《人工科学——复杂性面面观》

 人工科学和设计科学是同样的可能和同样的不可能。要建立一门关于复杂系统的比较正规的一条路，就是要求助于层级理论。根据理论我们可以期望在一个复杂性必然是从简单性进化而来的世界中间，复杂系统是层级结构的

我们先来看看《人工科学》的大逻辑。人工科学有权变性，那它能是科学吗？司马贺首先从管理问题开始认识到我们的理性的局限。用白话来说，就是我们了解不到那么多的情况，或者说即使我们知道了足够多的情况也下不了决心，或者不会下决心，或者不知道怎么去做。用他的话来说就是“行为系统对环境的适应不能尽善尽美”。这是一句否定语，但这也是一种必然。对系统、对环境的适应不能尽善尽美。类似的思维、解决问题、学习这类的心理学领域所研究的理性问题也是类似的。而工程、医疗、商业、建筑、绘画所关心的也不是必然性而是权变性，就是说它并不关心事物是怎么样的？但是它关心的是事物可以成为什么样。所以司马贺说：“人工科学和设计科学是同样的可能和同样的不可能。”从这里我就可以看到司马贺已经发展了，他改变了大众对科学的看法。大众认为科学是约定成俗的，科学是要求必然性的。他指出必须运用物质符号系统产生智能，创造人为事物从而达到我们的目标。不但是必须而且是可能，这就是人工科学。

司马贺提出了不少深刻的见解。比方说他谈到计算机模拟可以获得理解。比方说没有终极目标的设计，比方说对未来的了解如同你在矿井中间带了一个头灯，看得不太远，看得比较清楚的仅仅就是你附近的情况。他讲了坦普斯和霍拉（两个制表匠）工作效率比较的经典的故事。他们俩都是非常能干的制表的工匠，大概要拿一千个部件来组成一只表。他们从前的工作有很多的成果，所以很多人都来找他们，要他们来造表。但是他们造表的方法不同，坦普斯装表的过程是这样的，他拿着一千个原件装出一只表，所以中间有人来订货，那可能他去接电话，这样所有的原件就都散开了，一切他都得从头开始，一个个重装。而霍拉比较聪明，他事先设计好把十个元件组成一组，然后十个组再组成一个大组，最后再汇成一个表。所以当霍拉必须中断的时候他损失只是工作的一小部分。这是一个层次的很主要的想法。

司马贺指出，要建立一门关于复杂系统的比较正规的一条路，就是要求助于层级理论。根据理论我们可以期望在一个复杂性必然是从简单性进化而来的世界中间，复杂系统是层级结构的。层级结构在它动态的过程中有一个性质，就是近可分解性，这样它就大大的简化了层级结构的行为。近可分解性简化了复杂系统的描述，使人比较容易理解，使系统发育或繁殖所需要的信息可以在比较合理的范围内存储起来。

通过计算机模拟获得理解，他是这样说的“我们越乐意对一组现象的细节进行抽象就越容易模拟现象。再者是因为这样我就不必去猜测、了解系统的整个内部结构，只要了解和猜测系统对于抽象有重大意义那部分就行了。”他说“幸好事情是这样的，要不然过去三百年所构成的自然科学的自上而下的战略便行不通了。”我们在对物质总的了解，对它的物理化学有很多的了解之后，然后我们才有了关于分子的知识，对分子化学有了很多的理解之后，才有原子的理论，对原子有很多的了解之后，才有基本粒子的理论。所以这种从顶开始，到尚未建成基础的、自上而下建筑科学摩天大楼的这种方式之所以是可行的，是因为每个层次上的行为只依赖于对它下面一个层次系统行为的非常粗略的、简化的、抽象的特征的概括。他说这真是一个很幸运的事，不然桥梁和飞机的安全也许要看待基本粒子的“八正法”了。

有关自然界和人工界及社会的知识似乎也是呈现了这种从具体到抽象再到更加抽象的结构。比方在计算机语言中间就有很类似的情况。我们抽象就得到了型，型的具体化是值，型的型也可以进一步的抽象出来。

所以通过抽象，司马贺证明他的著名命题：“物质符号系统具备必要和充分的手段采取智能行动。”他证明了它的充分性。他说：“计算机和软件是物质符号系统，符号系统具备一些对符号结构发生作用的简单程序。通过这些程序我们就可以产生、修改、复制和消除符号。符号系统就是一架机器，它一边历时运动一边就产生出来，发展着的符号结构。符号结构它试图去适应环境，符号结构是一个外部环境的内部表象。有了这些符号结构就可以模拟环境，从而对环境来进行研究。另外它还有输入输出作为它的手脚和执行机构，这就是所谓的图灵机。”

符号系统几乎是完美的人工物，所以适应环境就是它全部存在的理由。它们是目标寻求型的信息处理系统。通常容纳在它们的更大的系统里头为这个系统服务。其实现在我们会看到的都是这样。

就是说计算机包括它的硬件和软件。人脑也包括它的生理的物质部分，以及长期发展起来的表意的语言。这两个都是所谓的物质符号系统。其实通过图灵机能够做程序就能够证明它的充分性，命题的必要性也可以得到证明。因为语言是物质符号系统可以表达的。沃夫说：“唯有可以表达的才是可思想的。”同时康德也说：“唯有可思想的才是可以表达的。”所以它就是充分的。这样我们就可以看到物质符号系统具备了必要和充分的手段来采取智能行动。计算机程序、人脑和语言都是物质符号系统，都是人工物。人工物它是通过功能、目标和适应性这三者来表征。智能行动就意味着根据环境的变化和内部的局限来做出怎么样行动的决策，以便达到目的。外部的环境决定着实现目标的条件。如果内部设计的得当就能适应外部环境，那么内部系统的行为在很大的程度上是由外部环境决定的，行为就应该是能够呈现出任务环境的形状，所以它俩是同态像。