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d1_0x09_Summary_of_Complex_system
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(* *) DO NOT FUCK WITH A HACKER ($ $)
| - | #10 File 0x09 | - |
| | Summarize the Complexity | |
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| | By Cat <zhurui1351@gmail.com> | |
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(____________________________________________________)
--[ Index
1 - A story
2 - Concept
3 - History
4 - more
5 - Reference
[------------------------------------------------------------------------------]
--[ 1 - A story
设想我们参与了一项改善非洲某部落生活的计算机模拟决策游戏，该部落是一个
半游牧化的部落，他们在沙漠中赶着羊群寻找水源，不断的在各个地方之间流浪。
他们很少种植谷类作物，生活条件恶劣。新生儿死亡率高而平均寿命低，舌蝇摧
残着他们的牛，牛群无法扩大规模。现在假设由于国际社会的支持，向该部落提
供了一大笔的资金，可以用来新建医院，学校，幼儿园，购买化肥提高农作物产
量，挖井来寻找新的水源，总之可以采用一切措施来应对该部落面对的问题。此
时如果你是部落的首领，拥有绝对的决策权，你将采用什么措施来发展该部落了？
我们似乎可以选择多打水井解决水源的问题，迅速扩大牧场，建立良好的医疗卫
生系统降低新生儿的死亡率，购置拖拉机实现农业的机械化等等方法来解决该部
落面临的问题。通过计算机的模拟，起初十几年，由于水源得到解决、牧场得到
扩大、成功的扑灭果蝇使得牛群越来越多，由于医疗环境的改善，人口的平均寿
命得到了很大的提高，整个部落似乎蒸蒸日上。但是这一切却为二十多年后部落
的衰败埋下了伏笔。牧场的迅速扩大使得牧群产生了过牧现象，饥饿的牛群开始
食草根充饥，牧草区植被被破环，植被区严重收缩。医疗卫生情况的改善使得部
落的人口开始大规模的扩张，大量扩张的人口需要更多的水源，因此需要更多的
水井。深井虽然使得问题暂时性得到解决，但加速了地下水的枯竭。到了模拟时
间的20个年头，几乎没有任何牛留下，植被被破坏殆尽，饥荒再次使得人口死亡
率猛增，整个部落一片衰败，生活水平甚至倒退到援助之前的水平，只能靠大量
的外援来缓解他们的困难[1]。为什么会产生这种情况，我们似乎解决了部落面临
的一切问题，却面临了如此大的失败。其实一切的问题都是那么的显然，钻井的
时候忽略了地下水是不可再生的，降低新生儿死亡率，延长平均寿命的同时被考
虑实现计划生育，人口的猛增使得资源的消耗进一步加剧。抑制果蝇使得牛群的
规模开始扩大，而牛群规模的扩大大大增加了植被区的生态压力。我们解决了一
系列亟待解决的问题，却产生了更多更复杂的问题。整个系统犹如一张弹簧网络，
每个节点的扰动都波及到了整个系统，而不可预知的特征在此涌现。像该部落的
问题一样，我们在现实世界中面临的是一系列相关联的问题，整个世界是由无数
相互联系的子系统组成，或者说整个世界就是一个复杂的系统。世界没有简单的
事物，只有被简化的事物，在似乎不可能的情况之下，出乎意料的结果得以涌现。
在面对复杂的系统时，再具有才能和智慧的人似乎都会感觉到困难。
--[ 2 - Concept
复杂性系统涉及的范围很广，包括自然，工程，生物，经济，管理，政
治与社会等各个方面。它探索的复杂现象从一个细胞呈现出来的生命现象，到股
票市场的涨落、城市交通的管理、自然灾害的预测，乃至社会的兴衰等等。目前，
关于复杂性的研究受到了世界各国科学家们的广泛关注。1999年，美国《科学》
杂志出版了一期以“复杂系统”为主题的专辑，这个专辑分别就化学、生物学、神
经学、动物学、自然地理、气候学、经济学等学科领域中的复杂性研究进行了报
道。由于各学科对复杂性的认识和理解都不一样，所以该专辑避开术语上的争论，
采用了“复杂系统”这个名词。概括起来，复杂系统都有一些共同的特点，就是在
变化无常的活动背后，呈现出某种捉摸不定的秩序，其中演化、涌现、自组织、
自适应、自相似被认为是复杂系统的共同特征。 涌现机制是复杂系统出现各种
激动人心现象、图案和模式的共同表征，这里既包括灾难式的突现，也包括创新
式的涌现。涌现的数学、物理学、生物学和社会学表征及其临界点将成为认识复
杂系统的重要标志。复杂系统中宏观结构的涌现往往孕育于其自组织的机制，这
在生物学和社会学中均不乏例证。自组织还是复杂系统对环境产生自适应性的一
个重要的调整机制。自适应性表征了复杂系统在系统层次上的自身调控能力。复
杂系统与各层次子系统之间往往具有一定的自相似性，可以利用分形来加以描
述。
--[ 3 - History
最早的复杂系统理论起源于苏格兰启蒙时代的政治经济学，然后被奥地利经济学
派进一步的发展，他们指出市场的有序行为来源于人类行为，是自发的而不是由
人类设计的，市场的参与者都遵守一些准则，这些准则导致了宏观的经济现象的
出现。19世纪到20世纪早期，与Keynesian争论计量经济的问题引发了跟多领域的
学者对计算复杂性的探索。现代复杂性理论的先驱是Karl Popper、Warren
Weaver、Friedrich Hayek。他们的工作不仅局限于人类的经济，而且在心理学、
生物学、计算机等领域进行了探索。Karl Popper 对科学的还原论进行了质疑，
是否如果提供给我们对于过去事件的充分精确的描述以及一切自然法则，任何事
件都能够以任何期望的精确程度通过推理预测出来[2]？Warren Weaver 1948年发
表的《科学和复杂性》一文正式宣告了科学界向复杂性领域的进军，“20世纪以前
的科学主要研究简单性，20世纪的科学转向研究复杂性，上半世纪研究无组织的
复杂性，下半世纪研究有组织的复杂性”[3]。Hayek将复杂性引入了对政治、经济
的分析。《感觉的秩序》、《通向奴役之路》都谈论了社会科学中的复杂性问题，
警惕人们将自然科学的手段简单的应用于复杂性的社会科学。Gregory Bateson对
20世纪最重要的三个基础性理论控制论、信息论和系统论的丰富和完善作出了重
要的贡献，他打开了元传播、双重束缚、关系传播和学习的传播机制等研究的先
河。从20世纪40到60年代，一般系统论创立者贝塔朗菲一直致力于揭示分析思维
和还原论的局限性，倡导用系统思维和系统方法处理复杂性问题，视此为“科学思
维基本方向的转变” 他指出，现代科学有走向综合的普遍趋势，这种综合以系统
的一般理论为中心，有助于接近科学大统一的目标，进而导致迫切需要的综合科
学教育。贝氏科学生涯的大部分都献给了科学大综合事业。普利高津的前半生是
一个典型的物理学家，因创立耗散结构论而名声大振，后半生则以复杂性科学家
著称于世。这一转变建立在他对科学整体的历史性转型的深刻判断之上。普氏认
为，经典科学由牛顿实现了第一次大综合，经过300年的发展，现在需要来一次新
的大综合。“我们正处在科学史中的一个重要转折点上。我们走到了加利略和牛顿
所开辟的道路的尽头”，“我们正在目睹一种科学的诞生，这种科学不再局限于理
想化和简单化情形，而是反映现实世界的复杂性”。他是从实现科学整体的历史转
型这一高度来对待复杂性研究的。近20年来被誉为世界复杂性研究中枢的美国圣
塔菲学派，发端于它的创建者对新的科学大综合的觉悟。他们看到，20世纪70至
80年代之交科学领域“有某件大事正在酝酿之中” ，还原论已经走到尽头，即使一
些核心物理学家也开始对忽视现实世界复杂性的数学抽象感到厌烦，自觉或不自
觉地探索新方式，并在这种探索中超越传统。由几个从还原论的一统天下中“倒戈
”出来的学术大师挑头，创建圣塔菲研究所，成为游离于科学主流、孤军奋战的诸
多复杂性研究者迅速整合为系统的聚集中心。标志圣塔菲成立的第一次研讨会就
以“涌现中的科学大综合”为主题，而且20年来他们始终致力于这种大综合。每隔
十年左右在复杂性方面就有新的领域的出现，1960年代的复杂计算理论，1970年
代的灾害理论，接着在80年代产生了混沌理论，1990年代产生了复杂性理论。
2000年后，复杂性科学的研究者视图将自然科学和社会科学相结合[4]。
--[ 4 - more
复杂性问题对20世纪的科学、哲学、社会、经济等各个领域都产生了深远而广泛
的影响。对于每个人而言，则意味着放弃既有的思考模式。世界不再是一个线性
的因果世界，我们要考虑的是系统之中各种正负反馈的回路，处理问题时采用的
不是机械化的逻辑，每种行为的后果都可能对系统产生复杂的影响，系统自身也
在不断的自组织达到某种秩序，进化并涌现出无法预料的特征。每个人都处于复
杂系统中，但又很难跳出系统来看待系统。正如每个人都是市场参与者，但是很
难感受到并分析那张“看不见的手”。在面对真实世界的复杂性时，我们又该何去
何从？
--[ 5 - Reference
[1] 《失败的逻辑》
http://book.douban.com/subject/1001737/
[2] 《开放的宇宙》
http://book.douban.com/subject/1121047/
[3] 《科学和复杂性》
http://www.econ.tuwien.ac.at/hanappi/E_CO/Vol_6_3/Weaver.pdf
[4] complexity-system
http://en.wikipedia.org/wiki/Complex_system
