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（22）关于《复杂》 《复杂》一书，作者是美国的米歇尔·沃尔德罗普，副标题是这样说的——诞生于秩序与混沌边缘的科学。本书对21世纪正在形成的科学体系做了深入浅出的描述。认为整个世界是一个相互关联相互进化的世界，并非直线发展的，也并非现有科学可以解释清楚的。他们认为这个世界不仅存在着混沌，也存在着结构和秩序。 书的正文有九章，在正文之前是概述。在概述中作者解释了书名的含义，并列举了大量答案“无人知晓”的事例来引导我们进入到和作者思维同一境界当中，并自发的产生和作者一样的质疑：也许最根本的是，为什么总是有而不是无？由此而引出多个关键术语，并一一予以解释，比如，复杂系统及其特点；混沌及其边缘的概念等等，我已经大致给大家讲解了，比如复杂系统的三个特点：自我组织；自我调整；具有某种动力。很多概念会在后面继续提到。下面是我在粗略通读之后整理的一些所得，与大家一起分享。 第一章 科学家在花了将近三百年的时间把所有的东西拆解成分子、原子、核子和夸克后，他们最终好像是开始把这个程序颠倒过来。他们开始研究这些东西是怎样融合在一起，形成一个复杂的整体，而不再去把它们拆解为尽可能简单的东西来分析。简单粒子好像在服从一种对组织和秩序的隐匿的向往而自动组合成复杂结构。整个分子生物领域是一个混乱无序的世界——活细胞内部至少也像混乱无序的人类社会一样复杂。然而这就是科学。在生物界里，很小的机会能被扩大、利用和积累。一个小小的偶然事件能够改变整个事情的结局。 为什么世界上总是存在结构和秩序，结构和秩序是从哪里来的？虽然趋于无序和腐朽的过程似乎永无止境（即热动力学第二定律），但是总有新的秩序和结构不断建立，那么如何用热动力学第二定律来解释结构的形成呢？ 对于经济学的研究中获得的概念：报酬递增率、锁定、不可预测性、以及造成巨大历史结局的一件件小事。从而得出经济学是极其复杂的科学。问题在于，你必须看到这个世界的本来面目，而不是按照华丽的经济学理论所描述的观点来看待这个世界。 第二章 考温说：“通往诺贝尔奖的堂皇道路通常是由简化论的思维取道的。”也就是把世界分解的尽可能小，尽可能简单。但是真实的世界要求我们要用更加整体的眼光去看问题。 有人甚至在说计算机是介于理论和实验之间的“第三种形式的科学”。但是复杂的魅力比这还要来的深刻。关于线性与非线性系统的认识即整体与部分和的关系问题（简单的说：非线性系统中整体几乎永远是远远大于部分的总和）。 非线性系统的复杂化——混沌 计算机正处于与生物学和非线性科学同样的动荡之中。计算机的作用，尤其表现在它可以一直伸延向对人脑的研究——认为人脑做思考与计算机处理信息在本质上基本上是一回事。（认知科学cognitive science） 简化论的形式有其哲学的正确性，也就是相信宇宙是受自然法则支配的。相信自然法则，就是从最深层次相信自然的统一性。 水的液态是“突现（emergence）”的。突现的特征会经常会导致突现的表现形式。还有其他如天气、生命、心智等等。在每个复杂的层面都会出现全新的特征。每个阶段都需要全新的法则、概念和普遍化，需要与上一阶段同样多的灵感和创造性。无穷变化中的突发现象正是科学最诱人之所在。 复杂，实质上就是关于一门突现的科学。我们面临的挑战就是如何发现突现的法则。 第三章 秩序是对人类存在的奥秘的回答，它解释了在这个似乎是被偶然因素、混乱和盲目的自然法则所支配的宇宙里，我们怎么会作为有生命的、会思考的生物出现并存在的。奇怪的不是生而缺憾的悲剧常有发生，而是大多数新生命一出生就完美无缺。生命本身的自组，即秩序，具有更深刻更根本的含义。秩序纯粹产生于网络结构，而不是产生于细节。事实上，秩序是造物主的头等奥秘。 秩序和杂乱（混沌）只是从不同的侧面来表述同一事理，前者从杂乱而偶然的达尔文世界（没有任何规可言，只有意外事件和自然选择）入手的，后者从冰封而抽象的经济均衡世界（认为市场规律象物理学规律一样可以精确的决定一切）入手的。即都讨论的是突现，也即复杂系统永不停息的把自己组织成各种形态的趋向。 另一经济学问题——技术变迁，技术完全不象是一件商品，而更像是一个不断演化的生态系统。“特别地技术发明决少在真空中产生。”技术（发明）形成了一个高度相互关联的网（络），更有甚者，这些技术之网具有高度的动力而且很不稳定，而且，就像生物生态系统一样会经历创造的爆发期和大面积的灭绝期。 什么是生命？如果生命的起源真是一个随机的结果，那生命的起源可就真是个奇迹了。自由存在的秩序自然地产生于物理和化学的法则之中。秩序从分子的混沌之中自发的浮现出来，宣布自己是一个发展的系统。但，这就是生命吗？ 事物一旦超越了某种复杂性的临界点，就会出现一种类似在自动催化组（能够发展并自我繁殖的原始生命，表现出集体的行为）中发现的相变。如果化学反应过于简单，相互作用程度过低的话，相变的现象就不会发生，这个系统就会是一个低于临界点的系统。反之，这个系统就会是超越临界点的系统，自动催化现象就变得不可避免，秩序就会自由存在于其中。 第四章 关于自旋玻璃，是正反馈和副反馈的复杂混合物，在其中，每个原子都尽力与他邻近的原子组成平行的旋转，又和其他的原子成反向的旋转。从这个意义上，自旋玻璃是对经济学的一个很好的比喻。 比较经济学和物理学，把粒子叫做“作用者”——象银行、公司、消费者、政府等。这些作用者之间会产生相互作用，就象粒子之间会产生相互作用一样。只是，在经济学中不考虑空间尺度，因而使经济学比物理学简单。但物理学中的粒子只是单纯的存在，而作用者则有战略和期望。 在非线性系统中，混沌理论告诉我们预测的不确定性。 第五章 关于复杂的适应系统的共性，一都是一个由许多平行发生作用的“作用者”组成的网络；二都具有多层次组织，每个层次的作用者对更高层次的作用者来说都起着建设砖块的作用；三是都会预期将来；最后一点，复杂的适应性系统总是会有很多小生境，每个这样的小生境都可以被一个能够使自己适应在期间发展的作用者所利用。 这些突现结构（复杂系统）究竟在干什么？它们如何回应和适应自己所在的环境的（复杂的适应性系统）？ “均衡”并不是进化，均衡意味着结束。进化的实质是旅程，是无穷无尽展现出来的惊异。 突现的结构是从某种更深层的、不断在环境反馈中调整的神经基质中发展而来的。就如云彩形成于水蒸气的物理化学变化，概念是模糊的、游移不定的、具有动力的。它们经常在重组和改变形状。 在理解复杂的适应性系统上，关键的是要弄清楚层次是怎么出现的。如果忽略了下一个层次的规律，就永远不可能理解这个层次的问题。 第六章 人工生命是用计算机来模拟进化的基本生物机制和生命本身；人工智能是用计算机来模拟思想过程 [关于文化进化的问题，也是关于生物进化、知识进化、文化进化、关于概念的组合、重组、以及概念在人类心智上跨越时空的传播的问题，是所有这一切的组合。在深的层次上，这些都是同一件事的不同方面。] 人工生命就是尽力像人工智能抓住和模仿神经心理学一样抓住和模仿进化。 关键词：进化、生命游戏、自我集合、突现的繁衍等。 分子自动机规则的四种普遍性的等级：第一等包括所谓世界末日规则——不管你以何种活细胞或者死细胞模型开始，所有一切都会在一或两步内死亡。第二等级稍微有了些生气，但只是稍微一些（类似一些冰冻团块）。第三等级则走到另一个极端：它们过于活跃了（即混沌状态——一切都不能稳定，一切都不可预测）。第四等级包括那些罕见的、不可能停滞在某一种状态的规则。 根据分子自动机等级：Ⅰ&Ⅱ→“Ⅳ”→Ⅲ 动力系统：秩序→“复杂”→混沌 物质：固体→“相变”→流体 计算机：停止→“不可决定”→非停止 还有第五个和更多的假设：过于稳定→“生命∕智能”→过于喧闹 秩序和混沌相互交织，呈现出复杂而永恒变化的状态——这一切实际上界定了第二秩序的相变，即所谓混沌的边缘。在混沌的边缘，你会碰到复杂的计算机，很可能碰到生命本身。 我们无法抗拒这样的想象：生命确实是永远力图在混沌的边缘保持平衡：一方面始终处于陷入过分的秩序地危险之中，另一方面又始终被过分的混乱所威胁。也许。这就是进化。 第七章 生态系统的生物体不止是演化，而是共同演化。共同演化是任何复杂的适应性系统突变和自组的强大力量。博弈论里关于囚犯两难的境地的逻辑告诉我们，他们必将背叛对方。但是为什么会有信任和合作呢？而且还会发扬、昌盛？（针锋相对策略会告诉我们答案——针锋相对的相互作用使得自然界没有智能也能产生合作关系）共同演化会使针锋相对的合作风格在这个充满背信弃义劣行的世界蔚然成风。 第八章 人工生命与常规生物学基本上是相反的，它不是用分析的方法来理解生命，而是用综合的方法。即，在人工系统中将简单的零部件组合在一起，使之产生类似生命的行为。 人工生命的信条是，生命的特征不是存在于单个物质之中，而是存在于物质的组合之中。其运作原则是，生命的规律一定是其动力形式的规律，它独立于四十亿年前偶然在地球上形成的任何特定的碳化物细节之外。 从生命的特点在于组织而不在于分子来说，生命有可能不仅只是类似计算机，生命根本就是一种计算法。 第九章 进化到底是适者生存，还是生存者生存？究竟什么是适应？适应要求内在模型的变化，难道这是看待适应的唯一的方法吗？存在一种以上的突变吗？如果存在，那么存在多少种突变呢？ 关于《复杂》的总结 http://blog.sina.com.cn/s/blog_567454ef01000633.html 总结： 纵观《复杂》全书给我的启示最重要的一部分也许就是从阿瑟、考温、考夫曼、荷兰德、朗顿、法默他们身上体现出来的或顺利但需历时弥久或艰难但愈挫愈坚的科学精神。他们都坚信一个将普照自然和人类的新科学——复杂理论。并为之锲而不舍的追求、奋斗！他们都相信二十年来的知识热潮在神经网络、生态平衡、人工智能和混沌理论这一些领域的成果已经帮助他们掌握建立复杂理论框架的数学工具，使他们得以从过去无人知晓的角度和深度来认识这个自发、自组的动力世界！ 在诸位或初出茅庐的研究生或诺贝尔桂冠得主的物理学家经济学家中我认为提出人工生命的朗顿是我看到的这种精神的典型代表。 1971年的朗顿既不知道自己的感觉意味着什么，离一个系统学者也还相距过远。66年从糟糕的中学毕业，私下里，他就根本不想上什么大学。大学二年级就被留校察看，秋季就离开了学校。之后从事过计算机编程工作，也在灵长类研究所工作。73年茫然不知所措的朗顿开始认真考虑生活了。他忆起了他追寻的感觉——似乎是宇宙的起源，宇宙的结构，时间的实质，于是去修数学和天文学课程并全身心的投入。之后在一次意外事故后的康复期狼吞虎咽的阅读了大量宇宙学的、数学的、物理学的、思想史的、生物学的、哲学的和进化哲学的书籍及进行了泛泛的思考。但他还是不是很清晰明了自己的感觉到底是什么。当然，他还在继续寻找，因为他还尚未知晓它的所在。在头脑中有了比较完整的概念是在学习人类学中关于文化进化的思考之后。朗顿意识到这又不仅仅是关于文化进化的问题了（见第六章[]中的归纳）。 78年，他把自己的想法写成26页的关于“信仰的演化”的论文，他需要同时从物理学、生物学和计算机科学上寻求指导老师。在受到类似被人当成疯子看待之后他坚持努力。朗顿开始了对人工生命研究的简单的尝试，很快他就泄气了，“整个演化都是线性的”他说。在泡进图书馆试图寻找有关自我繁衍的有关书籍后得到了极大的帮助，其中就有冯· 诺曼的《自我繁衍自动机理论》，于是信心大增，随后创造出目前最简单的自我繁衍分子自动机。然后又重返校园，开始了另一轮的努力，力争获得攻读跨学科博士学位的支持。并对屏幕上不断展现的结构告诉人们：“这就是我想研究的。” 82年秋天，他申请去了密西根大学，之后的大多数时间里朗顿像发了疯的学习。正规语言理论、计算机复杂理论、数据结构、编辑构建等，他系统的学习以前涉猎的零星知识。随后，幸运就降临在这个执着的人身上——分子自动机的Л参数、相变的研究取得了巨大的突破。 花费了这么长的篇幅来写朗顿的求学经历，也是要告诉自己某些东西…… |
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