3.1 系统涌现性

系统形成整体后，产生或涌现了系统功能、性能等整体属性，这是一种质变，这种整体属性是形成系统整体前所没有的，这是系统整体性的集中表现。系统涌现性是系统要素之间的相互作用产生的，涌现性只有在整体中才能体现它的意义，离开整体就不存在了。系统涌现性具有下列特征[1]：

（1）系统涌现出来的是各个要素所形成的一种特定的功能模式，这种模式既提供了新功能，也改变或约束了各个要素的行为。

（2）系统涌现的整体功能常常是不可预测的。有一些虽然是人们预计到并且希望它产生的，但是有时候会出现一些出乎意料的新功能。

（3）涌现具有某种意义上的不可还原性。

关于系统整体性能的涌现机制，大致出于下面几种原因：

（1）系统的组成部分之间、层次之间、系统与环境之间的相互作用的非线性。

（2）系统内部存在多样性和差异性，经过必要的组织和集成，产生涌现性。

（3）系统的层次结构、信息作用，以及环境塑造的结果。

系统整体性能是各个组成部分结合成系统后所产生的，是系统的质变，这种性能是形成系统整体前所没有的，不同于各个部分的性能，这是整体组合效应。对于人造系统，正是为了获得这种性能才建立这个系统，整体性能反映了系统的功能。各个部分的恰当结合，促使这种整体性的涌现。

由人所建造或改造的系统总有一定的“目的性”功能。这里所说的系统功能和目的，是系统整体的功能和目的，是原来各组成部分不具备或不完全具备，只是在系统形成后才“涌现”出来而具备的。很多复杂的武器装备系统都由许多子系统或设备按照一定层次组成，层次性使得系统的整体性能得以涌现，并且具有多种性能。对于复杂系统来说，由于具有较多层次，各层的子系统具有由于下一层集成而涌现的新功能，而子系统向上集成又使得上一层涌现出新的性能，这些新的性能不但不是其组成部分性能的简单加和，而是汇聚了完全不同的特性。涌现性只要是由组成单元按照系统结构方式相互作用、相互制约而产生的，结构不同，结果也不同，因此表现为结构效应。

根据涌现性对系统运作的影响结果来看，系统涌现性可以分为两类：

（1）正面积极的涌现。这是系统设计开发的初衷，也是系统的“目的性”所在，系统设计与实施的主要目的是确保产生积极的涌现行为和特性，以满足系统层的需求。

（2）负面消极的涌现。这些一般都是设计之外的、非预期的和非期望的涌现行为和特性，如系统的故障、系统崩溃等的消极涌现。这类消极涌现是不容易预测的，因为这类涌现可以通过合适的预案和控制来避免。

为了助长、利用系统正面积极的涌现性，限制或消除系统负面消极的涌现性，系统工程需要从以下两个方面开展相关工作：

（1）正面积极的涌现。如系统涌现新的功能和整体性能等，系统的这种涌现性在多数情况下是可预见的，这是系统科学和系统工程的一个重要性追求。因此在系统设计和开发过程中，通过系统设计千方百计寻找系统最优方案，以便获得预计的正面积极的涌现。系统形成后，也会涌现出一些不在预计范围内的正向积极涌现。

（2）负面消极的涌现。如系统崩溃、故障和失效等对系统破环性的涌现，这种涌现性在多数情况下是不可预见的。因此在系统设计与开发中，通过采取相应防止措施来降低或消除这种消极涌现，例如冗余设计、容错设计等，同时在系统运行过程中，也可以通过制定相关应对预案来降低这种消极涌现的危害。