本節書摘來自華章出版社《系統架構：複雜系統的産品設計與開發》一書中的第2章，第2.2節系統與湧現，作者[美]布魯斯·卡梅隆，更多章節内容可以通路雲栖社群“華章計算機”公衆号檢視
2.2系統與湧現
2.2.1系統
由于系統思維是一種把疑問、狀況或難題明确視為系統的思維方式，是以，要講解系統思維，首先就必須讨論系統。英語中很少有哪個詞的使用範圍像系統這樣廣泛，而且其定義也有很多種，本書采用文字框2.1中的定義。
系統是由一組實體和這些實體之間的關系所構成的集合，其功能要大于這些實體各自的功能之和。
這個定義展現了兩個重點：
1.系統是由互相作用或互相聯系的實體組成的。
2.實體之間發生互相作用時，會出現一種功能，這種功能大于或不同于這些實體各自所具備的那些功能。
無論如何定義系統這個詞，其核心都是上面所列出的第一點，也就是必須要有實體及實體之間的關系。實體（也稱為部件、子產品、例程、配件等）就是用來構成全體的各個小塊。關系可以是靜态的（例如連接配接關系），也可以是動态并互動的（例如貨物交換關系）。
根據定義中的這一部分，我們可以确定有哪些事物不能稱為系統。如果某物是一個連貫的整體，那它就不是系統。比如，一塊磚（在宏觀層面上）不能構成一個系統，因為它裡面并不包含實體。然而，一面磚牆卻可以構成一個系統，因為它包含實體（許多的磚塊與砂漿）及關系（負載交換與幾何關系）。毫無關系的一組實體也不能構成系統（例如位于烏克蘭的一個人和位于亞洲的一袋米）。
要想給出一個能夠把非系統的事物排除在外的定義，是相當困難的。有人可以說，一塊磚頭在适當的層面上就是一個系統。因為它是黏土做成的，而黏土本身是多種材料的混合物，這些材料之間具備互相關系，例如可以共同分擔負荷，可以構成平行六面體等幾何形狀。住在烏克蘭的人可能會用歐元購買亞洲的米，于是這兩個實體就可以構成一個交易系統。
寬泛地說，任何一組實體其實都可以解讀為一個系統，這也就是系統一詞使用面較廣的原因。有一個與系統密切相關的概念，叫做complex。作為形容詞來講，它的本義和首要義項是“複合的”，用來形容實體與關系較多的事物。而在某些語言中，complex還可以作為名詞，用來表示“系統”這一含義。這種用法在科技英語中也有所展現，例如“肯尼迪航天中心39a發射複合體”（launch complex 39a）中的“複合體”，指的就是“系統”。
系統和産品，是兩個容易混淆的概念。産品是能夠交換或具備交換潛力的事物。有一些事物是産品但不是系統（例如米），還有一些事物是系統但不是産品（例如太陽系），但由于很多事物既是産品（可供交換）又是系統（含有很多互相聯系的實體），是以這兩個詞經常混用。
與系統有密切關系的另一個概念是架構，也就是本書的主題。用最簡單的話來說，我們可以把架構定義為“對系統中的實體及實體之間的關系所進行的抽象描述”[1]。由于架構是對系統所做的描述，是以對于一個存在且能夠運作的系統來說，這兩個概念顯然是緊密相關的。
2.2.2湧現
在系統這個詞的定義中，第二項特征是系統思維所要強調的重點。系統是一組實體及其關系的集合，其功能大于這些實體各自的功能之和。
系統思維所要強調的這一部分，就是湧現（emergence）的意義所在，也是系統的力量與魅力所在。湧現是指系統在運作時所表現、呈現或浮現出的東西。我們之是以要建構系統，就是為了取得令人滿意的湧現物。對湧現的了解，是系統思維的目标，同時也可以展現出系統思維的藝術。
當系統的各個部件聚集起來時，會湧現出什麼東西呢？最明顯和最關鍵的湧現物，就是功能。功能（function）是系統所做的事情，也就是它的動作、産出或輸出。我們設計某個系統，是想使該系統湧現出可以預期且令人滿意的主要功能（例如汽車可以載人）。這項主要功能，通常與系統所産生的好處有關（我們之是以買車，是因為它有個好處，這個好處就是可以載人）。系統也可能會湧現出我們可以預料到但不合人意的産出（例如汽車燃燒碳氫化合物）。有時，當系統成形時，還會湧現出意料之外的功能。比如，汽車可以給人一種自由感，這項意料之外的産出，是令人滿意的。而有些意料之外的功能卻是我們所不願意見到的，例如汽車可以緻人死亡。從表2.1中可以看出：系統所湧現出來的功能，有些是可以預料到的，有些則是在事前無法預料到的；有些功能令人滿意，另一些則不合人意。此外我們還可以明确地看出：除了主要功能之外，系統還可能湧現出其他一些令人滿意的功能，例如人在汽車裡可以感到溫暖或涼爽，汽車能夠令人感到愉悅等。
表2.1 對湧現出的功能進行分類
預期的湧現意外的湧現，令人滿意的汽車可以載人，汽車内可以使人感到溫暖/涼爽，汽車令人感到愉悅，汽車可以創造一種個人自由的感覺
不合人意的，汽車燃燒碳氫化合物，汽車可以緻人死亡。
系統的基本性質在于它會湧現出新的功能。比如圖2.1中的這兩個元素：沙和漏鬥形玻璃管。沙是一種天然材料，并沒有預期的功能。漏鬥可以彙聚其他物品或使之沿管道流出。當這兩件元素組合起來時，一項新功能就誕生了，這就是計時功能。我們怎麼會知道沙和漏鬥拼接起來能變成一種計時器呢？沙和漏鬥這兩個機械元素怎麼會産生一種可以記錄抽象概念（也就是“時間”）的資訊系統呢？
除了功能之外，系統還會湧現出性能（performance）。性能就是系統運作或執行其功能的好壞程度。它是系統功能的一項屬性。某輛汽車的運輸速度有多快？某個沙漏能否準确地計時？這些都是性能問題。圖2.2中的足球隊是個人類系統。所有足球隊的功能都一樣，就是隊員協作比賽，取得比對手更多的進球。然而，有些足球隊的成績要比其他足球隊更好，因為他們可以赢得更多的比賽。圖2.2是參加2014年世界杯的德國足球隊，他們赢得了冠軍，可以說是這屆比賽中成績最好的球隊。
圖2.1 由沙和漏鬥構成的系統所湧現出的功能：計時
圖檔來源：look die bildagentur der fotografen gmbh/alamy
系統架構的第一條原則所談的就是湧現（參見文字框2.2）。原則是一種長期有效的道理，它們總是能夠（或者幾乎總是能夠）适用于各種問題。本書在介紹系統架構的原則時，一般都會先給出一些名人名言，用來展示偉大的思考者如何将這些原則精彩地表述出來。每條原則都會包含叙述和指引這兩部分（指引部分可以用來指導我們的行動），有的原則還會給出深入的讨論。
文字框2.2 湧現原則（principle of emergence）
“系統并不是其組成物的簡單加總，而是這些組成物之間互動的産物。”
—russell ackoff
“整體大于其各部分之和。”
—亞裡士多德（aristotle），《形而上學》
當各實體拼合成一個系統時，實體之間的互動會把功能、行為、性能和其他内在屬性湧現出來。我們要思考并試着探尋系統所湧現出的預期屬性和意外屬性。
實體之間的互動會導緻湧現物。湧現物指的是系統在運作時所表現、呈現或浮現出來的東西。系統的附加價值是由湧現物所賦予的。
湧現的結果，使得變化以無法預知的方式進行傳播。
一個實體所發生的變化将會如何影響湧現出來的屬性，是很難預測的。
能夠湧現出預期屬性的系統，是成功的系統。不能湧現出預期屬性或意外湧現出不良屬性的系統，是失敗的系統。
除了性能之外，系統還會湧現出其他屬性，例如可靠性（reliability）、可維護性（maintainability）、可操作性（operability）、安全性（safety）和健壯性（robustness，魯棒性）。這些以“某某性”為格式的屬性，其對應的英文單詞大多以“ility”結尾。與功能和性能方面的湧現物不同，這些屬性并不是立刻就能創造出價值的，而是要通過系統在整個生命期中的運作情況來展現。某輛汽車是否能安全地載人？某個沙漏是否能可靠地計時？德國足球隊是否能穩定地赢得比賽？某個軟體是否能健壯地或可靠地運作？某輛車在路邊抛錨，究竟是機械性的故障，還是嵌入式軟體性的故障？
在表2.1的四類湧現物中，最後一類湧現物特别重要，值得單獨讨論，這就是意外且不良的湧現物。我們把這種湧現物稱為緊急狀況（emergency，這個詞的詞根和湧現物的英文單詞emergence相同）。汽車可能因失控而導緻旋轉或翻滾。足球隊可能會在重要的比賽日産生沖突或表現不佳。圖2.3是襲擊新奧爾良的卡特裡娜飓風（hurricane katrina），這是一種引發緊急狀況的自然現象。這個系統的破壞力非常大。
這些和功能及性能相關的湧現屬性（也就是剛才提到的“某某性”），以及系統不引發緊急狀況這一特點，與系統所創造的價值有着密切的聯系。價值就是有着一定成本的利益。建構系統是為了獲得利益（這個利益，在觀察者的眼中，是以财富、名望或功用等主觀标準來評判的）。
總之：
系統是由多個實體及實體間的關系所構成的集合，其功能大于這些實體各自的功能之和。
每件事物幾乎都能視為系統，因為其中差不多都含有一些互相關聯的實體。
當系統的功能大于其中每個實體各自的功能之和時，就會有湧現物出現。
對湧現物的了解，是系統思維的目标，同時也展現出系統思維的藝術。
系統運作時會湧現出一些功能、性能，以及一些以“某某性”為名的屬性。與系統不引發緊急狀況這一特點一樣，這些功能、性能和屬性，也都與系統的利益和價值密切相關。