1.体育系统仿真是当前体育科研方法的一次超越

     体育运动经历了漫长的自然发展阶段、大运动量高强度的成长阶段、科学训练探索阶段，已经发展成为现代体育，历史也赋予它更多的使命和内涵。与之相适应，体育科学研究方法也已经从直观研究过渡到分析综合研究；从单一因素研究过渡到多因素整体研究；从回顾性调查的被动研究过渡到预测性研究；从静态研究过渡到动态性研究；从对个体研究过渡到对群体进行研究；从定性研究过渡到定量研究；从点线的研究过渡到面的研究。时光荏苒，不平静的20世纪却平静的翻过去了，体育科研却一刻也没有停止发展的脚步，反而以空前的速度和强大的亲和力与数学、生理学、心理学、社会学和计算机科学等学科相互交叉融合，尤其是20 世纪70年代末，系统科学的建立和成熟使得体育科研驶入快车道，走进了她生命的青春期。在这个阶段，人们开始自觉地运用系统科学的方法解决体育领域的问题，与此同时，也出现了一些相应的著作，如：体育控制理论（徐本力：四川教育出版社，1988年5月第1版）、《体育实用模糊数学》（孙庆祝：人民体育出版社，1990年7月底1版）等等。这些著作的出现标志着人们已经开始了从系统科学的视角观察体育系统的问题。但是，体育系统的问题主要研究人体和社会的问题，按照钱学森关于系统的定义，体育系统应当是复杂巨系统，再根据钱学森的观点，目前解决开放复杂巨系统问题的唯一有效的办法，就是使用定性定量相结合的综合集成法，即综合集成（-synthesis）。因此，现在体育科学研究思想和方法应当进一步科学化，换句话说，体育科研方法应当是多学科、多因素、多方位、多层次、定性定量相结合的综合交叉集成超时空的方法，这是一种多维立体视角的科研方法。
    近几十年来，系统仿真学作为一门新兴的高新技术，一种解决复杂巨系统的有力工具，随着计算机技术的高速发展而日益成熟起来。它是综合了数学、自动控制、生物科学、计算机科学、社会学和经济学等学科，以及人工智能、领域专家经验知识等众多领域的一门综合集成方法。国际专家一致认为，系统仿真技术是目前解决复杂巨系统的最有效的综合集成法。由于它具有经济、可靠、安全、灵活、可多次重复使用等优点，使其以巨大的渗透力逐步从最初的武器、航空、航天等领域运用到石油、电力、工业制造、社会、经济管理等领域中来。毋庸置疑，系统仿真在体育领域的应用，将产生积极的影响并将发挥重大作用。体育系统仿真正是这样一门交叉学科，但它不是简简单单地将一种技术应用在体育研究中，而关键在于它揭开了从定性到定量、到定性定量相结合的综合集成地解决体育领域问题的序幕，它以运用多学科多因素超时空综合集成的特征而有别于其他学科。因此，体育系统仿真的提出无论对体育科研还是系统仿真理论的研究都将产生深远而积极的影响，它将揭开体育科研新的历史篇章。
    为此，笔者产生了也许以过于乐观的观点认为体育系统仿真将对体育科研产生划时代的变革，是对目前方兴未艾而使大多数体育科研工作者所热衷的体育定量性研究的一次超越。目前，无论人们是否意识到这一点，但是，正是这种变革和超越将对今后的体育科研产生深远的影响。

2.系统科学是体育系统仿真产生和发展的理论基石

    在15世纪前的整个漫长的历史时期中，人类的认识思维基本上是一种无分析的整体、综合性的模糊思维。当时，科学是综合性的学问，它把自然、社会、人自身的知识统统包容于哲学母体中，在这一时期，真正独立的自然科学还没有形成。近代，伽利略和牛顿开创了近代科学，后来，笛卡尔发展了一种从“自明性” 的原理出发进行演绎的方法，以及把研究课题分得越来越细的分析方法，人类进入了科学发展史上的一个新时代－－“分析时代”。近代自然科学正是以追求精确、清晰、周密的“拆零实验”式的分析为基础的。这种分析方法使人们的认识水平大大提高，使人类对自然界的认识达到了空前的广度、深度和精度。
    但是，随着科学的不断发展，科学研究的深入，人们的认识逐步向宇观、宏观、微观、渺观等各个领域迅速扩展，随着认识对象的日趋复杂化，这种分析方法就越来越暴露出其局限性。其一，这种“拆零实验”的分析方法固然可以使科学研究不断深化，但是，它把整体肢解为部分，忽略、割裂了事物之间的固有联系，使理论无法全面地、系统地反映事物的整体性。其二，在这种方法基础上形成的理论，基本上属于一种静态的理论，仅是对现有事物及其运动的说明，很难对事物未来的发展变化做出科学的预测和解释。其三，分析方法对精确的严格追求与认识对象的复杂性产生了难以调和的矛盾。随着认识研究对象的数量之大、层次之繁、结构之复杂、因素之众多日益呈现出前所未有的局面的同时，认识对象还出现了大量的不确定因素，如隶属的不确定性，外延的不清晰性，内部信息的不完全性，内涵的不确定性，关系的不明确性等等。在以精确为目标的探索中，人类自信自己正在逼近客观世界时，实际上却正越来越远地背离客观世界。复杂性与精确性的矛盾日益尖锐、科学的发展面临着严重的危机，人们亟需寻找新的认识方式。
    到了20世纪中叶，这种发展模式已走到了自己的顶峰，出现了科学重新统一历史需要。各分支学科在自己的对象领域的中心部分充分研究之后，必然要向与其它学科接壤的边缘地段拓展，导致边缘科学、交叉科学和横断科学纷纷出现。原本分明的学科界限模糊了，不同领域相互过渡的道路打通了，科学逐渐演变为一个在任何一处都没有鸿沟的整体。现代社会日趋大型化、复杂化，出现了大工业、大农业、大经济、大军事、大政治、大科学、大教育、大文化、大体育等等。任何一个大型复杂问题的解决都不能由某一学科单独完成，必须综合应用多学科知识，进行跨学科研究。跨学科研究促使不同学科在更深层上交叉和沟通，系统科学的分支学科几乎都是这种跨学科研究的产物。大型化，复杂化的突出后果，使社会生活的各方面都离不开大规模的规划、组织、协调，必须有相应的科学理论和技术方法。当然，应当明确的是科学重新统一并非取消学科划分，回到古代科学的状况，分支化还存在，新的学科将继续产生。
    不同学科的相互沟通、交叉、渗透和综合成为主要趋势，新学科大多是综合性科学。重新统一的科学作为一种系统，要求有一种能把现有纵向划分的学科沟通连缀起来的横断学科，提供不同学科都使用的概念、原理和方法，使科学在整体上具有纵横交错的网络结构。系统科学就是这种横断科学，它的科学使命是使新型科学成为一个按多维网络结构组织起来的复杂巨系统，是一种新型跨学科的学问。
    系统科学的诞生为科学的发展指明了新的方向，体育系统仿真正是在它的指引下提出来的，并遵循着系统科学的思想发展建设自己，发展自己。

3.体育系统仿真是一门独立的学科

    仿真，顾名思义，模仿真实。但它作为现代词语出现却译自英语－－Simulation，这是因为现代仿真技术起源于西方国家。仿真，作为一种技术由来已久，从古老的建筑艺术和悠久的造船技术中我们都能够找到人类利用模型辅助设计的朴素仿真思想。随着人们认识自然和改造自然能力不断增强，作为实践经验总结的科学和技术也有了迅猛的发展。从开普勒的行星运动三大定律，到牛顿的万有引力定律，再到爱因斯坦的相对论，利用数学手段对客观事物进行描述的理论越来越完善，而且研究的范围也越来越广，从身边发生的自然现象到广袤无垠的宇宙奇观。长期以来，人们充分认识到利用数学模型去描述所研究问题的优越性，并且逐步地发展成为了系统研究和系统分析理论，这就形成了一种崭新的科研思想－－系统仿真思想，但此时的仿真与远古时候的仿真已经大相径庭了，模型则由原来简单物理模型演变为现代精密自控实物模型以及数学模型。特别是电子计算机的出现，对系统仿真的发展产生了不可估量的影响。许多复杂的数学模型可以通过计算机进行计算求解。由此，利用数学模型描述系统特征并利用计算计进行求解的方法逐步被应用到各个领域，最终形成了现代计算机仿真技术。
    长期以来，作为社会实践的一部分，人们普遍认为系统仿真仅是一项应用在各个领域的应用技术，即一种利用计算机及其它设备来研究、设计、培训系统管理与操作人员的工具。如果查阅一下历届国内外系统仿真的学术会议论文集，就不难看出，仿真技术在各个领域中的应用性论文常常占据了全部论文的一半以上。尽管对不同的应用领域，系统仿真都有它们的特殊问题，但是，仍有大量共性的问题。比如：
    如何将一个待解决的问题变成一个系统仿真问题？
    如何根据人们对实际系统的了解来建立系统的仿真模型？
    如何验证模型的有效性？
    如何根据研究的需要来设计仿真试验？
    如何将仿真模型变成计算机上可以执行的程序？
    如何确认程序的正确性？
    如何利用计算机进行规定的仿真试验（包括采用什么样的算法、如何使算法加载于模型－试验对、实验结果是否可信等等）？
    如何对仿真实验结果进行分析（包括进行哪些分析、如何进行分析、原始问题的目标与仿真实验结果之间是什么关系等等）？
    如何根据结果分析来修改模型？
    近年来，正是对这些共性问题的研究才逐步形成了系统仿真这门学科，系统仿真作为一门专门学科才真正独立出来（如图1）。

4.体育系统仿真的定义

    钱学森有一个重要观点：各门学科都是以客观世界为研究对象的，依据研究对象来划分学科门类的传统方法是不科学的。在终极意义上我们必须接受这一观点。不过，“横看成岭侧成峰，远近高低各不同”，观察小小的庐山尚且如此，研究无限多样复杂的客观世界，更需从不同的视角去观察。如物质运动的角度、数量关系的角度等等。从不同视角观察同一对象世界，进入观察者视野的现象和事实便不同，从而形成不同的知识体系，即不同的学科门类。正是基于这一观点，笔者才开始了体育系统仿真的研究。
    应当注意这样一个问题，系统仿真学的兴起，使得它迅速地渗透到社会的各个领域:电力系统、工业制造、化工、石油，甚至经济、政治领域都开始关注系统仿真的研究，不少的单位成立了仿真中心和仿真研究室，仿真研究呈现出一派欣欣向荣的景象。但是，系统仿真毕竟是一门十分年轻的学科，就其本身而言，它作为一门独立学科进行研究也是刚刚起步，所以，与其他学科进行交叉研究时未免带有一些粗糙的感觉。这种“粗糙”并不是说在应用技术上的不成熟，而是指目前还没有建立起相应的交叉学科，或者说还没有针对本领域的特殊性而独立出来进行专门性研究。比如，清华大学熊光愣教授在现代先进的工业制造仿真领域的研究，北京航空航天大学教授王行仁教授在控制仿真领域的研究等等，这些在仿真界德高望重的老前辈，为我国仿真事业在各个领域的发展做出了卓越的贡献，建立属于自己研究领域的仿真学科至今或许仍是他们的一个美好愿望，但是一个学科的成长需要一个母体，而在他们的那个时代这个母体－－系统仿真，才刚刚成长。
    当历史的车轮碾到21世纪，我们看到了一个相对独立的、充满活力的系统仿真学科正在日益成熟，可以乐观地认为它与其他学科的交叉研究的时代也即将到来，体育系统仿真的研究就是这样一次的大胆尝试。“成也萧何，败也萧何”，笔者甘愿做一回“第一次吃螃蟹的人”。但是，体育系统仿真是综合社会学、管理学、运动训练学、计算机科学、图形学、预测学、决策学、心理学、数学等众多学科的交叉学科，又在毫无经验可借鉴的情况下，如果给体育系统仿真下一个准确的定义，是一件不容易的事情。其实，笔者也不提倡过早地给出这个定义，当然，也不可能给出一个十分准确的定义。一方面，一个新学科诞生就是一个新系统的诞生，一个新系统是诞生于混沌之中，一个新学科产生之初也是这样。若将宝贵的研究时间一开始就放在从千头万绪的问题中讨论怎样准确定义一个名词的争论上，未免有些本末倒置，最终反而影响其发展。“争端问题搁置后议，埋头发展经济”，只要大家都积极地参与到体育系统仿真的研究中来，它也切切实实地给体育的发展乃至社会、经济的发展带来好处，定义的问题放在在今后考虑也不迟；另一方面，如果我们过早地对一个新兴学科进行定义，就会过早地将一个充满活力的学科束缚在一个既定的领域、既定的研究思维和方法的框框中，尤其对于一个综合交叉的边缘学科来说这更将是十分悲哀的事情。其实，一个准确的定义也只有在足够多的社会实践中才能准确地抽象出来。
    然而，一个新的学科既然是一个新的系统，就应该有区别其他系统的一些质的东西，也就是系统的边界问题，否则，难免有仲马不分之嫌，浑水摸鱼之虞。同时，也容易造成其发展失去方向感。诚然，笔者不试图也不可能对体育系统仿真的定义给出一个完整的描述，但在此也给出一个十分笼统的定义：体育系统仿真是一门利用系统仿真的方法研究体育领域问题的综合集成的实验科学。