《复杂》

张江
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复杂性系统,核心观点就是涌现

复杂性系统,核心观点就是涌现。既不是完全的秩序的,也不是完全的混沌的,而是有规则,有活力,能不断创新,有新奇性产生的这样一个演化的,有类生命的系统。

 

 

 

1       什么是复杂性?

 

最近KK很火,他有一本最著名的书,叫作《失控》。《失控》很多的IT公司都在推,让他们的员工都读这本书。这本书它的一个理论的支撑就是复杂性科学。那么什么是复杂性科学呢?

 

最近确实阿里一直在鼓吹,所谓这种搭建商业生态系统,像腾讯它也在提“连接一切”,这样一个口号。所以很多BAT,这些大的IT公司,包括互联网公司,它们都在去推。实际上是复杂性的这样一个概念。

 

实际上什么是复杂性呢?其实说得简单的话,它有一个特别符合互联网精神的一个词,叫作“去中心化”。也就是说大家都上网,那么每一个网民,其实都是一个个体。那么当这些个体聚集在一起的时候,那么它就会涌现出来宏观上的一些特性。这就使得这个系统变得是一个类似于生命一样有活力的系统。那么它背后当然是有理论。虽然现在我们炒得很火,互联网发展得很火,但是理论可以追溯到大概是八九十年代。那么那个时候实际上在美国,包括欧洲,都有很多很多的科学家在研究复杂性科学,以及复杂系统这样一些问题。那么其中最著名的一个研究所,就是圣塔菲研究所。

 

 

2       圣塔菲研究所

 

我跟圣塔菲研究所,也是比较有缘分。那么提到圣塔菲研究所,我可以介绍一本书就叫作《复杂》。它的副标题是“诞生于秩序与混沌边缘的科学”。这本书非常有意思。最主要的一点就是在于它实际上是用一种讲故事的方法,来给你介绍位于美国圣塔菲这样一个研究所。圣塔菲其实是一个不大的城市,它是位于美国的大概是中南部这样一个比较偏僻的小城镇。因为南部相对人口比较少。但是很有意思的是,大概在1980年代的时候,美国有三位知名的诺贝尔奖得主,包括有物理学奖还有经济学奖。这些巨头们,他们就自发地有意识地觉得应该聚在一起来成立这样一个研究所。

 

他们研究的问题也是非常奇怪,包括比如说飞鸟如何聚集成群, 为什么冷战结束世界反而硝烟四起,为什么股票市场会在瞬间崩塌又会瞬间大涨, 黑色星期五等等这些现象。这些都可以看成是复杂系统。那么它们展现的行为都可以看成是复杂性的这种行为。

 

 

3  涌现和“自组织”的涌现

 

那复杂性科学,它的核心观点是什么?这本书里面提到一个很重要的观点,就是所谓的涌现,英文叫作Emergence。那么提到涌现呢,我觉得一个比较好的例子,就是霓虹灯。大家都知道霓虹灯,其实本质上讲它的微观。假如说你是一只小蜜蜂,然后你看不到整个的一个图案,你只能看到微观一个一个的小灯泡。它们可能忽明忽暗各种颜色。但是比较有意思,作为人一个宏观的系统,你去看整个霓虹灯的时候,你会发现它是一个有意义的图案,或者是一段文字。

 

所以所谓的图案和文字,并不存在于微观,而是存在于宏观。那么这种宏观现象,宏观的这种特性,就会被称为一种涌现。而它并不能归结为微观。那么这个涌现呢,提到涌现其实可以分成两种涌现:一种就是被称为像刚才霓虹灯这个例子一样,它是一种“他组织”的涌现。那么还有一种就是所谓的这种“自组织”的涌现。那么它们的区别最主要在哪儿呢,就是像霓虹灯。我们都知道,是人去设计出来的。就是工程师要把这个灯泡先码好,并且编好程序。这个灯泡在这个时刻,它是闪红色,那个是闪绿色,所以所有的这一切,都是按部就班的,是外界给它设计好的。所以它叫“他组织”的涌现。

 

但是更有意思的是“自组织”。也就是我们复杂性科学最关注的一点,就是所谓的“自组织”的涌现。那么这个里边的一个比较好的例子就是蚂蚁群体。大家都知道每一只小蚂蚁,特别的笨拙大脑袋,但是实际上它的神经系统并不发达,比较傻。但是当这些小蚂蚁组织成一个蚂蚁群体的时候,它实际上会有很多很多意想不到的本领。比如说它可以从巢穴出发,聪明地找到食物,而且它还能找着一条从食物到巢穴的最短路径。

 

那么再比如说,当这些蚂蚁群体构成一个大的社会,蚂蚁社会的时候就会发现,它实际上那里面有非常明确的等级分工,社会分工存在。而所有这一切,包括觅食,包括社会分工,并不是由一个领头的蚂蚁设计出来的。当然更不是人去设计出来的,而是由这些蚂蚁,它生物上的一些演化出来的一些规则而自发地通过相互作用,涌现出来的这样的一些特性。那么像这种系统呢,蚂蚁群体系统就是一个典型的“自组织”的涌现这样一个现象 。

 

 

4  复杂性——混沌与秩序的边缘

 

生命处于混沌的一个边缘,那跟这个“自组织”有什么关系?就是说实际上如果大家去看一些系统科学的发展历史就会发现,其实“混沌”这个词比“复杂”这个词要出现更早。大概是50年代的时候,就是人们在各种领域,就会发现有混沌和分行的这种现象。所以当时“混沌”曾经火过一段时间,但是后来八九十年代圣塔菲学派,它去推“复杂”的概念的时候,它是有一个明确的区别跟混沌理论。那么这里边就是有一个非常重要的概念,叫作“混沌的边缘”。

 

其实这句话没说完,它应该是说“混沌与秩序的边缘”。也就是说实际上对于任何一个系统来说,那么它可以有两种极端的状态:一种极端的状态就是所谓的这种混沌状态,也就是无序,完全没有秩序。就比如说我们的气体分子。气体它是由很多很多小分子构成的一个系统,那么这种系统它就没有任何秩序可言,所以说是混沌的。那么另外一个极端,就是所谓的秩序,完全秩序的系统。

 

那么这个最典型的例子,恐怕就是比如说军队排兵布阵,完全是由指挥官来决定。哪个士兵站在什么地方,然后做什么动作,所有东西全是完全秩序的、按部就班地去进行。那么这两者呢,实际上各有利弊。那么混沌它的好处是在于它有活力,但是坏处是在于完全没有秩序,完全没有规则可言。但是另一个角度,从秩序这个角度来说,那么它是有秩序了。然后是有规则了。但是它的另一方面,变得非常死板,而没有活力,缺乏了活力。

 

所以这个复杂性,像我们的生命,像我们的智慧系统。包括我们管理公司。实际上我们都希望把它推到一个混沌与秩序的边缘。它既不是完全的秩序的,同时它也不是完全的混沌的。这样的话在介于二者之间的时候,它又是有规则的,同时又有活力,不断能够创新,那么只有这样的话,这个系统才是永恒,有新奇性产生的这样一个演化的,有类生命的这样一个系统,所以这个是复杂性科学,区别于以前的混沌等等这些,学科的一些最主要的一个特点。

 

 

5  《复杂》对“我”的影响

 

实际上我人生个体发展的人生经历,就跟这本书是完全分不开的。其实说句很惭愧的话,就是我以前大概上大学那个时候,其实有点颓废,经常听摇滚乐。然后人们都说我是一个摇滚青年,但是后来呢,因为毕竟在我们国内的这种教育,其实它有时候会有一些断档期,没有人去关心你的真正精神领域的这种现象。那么这样的话人生往往会有一段的迷茫期。当时大概是大学本科毕业,然后上研究生的时候,就刚好是处于这种迷茫期。

 

但是很巧的一个事情就是,在图书馆无意间就发现了《复杂》这本书。那么这本书,我一看就看进去了,这个很不容易。为什么呢?因为这本书,故事比较多,讲的是故事,讲的是圣塔菲研究所它的建立的历史。它不是给你讲理论,所以我一看就看进去了,跟小说一样看得很轻松。那么另外就是,它慢慢地给我渗透一些科学的理念,像刚才讲的“涌现”“自组织”这些,我觉得这个东西很有意思,它跟我们平时上的那些教科书上的东西,上的课讲的东西完全不一样,非常有活力。

 

所以当时一下就读进去了,而且读完以后还不过瘾,因为它里面提到很多例子,像蚂蚁,像鸟群这些例子。然后我就疯狂地上网去搜集资料,去找这些例子相应的背后的这些科学的理念。从此就对这套东西,非常非常地爱好、热爱。于是从那时候就决定,我将来一定要做这方面的研究,要做这种科学,所以后面才走上了科学的道路。所以这本书对于我来说,确实是非常非常的印象很深的。

 

 

6  代入感强,平易近人的书

 

而我们为什么要读这本书?复杂性是二十一世纪的科学,现在介绍复杂性的书也有很多,那么这本书的特点是什么呢?就像我刚才说的,首先第一点,它不是去讲理论,它是去讲科学家的故事,主要是讲80年代的时候圣塔菲的那样一批科学家。他们是如何发自内心地去追寻一些像生命本质,像智慧的本质等等这些看起来有点不靠谱,但是非常重要的一些问题。于是他们就聚集在一起来成立这个研究所。

 

那么它的另外一条线,当然就是这个复杂性科学涌现。这条线索,是跟这个故事糅在一起的。所以这样的话,如果你是一个对复杂性科学并不了解,但同时,你又有很强烈的好奇心想去了解的话,我是非常建议去读这本书的。就是因为它的这种带入感非常强,它非常平易近人,是讲故事的这种方法,入门级的这种感觉。但同时呢,它里面提到了很多现象和包括模型理论这些东西。那么你也可以根据这些关键词上网去搜,相应的就可以了解它背后的更深入的东西。

 

 

7  与复杂性研究相关的书

 

那关于复杂性研究,还有什么其他的书单吗?我可以推荐几本,刚才最开始我们已经提到《失控》,就是挺好的一本书。 凯文·凯利这样一本《失控》,它跟这个书的区别,主要是在于KK他不是做科学出身的,他实际上是记者以及自由职业者这样一个人。所以他的视角会略有不同。他写出来这本书,可能更加跨学科一些。

 

除此之外,如果你想了解一些比较专业的书,我还可以推荐几本,包括有一本梅拉妮·米歇尔,是一个女科学家,也是圣塔菲出来的,也是叫《复杂》(正标题)。那本《复杂》就是相对来说专业一些,那么它介绍了很多是这种计算机模型。

 

再有一本书就是我非常推荐的,就是John Holland的。前一段时间他刚去世。但是他在科学界最有名的是他的遗传算法,所以他被誉为是遗传算法之父。但是很少有人知道,其实他也是“复杂适应系统”这个理论的提出者,复杂适应系统之父。他写的两本书,跟复杂性都非常相关,一本叫作《隐秩序》。那么另外一本是叫《涌现》。这两本书也是比较专业,是从计算机建模的角度去切入的。

 

最后我还想推荐一本书,那他这本书呢,其实略微跟“复杂”这一块,稍微离得远一点。但是我觉得它的背后,也是充满了复杂性思维的这种方法以及这里边的理念。那么这本书就是《哥德尔、埃舍尔、巴赫:集异璧之大成》。这本书它更加奇幻一些,就是它有很多这种天马行空想象。但同时,它的理论基础其实是更深的,跟哥德尔定理,图灵停机问题啊等等这些是相关的。

 

我们会发现所有这些实际上都跟复杂性有关系。包括生命本质 ,智慧本质等等这些问题,就是复杂性科学,是非常丰富的一门科学,一个学科。而且它是一个跨学科的,非常强调跨学科研究,不是集中在某一个学科领域自己的问题,它是要跨出去,跟其他的科学、学科去融合。

 

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