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推荐人：张江 北京师范大学系统科学学院博士、副教授，集智俱乐部发起人
推荐语： 当今世界的科技发展突飞猛进，大数据、3D打印、深度学习、物联网、生物技术……所有都来得太快，信息量太大，这多少让我有些不能消化。我不禁思考：究竟这些技术革命背后的本质是什么？当我们忽略掉技术层面的细节，我们能看到怎样的未来？
如果说物理学是20世纪前工业社会的基础学科，那么，“复杂”就应该是21世纪信息时代的基础学科。它并不关心具体细节，而是抓住了不同系统、不同学科之中的共通之处。混沌边缘的复杂、去中心化、涌现、网络、相互作用、进化，所有这些热门关键词都可以追溯到复杂性科学。它大胆地融合了物理、生物、计算机、经济等多种学科，提倡跨学科研究。
圣塔菲研究所始终是全世界复杂性研究的中心。它坐落于美国中部小镇圣塔菲北侧的一座孤零零的小山上，远离尘嚣。正是这么毫不起眼的地方，在20世纪90年代初期掀起了复杂性研究的热潮。它不仅创造了复杂性科学中的新概念，更创造了一种全新的研究所运作方式——没有常驻的研究人员，没有挂靠在任何高校、研究所或政府机构。所有的研究人员都是访问学者或博士后，大部分投资都来源于企业赞助。
但当人类真正跨入21世纪后，这门被称为“21世纪的科学”本身的发展却似乎遇到了问题。正如凯文·凯利所说，20年前《失控》中所描述的那些理论在这20年间似乎没有任何进展。在经历过20世纪90年代那一轮大规模学术创新后，复杂性研究陷入了僵局（当然研究势头不减，但没有提出可以与早期混沌的边缘、涌现等媲美的深刻思想）。圣塔菲研究所也因为2008年的金融危机而缩减了开支，渐渐失去了当年的影响力。
这究竟是为什么？难道我们的“复杂”之路方向错了？追求各种复杂系统背后的统一理论根本就是痴人说梦？至少我并不这么想，科学的发展好比是物种的演化，在大部分时间内都比较无聊，没有新物种产生。然而，一旦某个优良的基因突变，新物种就会在短时间内大量爆发，这被生物学家称为“断点平衡”现象。面对自然界那博大精深的复杂性，我们的理论其实才刚刚开始。
文章内容 复杂的诞生：学术界的连接 文 / [美 ] 米歇尔·沃尔德罗普 译 / 陈玲
复杂系统具有将秩序和混沌融入某种特殊的平衡的能力。它的平衡点——即常被称为混沌的边缘——便是一个系统中的各种因素从未真正静止在某一个状态中，但也没有动荡至解体的那个地方。混沌的边缘就是生命有足够的稳定性来支撑自己的存在，又有足够的创造性使自己名副其实为生命的那个地方；混沌的边缘是新思想和发明性遗传基因始终一点一点地蚕食着现状的边缘的地方。在这个地方，即使是最顽固的保守派也会最终被推翻。混沌的边缘是几个世纪的奴隶制和农奴制突然被20世纪50、60年代的人权运动所取代的时刻；是进化过程中万古不变的稳定性突然被整个物种的演变所取代的时刻。混沌的边缘是一个经常变换在停滞与无政府两种状态之间的战区，这便是复杂系统能够自发地调整和存活的地带。 在混沌边缘发生的复杂、调整和剧变——这些共同的特征是如此显著，以至于越来越多的科学家相信，在一系列仅仅是顺理成章的科学类推之外肯定还有更多的东西存在。这场科学运动的神经中枢便是被称为圣塔菲研究所（Santa Fe Institute）的智囊机构。这个研究所创建于20世纪80年代中期，最初坐落在坎杨路圣塔菲艺术区中一个租来的女修道院里（举办学术讨论会的地方过去是一个小教堂）。聚集在这里的研究人员虽然来自不同的阶层和背景，包括从梳着马尾辫发型的研 究 生 到像物理学 家马瑞·盖 尔曼（Murray Gell-Mann）、菲利普·安德森（Philip Anderson）和经济学家肯尼斯·阿罗（Kenneth Arrow）这样的诺贝尔桂冠得主，但他们都达成一个基本的共识，那就是，他们都坚信一个将普照自然和人类的新科学——复杂理论。他们相信，近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样一些领域所取得的成果已经帮助他们掌握了建立这个复杂理论框架的数学工具。他们相信，对这些新思想的运用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，这一认识将对经济和商业行为，甚至政治行为发生潜在的巨大影响。他们相信，他们正在凌厉地冲破自牛顿时代以来一直统治着科学的线性的、简化论的思维方式，他们的突破已经能够使他们面对当今世界的最大问题。他们相信，他们正在开创的是，套句圣塔菲研究所创始人乔治·考温（George Cowan）的话，“21世纪的科学”。
这本书就是关于他们的故事。 圣塔菲 1987年5月的一天，布莱恩·阿瑟（Brian Arthur，复杂性科学奠基人）接到一个从圣塔菲打来的电话。打来电话的人声音柔和地自我介绍说，他叫乔治·考温。考温在电话上感谢阿瑟同意当年秋天来参加经济学家的研讨会。他说，他和他的同事们非常重视这个研讨会。圣塔菲研究所是一个由物理学家马瑞·盖尔曼和其他一些人创办的小型私营机构，致力于复杂系统各个方面的研究。所谓复杂系统的各个方面，指的是从凝聚态物理学到社会整体的各个方面，包括任何内部有许许多多相互作用的因素的事物。这个研究所没有教职工，也没有学生，但致力于尽可能广泛地在研究人员之间建立起联络网。经济学家便是这个联络网上重要的一环。
考温说，他打电话给阿瑟的真正意图是，肯尼斯·阿罗（1972年诺贝尔经济学奖得主）建议圣塔菲研究所邀请阿瑟来做访问研究员。也就是说，阿瑟可以在研讨会召开前几周来圣塔菲，在研讨会召开以后还可以再在研究所住上几周。这样，他就有时间和其他住在研究所的研究人员一块儿工作，共同探讨。对此他有兴趣吗？
“当然有兴趣。”阿瑟说。秋季到圣塔菲住上六个星期，所有费用都不必自己负担。为什么不呢？此外，他不得不承认圣塔菲这个强大的学术火力网给他留下了深刻的印象。盖尔曼也是诺贝尔奖得主，这是继阿罗和安德森之后阿瑟听说的与圣塔菲有关的第三个诺贝尔桂冠得主。盖尔曼是“夸克”（Quarks）理论的创始人，夸克是运动于质子和中子之内的最小的粒子。阿瑟仍然不太明白这个叫考温的人所说的“复杂系统”究竟是什么，但整桩事情听上去已经让他觉得疯狂到足以挑起他的兴趣了。
“哦，顺便问一下，”阿瑟说，“还没人向我提及您的大名。请问您在圣塔菲研究所担任什么工作？”
电话的那端停顿了片刻，然后传来一声咳嗽。“我是所长。”考温说。
其实阿瑟并不是唯一为圣塔菲研究所而感到困惑的人，每一个第一次接触圣塔菲的人总是会感到有些震惊。这个地方整个儿地摧毁了旧框框。这是一个由年迈的学术巨子创建的机构，他们头顶诺贝尔奖的桂冠，地位特殊、声名显赫。他们是些你以为会最安于现状的体面人物，但其实他们是在借他们的声望作为平台，来掀起一场他们自称为科学革命的运动。
这个研究所的成员主要由核心物理学家和计算机高手组成，他们来自罗沙拉莫斯这个最初研制核武器的秘密军事基地。然而在研究所的走廊里却充满了对“复杂”这一新科学的激动人心的讨论。在他们的头脑中，复杂就好比一个大同世界，能涵盖从进化生物学到诸如经济、政治、历史这样的模糊学科——更别说能够帮助人们建立一个更加恒久而和平的世界。
简而言之，这整个儿就是一桩怪事。如果你试图把圣塔菲研究所想象成是发生在商界的话，你就得想象成是IBM公司总部研究所的主任离任了，回到自家的车库里办起了一个小小的新时代算命咨询服务公司，然后还说服了施乐（Xerox）、通用汽车公司（GM）和大通银行（Chase Manhattan）的董事长也加入进来。
更不同寻常的是，这幅图景的创建人——乔治·考温，罗沙拉莫斯研究所前主任——是一个与新时代截然相反的人物，六十七岁的考温是一个说话温和、即将退休的人。他穿着高尔夫运动上衣，敞着毛衣，把自己弄得有点像特蕾莎修女。他并不因为有领袖魅力而声名在外。在任何一个群体中，他总是站在一旁倾听的人。他当然也并没有因为雄辩的口才而闻名遐迩。任何人只要问他为什么要创建圣塔菲研究所，总是会听到他的一番既精确又高度理性的关于21世纪的科学现状和抓住科学机会的必要性的谈论——就像是一篇完全可以在《科学》（Science）杂志上发表的严肃的专家评论。其实听者会慢慢认识到，考温有他自己的思维方式，他确实是一个热情而矢志不渝的人。他完全不把圣塔菲看作是一桩怪事，他认为圣塔菲所要达到的目的远比他本人、比罗沙拉莫斯或任何其他导致圣塔菲创立的偶然因素要重要得多。就此而言，也远比圣塔菲研究所本身要重要得多。他常说，如果我们这次不能成功，二十年以后还有其他人会沿着这一思路从头做起。对考温来说，圣塔菲是一个使命，是一个为整个科学界获得拯救和新生的契机。 连接
到了1988年秋季，圣塔菲研究所已经呈现出一派生机勃勃的景象。这不仅是因为经济学项目上了马，也因为1987年秋末，盼望已久的联邦政府基金通过国家科学基金会和能源部拨发了下来。考温没有能够说服这些机构如数满足他的资金要求，比如说，研究所仍然没有资金聘请长期研究人员，但这些基金组织已经承诺从1988年1月份开始，在三年中给圣塔菲拨款170万美元。所以在1991年以前，研究所有了财政上的安全保证。研究所终于有了足够的资金来认真开始朝其创建的目标努力。
在盖尔曼和潘恩斯主持下的科学委员会批准召开十五个新的研讨会。有些研讨会从核心物理学角度来探讨复杂性问题，在这个方面最好的例子是将由罗沙拉莫斯的波兰物理学家祖莱克（WojciechZurek）组织的“信息物理学、熵和复杂”研讨会。祖莱克的想法是，从信息和计算机复杂性这样一些已被计算机科学所界定清楚的概念入手，来探讨它们与量子机制、热动力学、黑洞的量子辐射以及（假设的）宇宙量子起源之间的深层关系。
其他研讨会将从生物学的角度来探讨复杂性问题。最好的两个例子是两个由罗沙拉莫斯生物学家爱伦·泊雷尔森（Allen Perrlson）组织的关于免疫系统的研讨会。泊雷尔森早在1987年6月就召开了圣塔菲研究所的一个很重要的免疫学研讨会，而且一直在圣塔菲主持一个小小的研究项目。泊雷尔森的思想是，身体的免疫系统有几十亿个高度敏感的细胞，它们随血液流动，病毒或细菌一出现，它们就与抗体一起共同中和侵入的病毒或细菌。免疫系统是一个复杂的适应性系统，在这一点上和生态系统及大脑组织完全一样。所以圣塔菲的理念和技术应该能够对像艾滋病、多发性硬化症以及关节炎这类与免疫相关的问题给予启迪。反过来，因为人们对免疫系统的分子结构的详情已经了解甚多，所以致力于免疫系统研究的项目应该能够使圣塔菲的某些高深的概念应用于实际之中。
同时，科学委员会还力主将没有参加过圣塔菲项目和研讨会的访问学者、博士后网罗进来。这是研究所自始至终坚持的方法：网罗各路俊杰，然后看看会发生什么。科学委员会成员开玩笑说，圣塔菲研究所本身就是一个突现现象。实际上，这是一个被他们相当认真地对待的笑话。
所有这些都符合考温的心愿。他总是迫切想找到更多的灵魂中燃烧着难以言述之火的俊杰。但考温认为，这不仅仅是一件挖掘俊杰的事。你可以说，研究所拥有许多才华出众的人才，但他们不知道你到底要干什么。研究所要网罗的是能够相互撞击出火花的人才：“其中有些人在接触中显得目光呆滞，而另一些人则从此开始与我们保持联系。”如果情况是这样的话，那么你其实就是在以某种方式行使一种极具强制性的权力：知识的权力。如果你发现对方对圣塔菲的概念的理解发自大脑深处，这样的想法永远盘旋在他的脑际，那你就算是找对了人。你不是用把人从肉体上拉过来的方法，而是用知识的魅力来聚拢人心。你是用大脑，而不是用狂欢作乐的聚会来吸引他们。
发掘这样的人才比以往更加不易了，但确实有这样的人才存在。而且有越来越多这样的人才涌向圣塔菲，致使小小的修道院经常人满为患。确实，这种情形简直让人难以想象：小教堂长年召开着各种研讨会，原本只够一个人使用的办公室里常常挤着三四个人，同僚们没完没了地在黑板上涂写着什么，争论着什么，走廊上和大树下的自由讨论在不断形成和重组，人们勃发的活力和同志间的情意就像电流一样感染每一个人。这正如斯图尔特·考夫曼所说：“我看待世界的眼光每天都会经历两次刷新。”
大家都有同样的感觉。阿瑟说：“颇为典型的是，每一天上午，大多数人都会钻进办公室，你会听到计算机终端发出的轻微声音和敲击键盘的响声。然后就会有人在你的门口探头探脑。你做过这个吗？你想过那个吗？你能和来访者谈半个小时吗？然后我们就会一起去吃午饭，常常是一起去坎杨路餐馆，我们把那个餐厅叫作‘教职工俱乐部’，而我们则变成了烂熟的常客，那儿的女招待甚至都不再给我们拿菜单来了。我们总是说:‘给我一个五号’，所以她们甚至都不用问就知道该给我们上什么吃的。”
他们之间的谈话总是没完没了，大多数谈话非常精彩抓人。阿瑟说，他记得最清楚的是随时随地开始的即兴自由讨论会。那些讨论会永远在接近中午时分，或从下午开始。“这样的讨论会一周有三次、四次、五次。某个人会走到走廊上说:‘嘿，让我们来讨论讨论X’，然后就会有五六个人聚集到小教堂，或更经常的是聚集到厨房旁边的小会议室里，小会议室里的光线非常昏暗，但它就在咖啡室和可乐机旁边。房间是印第安风格的，墙壁上挂着一张爱因斯坦的照片，扎着印第安头巾的爱因斯坦冲着我们微笑。” “我们会围桌而坐，斯图尔特（考夫曼）也许倚在一个炉架上。有人也许会把问题写在黑板上，我们就开始针对这个问题提出无数个问题，其实都是些非常善意的争辩。大家从来不恶语相向，但提出的问题相当尖锐，因为大家所谈论的都是最根本的问题，而不是经济学研究的技术性问题，不是你如何解决这个或那个定点定理，或在物理学上，为什么材料在零下253摄氏度会出现超导现象这类的问题，而是关于科学走向何方这类的问题。这类问题包括，你怎样对付有限的理性？当情况真的变得就像国际象棋那样复杂的时候，经济学应该怎样进展？你对永远在演化，永远达不到平衡点的经济学是怎么想的？如果你把计算机实验应用于经济学，你会怎么做？”
“我认为这正是圣塔菲之所以为圣塔菲的原因：我们正在努力寻求的答案和我们正在借用的技术手段，恰好正在形成圣塔菲派的经济学概念。”
催化
1992年，人口研究与经济学系主任兼教授阿瑟坐在他的办公室临窗的一隅，俯视着斯坦福大学的林荫大道。他承认，他对在圣塔菲所经历的一切仍没有完全理出头绪来。阿瑟说：“随着时间的推移，我越来越欣赏圣塔菲的思想和概念。但我想，圣塔菲的故事仍然在继续。”
他说，最根本的是，他开始认识到，圣塔菲研究所将是众多变化的催化剂。没有圣塔菲研究所，这些变化也总是会发生的，但要缓慢得多。当然经济学研究项目正是如此。他离开后，这个项目在明尼苏达大学的戴维·阑恩和耶鲁大学的约翰·吉纳考普劳斯（John Geanakoplos）的主持下继续进行。“到1985年左右，似乎各类经济学家都在探索新的方法，他们开始四处张望、各处寻觅，深感统治了以往三十年的常规经济学理论已经达到了极限。旧有的理论曾经促使他们深入探索能够用静滞的均衡分析方法所解释的问题，但常规理论忽略了过程、进化和形态形成等问题。在这些问题中，没有均衡可言、偶然因素不断出现、历史事件关乎重大，而适应和进化永不衰竭。当然，对这些问题的研究当时陷入了困境，因为经济学理论在未能用数学形式做完整表述之前，不能称其为理论。大家只知道如何在均衡的条件下从事研究，但一些最优秀的经济学家已经感到，经济学研究必须从另一个方向有所突破。”
“圣塔菲研究所所做的，正是扮演了这一切变化的伟大催化者。在圣塔菲研究所，经济学界的许多杰出人物，许多像汉恩和阿罗这样的顶尖人物，能够与像荷兰德和安德森这样的杰出人才相互交流。他们通过一段时间的相互交谈认识到：对呀！我们可以采用归纳学习法，不一定要采取演绎逻辑法。我们可以斩断均衡的困结，面对指向开放的进化，因为其他学科对这类问题早已开展了研究。圣塔菲为这方面的研究提供了专用术语、比喻、专家咨询等经济学领域急需的技术基础和支持。但更重要的是，圣塔菲研究所使这个新的经济学观点合法化了。因为当人们听说像阿罗、汉恩、沙金特这样的人物在撰写这类学术论文时，他们会觉得，那其他人照此行事也就完全合情合理了。”
摘自《复杂：诞生于秩序与混沌边缘的科学》 生活·读书·新知三联书店 1997 年 4 月 |
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