3.2 汽车工程学的方法论
对复杂性的探索、对开放的复杂巨系统的研究已为汽车工程学提供了方法论武器，那就是从定性到定量的综合集成方法（meta-synthetic engineering）[11]。这是国内科学界目前提出的求解复杂系统的方法。
尽管钱先生把“从定性到定量的综合集成”称为“方法”，实际上是提出了一种方法的纲领，创造了一种产生研究开放的复杂巨系统方法的“孕育器”。人们使用这一“孕育器”，可以在各自的工作实践中设计出各种方法和技术工具。尽管这种方法论已经指导了管理、金融、生态、生物、社会、地理、军事、脑科学等领域里的研究，但在工程上应用的实例还不多见。汽车工程学的一个重要而艰巨的任务，就是在实践中创造性地应用这种方法论，创造出在工程领域解决复杂性实际问题的方法范例。
钱先生等人这样描述他们提出的定性和定量相结合的综合集成方法（后来改称“从定性到定量的综合集成方法”）：“通常是科学理论、经验知识和专家判断力相结合，提出经验性假设（判断或猜想）；而这些经验性假设不能用严谨的科学方法加以证明，往往是定性的认识，但可用经验性数据和资料以及几十、几百、上千个参数的模型对其确实性进行检测；而这些模型也必须建立在经验和对系统的实际理解上，经过定量计算，通过反复对比，最后形成结论；而这样的结论就是我们在现阶段认识客观事物所能达到的最佳结论，是从定性上升到定量的认识。”[12]
在具体的方法上，钱先生提出了“从定性到定量综合集成研讨厅体系”，就是“把今天世界上千百万人的聪明智慧，和已经不在人世的古人的智慧综合起来[13]”，并且将其英文名定为hall for work shop of metasynthetic engineering。互联网和大数据已为实现这种广泛的讨论提供了硬件和数据支持。
钱学森等人提倡的方法论既蕴涵中国文化中注重辩证逻辑，阐发想象，侧重实践的传统，又融贯了西方科学研究注重形式逻辑，侧重推演，追求量化的精髓，也发扬了现代科研的利器——计算机模拟，既注重经验的作用，又力图以客观的方式演算出直观而精确的研究成果。钱先生把量化计算作为对经验认识去芜存菁，提炼升华的手段说明，计算、仿真、模拟、量化分析是复杂性科学研究的高级手段，也是汽车工程学力求达到的高级手段。运用从定性到定量的综合集成方法，我们可以从涌现的角度研究道路交通伤害的成因、道路交通伤害的一揽子预防/控制措施、汽车对局域空气质量的影响、城市和区域道路交通系统的整体行为、汽车与资源的相关性、汽车与社会的相关性、汽车与文化的相关性、汽车与政治的相关性等重大课题，以及市场、竞争、生长[14]、管理、秩序等复杂行为，这种包括研究组成系统元素间的连带、干扰、刺激、反馈、抑制等关联关系在内的整体性研究用还原法是不可能进行的。通过从定性到量化的反复迭代，到达量化模拟和仿真的境地。仿真的结果可让我们预先知晓在这些复杂系统中，那些行为是有利于让更多的人分享汽车带来的福祉，那些行为需要引导或抑制，从而极大地减少盲目性。随着研究—实践验证—修正方法—研究的螺旋上升过程的持续进行，研究的结果会越来越逼近于真实。当然，求解这些复杂系统的结果不大可能是确定的精确解，很可能像天气预报那样，是一组事件出现的概率，而我们的对策也是有侧重的多种预案。
以上论述启示我们：第一，由于还没有找到求解复杂巨系统的数理方法（一旦能用数学定量描述一个系统，这个系统就不能再被称为复杂系统了），经验和专家的判断力在求解这类系统时扮演着重要的角色，这也是复杂系统区别于一般系统的特殊属性。尽管经验知识属于前科学范畴，它只能回答是什么，不能完全回答为什么，但它对于复杂系统的研究仍然是必要和宝贵的。虽然是经验性的判断，其中却蕴涵着常人不具备的知识和智慧，因为此时还无法定量描述研究的对象，所以有指向的假设就尤显重要。第二，量化的工具是人、经验、计算机、网络、数据库结合。第三，需要经过经验假设到量化计算的多次循环迭代，螺旋上升，才能将经验升华到对事物的整体性理解，进而解释和预见系统的行为。每一次定量计算的方法经实践多次检验，确认预测的结果正确有效后，这种建模计算的方法就会得到某一领域的专家的普遍认同，就会被普遍应用到这个领域；同时，我们又将面临新的需要用经验假设求解的复杂问题，然后再建立多元参数模型进行试算，找到定量计算的方法。如此反复循环，认识世界的手段从低级向高级螺旋上升，一步步揭开复杂之谜，进而解释和预见复杂系统的行为。
整体论和还原论相结合是指导汽车工程学研究的方法论。我们提倡整体论方法，并不意味着排斥还原论方法；相反，汽车工程学研究强调在整体论指导下的整体论方法与还原论方法结合，许多研究课题仍然要开拓还原方法来解决。换言之，整体论的崛起只是在终结“还原论万能”的基础上，提出了它的适用边界。从部分的机制和微观结构中寻找对整体现象的说明——这种简单外推的方法在有的情况下是片面的，例如用物理—化学规律来解释生物学现象，用机械定律来解释有人参与的系统的行为等；在有的情况下，用这种方法得出的结论又符合客观实际，如对一些简单系统的分析，而简单系统又大量存在于我们的研究对象之中。另外，所谓复杂与简单是一个相对的概念，一定的子系统相对于复杂的上层系统而言，可以定义为简单系统，也可以用还原法处理，前提是组成它的元素间的相关性对于我们研究的客体不产生宏观的影响，而整体论方法则着重强调系统内部各部分之间的相互联系和作用决定系统的宏观性质。如果没有对部分的演变机制和微观结构的深入了解，也难以具体把握整体的性质，“见木不见林”有失偏颇，但“见林不见木”也失之肤浅。汽车工程学正要在深刻了解系统元素的性质和行为原理的基础上，在分析元素间相互联系和作用中找到系统的整体性质和行为原理。简而言之，汽车工程学的方法论既要批判地超越还原论，弘扬整体论，也要包容和发展还原论。
借助对复杂性的认识，可以了解到一些复杂系统的特性，这些带有普遍性的特性又予我们方法论启示，下面列举四条这样的启示。(https://www.daowen.com)
1.整体思维，综合解决
这是复杂性科学对方法论的重大变革。为什么复杂性能够吸引那么多一流科学家的注意？因为用还原论无法认识和解决当今人类面临的许多问题。每当遇到复杂事物时，传统的分析方法教我们像了解一架机器一样，渐次将事物拆分为部分，一直拆到我们有能力分析的部分为止；分别分析这些部分之后，再外推他们合成的特性。这种为了追求“精确分析”而割断彼此联系的方法把整体撕为碎片，使基于碎片的“精确分析”在整体上失之偏颇。当大量的汽车消费行为聚集起来时，就会出现引导消费的时尚，但这类群体特性在拆解时就会丢失。一架机器拆解后重装还可以恢复原有的功能，一个鲜活的生命体切开来分析之后再复原，就丧失了生命鲜活的特质，有的整体性不能用部分的特性推导得出。要根本解决问题，非整体思维，综合解决不可，只有用这种“大思维”才能找到解决人类发展面临的重大问题的根本出路，因而直觉、经验、预感等对整体做出判断的方法在汽车工程学研究中会活跃起来。
2.了解涌现
涌现现象是复杂性科学研究的重点对象，但涌现是什么，还没有权威的解释。密歇根大学教授约翰·霍兰（John Henry Holland，1929—2015）在1998年出版的Emergence：From Chaos to Order（《涌现：从混沌到有序》）中引用葡萄种子长成葡萄树和国际象棋的二十几条游戏规则的限定就使人经过几百年的研究之后，还能不断发现新的走法为例，把涌现的本质归纳为：由小生大，由简入繁。[15]霍兰的解释说明，只有弄清楚了涌现，我们才能弄清一些现象的奥秘，例如，生命死亡之后，生物体就成为纯粹的物质，说明生命并不是物质本身，而是物质相互作用涌现出来的动态行为。一般人也许更容易理解如下对涌现的直白解释：因个体自发的行为而导致的整体持久稳定的行为模式，即涌现就是大量微观行为的宏观性显现。或许，形象的解释可以是，无意义的碎片拼出了有影响力意义的图形[16]。认识涌现极其重要，不仅本书的多处讨论要用到这一概念，更重要的是汽车工程学研究复杂系统的根本目的是预测和控制涌现，它所研究的许多现象，如排气污染、交通拥堵、资源制约、企业竞争、消费时尚等都是由大量个体人、车行为的整体性涌现。
3.懂得共同进化
在事物的发展过程中，每个部分都会与其他部分相互作用和影响，从而引发部分之间、部分与整体之间的共同进化：个人的进步既激发同事的进步，促成组织的进步，也依赖于同事的进步、组织的进步；企业的进步既促进关联企业的进步、产业的进步，也依赖于关联企业的进步、产业的进步；产业的进步既推动关联产业的进步、社会的进步，也依赖于关联产业的进步、社会的进步。下级与上级、产品与消费、企业与用户、对手与对手、强者与弱者、规则与它的相对人、经营与市场、理论与实践、教与学、争与辩等矛盾各方都处于从不平衡到平衡（动态平衡）的共同进化之中。共同进化也在教会我们全面地分析和解决问题，在分析研究对象进化的同时，也要考虑到由此连带和促进其他相关部分的进化。
4.认识系统依赖的敏感性
西方谚语说：“丢失一颗钉子，钉松一只蹄铁；钉松一只蹄铁，折了一匹战马；折了一匹战马，伤了一位骑士；伤了一位骑士，输了一场战斗；输了一场战斗，亡了一个帝国。”这是一个动力系统的初始条件的微小偏离引起整个系统的长期连锁反应，即所谓“蝴蝶效应”（the butterfly effect）的放大过程，它告诉我们，设计系统和从事工程活动一定要慎始，方能善终。