系统的结构

给定系统的定义后，就能稍微详尽地阐述它的结构了。系统结构基本上由元素以及元素之间的联系构成。

（A）元素是系统的基本单元。从数学的观点来看，元素是一个未加定义的原始术语（与几何学中点的概念很相象）。这样，无须进一步考虑元素的性质，就能进行数学系统分析。但是使用数学系统理论来处理实质问题，完全依赖于我们将现象以如下方式概念化的能力，即我们能够将现象当作一个数学系统中的元素来对待。换言之，这取决于我们对数学元素能找出实质解释的能力。找出这种能为我们一致同意的合理而明确的解释并非易事。这里有两个基本问题。第一是不得不面对尺度问题，对一个元素作实质解释不会与尺度无关，我们是在一定尺度上设想系统之运转的。

例如，可以把国际金融系统概括为包含国家这些元素，一种经济可以认为是由若干公司和组织组成，组织本身可以认为是由部门组成的系统，部门可以看作由单个人组成的系统，每一个人又可以看成是一个生物学系统，如此等等。因此元素的定义取决于我们构想系统的尺度，或象克里尔和瓦拉克

（1967，35）称谓的解析水从相应解析水平（系统 S 限定于其上）的观点来看，每一个元素由于形成了我们对其结构既不能也无需解析的不可分单元而独具特征。但是如果我们以适当方式增加解析水平，⋯⋯则又可分化元素的结构。结果是原来的元素丧失了意义而变成相对不同系统，即成为在更高解析水平上所规定的系统的新元素来源。

因此，用实质性词语来说，我们面临的问题是可以将系统嵌入众多系统之中，而我们在一个分析水平上选定为一个元素的东西本身，在较低分析水平上就可组成一个系统。一辆车可以是交通系统中的一个元素，但也可以认为它组成了一个系统。系统分析的这一特点带来了某些问题。布拉罗克

（1959）指出，在系统等级的较高水平上，我们可以用两种方式来构想一个元素。可以把它看成作为一个单元起作用的不可分单元（例如我们可以想象一个公司的决定或反应），或可以把它看作某种较低层次元素的不明确形象

（例如一个组织内的个体与另一个组织内的个体相互作用）。这两种解释如图 23.1 所示。布拉罗克指出，由于不能区别这两种观点，可能会导致严重的混乱。他认为社会学中关于“社会系统”之性质的重大争论，几乎完全可以归因于围绕这两种不同方法而产生的语义学困难。尽管有这些困难，系统嵌入系统之中以至无穷的思想还是很有吸引力的。它不会面临数学上的困难，因为我们可以将元素简单地组合为“类型”等级，每一较高层次的类型形成较高层次系统中的一个元素（这方面对于前文第 389—390 页中概述的集合论方法大有用处）。它还为处理由于尺度问题本身影响到地理学方法上的那类复杂性，提供了一种合适的方法论。长期以来我们一直知道有这个尺度问题，而在尺度方面灵活的系统方法就为分析的过程提供了一个合适的框架。我们知道在对空间变化的作用里，过程是不会与尺度无关的。（前文，第 418—

421 页；456—460 页）

在我们寻求对元素的数学概念作出某种解释时，很重要的第二个问题就是识别问题（这也是我们以前曾遇到过的问题，见前文第 259—262 页；417

—421 页）。在某一尺度上限定一个系统后，我们如何才能识别其中的元素呢？从地理学观点来看，这就是指在一定尺度上确定个体这个问题在某些场合（例如连续分布的现象）是很难解决的，而在另一些场合（例如农场和其它分离现象）却是显然可解决的。但是从数学系统理论的观点来看，一个元素就是一个变量，所以由此而来的是，当寻求在地理学背景上转换数学元素时，我们必须把元素看作是某个确定个体的一种属性，而不是个体本身。（库

恩 1966，50）于是阐述道：

系统的元素是事物的状态或情况，而不是事物本身。在包括一些个人的系统中，元素不是个人，而是个人的饥饿状况、他的交友愿望、他的信息状况，或某种其它与系统有关的特性和品质。

因此在确定和识别元素时，我们不仅需要确定个体，而且需要具有某种

度量其属性的有效方法（见第 17 章）。

（b）元素之间的关系或联系提供了系统结构中的另一组成部分。关系的基本形式可确定为三种（图 23.2）。连续关系最为简单，具有元素由不可逆联系来连结的特征。这样 ai→aj 就形成一种连续关系，可以看出这是传统科学已经研究过的特有的因果关系。平行关系类似于多重影响结构，其中 ai 和 aj 二者都受一个元素 ak 的影响。反馈关系是一种新近引入分析结构（主要通过威纳，1961，和其他人所发展的控制论分析）的联系，它描述了一种元素自我影响的情况。这样，赋予一个对象某一属性值就受该值自身的影响。可以将这些关系以很多方式联合起来（见图 23.2）以致于两个元素可以同时以各种不同方式相连结。于是这些联系就形成一种以不同方式连结元素的“配线系统（Wiring system）”。这种强调元素之间的联结性，可以根据拓扑关系来讨论，因此发现图论是系统结构分析中一种重要的描述手段就不足为怪了。