测试设计思想
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2.1.3 被测对象的整体涌现性

系统思想主张考察对象的整体性,从整体上认识和处理问题。

存在两类整体性,一类是加和式的,一类是非加和式的。所谓加和式整体性,指那些把元素的属性简单累积起来就能够得到的整体性,如一个单位发放的工资总额等于各个员工工资的加和。系统的特征不仅与这种加和式整体性有关,也与非加和式整体性有关。

唐代大文豪韩愈有诗云:“天街小雨润如酥,草色遥看近却无。”初春田野的片片嫩绿是一种整体态势,从草地之外一定距离“遥看”,即整体地把握观察对象,草色便呈现在眼前;走在草地上一片一片地“近看”,意味着把整体分割为元素去考察,草色便不可见。这两句诗形象地刻画了非加和式整体性的含义。

非加和式整体性既包括定性方面,也包括定量方面。它们在元素层次上是无法理解的,甚至不可能被发现。单个分子无温度和压强可言,一旦聚集起来形成热力学系统,便涌现出温度和压强等整体特征量,用它们可以描述系统的整体性质和运行演变过程;H原子和O原子化合为H2O分子,再聚集为水,就具有不可压缩性和溶解性等全新特性,而单独的H原子、O原子以及H2O分子并没有这些特性;无生命的原子和分子组织成细胞,就具有生命这种神奇性质,还原到分子或原子便不复存在;一堆自行车零件对行人没有用处,组装起来则具有交通工具的功能;民航旅客服务系统中的每个组件都无法独立向用户提供服务,但是把它们恰当地编排在一起后,却可以完成极其复杂的机票销售业务。无论是天然事物,还是人类研发生产实践中的被测对象,整体特性和其元素特性之间的这种差别,是客观世界普遍存在的现象。

系统科学的一个基本结论是:若干元素按照某种方式相互联系而形成系统,就会产生这些元素及元素总和所没有的新性质,这种非加和的新性质只能在系统整体中表现出来,一旦把整体还原为它的组成部分,新性质便不复存在。我们称这种新性质为系统的整体涌现性。整体涌现性的本质是非线性关系的普遍存在性。

对以系统形式存在的被测对象而言,整体涌现性有正反两方面:不仅体现在与理想相符的特性上,也体现在与理想不符的缺陷上。很多时候,正是由于测试者对整体涌现性认识不足,以加和式整体性的方式去理解被测对象的整体涌现性,才导致了缺陷的遗漏。

一种常见的误解是,只要对被测对象的所有元素进行了充分的测试,被测对象整体就不会有问题。譬如在软件领域,很多系统采用微服务架构,整个系统由一众小规模、特性单一的微服务组成。很多测试者在测试这类系统时,倾向于将绝大部分资源投入到面向单个微服务的接口测试中,缺少对系统整体行为的关注。实际上,软件中的某些缺陷并不会影响函数和接口的功能,却会对端到端的质量特性造成危害。这些缺陷通常无法在针对微服务接口的测试中检出,只有针对系统整体的测试才能追踪到它们的蛛丝马迹。