複雜性科學淺談_風聞

前兩天眉山劍客提出用複雜科學爭取話語權。

對此，不吐不快地説兩句。

狹義的説複雜性科學主要還是國外的提法，這等同於我國的系統科學，國內開展系統科學、系統工程教學點的大學也不多，自己查招生目錄就行了。就術語嚴謹性來説，不提倡複雜性科學這個詞語。

廣義的説，複雜性科學是指以系統論、系統科學方法為方法論展開研究的學科統稱，是當代科學發展的新階段，或早或遲所有的學科都會進入這個階段，不論是自然科學還是社會科學。

一個理論需要簡化到一定程度才能為羣眾所掌握。太複雜了就會被束之高閣吃灰。

以中國幾千年前的理論為例，可能古人掌握了複雜性思維的方法，但是為了傳播簡化了許多，形成大家熟知的陰陽、五行理論。這其實是一種簡單的抽象。如果需要掌握代數才能理解陰陽、五行理論，那麼這種理論早在二千年前的百家爭鳴中被淘汰了。

對於理論傳播而言，事以簡為上，言以簡為當。

把事情搞得那麼複雜，讓人看不懂，容易陷入不可知論，成為玄學。

在西方反智主義影響下，紅脖子連自然科學都不相信，怎麼可能會相信社會科學的複雜性理論？怎麼會話語權？

如果西方精英能理解眉山劍客的複雜科學，他們也會裝糊塗，不會積極宣傳眉山劍客的複雜科學成果。

當然不要指望西方精英將複雜科學轉化為社會生產力，因為複雜科學轉化為生產力不是少數精英能玩得轉的，需要用這個理論武裝羣眾，用羣眾的力量推動社會變革。

但是中國人做學問的傳統就是喜歡把簡單事情搞複雜了，不搞複雜了不足以説明自己的水平高。

在這短期是有效的，但是長期看是無效的，因為傳承人會一代不一代，最後忘了老祖宗是怎麼得到這個結論的，陷入教條主義和形式主義之中。

輪扁斫輪的故事説明，即使這一代搞出一個複雜性系統理論，但是後幾代會對這個理論的理解越來越膚淺，最後流於迷信。

原文：    桓公讀書於堂上，輪扁①斫輪於堂下，釋椎鑿而上，問桓公曰：“敢問，公之所讀者何言邪？”公曰：“聖人之言也。”曰：“聖人在乎？”公曰：“已死矣。”曰：“然則君之所讀者，古人之糟粕已夫！”桓公曰：“寡人讀書，輪人安得議乎！有説則可，無説則死！”輪扁曰：“臣也以臣之事觀之。斫輪，徐則甘而不固 ② ，疾則苦而不入 ③ ，不徐不疾，得之於手而應於心，口不能言，有數存焉於其間。臣不能以喻臣之子，臣之子亦不能受之於臣，是以行年七十而老斫輪。古之人與其不可傳也死矣，然則君之所讀者，古人之糟粕已夫！”——選自《莊子》

【註釋】①輪扁：製造車輪的人。②甘而不固：滑動而不牢固。指輪孔太大車輻條鬆動。甘，滑。③苦而不入：滯澀而難進入。

之前被經濟學理論騙了幾年，然後又被哲學的後現代主義騙了幾年，接下來是演化心理學和演化生物學，所以時刻提醒自己不要陷入“理論幼稚病”。

有些人看了《三體》就覺得“三體問題”是解決所有問題的鑰匙（其實不過是複雜性系統的一支），有些人看了個《巨嬰國》就天天罵人“巨嬰”（其實不過是生物發育幼態化的一個特殊情況），所以當使用“複雜性”、“湧現”和“自組織”等詞語時，就需要提醒自己不能落入到這種“理論幼稚病”中。

梅拉妮·米歇爾的《複雜》是一本介紹複雜系統科學的有用“嚮導”，在對前十八章所介紹的知識全盤接受之前，一定要謹記結尾部分的提醒。

《複雜性是不是騙局？》是1995年一位科普記者撰寫的批評文章，無論其批評的是否恰當和到位，但這個提醒還是得有人警告，研究和學習複雜性理論應該避免的陷阱。

陷阱一：複雜性理論尚未有統一理論

認為所有複雜系統都可以用這個理論解釋，把其當作天氣、經濟、生物和遺傳學的基礎理論，還需要更多的經驗和實驗數據支撐。

如《複雜》的作者説到：“大部分複雜系統研究者可能都會説尋求複雜性的統一理論現在還為時尚早。”複雜系統出現的共性，或許只是一些巧合。馮·諾伊曼的自動細胞機和代謝系統的自動催化以及經濟系統的自組織具有共性，但是否能夠用統一的複雜性理論統一解釋，還有待進一步研究。

書中還引用了生態和昆蟲學家戈登的觀點，對於這樣的一般性規律提出了質疑：

繼控制隱喻之後，關於複雜性、自組織和湧現的思想——整體大於部分之和——也開始流行起來。但這些解釋都只是障眼法，僅僅給出了一些我們無法解釋的名詞；它們給我的感覺就好比物理學家用等式中兩項相等解釋粒子的行為，無法讓人滿意。也許存在複雜系統的一般性理論，但是很明顯目前還沒有。關注具體系統的細節是理解自組織系統動力學更好的途徑。這樣可以發現是否存在一般性規律……希望用一般性原理來解釋自然界中發現的各式各樣複雜系統的規律，這會讓我們忽視與模型不符的現象。多瞭解這類系統的具體特性，就能發現在各系統之間哪些類推有效，哪些類推又無效。

陷阱二：模型的有效度

複雜性理論大部分是基於計算機仿真和模型，遺傳算法也好，混沌系統的臨界狀態，還是冪律，當經驗數據與之不符合的時候，看看數據是不是出了問題，還是理論本身的簡單化。

例如相當有名的重複博弈比賽提出者羅伯特·阿克塞爾羅德，通過模擬所進行的比賽，從而提出的合作可以通過“以牙還牙”的策略演化，這讓很多堅信自私可以導致公利的經濟學家和演化生物學家興奮不已。

然而，20多年中很多獨立研究（仿真和實驗室）結果與其相符合，但還有些也相當不同。而且這畢竟是在電腦裏進行的演算，永遠不要忘記現實生活中的情況。

以哈丁所提出的“公地悲劇”（多人重複博弈），現實生活中確實有，但也並不是説沒有成功的。奧斯特羅姆所提出來的自組織社會中，對於公地問題的解決方案裏，既可以支持“自私的基因”，也可以支持羣體選擇理論（見我的文章《公地悲劇、自組織社會與道德的湧現》）。

還有通過演化算法所得出來的最優解決之道，也可能得出的結果並非全局最優，當複雜性增長時面臨着指數級的搜索空間，而且對於解決特定問題時，也可以用其他方式進行代替，甚至效果更好。

陷阱三：大而化之=什麼都沒説

研究複雜性理論的只是各個學科間一個鬆散的集合，除了聖塔菲研究所是其發源中心，其他人在各個領域裏有着獨自的研究。他們對於何為複雜系統、如何度量，都沒法達成共識，更別説有着統一的框架和研究的指導方向了。

正是因為複雜性理論家們試圖通過其研究來為天氣、經濟、生物等這樣的複雜系統找出一個普適的解釋時，也讓複雜性變得大而化之，籠統含糊。也是那位批評複雜性記者所指出的那樣，有可能變成一種“公關價值”，比如當經濟系統出現問題時，就有人説，這個太複雜了，不是能解釋的清楚的。

例如你使用馬克思辯證法，聽起來的確很有道理，但實際解決問題的時候卻沒什麼用處。

有了以上三點作為預先的預防，接下來我們才能慎重地接受複雜性理論。對於這個理論，我認為有如下好處：

其一：引入新方法

當一個學科裏的研究遇到了死衚衕，通過其他學科所借鑑而來的方法，則極有可能拓展該領域研究者的視野。複雜性理論的一些自組織、NK模型、網絡、非線性等研究方法和模型已經大大地拓展到了其他研究領域裏。

這樣跨學科引入研究思路和方法的案例實在太多。例如Alex Mesoudi等人一篇關於統一文化演化科學的文章（Towards a unified science of cultural evolution）中，就試圖溝通生物學和社會科學。他們指出，在宏觀和微觀進化層次裏，兩者之間有很多共性，因此可以考慮彼此借鑑研究方法。比如，種羣遺傳學和文化人類學之間，彼此就有很多共同語言。

其二：批評性審視

除了提供方法和工具，也能夠為其他學科帶來不同角度審視自身問題的可能，複雜性科學可以為演化生物學提供一個不錯的研究框架，佔據主流的自然選擇漸進累積突變的觀點，就可以使用複雜性科學中的一些理論予以批評性的審視。

米歇爾在《複雜》一書最後説：

到目前為止複雜系統研究最有意義的貢獻也許是對許多長期持有的科學假設提出了質疑，並且發展出了將複雜問題概念化的新方法。

再舉一個“黑天鵝”的例子，塔勒布將複雜性理論中一些非線性研究方法帶入了對經濟學和金融系統的批判中，是最為知名的案例。

其三：整合性統一

複雜性理論能夠將原本很多不同領域裏的內容，整合在一起，使用一種更為廣闊的視角來看待問題。

之前閲讀侯世達的《哥德爾、艾舍爾、巴赫 : 集異璧之大成》（米歇爾正是跟隨的侯世達做的博士）、塔勒布的“不確定”系列時，不知道把他們這種思想放入到何種知識體系中，進化發育生物學、分子遺傳、大腦科學和社會科學等最新的研究，也都可以放入到複雜性的框架中，但要謹記上述缺陷。

理清了這些，再讀丹尼爾·丹內特的哲學書籍時，也就能夠從整體上把握為何研究心智和意識的時候，要提到馮·諾依曼的自動細胞機、康威的“生命遊戲”。

在該書附錄的訪談中，米歇爾被問及複雜性研究以及計算機科學的總體目標時，她説道：

其一是複雜系統之間的共同原理，其二是一個能夠解決複雜問題的數學方法（例如微積分之於牛頓的力學問題）

或許通過複雜性理論解釋，複雜性理論本身正處於各個學科不同研究人員隨機探索的過程，當出現更加有效地理論和方法後，才會逐漸“凝結”為一個科學的基礎學科。

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黑格爾有句廣為流傳的“名言”（“人類從歷史中學到的唯一教訓就是人類無法從歷史中學到任何教訓”），其實存在着一個翻譯問題，他的原話（德文）是：

daß die Geschichte die Eigenheit hat，repetiert zu werden，so lange，bis die Lektion begriffen wird.

我不知道把這句話翻譯成“人類從歷史中學到的唯一教訓就是人類無法從歷史中學到任何教訓”對不對，但更準確的來看，這段話應該翻譯為：

歷史總是在人們認識到它的本來面目之前不斷的重複運動着。

也就是説，在黑格爾看來，歷史在完全被人認識到之前的確會不斷的以“重蹈覆轍”的形式上演着，但它的確可以被人所認識和把握。

（這讓我想起北大羅新教授的話，“歷史學是人類根據舊有材料整理成一種解釋方式的智力活動。”黑格爾也曾提到過，自然界沒有歷史。從這個角度來看，兩者不謀而合。）

當然，這段話的出處還有另外一個版本：

Was die Erfahrung aber und die Geschichte lehren, ist dieses, daß Völker und Regierungen niemals etwas aus der Geschichte gelernt und nach Lehren, die aus derselben zu ziehen gewesen wären, gehandelt haben.

這個版本的意思比較貼近人們流形的那段話，採用一下百度直譯：

但是，經驗和歷史教訓是，各國人民和政府從來沒有從歷史中學到任何東西，而是按照從他們身上吸取的教誨行事。

在知乎上另外一個回答中，那個答主貼出了原文的上下文，黑格爾這段話都本意是想説，

任何一個新的問題出現，都需要以新的解決方式去應對，而不是逃遁入“歷史”當中故步自封。

結合上下文和德文原典，有時候才是對黑格爾的正確閲讀方式哦。

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唉，中國許多文人還是那個毛病，有什麼事都要到故紙堆裏找答案。

複雜科學是以新的問題出現的，就要用新的解決方法，不要從老莊扯起。