程、内部信息过程、物能输出过程以及信息输出过程。

这些调节过程不仅使系统能维持稳态并经受住压力，而且使之能助长、发展、修复和维持其组元，还能使系统进行复制 (朴昌根译)。

四、生命系统的几个基本概念

系统分类、稳态波动、分化原则和层次理论是生命系统理论中的4个基本概念。正是在这4个基本概念上，生命系统理论形成了它的独特概念框架和理论体系。

(一) 系统分类 (Systems Classification)

“系统”这一名词有许多含义。各式各样的系统如: 法律系统，太阳系系统，管理系统，电子系统，命令和控制系统，甚至数字与方程系统，价值与思维系统，人们很容易弄混。米勒给出了系统的一般定义，即: 系统由一组相互关联、相互作用的单元组成，每个单元的状态受其他单元状态的影响。米勒进一步将系统划分为概念系统、实体系统和抽象系统。

概念系统的组成单元为术语，例如文字、数字、包括计算机仿真和编程中用到的符号。它使用文字、数字逻辑符号或计算机仿真符号来表述关系。语言、符号、计算机程序都是概念，通常存在于一个或多个生命的或非生命的实体系统中。

实体系统是特定物理时空范围内物质和能量的积累，由相互作用相互联系的子系统或成分组成。它进一步分为4种: 开放系统、封闭系统，非生命系统和生命系统。大多数实体系统有边界器，使物质、能量和信息可以穿过边界进入系统，这就是开放系统。物质、能量和信息不能穿过边界而进入系统的，称为封闭系统。事实上，没有任何实体系统是完全封闭的，所以实体系统只能说是相对开放或相对封闭的。不含有任何生命特征的实体系统为非生命系统。生命系统是实体系统大类中的一个子类，由动物和植物组成，具有九大特征。为了在地球这个环境中长期生存下去，它们服从主宰实体系统的自然法则，如热力学定律。

抽象系统是由研究者从其他考虑问题的角度出发，抽象出或选择出的关系组成的。通常，在生命系统中这种关系与生俱有，并相互作用。在某种程度上可以说这些生命系统是抽象系统中的关系。抽象系统大多用于社会科学理论中。

(二) 稳态波动 (Fluctuous Steady State)

科学家们已对稳态原理进行了长期的研究。在生命系统理论中，它的表述为: 系统中每个单元的状态受到其他单元状态的制约并相互依赖。

米勒在其著作中对稳态原理作了如下阐述:

“当一个系统中的对立变量处于平衡时，那么此系统相对这些变量是平衡的。这一平衡可能是静态的和不变的，也可能保持在动态运动过程中。因为生命系统是开放系统，随着物质/能量流和信息流的不断变化，许多平衡是动态的，并被称为波动平衡。波动平衡可能是不稳定的，一个细微的失调可导致平衡状态的破坏; 也可能是稳定的，细微的干扰并不会破坏平衡状态; 也可能是中性的，细微干扰产生变化，却没有任何方式的累积效应。”

“所有生命系统都是通过保持子系统间的有序平衡来维持变量的稳定状态(或称体内环境平衡)。不仅子系统常处于平衡状态，系统与环境及超系统之间也保持着稳定状态。这些环境和超系统从系统处获得输入，并对系统有所输出。这些稳定状态阻止了环境变化对系统的破坏。然而，生命系统的变量在不断波动，一个变量的适量变化可能引起其他相关变量的或大或小的改变……”

“生命系统中存在着大量变量，每个变量都有一定的稳定范围。在这个范围内，无需对变量偏差进行调整，但一旦超出这个范围，就成为病态的系统，必须进行调整。”

Swanson在其文章中所列举的有关生命系统理论在社会系统、有机体、经济系统、一般生命系统和政治系统中的应用，说明稳态波动原理适用于生命系统的所有层次。

(三) 分化原则 (the Fray－out)

这一原则是生命系统理论的核心部分。它指出，由于共同的宇宙起源，存在一个进化过程，使得不太复杂的生命系统通过功能分化来产生一个更为复杂的生命形式。例如，心脏和血液细胞专门用来给其他类型的细胞传送营养，神经细胞专门传送信息以形成器官; 在组织层，一些单个有机体专门产生通讯系统，而其他有机体则生产由它们的物理形式所识别的物质。米勒将这一过程称为分化(fray－out) 过程:

“生命系统的八个层次是由分化过程进化来的。在这个过程中，组成高层系统的子系统的各成分较之生命系统层次中的低层系统越来越复杂。比如细胞膜，它完成很多功能，而在较高层次上则需要很多成分完成同样的功能。”

社会进化过程与生物进化过程息息相关。作为分化的结果，生命交叉层次的共性可能是存在的。这就是生命系统8个层次上都存在的20个关键子系统，交叉层形成的同一性与各种学科描述的单一层次上都存的同一性相似，可以规范化并得到经验验证。

(四) 层次理论 (Hierarchy Theory)

在米勒的理论中，从阿米巴到联合国，从细胞到超国家，这些生命系统被描述为复杂度渐增的8个层次。这些层次是有等级的，高层系统由低层系统组成，且高层系统具有某些低层系统所不具有的特征。这有序的8个层次代表了生物进化过程。米勒认为，如果仅仅采用低层子系统和组成成分的术语与尺度来描述高层系统，那么就会忽略高层生命系统的重要部分。这就是层次理论的基本内容。

在生命系统理论中，层次理论与分化原则是相辅相成的。分化原则解释了生命系统交叉层上共性的存在，层次理论则解释了更高层次生命系统的差异。分化原则和层次理论配合默契地描述了生命系统中存在什么过程及如何工作的，它们组成了一个完全动态理论。

层次理论是生命系统理论中充满生机的部分，可用来识别不同层次物质元素间或相同层次不同实体间的重要联系，它使得生命系统理论在分析问题时具有定量化意义。另外，它提供了关于更高层次人类系统 (如组织和社会) 过程中的重要物理细节，这些过程显然会影响地球上所有生命系统的生物层次和生态层次(彭雁红等，1997)。

五、生命系统理论的基础研究与假设

生命系统的基础研究，与各系统之间的一般化即对不同种类生命系统之间结构或过程的共同方面的探索有关。一般化可能是针对同一物种或类型中各个体之间的，也可能是同一层次上不同物种或不同类型系统之间的，或者可能是不同层次系统之间的。

尽管所有研究方法在生命系统研究中都有其适当的地位，但跨层次研究是其中最强有力的研究方法。跨层次研究力图发现两个或多个层次系统之间的同型性，并把在这些同型性基础上建立的模型应用到各种系统中去。这是一种有用的研究方法，因为这种方法能阐明早先尚未探获的规律性，而且能更深刻地揭示两个或多个层次生命系统的基本特性。

任何一种科学理论，都从它与它被应用于其中的实在现象的一致性，它在解决问题和回答问题时的有效性，以及它为一般科学做出贡献的程度中，获得它的可信性和最终的确认。因此，关键的研究工作应该根据从中得到的可试验的假设来进行。

《生命系统》(Miller J.G.，1978年) 一书中所述的在生命系统理论基础上提出的133个可试验的跨层次假设一览表与其他一些假设是从那以后得到了说明。其中有些假设应用于所有层次，其他则应用于两个或多个层次。

对来源于生命系统理论的假设所做的最早的多层次实验研究是对信息超载的研究 (Miller J.G.)。这一曾在细胞、器官、生物体、群体与组织层次上得到证实的假设是: 当一个生命系统单信道的信息输入 (单位为比特/秒) 增加时，信息输出 (单位为比特/秒) 起先几乎恒等地增加，但当信息输出达到该信道中所不能超出的一定输出速率、信道容量之后，就逐步下降。然后，信息输出稳定在那个速率上; 而最后随着信息输入速率持续上升，信息输出就逐渐下降趋近零，或者发生超载下的混乱状态 (朴昌根译)。

米勒提出了关于单一层次和交叉层次的大量假设，这些假设描述了生命系统的结构和处理过程，是有关交叉层同一性的有待证明的定理。这些假设给后继工作者带来丰富财产，可用作经验研究的指南。

米勒推崇经验的、实证的、数学的科学，认为精确的数量化是必须的，假设验证是生命系统理论的一个重要方面，所以他提出的假设都是便于验证的。

生命系统理论有它独特的魅力，使它从1978年提出到现在仅仅30多年的时间国外便取得了如此瞩目的成就。国外对生命系统理论的研究蓬勃兴起，从国外的杂志期刊上看出，生命系统理论已应用到各个领域，如: 管理框架、组织行为研究、社会学理论、软件工程、高层次抽象设计、公益事业管理效率、军队训练及命令体系、宇宙航行及地球外超智能生命的探索这类大规模事业的管理，等等。不论是小小的谈判过程，还是大规模宇宙开发项目，生命系统理论的应用都得到了人们的重视和好评。但在生命系统理论诞生至今的这段时间，我国学者对此理论的研究很少，在国内的文献中报道极少，仅有的几篇是对该理论的介绍和应用到企业管理中的初探。

生命系统理论以它高度概括的理论体系对很多学科的理论本身和研究方法产生了根本的影响，有助于弥补现代科学在结构上的严重裂痕。各门学科都可以基于生命系统理论重新构造概念框架，本文就是基于此来分析农业合作经济组织的生命系统特点，以便为我国农业合作组织的健康发展提供理论指导。