什么是复杂性

复杂性科学最核心的概念就是复杂性。复杂性科学实际上对客观世界的认识一边是简单性，一边是复杂性，这两个交界之处就是亚复杂性，真正的、最复杂的就是所谓的开放复杂巨系统

复杂性研究已经将近两个世纪，而复杂性科学诞生不过是半个世纪。大体上是上个世纪50年代以后开始出现的。我们今天不准备介绍这门学科的具体内容，主要是从科学学和科学哲学这个角度，对这门新兴学科做一个总的概括。讲五个问题：什么是复杂性？什么是复杂性科学？复杂性科学的孕育和产生？复杂性科学的方法论，最后讲复杂性科学在科学史发展上的历史地位。

我们先讲第一个问题，复杂性科学最核心的概念就是复杂性。整个庞大的概念体系，都是为了刻画复杂性的。所以，我们先来一般地了解一下什么是复杂性。传统的看法就是，一个问题、一个事物还没有被人认识的时候它是复杂的，一个问题还没有找到解决办法的时候它是复杂的。一旦我们认识了它，找到了解决问题的办法，它就不复杂了，就变成简单的了。应该说这个看法是有片面性的。

实际上我们说简单性还是复杂性、简单事物还是复杂事物、简单系统还是复杂系统，应该说都是客观存在的。因为一个问题、事物复杂，即使你认识了它，即使你找到了解决办法，它仍然是复杂的。我们首先不定义什么是复杂性，咱们现在，用一种排除方法来了解客观世界什么地方没有复杂性？什么不是复杂性？我们先这样来，有助于我们理解什么是复杂性。

大体上我想讲这么几个方面。第一，源于系统规模的复杂性。一个系统是简单还是复杂，与它的规模有一定关系，规模不够大的系统没有复杂性。第二，源于多样性的复杂性。“单打一”、单一性这样的事物不复杂，复杂性一定出现在多种多样事物上。第三，源于开放性的复杂性。一个系统如果是封闭的，它不会有复杂性，复杂性一定出现在开放系统，但是也不是开放系统都有。第四，源于等级层次的结构的复杂性。复杂性一定出现在多层次的系统当中，也就是说，等级层次结构是复杂性产生的根源之一。第五，源于动力学因素的复杂性。一个静态系统不复杂，只有那些动态的、不断变化的系统才可能有复杂性，才可能产生复杂性。第六，平衡态下没有复杂性，只有非平衡态才可能。而且必须是远离平衡态，才能够产生复杂性。第七，非常重要的一条就是源于非线性的复杂性。线性、非线性是两个数学概念，线性系统不复杂，不论它数量多大，有了现代计算机都可以处理。只有非线性系统才可能出现复杂性，或者说非线性相互作用是产生复杂性非常重要的根源。第八，源于不确定性的复杂性。我们知道现在存在多种多样的复杂性、概率性、模糊性、混沌性等等，我们传统讲确定性系统一般没有复杂性，存在不确定性的系统就可能有复杂性。特别是社会系统各种风险性都是源于复杂性的根源。第九，源于主动性、能动性、智能性这样的复杂性。有活力的、有生命的这种系统都复杂。第十，一个事物只要涉及人、人的感情、人的思想、人的行为，就会产生复杂性。人工性和复杂性是不可分开的。

我们来看钱学森给出了一个定义，他说：“所谓‘复杂性’，实际上就是开放的复杂巨系统的动力学。”这是一个非精确的定义、非形式化的定义。但是它的适用范围很广，更接地气。当然，这个定义本身也有毛病。他把复杂性归结为一种“动力学”。“动力学”是一种学科的名称，不能用来定义复杂性。应该是说复杂性实际上是开放的复杂巨系统的动力学特性。第二个毛病是被定义项是“复杂性”。定义项里头有复杂这个词，就是说是以“复杂”来定义“复杂性”。在形式逻辑看，这是自我定义，是不允许的。这个毛病也可以消除。因为钱学森对于“复杂”两个字有很多具体的解释，你只要把定义项里的“复杂”换成他说的那些具体内容，这个自我定义的逻辑毛病就不存在了。比如说，按照他的表述的话，我们可以把它发展成是“所谓复杂性，就是规模巨大、组分异质性显著、按照等级层次组织起来、具有非线性相互作用、对环境开放的这样系统的特性。”

为了进一步了解复杂性，我们对它做一个分类。大概我们可以分为两大类，一类是我们可以消除的复杂性，一类是没法消除的复杂性。可以消除的复杂性大体又可以分为两类。就是说，传统的看法，一个事物当你不认识它或不知道如何解决它的时候它复杂，那是一种表面复杂性，是可以消除的。还有一类可以消除复杂性，但是，我们可以说，它在一定认识过程的早期阶段是难以消除的。就是说这一类复杂性与认识主体的主观因素有一定关系，也与认识对象和认识过程的发展阶段有关系。当它不到一定阶段，没有充分展开的时候，这个复杂性还很难消除。但是随着过程的展开、充分展开，随着认识的深入，到一定阶段，人们就找到了它是问题在哪里、怎么解决它、怎么消除它。这是两类可以消除复杂性。

另一类，也就是复杂性科学真正关心的，就是不可消除的复杂性。它是对象固有的，你认识它、不认识它复杂性都存在，认识了它也仍然是。如果你要把它消除了，这个对象就不是它本身了，那么它反映出来的特点、得到的结论也不符合事实。

而不可消除的复杂性，我们今天可以说也分两大类。一类是所谓亚复杂性，就是在几十年来，非线性科学发现了比如说耗散结构、混沌、分形等等。实际上，用钱学森的话说，这些东西还不够复杂，还有路可寻，我把它称为亚复杂性。还有一类是真正的复杂性、典型的复杂性。就是钱学森所说，开放复杂巨系统具有复杂性，这是本质的复杂性。至少目前我们还没有真正找到条路去把握它。

那么上面这些分析得到结论就是说，复杂性科学实际上对客观世界的认识可用一个图来描述它。一边是简单性，一边是复杂性，这两个交界之处就是有点复杂又不够复杂，我们把它称为亚复杂性。所谓的混沌分形等等，就是这个领域当中发现的、研究的。那么真正的、最复杂的就是所谓的开放复杂巨系统。

我们现在介绍一下从哲学上怎么定义复杂性？按照辩证法，一切事物都是对立统一的，但是对立统一具体的表现千差万别。大体上我们可以分为两大类，一类是中介不发达，一类是中介很发达。首先看中介不发达的。也就是说，实际上中介是允许忽略不计的。这种情况下需要能够作极化处理，或者说非此即彼化处理。在中介不发达的情况下，需要也允许我们忽略掉其中的一极，把主要的一极，作为事物的代表。比如说，我们用X来记研究的对象，它由A和非A这两个对立面组成，但是中介不发达，允许两极之间忽略一极。比如说，当我们发现，非A这一极是可以忽略不计的，这个事物本身X可以用A来描述它，也就是X等于A，那么这是一种简单情况；还有就是说，非A不可忽略，但A可以忽略，这时候呢，事物就简化为X等于非A，这就是简单事物。另一类就是中介很发达，对立两极相互渗透，你中有我，我中有你，不允许做极化处理，哪一极都不能不考虑，也就是说，X既是A，又是非A，A且非A，必须同时考虑两方面，要考虑两方面如何是相互对立，又如何是相互统一。只有这样，才能认识问题、处理问题。这就是复杂性。所以我们可以说，给出定义来，什么叫复杂性呢？就是不允许去做极化处理的对立统一性。