论复杂_郭方中，郭毅可著_9787567122390

　　在科学文献中“复杂性”(plexity)成为一个愈来愈频繁出现的关键词。什么叫复杂性？这个概念是哪些经验事实的概括？它为什么能反映自然科学与社会科学走向融合的现状？本书将为你一一解答。
耗散结构理论的奠基者普里戈金在他的《存在与演化》中文译本的序言中指出“西方科学向来是强调实体(即原子、基本粒子、生物分子等)，而中国的自然法则以‘关系’为基础，因而是以关于物理世界的更为‘有组织的’观点为基础”，他还指出我们需要“一个新的综合，一个新的归纳，它将把强调实验及定量表述的西方传统和以自发的自组织世界这一观点为中心的中国传统结合起来”。作者学习复杂性科学就是在这个启发的鼓励下开始的，因此，本书其实是作者开始学习复杂性理论的心得笔记，其中也有一点自己试用这种思路的体会，试图从科学技术的视角来阐述我们对复杂性的理解。　　不过复杂性科学既然无处不在，那么从它在各个领域中的表现入手，探索它的内容和实质就可能是一个比较扎实的入门之道。所以本书不从现有的理论出发来进行演绎，而从复杂性在现实中的表象出发来做些力所能及的归纳(induction)和联想(abduction)。

　　在世纪交替的当代，自然科学和社会科学开始融合，在科学文献中“复杂性”(complexity)成为一个愈来愈频繁出现的关键词。什么叫复杂性？这个概念是哪些经验事实的概括？它为什么能反映自然科学与社会科学走向融合的现状？这些问号推动作者踏上写作本书的征程。
　　从19世纪至今二百多年以来，自然科学经历了19世纪“机械唯物主义的自我满足”(维纳语)，20世纪由爱因斯坦发端的迷惘和探索一直到世纪交替中出现的复杂性科学。作为新中国培养的科学技术工作者，作者饱受以理性为最高目标的欧美文化的熏陶，接受了来自同属欧美文化的马克思主义世界观的教育，又在西方科学、文化界工作、生活多年，在亲身经历激烈的东西方文明的碰撞过程中，深深体验到复杂性科学思路的威力，因此试图从科学技术的视角来阐述我们对复杂性的理解。因此，本书其实是作者开始学习复杂性理论的心得笔记，其中也有一点自己试用这种思路的体会。
　　关于复杂性理论的意义，有不同说法，有的称之为“科学之伞”，有的称为“科学之纬”。各种说法的共同点是它具有涵盖自然科学和社会科学的功能。如果把控制论、信息论和系统论概括成“横断科学”，那么复杂性科学的“横断”覆盖面更宽。因此作者在理解复杂性的理论时，难免会从哲学角度做些联想或归纳。作者都从事各自技术领域的工作，对自然科学理论，尤其是对哲学理解得很差，从这样的基础出发来学习这样宽且深的理论而且要写出自己的见解来，肯定会有浮浅和误解之处。不过复杂性科学既然无处不在，那么从它在各个领域中的表现入手，探索它的内容和实质就可能是一个比较扎实的入门之道。所以本书不从现有的理论出发来进行演绎，而从复杂性在现实中的表象出发来做些力所能及的归纳(induction)和联想(abduction)，虽然在归纳和联想时，仍然摆脱不了已成传统的经典概念和思路。
　　为了让本书尽量为更多的读者接受，作者理应尽可能用类比和直觉的方法通过常见的具体实例来解释各种涉及的概念和结论，这就要求作者自己对它们要有深刻的理解，但本书的作者还达不到这个水平，有一些问题只好用加注的方法引入一些理论上的推导，以表明其逻辑依据。在社会科学方面，作者是门外汉，但为了说明复杂性科学的确具有融合自然科学与社会科学的功能，我们还是尽力把自己的一些粗浅体会贡献出来与读者分享。
　　耗散结构理论的奠基者普里戈金在他的《存在与演化》中文译本的序言中指出“西方科学向来是强调实体(即原子、基本粒子、生物分子等)，而中国的自然法则以‘关系’为基础，因而是以关于物理世界的更为‘有组织的’观点为基础”，他还指出我们需要“一个新的综合，一个新的归纳，它将把强调实验及定量表述的西方传统和以自发的自组织世界这一观点为中心的中国传统结合起来”。作者学习复杂性科学就是在这个启发的鼓励下开始的。希望这个尝试能在东西方文明交融的过程中起一点极微薄的作用。

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　20世纪80年代也许可以算是文明史的一个转折点。在此之前的70年代，运动中存在不变性这个前提曾是物理学家的指路灯，利用对称、平衡、不变性等这些理性概念建立了想给宇宙万物一个统一理论解释的标准模型（gaugetheory），在这类模型中时间变量隐退了。但紧接着在其后的十年内，人们的注意力就转向对称破损、混沌等这些复杂现象，而不变性则退居次要位置；于是时间变量又重新出现，成为重要的变量，这个自希腊古典哲学以来就出现的争论现在重新燃起。1985年美国在重要核科学研究基地之一，LosAlamos国家实验室的基础上，新建了以复杂性科学为研究对象的SantaFe研究所（SFI）。它的研究领域遍及经济、生物、环境生态、社会演化、科技生态等方面。显然，这些都是经济全球化背景下有关国家和人类命运的重大课题。M．Mitchell在文献［0．5］中细述了SantaFe研究所创建二十余年以来的研究思路发展历程，他在第八章用“等待卡诺”这四字标题形象地概括了他们致力于研究生命起源、经济理论和演化（包括海洋生物的、人类的、社会的）等复杂系统的期望理论目标：把热力学第二定律发展成为理论物理的基本原理，使理论物理的两个分支———热力学和动力学———建立在统一的基础上，而这也正是普里戈金一直追求的目标［0．6］。1989年以柏林墙倒塌为标志事件的全球化浪潮则使地球变得愈来愈平坦，正如T．Friedman在文献［0．1］的标题上所点明，他指出，地球自生成之日起，物理演化、生物演化及人类文明演化的交织至今，已经使人类不得不面对极为复杂的生态、政治、经济、社会问题的挑战阶段，地球成为政治、文化、国家安全、金融、环保、科技交互关联的空间。为了解决这个复杂系统中的问题，显然，自然科学和社会科学必须有共同的基础。把自然科学和工程技术领域飞速发展中日益成熟的经验理性方法自觉地融合到社会科学领域中，很自然地成了首选思路，经济学和生态学于是成了物理学家深入涉足的学科。
　　几粒沙子只能是互不相关的一摊散沙，而大量沙子却能成为一个具有一定锥度的沙堆。飘落的雪花何等温柔，但冰山上堆积起来的积雪一旦坍落，却会形成凶猛的雪崩。清澈的小溪中，水流形成的旋涡处处可见，但一旦把水舀上来，旋涡就消失了。可见，不论是自然界或是人世间，单独的个体行为与大量同样个体的集群行为是截然不同的。
　　组成系统的众多参与个体之间的自组织行为使系统成为复杂系统，通过相互组合，它可以发展得很快。结晶、雪崩、龙卷风都是自组织系统的实例。它们有一定的随机性，但仍可识别其结构系列，譬如虽然每片雪花都各不相同，但人人皆知，那都是雪花。而且比起大量无结构约束条件的系统来，在同样环境条件下，有结构约束的系统要受惠些。以结晶过程为例，在容器里受约束的晶体总要比在不受约束的环境条件下成长的晶体发育得好。复杂性虽然会限制形态的多样性，却加速其演化过程。
　　经济系统和生态系统是人们最常见的宏观系统，它们有众多个体参者，它们的集群特性截然不同于参与个体的行为，两者之间有本质的不同。从生物界、经济界等复杂系统的实例可以看出，复杂系统演化的条件是有大量相互作用的个体，系统内的相互联系必须足够复杂以支持正负反馈网络的建立，这样才能提供足够的能量和信息交换，如此方能使系统具有自调节功能，使系统能自适应于环境的变化。
　　系统复杂与否取决于观察者，因为层次之间的变异（emergence）是由观察者提出的假设，它是观察者构建实际过程模型时的思维产物。所以复杂系统强调观察者本身是系统的参与者，从此研究复杂系统的目的不能再是控制或预测某种现象了。首先，由于系统的行为对初始条件十分敏感，使控制和预测变得十分困难。此外，复杂系统的变异行为也不可能根据其组成部分的特性来预先确定。其次，这种变异的实质机理只可能通过更高层次的概念来解释和掌握，而观察者对此却无法规定也无法预设。所以，复杂性科学和以控制和预测为目标的传统科学根本上不同。参照文献［0．10］的观点，似乎可以说复杂性科学研究的目的之一是通过经验梳理的方法，理解自然界和人世间存在着的一切宏观系统，建立真实复杂系统与人工复杂系统之间转换界面或桥梁。
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