摘要:本文试从复杂性系统结构的复杂性理论出发对竞技能力系统的结构特征进行剖析,诠释竞技能力系统结构具有的复杂性特征,即:1)竞技能力系统要素的多元性;2)竞技能力系统内部层次的多重性;3)竞技能力系统要素间关联的非线性;4)竞技能力系统构型的多样性。并在此基础上为进一步研究竞技能力性态复杂性做好准备。
关键词:竞技能力系统;结构;复杂性特征
中图分类号:G808
文献标识码:A
文章编号:1007-3612(2011)02-0113-05
在运动训练理论与实践中,竞技能力问题一直是运动训练的核心问题和热点问题,训练的目的就是不断提高运动员的竞技能力水平,以形成更高水平的竞技状态。竞技能力是竞技状态形成、发展的基础,没有竞技能力作保障,不可能有良好竞技状态的形成,也就不可能取得好的比赛成绩。李少丹教授研究发现竞技状态不断涌现出非线性、不确定性、无序、多样性、动态性和不稳定性等复杂性。然而,竞技状态是竞技能力的功能表现形式,竞技状态的不同是由于竞技能力功能的表现形式的不同。竞技状态的复杂性就是竞技能力功能表现形式的复杂性。但竞技能力功能与竞技能力的结构密切相关。功能与结构是事物的两个方面,结构是事物的内在构造,是横向的,相对静止的方面;功能是系统的外在行为,是纵向的,动态的方面。结构作为内在根据决定着事物的行为,在要素既定的条件下,一般来说,有什么样的结构就有什么样的功能。既然结构决定功能,那么竞技能力的功能复杂性即竞技状态复杂性就是由竞技能力结构复杂性决定的。本文试从复杂性系统结构的复杂性理论出发拟对竞技能力系统的结构特征进行剖析,诠释竞技能力系统结构具有的复杂性特征,并在此基础上为进一步研究竟技能力性态复杂性和更好理解竞技状态的复杂性做准备。
1 系统结构和结构的复杂性理论
无结构的系统和无系统的结构都是不存在的。结构问题是系统科学的基本问题,也是近代科学中议论较多的问题。各种对系统结构的研究都从各个不同方面揭示了系统结构的基本特征,有的从系统的目的性,有的从系统要素关联性,也有的从系统的整体角度。可见,结构是主要指事物(系统)内部各组成部分相互关联的方式,归纳起来它总是离不开三个基本问题:1)系统是由哪些元素构成的?2)这些元素关联有哪些?3)元素和它们间的关联对系统整体性有什么影响?因此,想要理解系统的结构就要从以上三个基本问题出发,深刻了解系统元素种类、理清元素之间的关联和关联的关联即整体性关联。
复杂性科学是一门研究系统复杂性和复杂系统的学科。许多研究复杂系统的学者都非常关注系统结构的复杂性特征。系统结构的复杂性是复杂性系统具有重要特征之一。吴丹教授研究指出,结构复杂性指系统内部要素之间通过相互作用构成的排列组合的复杂性。结构复杂性可分为分形结构复杂性和非稳定结构复杂性。结构的复杂性既包括组分的复杂性、构成复杂性,又可包括层级的复杂性和结构的稳定性。从各种关于系统的结构和结构复杂性研究可知,要考察一个系统的结构和系统的结构的复杂性至少应从四个方面关注:1)系统元素和要素的多元性;2)系统内部层次的多重性;3)系统要素间关联的非线性;4)系统整体构型的多样性。
2 竞技能力和竞技能力系统语义界说
2.1竞技能力语义界说1984年,田麦久博士在《试论竞技能力决定因素之分析》一文中首次系统而完善地阐明了竞技能力的含义及其在运动训练过程中的重要性,即运动员参加训练和比赛所必须具备的本领,是运动员技能、体能和心理能力的综合。1986年,“竞技能力”一词明确写入是由过家兴教授等人编著的《运动训练学教材》。所谓竞技能力是指运动员有效地参加训练和比赛所具备的本领,是运动员体能、技能、智能和心理能力的综合。这一概念的使用标志着“竞技能力”的概念得到了认可,并开始为广大体育界人士接受和采用。1990年,全国体育学院通用教材《运动训练学》中指出,竞技能力是指运动员有效地参加训练和比赛所具备的本领,是运动员体能、技能、智能和心理能力的有机结合。2000年,由田麦久博士主编的全国体育院校通用教材《运动训练学》一书中,更加明确地阐述了竞技能力的含义,即指运动员的参赛能力,是由具有不同表现形式和不同作用的体能、技能、战术能力、运动智能以及心理能力所构成,并综合地表现于专项竞技的过程之中。张洪潭(2004)认为竞技能力是运动员在先天因素基础上及后天因素作用下通过专门训练而积聚的参赛夺标的主观条件。杜海波等(2007)在分析前人关于竞技能力定义的基础上,把竞技能力重新界定为“运动员在先天因素基础及后天因素作用下,通过专门训练而积聚的与运动成绩密切相关的各主观因素及其相互联系的有机体”。综合以上研究主要从解释学角度认识竞技能力的意指对象,明晰界定了竞技能力是运动员训练和比赛中的必需能力,并首先提出竞技能力各个要素的基本观点,但仅止于此,并未明细揭示其结构和组合的规律特性。
2.2竞技能力系统语义界说世界物质皆系统,无系统的物质是不存在的。竞技能力就是一个复杂的系统。随着系统科学和复杂性科学相关理论向运动训练学理论的渗入,学者们从系统的观念对竞技能力系统进行了探讨。从更为宽泛的论域尝试对竞技能力展开解析。主要代表有代中善的模糊性大系统观,即“竞技能力是运动员个体在以身体练习为主要形式的运动场上体现的综合素养”。钟秉枢、韩丹的主客体二重性系统观,钟秉枢认为,竞技实力是指与夺取比赛胜利直接相关的客观力量(主要由运动员的技术、战术水平、身体素质、形态、机能水平,以及心理、智力水平来体现)、主观力量(主要由运动员的精神状态、意志品质来体现)而形成的综合力量。按存在状态可分为现实实力、可能实力和潜力(潜在实力)韩丹认为,运动竞技能力是指参赛者争夺运动项目竞赛目标的主观与客观因素的总和。郑念军、宋会君的客体单一小系统观,即“竞技能力是相互区别、相互作用的身体形态、机能、素质、技术、战术等组成要素有机地联系在一起,为实现竞技状态转移而表现出一定训练和参赛能力的有机体”。宋会君界定,竞技能力系统是由相互区别、相互作用的身体形态、技能、素质、技术、战术、智力水平等要素构成的,为实现竞技能力状态转移而表现出具有一定训练水平和参赛能力的有机整体。
以上的研究已经具有系统的理念,但具体从系统角度定义还不完全。关于系统的定义很多,著名系统学家A.拉波波特认为,系统的定义可以从两个方面:一是数学的分析的定义;二是直觉的整体的定义。麦萨维奇把系统定义为:“关系的集合”,这是一种数学定义;系统论的创始人贝塔朗菲给系统的定义:“相互作用的诸元素的复合体,即相互联系的诸元素的复合体”;钱学森对系统的定义是:“系统是由相互作用和相互依赖的若干部分结合成的,具有特定功能的有机整体为系统。”《中国大百科全书》中系统定义
是:“按一定的秩序或因果关系相互联系、相互作用和相互制约着的一组事物所构成的体系”。陈忠将这些具有代表性的定义进行比较并根据具有系统本身的特征出发,即:系统应具有组分的多元性;组合方式的特定性;系统在环境中表示的特殊性;系统变化的不可逆性;整体的价值性与目的性。把系统定义为“系统是由多个部分、按特定方式结合起来、不断演化发展的整体,它在与其他事物和环境的相互关系中体现自己的属性、功能和价值。根据陈忠系统定义,竞技能力系统定义为由身体形态、技能、素质、技术、战术、智力水平等多个要素按特定方式结合起来、不断演化发展的整体,并在训练和参赛中体现竞技需要的属性、功能和价值。
3 竞技能力系统结构的复杂性
从系统结构和结构的复杂性理论与竞技能力和竞技能力系统语义来看,竞技能力系统结构就是竞技能力系统整体构架,是身体形态、技能、素质、技术、战术、智力水平等要素特殊关联。要考察竞技能力系统结构的复杂性必须从竞技能力系统要素的多元性;竞技能力系统内部层次的多重性;竞技能力系统要素间关联的非线性和竞技能力系统构型的多样性等四个方面。
3.1竞技能力系统要素的多元性系统是由相互联系的要素所组成,要素是组成系统的实体和单元。单个元素是不能称为系统的,只有两个和两个以上的元素才能构成一个系统,实际上任何复杂的事物都包含多个元素。竞技能力系统也包括多个元素。对竞技能力系统元素和要素的研究,国内外学者都有不同研究,1986年,过家兴等人编写的《运动训练学》指出竞技能力的构成要素是“体能、技能、智能和心理能力”四要素说。同时按竞技能力获得途径的不同,分为先天性竞技能力和后天性竞技能力,后来也有人称之为遗传性竞技能力和训练性竞技能力。1988年,周西宽在《体育学》提出了竞技能力构成的“七要素说”,即机能、形态、素质、战术、技术、心理能力和智能。1990年,徐本力在《运动训练学》中提出竞技能力的构成为“体能、技能、战术能力、智能、心理能力和思想作风能力”六个要素,这一界说将思想作风纳入到竞技能力系统,战术从技能中脱离出来,成为与技能并列的战术能力。1995年,田麦久博士提出了体能、技能和心理能力“三要素说”,并且全面系统地阐述了竞技能力构成要素的表现及决定竞技能力构成因素的基础条件,清晰勾画出运动员竞技能力构成的系统框架。对竞技能力构成要素作了更为详细的分层,将各要素的下级指标更加细化、具体化。2000年田麦久主编的《运动训练学》中指出竞技能力构成为“体能、技能、战术能力、运动智能以及心理能力”五要素,至今五要素说依然有着很强的影响力,很多专项竞技能力研究中均引用了“五要素说”。代中善在其硕士论文中在定性基础上做出了定量描述,揭示出竞技能力内涵特征为健康体能、竞技体能、动作能力、技术能力、技巧能力、表现能力、对抗能力、应变能力、协同能力、控制能力、承受能力等11个要素。
国外训练学专家关于竞技能力系统要素研究的代表性成果有:前民主德国运动训练学专家哈雷博士等在《训练学——运动训练的理论与方法学导论》一书中指出:“竞技能力有赖于运动员的身体能力、技术和战术的熟练性、智力以及知识和经验”;联邦德国运动训练学专家葛欧瑟博士提出运动员运动水平的现实状态包括素质、技术、心理三个方面的因素;综上所述,无论早期还是后期的国内外训练学专家,关于竞技能力要素分类比较模糊、组分混杂多元,从3要素至11要素不等。这些研究都体现了竞技能力系统组成要素的复杂性与多元性。任何复杂的事物都包含多个元素。从不同角度和层次看,复杂事物包含的元素也有不同。竞技能力要素的多元性与复杂性(无论3要素至11要素)是从竞技能力的不同层次和不同角度分析和观察的。要理清竞技能力要素的复杂性和多元性就应当分清层次、分清角度,理清哪些是基本要素,哪些是关键要素。而有时系统的要素的地位往往依据问题的性质不同而异,要素与要素相互转化。因此竞技能力系统要素的多元性与复杂性是竞技能力系统本身要素的所具有的复杂性决定的。
3.2竞技能力系统层次的多重性系统的要素具有以下特点,可分为不同的层次;越复杂的系统,其组成单元划分的层次越多,分层性是复杂系统的重要特性。H.A.西蒙曾提出分层复杂性的概念。所谓分层复杂性就是指系统的层次结构复杂,复杂系统由各个子系统构成,这些子系统又有它们的子系统,如此一层一层地组成复杂系统,形成层次结构。竞技能力系统的结构也具有复杂的分层性,而且具有层次结构的多重性特点。郑念军结合前人的研究成果对竞技能力构成要素进行了分类研究,研究发现竞技能力系统要素具有明显的从属关系和等级层次关系,可以分为三个层次来认识。从最高层次讲,可认为是由体能、技能和心理能力组成;从第二个层次讲,是由形态、机能、运动素质、技术、战术、心理、智能组成;从第三个层次讲,可认为是由身高、体重、胸围等诸多要素组成;依据不同层次,我们可以将竞技能力组成要素向下进一步细分下去。程勇民在研究中发现,竞技能力结构子成分间的关系不明确,竞技能力主导因素的项群分类标准不完善,进而提出了竞技能力的三层次结构,即竞技能力是由竞技实力和发挥能力构成,竞技实力包括体能、技能和战术能力,发挥能力包括认识能力、调节能力和意志力。代中善揭示出竞技能力内涵特征为11个要素,并构建了竞技能力系统结构,该结构将三个层次、三个形态、十一个要素有机地组合成一体。然而竞技能力系统分层远不止三层,如根据竞技能力系统五要素,竞技能力系统可分五个层次,从而形成竞技能力系统的金字塔层次结构的如(图1)。最底层是身体形态层;第二层是身体机能层(力量、速度、耐力、柔韧和灵敏等素质);第三层是技能层;第四层是战术层;最上一层是心理层。而各个层次又可以分成各自的子层次如身体机能层可分为力量层一速度层一耐力层一柔韧一层灵敏层,各自的子层次又可以再分下去如力量分为最大力量、快速力量、力量耐力和反应力量。各自的子层次也可以再分下去如Ehlenz力量耐力可分为最大力量耐力(>75%)、次大力量耐力(50%~75%)和有氧力量耐力(30%~50%)。因而可见竞技能力系统层次是逐次分层的,是一层套着一层、层层镶嵌,具有多重性。分层性是复杂系统的重要特征之一,任何一个复杂系都具有分层性,越复杂的系统它的层次结构越具有多重性。层次的增加一方面使系统结构日趋复杂,但每一层次的划分又会使系统在属性功能上得到一次简化,从而提高效率,趋向优化。效率和发展是导致系统出现层次与层次多重性的根本原因。竞技能力系统是个复杂的系统。从复杂性来看,竞技能力系统结构分层性与分层的多重性正是竞技能力系统复杂性的体现,也系统功能优化、提高效率和发展的需要。
3.3竞技能力系统元素间关联的非线性系统结构不仅要研究系统由哪些元素所构成,而且要研究它是怎样构成的。
系统构成包含两个层面:一是元素间的关系;二是元素与整体的关系。系统的元素之间可以有各式各样的联系,但并不是所有的联系都对系统整体发生影响,把其中直接关系整体属性的那一部分称为元素间关联。关联是系统结构的基础,系统的整体构架就是由各种关联按特定的方式组成的。关联通常从它的数量、性质、强度三方面来研究。一般地讲,只有一定数量的同类元素之间的相互联系和作用是无意义的、无效的,拉兹洛(E.Laszlo)把这种局域化的加和性复合体称为“堆”,即非系统;只有异质性间的关联才可能产生新的特性,因而只有系统要素之间的关联才可能产生非加和性或非线性。因此,一个事物是简单的还是复杂的,并不在于其构成要素的多少,而在于构成要素之间的相互作用是线性的还是非线性的。如果是线性相互作用,那么不论其构成要素的数量多么庞大,其行为也是简单的;如果构成要素之间是非线性相互作用,非线性相互作用所具有的非独立的相干性,使得要素之间彼此影响,相互耦合,出现协同效应。在这种情况下,“输入的微细差异可能很快成为输出的巨大差别——这种现象被称为‘对初始条件的敏感依赖性’。”因此,在非线性系统中,只要有三个以上要素,其行为就会相当复杂,系统的长期行为就难以预测。这说明非线性相互作用的存在的确使非线性系统复杂难解,但这也是线性系统不可媲美的。非线性相互作用作为系统复杂性的根源。
竞技能力系统元素多,元素间关联数量多,最重要的是关联的性质具有非线性相干特征。如运动员生长发育过程中,各个器官系统以及适合于某专项的各种形态、机能的发展具有非线性。儿少时期的形态、机能、生长发育的敏感期从骨骼、肌肉和形态特征上看,先后顺序为:先远端后近端,先四肢后躯干,先下肢后上肢,亦即由足一小腿一下肢一手一上肢一躯干。青少年运动员运动素质发展具有非线性,不同素质在发展速度不同,有时增长很快,又是增长缓慢;既有阶段性的突增,又有较长时间连续的增长趋势。在运动训练理论中,我们把某种素质发展较快的年龄阶段称为运动素质发展的敏感期。运动员技能学习也具有非线性特征,运动技能的形成的分为泛化阶段、分化阶段和自动化阶段。从整个运动技能形成过程来看就是一个非线性过程,其中从练习曲线来看技能的形成有先快后慢、先慢后快和高原现象。同时运动技能之间还存在着正迁移和负迁移的非线性作用。运动战术更是变化多多,不同项目战术不同,同一种项目不同阶段战术不同,同一阶段不同情况战术不同。同一情况战术也可以不同等等。总之在运动训练和比赛中战术具有非常明显的非线性特征。同样运动员的心理也具有非线性,如Yeres&Dodson的到u型理论;Hardy&Fazey的突变模型和汉宁的最佳功能区理论等都表明运动员的心理与竞技能力的发挥具有非线性特征。非线性是竞技能力元素间关联的本质属性,线性关系则是非线性关系的特例。竞技能力元素间关联的非线性决定了竞技能力的复杂性,使得竞技能力结构具有多样性、可变性和特异性。同时使得竞技能力对初始条件的敏感性和对竞技状态的不可预测性,也使得竞技能力具有层层涌现性特点。因此竞技能力的一切复杂性即不稳性、随机性、多样性、特异性、不确定性都与竞技能力系统元素间关联的非线性有关。竞技能力系统元素问关联的非线性是竞技能力复杂性根源。
3.4竞技能力系统构型的多样性系统构型的研究是主要研究元素与整体的关系,研究关联之上还有关联的关联,以及更高层次的整体关联,整体关联也就是系统整体布局、秩序、构形与构架。对竞技能力系统构型研究,国内外许多训练学学者通过竞技能力结构模型进行了探讨,从不同角度对竞技能力的构型进行剖析,对竞技能力组成要素之间、层次之间相互联系、相互作用的方式进行不同侧面的研究。提出了各种独立或者互为补充的竞技能力系统结构模型。1985年,日本训练学专家根本勇首次将经济学中的“木桶理论”引入运动训练领域。“木桶模型”认为:盛水的木桶由若干木片围成,而运动员的总体竞技水平用桶中所盛的水平面的高度来表示,不同的子能力,即体能、技能、战术能力、心理能力和运动智能的发展状况用各木片的长度来表示。各种子能力的程度有所差异,故木片的长度也不尽相同。用这些木片组成一个圆水桶,水桶中水平面的高低代表了竞技能力的动态发展水平,而竞技能力水平的高低并不是由最长的那块木片所决定,相反,是由最短的木片所决定。2000年,李凯从运动素质与运动能力的关系角度,尝试性地提出了“合金理论”,即人的运动能力的构成,不仅仅是其各项运动素质的简单叠加,而是类似于合金的构成,其总体性能由其各组成单质的特性相互作用、相互制约而共同形成。在不同类型的竞技运动中,五大运动素质对于形成综合运动能力所起的作用并不是等量齐观的。并且在各运动素质最大程度地转化为运动员的综合运动能力的过程中,的确存在不可控因素,如人的智力水平、文化程度、心理状态等。运动训练中教练员和运动员应力求减少、降低这些不可控因素的不可控性,使之转化为可控性因素。2002年,吴耀宇以运动生理学中的快、慢肌纤维的分类机制为其理论依据,借鉴“合金理论”中关于金属单质构成合金时的启示,以教练员在运动实践过程中对素质训练的“试误”经验积累为基础,尝试性地提出了解释构成人体运动能力的结构时,素质问互相“复合”,形成“单元”复合结构的理论。“复合”结构分二个层次,一是素质间复合,二是素质与技术、智力、心理等素质的“复合”。2006年,张建华借鉴复合系统及其协调理论,尝试性地提出了竞技能力结构的复合系统理论以及竞技能力的协调模型的设想,即在竞技能力结构中,5个子系统Si(i=1,2,3,4,5或i=体,技,战,智,心)的发展状况取决于其原有发展水平、子系统之间相互作用的程度及外部的影响。2007年,田麦久博士在体育科学发表的《竞技能力结构理论的发展与“双子模型”的建立》利用“木桶模型”与“积木模型”的分野与互补,建构了运动员竞技能力结构特征的“双子模型”,“双子模型”形象地展示了运动员竞技能力的结构特征,用多向的视角去解读运动员竞技能力各个要素之间的组合关系,从而为我们准确地把握运动员竞技能力的构成,科学地诊断运动员竞技能力的现实状态,合理地选择运动训练内容和训练方法,恰当地确定不同竞技能力训练安排的比例,准确地制定和实施参赛战术,提供了重要的科学依据。2010年,李岩以系统理论和混沌理论为理论依据建立的“皮球”理论模型,表现出竞技能力系统的整体性、直观性、动态性和混沌性的特点。然而本人认为李岩的“皮球”理论模型主要缺点缺乏要素之间与层次性关联性。本文中竞技能力系统的金字塔结构模型如(图1)却较为充分体现了竞技能力子系统间的要素之间与层次性关联性,能较好理解竞技能力子系统之间的关系与并在运动实践中具有可操作性,但也缺乏整体性与动态性等。总之,从以上竞技能力系统构型研究发现,竞技能力系统构型具有复杂性,目前还没有一个模型能够完全反应竞技能力系统所有特点。
复杂的系统构型具有复杂性,主要体现在构型的元素动态性、元素之间关联的非线性等。模型只是对构型某些特征的模拟。人们之所以用模型来模仿原系统,是因为各种系统有一定具有相似性、同型性。模型是对现实系统有关结构信息和行为的某种形式的描述。它是对真实对象关系中那些有用的和令人感兴趣的特性抽象化与简化。因而具有客观性,是客观对象的反映,但反映客观事物的某个侧面,因而也具有相对性。同时,模型也具有主观性,是主观选取的。不同的人由于研究的目标不同,就会对某些方面做出不同的简化。随着认识和实践的发展,模型也在发展,因而模型也具有渐进性。同时模型具有以上的属性,因而同一事物的模型可能是多样的。因而,无论什么模型也只能反映竞技能力系统的复杂性的某个方面。加之复杂的系统构型本身具有复杂性。决定了竞技能力系统模型的多样性。但也同时体现了竞技能力系统构型的多样性。
4 结论
结构是系统的整体构架,是系统要素煎的特殊联系,系统通过结构把要素联结起来。竞技能力系统结构是竞技能力系统整体构架,是身体形态、技能、素质、技术、战术、智力水平等要素特殊关联。竞技能力系统结构具有要素的多元性、层次的多重性、关联的非线性和系统构型的多样性的复杂性特征。结构决定功能,功能反映结构。竞技能力的结构复杂性又决定了竞技状态的复杂性。竞技状态的复杂性反映了竞技能力结构的复杂性。对竞技能力的结构复杂性研究具有重要的现实意义。