第一章 系统科学门下的医院信息系统
第一节 系统思维与系统科学
一、从系统思想到系统科学
系统思想的发展经历了古代朴素系统思想、近代系统思想和现代系统思想三个阶段。中国古代悠久的“大一统”思想，以及15—16世纪欧洲的“大航海”行为，都被认为是朴素的系统思想所驱使的。19世纪，在形而上学和自然科学所取得的伟大成就基础上，马克思、恩格斯提出的物质世界普遍联系、无限可分、具有整体性的辩证唯物主义世界观，是对系统思想的丰富和发展。19—20世纪，工业化大发展促进了现代系统科学理论的大发展。
在基础理论方面，20世纪的物理学、生物学、心理学、社会学等领域同时提出了大量的系统问题，因此需要转变思维方式、建立相应的基础理论。
在技术科学方面，通信、大规模机械化生产和工业生产管理的需要，促进了信息技术、工程控制技术、组织规划技术等的发展，系统思想开始走向整体理论化、体系化阶段。
“系统科学”这一术语出现于20世纪60年代，但系统科学作为一个独立和基本完整的科学门类，通常将20世纪70年代作为其整体形成时间。
钱学森院士是我国系统科学理论研究的发起者和推动者。
二、系统科学的学科体系
20世纪70年代初，一般系统论创始人贝塔朗菲提出了系统科学的体系结构问题；20世纪70年代末，中国系统科学家、工程控制论创始人钱学森院士通过对大量科学门类的研究和解剖，发现了自然科学中普遍存在的共同模式，进而提出了著名的“三个层次一个桥梁”的系统科学体系一般框架，如图1-1所示，工程技术提供直接用于改造客观世界的知识，技术科学为工程技术提供理论指导，而基础科学又为技术科学提供理论指导，并通过世界观和方法论作为桥梁与哲学相连接。
图1-1 系统科学体系的一般框架
钱学森认为系统科学既不是自然科学，也不是社会科学，而是一个独立的、横贯性的科学门类。
按照“三个层次一个桥梁”的框架，钱学森又把系统科学的体系结构分为四个层次，并给出了各层次的学科内容。第一层次（工程技术）包含系统工程、自动化技术、信息通信技术等，这是直接改造自然界的工程技术层次；第二层次（技术科学）包含信息学、运筹学、控制学、事理学等，是系统工程的直接理论；第三层次（基础科学）包含系统学，是系统科学的基本理论；第四层次，也就是最高层次，是系统论（系统观），这是系统的哲学和方法论。因此可以说，成形于20世纪70年代的系统科学还是一个处于“幼年期”的学科体系。即便如此，中国在航空航天、国防、经济建设、社会治理等众多的系统工程应用领域取得的成就，以钱学森为代表的“中国学派”对系统科学创立和发展的贡献已经获得世界范围内的认可。
三、信息科学与系统科学
最早对信息问题进行系统化理论的阐述见于申农（Claude Elwood Shannon，美国数学家，又译香农）的奠基性著作《通信的数学理论》，由此开始了通信科学的发展历程。我国学者把该理论翻译为“信息论”或“狭义信息论”。
信息科学是人们在对信息的不断认识与利用的过程中，在信息论、电子学、计算机科学、人工智能、系统工程学、自动化技术等多学科基础上发展起来的一门边缘性新学科。
“系统科学”与“信息科学”是相互伴生、彼此成就的两个体系。如果运用同样的层次化观点来审视，就可以发现它们甚至像一对“连体婴”。随着以“云、大、物、移、智”为代表的信息技术的发展和对现代社会的渗透，我们应该合理利用各种信息技术来构建任何复杂系统；同时，在运用信息技术解决复杂问题、构建复杂系统时，我们也应该主动运用已具有半个多世纪成功应用经验的系统工程方法，以保证问题的解决和系统目标的实现。
四、从工程技术到技术科学
早在1947年，钱学森在几所高校做报告时就提出了技术科学的概念，并在1957年全国首届力学学术会议上做了题为《论技术科学》的主题报告，全面系统地论述了技术科学的基本性质、形成过程、学科地位、研究方法和发展方向，由此形成了关于技术科学的完整观点。实践证明，“基础科学—技术科学—工程技术”这种三层次的结构，在层级之间存在着互相反馈作用。例如，从事过一定数量的“工程技术”实践后应该总结其中的规律，将其上升为“技术科学”理论；而一旦形成了“技术科学”理论，该理论又会对“工程技术”有重要的指导作用。认识这个三层次结构，以及各层次之间的相互作用关系，对于我们开展学科建设和社会实践都有重要的指导意义。
以医疗信息化这个应用领域为例。一方面，随着计算机、智能通信终端的普及，医院普遍已经跨过“科室级”信息化阶段，系统需要连接的物理终端越来越多，对业务逻辑闭环的要求也从单一、封闭的业务需求（如财务结算），拓展到了大量的“横贯式”业务需求（如电子病历），对业务协同性的要求越来越强。面对日新月异的信息通信技术、自身存在的问题和“别人家”的成功案例，医院容易产生“技术焦虑”，但又对技术应用的必要性、恰当性、逻辑性缺乏必要的把握。另一方面，IT厂商因为了解或掌握最新技术，容易产生“技术冲动”，但对于具体技术应该怎样运用，才能满足医疗业务中的“事理”要求、融入业务系统，则缺乏必胜的方法论。如果说，二十多年前的医院信息化是从无到有的“挖坑时代”，那么今天则进入了一个“填坑”和“连坑”的瓶颈期，没有系统工程方法论的指导，整个行业的发展都会受到严重阻滞。
实际上，医疗信息化存在着大量的非结构化问题，是难以用已有的运筹学、信息学、控制论等技术科学来描述的。推广信息系统工程方法以指导医疗信息化实践，乃至推动作为技术科学层次的“事理学”，正是医疗信息化所面临的重大机遇。