來源：混沌巡洋艦

目前全世界有好幾個機(jī)構(gòu)都在致力于復(fù)雜性理論的研究，那么，那些復(fù)雜性理論的研究學(xué)者都在研究什么呢？

那涉及生物學(xué)與工程學(xué)、生態(tài)學(xué)與氣候?qū)W、城市生活與農(nóng)業(yè)、商業(yè)與經(jīng)濟(jì)、人類學(xué)、宗教學(xué)、進(jìn)化論、時間、歷史、未來等。

在這些人的研究成果上，我們可以根據(jù)目前已知的一些簡單規(guī)則去了解、探索復(fù)雜性理論。這些規(guī)則能夠幫助我們更好地了解哪些前提條件會導(dǎo)致復(fù)雜性現(xiàn)象和涌現(xiàn)現(xiàn)象，幫助我們識別出它們，幫助我們在它們出錯的時候做出正確判斷。我們以螞蟻為例來介紹這些規(guī)則，因為螞蟻體系的規(guī)則幾乎適用于所有的復(fù)雜性系統(tǒng)。 

螞蟻的道路探索反饋圖

規(guī)則 1：數(shù)量規(guī)模很重要

網(wǎng)購的“螞蟻工坊”一般配有 25 只左右的螞蟻，它們會一起努力工作、挖掘隧道、開辟覓食路線、為死去的螞蟻建立集體墓地。這些行為都是涌現(xiàn)的例子。

不過，如果螞蟻的數(shù)量只剩下了幾只，自組織行為和涌現(xiàn)特性就會消失：再也沒有螞蟻去開辟覓食路線，再也沒有螞蟻去齊心協(xié)力地挖掘隧道，再也沒有螞蟻去為其他螞蟻收尸。

另外我們還會發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)的個體越多，它的復(fù)雜程度就越高，2000 只螞蟻構(gòu)成的蟻群要比 200只螞蟻構(gòu)成的蟻群復(fù)雜，20000 只螞蟻構(gòu)成的蟻群又會比 2000只螞蟻構(gòu)成的蟻群復(fù)雜。換句話說，村莊不同于城市，普通城市也不同于巨型城市。

相互作用的個體數(shù)量必須足夠多，才能形成一個復(fù)雜性系統(tǒng)。

規(guī)則 2：互動是局部的，而非整體的

蟻群之所以會產(chǎn)生涌現(xiàn)特性，并不是因為蟻群中有某個領(lǐng)導(dǎo)者在指揮一切。雖然通常來說，涌現(xiàn)現(xiàn)象看起來是一場自上而下的、計劃周密的運(yùn)動，但實際上并不是。

一個簡單的螞蟻隊伍就可以很好地說明這一點。螞蟻會在它們發(fā)現(xiàn)食物的地方取走食物，并將其帶回蟻穴。螞蟻們的運(yùn)動井然有序，效率高超，看起來就像是有人安排好的一樣，但實際上這一切的背后并沒有人負(fù)責(zé)指揮。

蟻后并不具有行政職能，換句話說，它不會站在宏觀角度去監(jiān)控整個蟻群的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，它只負(fù)責(zé)蟻群的繁殖。沒有任何一只螞蟻或一隊螞蟻站在指揮者的角度去規(guī)劃食物路線或蟻群的其他工作，這些有組織的行為僅僅來自每只螞蟻個體和它所遇到的其他螞蟻個體之間的互動。螞蟻之間會相互傳遞信息素或氣味信號，通過交流來應(yīng)對不同情況。探測到信息素時，不管是它自己留下的還是別的螞蟻留下的，該螞蟻都會以特有的方式做出反應(yīng)。比如螞蟻在行走時會利用氣味給自己留下線索，這樣一來，它就可以在轉(zhuǎn)向時沿著線索返回蟻穴。

在人類社會體系中，我們常常會陷入一種錯覺，認(rèn)為我們當(dāng)中的某些人可以監(jiān)控整個人類。例如在一個獨裁者看來，他可以自上而下地領(lǐng)導(dǎo)整個社會體系，但這是一種假象。事實上，雖然這些獨裁者可能牢牢掌控了高層次的細(xì)節(jié)，但這并不等同于掌控了全社會。換句話說，雖然跟蟻群相比，他們收集的數(shù)據(jù)要豐富得多，掌握的信息也復(fù)雜得多，但這仍舊只是一種特殊的“局部”掌控而已。他們常常認(rèn)為自己可以站在互動網(wǎng)之上俯視整個系統(tǒng)，但真實情況是他們總會不可避免地陷入網(wǎng)絡(luò)，與其中的人和事密切聯(lián)系在一起。最終，獨裁者無法知曉反叛者聚在一起之后的低聲密謀，也不會注意到即將掀起的革命。這種革命本身就是一種涌現(xiàn)現(xiàn)象，只要遇到星星之火就有可能會推翻這位試圖自上而下地統(tǒng)治全社會的獨裁者。由此可見，雖然獨裁者堅信自己掌控著社會體系的每一個細(xì)節(jié)，但這一切都只是幻覺而已。

同樣，你體內(nèi)也不存在哪個細(xì)胞可以在整體上監(jiān)控你的身體，從而檢測你是否困倦，是否饑餓，是否產(chǎn)生了性欲。大腦也是人體網(wǎng)絡(luò)的一部分，它既可以影響其他部位，也會被其他部位影響。它無法高高在上地坐在頭骨寶座上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)地俯視身體其他部位。

那么，到底是誰掌管著誰？答案就是沒有任何個體可以掌管一切，所有互動都是局部的。一個復(fù)雜性系統(tǒng)中的每個元素都會通過一個個局部互動網(wǎng)絡(luò)和其他所有元素產(chǎn)生互動。雖然元素的影響力有大有小，但絕沒有任何一個元素可以高于、超越整個網(wǎng)絡(luò)，絕沒有任何一個元素可以站在外部完全控制整個系統(tǒng)。

規(guī)則 3：負(fù)反饋

負(fù)反饋普遍存在于復(fù)雜性系統(tǒng)當(dāng)中，它能讓系統(tǒng)保持在一個震蕩的、動態(tài)的、健康的平衡范圍當(dāng)中，而平衡態(tài)又能讓系統(tǒng)在面對周遭不斷變化的環(huán)境時保持適應(yīng)能力，并防止系統(tǒng)中的某個元素過于強(qiáng)勢從而擠壓其他元素的生存空間。

在我們回想一下螞蟻構(gòu)建覓食路線的過程：首先會有一只螞蟻留下自己的信息素，用它來指明覓食方向和返回蟻穴的方向；然后會有另一只螞蟻路過，對上一只螞蟻留下的信息素做出反應(yīng)，并留下自己的信息素。現(xiàn)在兩只螞蟻的信息素疊加在了一起，這種強(qiáng)化過程讓其他螞蟻成功加入這條覓食路線的可能性增加了一倍，反過來這又會導(dǎo)致更多的路線、更多的螞蟻，更更多的路線、更更多的螞蟻……覓食路線的建立就是一種正反饋模式。

所有生命系統(tǒng)都處于動態(tài)平衡狀態(tài)，它們永遠(yuǎn)不會靜止。復(fù)雜性系統(tǒng)會在一個健康的、能夠維持生存的范圍內(nèi)，永不停歇地產(chǎn)生各種變化，持續(xù)不斷地震蕩反復(fù)。在一個處于平衡態(tài)的系統(tǒng)中，如果正反饋強(qiáng)度超過了負(fù)反饋強(qiáng)度，那么這種可以自我維持的平衡態(tài)就將不復(fù)存在，消耗能量的行為會占據(jù)主導(dǎo)地位，最終導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。

以經(jīng)濟(jì)泡沫和癌癥為例，二者都誕生于一個原本處于平衡狀態(tài)的生命系統(tǒng)——一個正常運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)體系、一具由彼此互動的細(xì)胞構(gòu)成的健康軀體 ——但是由于各自存在問題，負(fù)反饋強(qiáng)度下降，正反饋占據(jù)了主導(dǎo)地位，爆炸性的增長會隨之而來，然后就是徹底崩潰：經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)衰退或蕭條，癌癥晚期患者會失去生命。

規(guī)則 4：隨機(jī)程度不能太高，也不能太低

不可預(yù)測性不僅是復(fù)雜性系統(tǒng)的一個決定性特征，也是復(fù)雜性系統(tǒng)那驚人的創(chuàng)造力的源泉，它可以對整個系統(tǒng)產(chǎn)生非常深遠(yuǎn)的影響。

總會有一小部分螞蟻沒有沿著那些已經(jīng)鋪設(shè)好信息素的、方向明確的覓食路線爬行，這些螞蟻并非懶惰，也并非沒有存在意義。相反，它們對于系統(tǒng)的適應(yīng)性來說至關(guān)重要。如果所有螞蟻都沿著覓食路線爬行，那蟻群就沒有多余的螞蟻去尋找新的食物來源。

對于生活來說，凡事都要講個“適度”，太多的隨機(jī)性會導(dǎo)致自組織行為無法產(chǎn)生，太少的隨機(jī)性會導(dǎo)致系統(tǒng)的一舉一動過于機(jī)械化，缺乏足夠的靈活性去適應(yīng)環(huán)境變化，以致無法及時調(diào)整自己的行為。只有恰到好處的、低水平的隨機(jī)性［有時也被稱為“淬致無序” （quenched disorder）］，才能讓系統(tǒng)表現(xiàn)出斯圖爾特·考夫曼所說的探索“鄰近可能性”的能力。  

如果沒有隨機(jī)性，系統(tǒng)就少了很多機(jī)會，少了很多“誤打誤撞”的創(chuàng)新能力，從而無法探索新的生存方式和運(yùn)作模式。恰到好處的隨機(jī)性可以讓系統(tǒng)保持活力。

這種恰當(dāng)?shù)臒o序，正是我們無法預(yù)測復(fù)雜性系統(tǒng)涌現(xiàn)特性的原因，盡管我們十分確定這種涌現(xiàn)必然會發(fā)生。復(fù)雜性系統(tǒng)會不斷受到低程度隨機(jī)性的影響，所以同樣的起始條件幾乎無法以完全相同的途徑演變。每時每刻，復(fù)雜性系統(tǒng)都仿佛籠罩在一朵朵由“鄰近可能性”構(gòu)成的彩云之下，其中每朵云都有可能成為該系統(tǒng)下一時刻的樣貌。也就是在這一刻，那些不可預(yù)知的可能性才會坍縮成其中某一種可能性。之后，該系統(tǒng)會面臨新的條件、新的有限隨機(jī)性，它周邊也會重新冒出一朵朵由“鄰近可能性”構(gòu)成的彩云……如此反反復(fù)復(fù)、一次又一次地迭代下去。

就生物進(jìn)化而言，自然選擇很有可能會迫使物種發(fā)生變化，而這些變化方向是有范圍的，變化只能在“鄰近可能性”中產(chǎn)生。尤為關(guān)鍵的是，這些變化無法被預(yù)測。生物的創(chuàng)造力，生命面對不同環(huán)境產(chǎn)生不同反應(yīng)的能力，甚至新物種、新生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化，都源自系統(tǒng)的淬致無序。

當(dāng)然，事物總是有兩面性的。如果那些“鄰近可能性”不適宜某些個體甚至整個系統(tǒng)的生存怎么辦？淬致無序會引導(dǎo)我們在穩(wěn)定和混沌的邊界線上跌跌撞撞地前進(jìn)，其終點或許并不是我們所期待的那個地方。此時此刻，穩(wěn)定與混沌會停止“拉扯”，系統(tǒng)的自我維持性、能夠適應(yīng)環(huán)境的創(chuàng)造力也會隨之消失，該系統(tǒng)會經(jīng)歷一場部分或完全的毀滅。由此可見，雖然隨機(jī)性是復(fù)雜性系統(tǒng)，以及所有生命的創(chuàng)造力的源泉，但它也必然會導(dǎo)致某些部分的徹底毀滅。如果時間足夠長，整個系統(tǒng)最終就會死亡。

所以，世界上不存在永恒的生命，更不會存在“青春之泉” 這種東西。

本文摘自《萬物本源-生命、意識以及存在意義的復(fù)雜科學(xué)》

未來智能實驗室的主要工作包括：建立AI智能系統(tǒng)智商評測體系，開展世界人工智能智商評測；開展互聯(lián)網(wǎng)（城市）大腦研究計劃，構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)（城市）大腦技術(shù)和企業(yè)圖譜，為提升企業(yè)，行業(yè)與城市的智能水平服務(wù)。每日推薦范圍未來科技發(fā)展趨勢的學(xué)習(xí)型文章。目前線上平臺已收藏上千篇精華前沿科技文章和報告。