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一、 复杂适应系统的由来 复杂适应系统(Complex Adaptive System，以下简称CAS)理论是美国霍兰(John Holland)教授于1994年，在Santa fe研究所成立十周年时正式提出的。复杂适应系统(CAS)理论的提出对于人们认识、理解、控制、管理复杂系统提供了新的思路。
CAS理论包括微观和宏观两个方面： 在微观方面，CAS理论的最基本的概念是具有适应能力的、主动的个体，简称主体。这种主体在与环境的交互作用中遵循一般的刺激—反应模型，所谓适应能力表现在它能够根据行为的效果修改自己的行为规则，以便更好地在客观环境中生存。 在宏观方面，由这样的主体组成的系统，将在主体之间以及主体与环境的相互作用中发展，表现出宏观系统中的分化、涌现等种种复杂的演化过程。CAS理论虽然提出不久，但是由于其思想的新颖和富有启发，它已经在许多领域得到了应用，推动着人们对于复杂系统的行为规律进行深入研究。 二、 复杂适应系统的概述 复杂适应系统(Complex Adaptive System CAS)理论认为系统演化的动力本质上来源于系统内部，微观主体的相互作用生成宏观的复杂性现象，其研究思路着眼于系统内在要素的相互作用，所以它采取“自下而上” 的研究路线；其研究深度不限于对客观事物的描述，而是更着重于揭示客观事物构成的原因及其演化的历程 。 与复杂适应系统思考问题的独特思路相对应，其研究问题的方法与传统方法也有不同之处，是定性判断与定量计算相结合，微观分析与宏观综合相结合，还原论与整体论相结合，科学推理与哲学思辨相结合。 复杂适应系统建模方法的核心是通过在局部细节模型与全局模型间的循环反馈和校正，来研究局部细节变化如何突现出整体的全局行为，其模型组成一般是基于大量参数的适应性主体，其主要手段和思路是正反馈和适应，其认为环境是演化的，主体应主动从环境中学习。正是由于以上这些特点，CAS理论具有了其它理论所没有的、更具特色的新功能，提供了模拟生态、社会、经济、管理、军事等复杂系统的巨大潜力。
我们把系统中的成员称为具有适应性的主体(Adaptive Agent)，简称为主体。所谓具有适应性，就是指它能够与环境以及其它主体进行交互作用。主体在这种持续不断的交互作用的过程中，不断地“学习”或“积累经验”，并且根据学到的经验改变自身的结构和行为方式。整个宏观系统的演变或进化，包括新层次的产生，分化和多样性的出现，新的、聚合而成的、更大的主体的出现等等，都是在这个基础上逐步派生出来的。 复杂适应系统(CAS)理论把系统的成员看作是具有自身目的与主动性的、积极的主体。更重要的是，CAS理论认为，正是这种主动性以及它与环境的反复的、相互的作用，才是系统发展和进化的基本动因。宏观的变化和个体分化都可以从个体的行为规律中找到根源。霍兰把个体与环境之间这种主动的、反复的交互作用用“适应”一词加以概括。这就是CAS理论的基本思想：适应产生复杂性。 复杂适应系统理论的主要特点是：1、主体是主动的、活的实体。2、个体与环境相互影响、相互作用，是系统演变和进化 主要动力。3、把宏观和微观有机地联系起来。4、引进了随机因素的作用，使它具有更强的描述和表达能力。 三、 复杂适应系统的主要特征 人们每时每刻都处在并能看到许许多多的复杂系统, 如蚁群、生态、胚胎、神经网络、人体免疫系统、计算机网络和全球经济系统。所有这些系统中, 众多独立的要素在许多方面进行着相互作用。在每种情况下, 这些无穷无尽的相互作用使每个复杂系统作为一个整体产生了自发性的自组织。霍兰把这类复杂系统称为复杂适应系统。 尽管在不同领域中存在着众多的复杂适应系统, 并且每一个复杂适应系统都表现出各自独有的特征, 但随着人们对 复杂适应系统认识的不断深化, 可以发现它们都有四个方面的主要特征： 1) 基于适应性主体 适应性主体具有感知和效应的能力, 自身有目的性、主动性和积极的“活性”, 能够与环境及其他主体随机进行交互作用, 自动调整自身状态以适应环境, 或与其他主体进行合作或竞争, 争取最大的生存和延续自身的利益。但它不是全知全能的或是永远不会犯错失败的, 错误的预期和判断将导致它趋向消亡。因此, 也正是主体的适应性造就了纷繁复杂的系统复杂性。 2) 共同演化 适应性主体从所得到的正反馈中加强它的存在, 也给其延续带来了变化自己的机会, 它可以从一种多样性统一形式转变为另一种多样性统一形式, 这个具体过程就是主体的演化 。但适应性主体不只是演化, 而且是共同演化。共同演化产生了无数能够完美地相互适应并能够适应于其生存环境的适应性主体, 就像花朵靠蜜蜂的帮助来受精繁殖、蜜蜂靠花蜜来维持生命; 共同演化是任何复杂适应系统突变和自组织的强大力量, 并且共同演化都永远导向混沌的边缘。
3) 趋向混沌的边缘 复杂适应系统具有将秩序和混沌融入某种特殊的平衡的能力, 它的平衡点就是混沌的边缘, 也即一个系统中的各种要素从来没有静止在某一个状态中, 但也没有动荡到会解体的地步。一方面, 每个适应性主体为了有利于自己的存在和连续,都会稍稍加强一些与对手的相互配合, 这样就能很好地根据其他主体的行动来调整自己, 从而使整个系统在共同演化中向着混沌的边缘发展; 另一方面, 混沌的边缘远远不止是简单地介于完全有秩序的系统与完全无序的系统之间的区界, 而是自我发展地进入特殊区界。在这个区界中, 系统会产生涌现现象 。 4) 产生涌现现象 涌现现象最为本质的特征是由小到大、由简入繁 。沃尔德罗普认为: “复杂的行为并非出自复杂的基本结构, 极为有趣的复杂行为是从极为简单的元素群中涌现出来的。生物体在共同进化过程中既合作又竞争, 从而形成了协调精密的生态系统; 原子通过形成相互间的化学键而寻找最小的能量形式, 从而形成分子这个众所周知的涌现结构; 人类通过相互间的买卖和贸易来满足自己的物质需要, 从而创建了市场这个无处不见的涌现结构。” 涌现现象产生的根源是适应性主体在某种或多种毫不相关的简单规则的支配下的相互作用。主体间的相互作用是主体适应规则的表现, 这种相互作用具有耦合性的前后关联, 而且更多地充满了非线性作用, 使得涌现的整体行为比各部分行为的总和更为复杂。在涌现生成过程中, 尽管规律本身不会改变, 然而规律所决定的事物却会变化, 因而会存在大量的不断生成的结构和模式。这些永恒新奇的结构和模式, 不仅具有动态性还具有层次性, 涌现能够在所生成的既有结构的基础上再生成具有更多组织层次的生成结构。也就是说, 一种相对简单的涌现可以生成更高层次的涌现, 涌现是复杂适应系统层级结构间整体宏观的动态现象。 四、 复杂适应系统的模型特征 复杂适应系统是由适应性主体相互作用、共同演化并层层涌现出来的系统。霍兰围绕适应性主体这个最核心的概念提出了在复杂适应系统模型中应具备的七个基本特性, 分别是：聚集、非线性、流、多样性、标志、内部模型以及积木。 1) 聚集，有两个含义, 第一个含义是指简化复杂系统的一种标准方法, 即是把相似的主体聚集成类, 相互作用, 这是指主体聚集的条件。第二个含义是指较为简单的主体的聚集相互作用, 必然会涌现出复杂的大尺度行为。 例如：股票市场中，有散户聚集形成的散户群，有大户聚集的大户群，有代表国家意志的主权基金，有代表不同群体的各种基金，在交易中象单独的个体行动。 2) 非线性，指主体以及它们的属性在发生变化时, 并非遵从简单的线性关系。特别在主体与系统或环境反复的交互作用中, 这一点更为明显。复杂适应系统理论认为个体之间相互影响不是简单的、被动的、单向的因果关系, 而是主动的适应关系。 例如：股市是非线性发展，充满了不确定性、混沌性、突变性和随机性。 3) 流，可以看成是有着众多节点与连接者的某个网络上的某种资源的流动。在复杂适应系统中, 网络上的流动因时而异, 节点和连接会随着主体的适应和不适应而出现或消失。 例如：股市中信息流、资金流的高效程度决定了股市的演化进程 4) 多样性，复杂适应系统的多样性是一种动态模式, 其多样性是复杂适应系统不断适应的结果。每一次新的适应都为进一步的相互作用和新的生态位开辟了可能性。 例如：股市里面充满了多样性，有老韭菜和新韭菜，还有割韭菜的，有韭菜培训班，还有忽悠韭菜的大师。 5) 标志，在聚集体形成的过程中, 始终有一种机制在起作用, 这种机制就是标志。在复杂适应系统理论中, 标志是为了聚集和边界生成而普遍存在的一个机制。 例如：在股市里面，每个个体或群体都要标签，有大户、散户和机构投资者，便于相互作用中的识别。 6) 内部模型，在复杂适应系统中, 当适应性主体接收到大量涌入的输入时, 就会选择相应的模式去响应这些输入, 而这些模式最终会凝固成具有某项功能的结构，即内部模型。 例如：股市中每个投资者都有自己的分析模型，都有自己对股市预测的方法论。比如查理芒格的多元思维模型就是帮助巴菲特进行投资分析的内部模型。 7) 积木，复杂系统常常是在一些相对简单的部件的基础上, 通过改变它们的组合方式而形成的。因此, 事实上的复杂性往往不在于块的多少和大小, 而在于原有积木的重新组合。内部模型和积木的作用在于加强层次的概念。 例如：从散户到大户，再从大户到机构投资者，每一个层级需要的内部模型不同，所以升级需要不断的学习新的模型，象积木一样，建构自己的知识大厦。 通过上述七个基本特性的刻画, 复杂适应系统模型可以看做是以内部模型为积木, 通过标志进行聚集等相互作用并层层涌现出来的动态系统。其中前四个是复杂适应系统的通用特性, 它们将在适应和进化中发挥作用； 后三个则是个体与环境进行交流时的机制和有关概念。 五、 复杂适应系统的应用 复杂适应系统理论应用范围很广，可用在工程、生物、经济、管理、军事、政治、社会等各个方面,其中又在军事和经济上的应用为主要方向 应用分析一：在证券股票市场的应用  股票市场的复杂性主要表现在： 1．宏观经济与股市走势之间存在复杂的非同步相关性； 2．企业价值及其市场估值之间存在复杂的不确定性； 3．股票交易者行为存在复杂的易变性和多变性； 4．公司业绩与股价波动之间存在复杂的非线性关系； 5．多空消息与股价涨跌之间存在复杂的非逻辑关系。 …… 股票市场的多面性主要表现在： 1．从生物学角度分析，股票交易是对人类本性的博弈； 2．从行为学角度分析，股票交易是对未来预期的博弈； 3．从数学的角度分析，股票交易是对涨跌概率的博弈； 4．从投资的角度分析，股票交易是对企业价值的博弈； 5．从投机的角度分析，股票交易是对股价趋势的博弈。 …… 作为介于生物学和证券学之间的边缘学科，演化证券学的理论精髓，在于它摒弃了机械论的思维方式和理想化假设，揭示股市运作背后的生物进化逻辑，指出股市波动在本质上是一种复杂多变的“生命运动”，而不是传统经济学认为的钟摆式的“机械运动”。 其典型特征包括：代谢性、趋利性、适应性、可塑性、应激性、变异性和节律性等。这就是为什么股市波动既有一定规律可循，又无法被定量描述和准确预测的最根本原因。 应用分析二：在企业管理中的应用 在当前的经济环境下，企业的生存与发展不仅取决于企业自身制定的战略，更取决于与其它企业和组织之间的作用关系以及相应的应变能力。因而，适应性成为企业生存与发展的一个重要能力，企业如何增强其适应性能力已成为当前管理领域研究的热点。 复杂性科学的发展，尤其是CAS理论的提出，正好满足了管理科学对这些问题研究的需要。现在管理科学发展的一个趋势，就是将企业管理作为一个复杂系统的管理来研究，利用复杂性科学尤其是CAS理论的成果，探讨复杂环境条件下企业管理的原理与方法。 对于企业系统来说，首先企业是有层次性的，企业员工主要是在所属部门形成团队并相互作用，同时企业内部可划分为两个层次：企业中的每一位员工和以员工为基本个体组成的部门，这两个层次上的个体均具有智能性、适应性、主动 等特征；其次企业发展过程中，个体的性能参数在变，个体的功能、属性也在变，整个企业系统的结构、功能随之产生变化；最后企业系统中个体并行地对环境中的各种刺激做出反应、进行演化，而且存在大量随机复杂性因素。 企业系统的特征和CAS理论有很好的契合性，用CAS理论对企业更具有描述性和表达能力，这也使 CAS理论在管理领域的应用具有广阔的前景。 六、 复杂适应系统的启示 复杂系统可谓无处不在，比如我们常说的：生态链、蜂群、蚁群、人际关系网、神经网络、人体免疫系统、计算机网络和全球经济贸易等等。所有这些系统中，众多独立的智能体在许多方面进行着相互作用。  每一个人作为一个独立的个体，如何才能更好的适应这个社会是我们必须思考的问题。有时候不是你需要强大，而是对手强大了，你必须强大，不然就要被淘汰。就如同我们前面讲到的红皇后效应一样，你必须不停的奔跑，才能维持原来的位置，你想要超越，必须拿出两倍甚至多倍的速度才行。我们每一个人都必须不断的学习和进化来适应这个复杂的系统，才能更好的在这个社会中立足。 虽然我们经常喊公平、自由、平等，但是我们不得面对现实，人类社会是分层的，聚集的，多样性、标签化、非线性发展的，这就意味着，我们不可能实现绝对意义公平。每个人都拥有适应这个世界的内部模型，每个人的模型又都不一样，每个人又与他人相互作用。智慧的积累是积木式的，通过不同的简单部件的逐渐堆积起来，但是每个人的拼接形状和高度又不一样。我们只有通过跨学科的学习，学习重要学科的重要思维模型，才能更好的适应复杂性系统。 |
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