复杂系统科学在职研究生及其倡导的新思维方式

复杂系统是相对牛顿时代以来构成科学事业焦点的简单系统相比而言的，两者具有根本性的不同。简单系统通常具有少量个体对象，它们之间的相互作用比较弱，或者具有大量相近行为的个体，比如封闭的气体或遥远的星系，以至于我们能够应用简单的统计平均的方法来研究它们的行为。而复杂系统中的个体一般来讲具有一定的智能性，例如组织中的细胞、城市交通系统中的司机、生态系统中的动植物，这些个体都可以根据自身所处的部分环境通过自己的规则进行智能的判断或决策。

1、复杂系统的特点

复杂系统是“具有中等数目、基于局部信息做出行动的智能性、自适应性主体的系统”，其主要特点有:

中等大小数目的主体按照系统内个体的数目以及相互作用的强度，可以将一般系统分为:1）简单系统，特点是元素数目特别少，可以用较少的变量来描述。2）无组织的“复杂，系统:其特征是元素和变量数很多，但其间的祸合是微弱的，或随机的，如热力学的研究对象。有组织的复杂系统:特征是元素数目很多，且其间存在着强烈的祸合作用。对于第一种系统来说，传统的牛顿力学范式的分析方法已经给出了这类系统行为的很好的解释。对于第二类系统，由于其元素数目太多，必然是元素间的祸合“失去”个性，从而能够用统计方法将其视为一种简单系统进行研究。复杂性科学所感兴趣的正是最后一种有组织的复杂系统。

(2)智能性和自适应性复杂系统能够自我适应环境的变化，其结构不是先定的或外定的，也不是不变的，而是在应付环境的过程中自动地发展或改变的，不存在任何外在的力量来控制系统的发展。这意味着系统内的元素或主体的行为遵循一定的规则，根据“环境”和接收信息来调整自身的状态和行为，并且主体通常有能力来根据各种信息调整规则，产生以前从未有过的新规则。通过系统主体的相对低等的智能行为，系统在整体上显现出更高层次、更加复杂、更加协调职能的有)字性。

(3)局部信息，没有中央控制在复杂系统中，没有哪个主体能够知道其他所有主体的状态和行为，每个主题只可以从个体集合的一个相对较小的集合中获取信息，处理“局部信息”，做出相应的决策。系统的整体行为是通过个体之间的相互竞争、协作等局部相互作用而涌现出来的。最新研究表明，在一个蚂蚁王国中，每一个蚂蚁并不是根据“国王”的命令来统一行动，而是根据同伴的行为以及环境调整自身行为，而是先一个有机的群体行为。

(4)非线性事物发展变化的终极原因是相互作用，但简单系统的相互作用是线性的，而复杂系统中组分之间的相互作用是非线性的，即是繁复多样、难以预测甚至是难以描述的。组分之间的非线性作用也决定了复杂系统必然具有多样胜、差异性、非均匀性、创新性等特点。

(5)整体性复杂系统的性质和功能不是由组分的性质和功能机械地叠加而成，换言之，复杂系统不能被还原为某些简单的元素。

(6)开放性封闭系统没有生长、变化，是简单系统，而复杂系统都是开放的，与其环境存在着非线性的、有机的相互作用。

(7)奇异性以上的特点同时意味着复杂系统能够在不受仟何人的意志左右的情况下自动发展变化，其变化的方向与结果难以预测，复杂系统在根本上是新奇的、创造性的。

2、面向复杂系统的思维方式

面对复杂系统，人们可以利用训一算机仿真的方法通过模拟复杂系统中个体的行为，让一群这样的个体在计算机所营造的虚拟环境下进行相互作用并演化，从而让整体系统的复杂性行为自下而上的‘涌现”出来。这就是圣塔菲(SantaFe)研究所研究复杂系统的主要方法，即自下而上的“涌现”方法。另一方面，人脑而对复杂系统可以通过有限的理性和一些不确定信息做出合理的决策，得到满意的结果，因此，研究人脑而对复杂系统是如何解决问题的则是另一种“自上而下”的解决问题的方法，Gp"控制”方法。

(1）涌现”方法以社会社会经济系统为例，每一个人就构成了系统的元素，他们根据自己的决策规则选择合适的时机进行行为活动。按照“涌现”的方法来研究这样的系统，就是要在计算机上实现一个模拟的社会系统，并且创造若干相互买卖的虚拟“人”，每个“人”都用计算机编好的规则进行行为的决策，虽然现实中的人用到的决策规则远远比训一算机模型中的‘人”的模型复杂的多，但是这样的近似还是有意义的，因为当若干这样的个体组合在一起构成系统的时候，宏观社会经济系统的一些现象就会自下而上的“涌现”出来，这些涌现出来的现象在很多方而还是客观反映真实社会经济系统的。

(2)“控制”方法按照“控制”的观点，我们可以通过找到几个宏观社会经济系统的指标量，比如GDP、价格指数、失业率等，然后根据这些经济指标累计学习系统运作的规律，通过一段时间内系统的运作，我们不难积累一些经验，这些经验就可以构成描述社会经济系统运作的规则。然后，我们就可以按照找寻出来的社会经济系统的规则对社会经济系统进行控制，例如通过政府的政策来改变社会经济系统中每个个体的决策环境和制度环境来改变个体的行为规则，从而改变整个宏观社会经济系统的运行状况。在这里需要指出的是，宏观经济规律的把握并不破坏复杂系统中局部信息的性质，因为对于社会经济系统的规律把握是在高于社会经济系统个体层次的基础上进行的。我们可以认为政府具有这种高层次的性质，也就是说它不是严格意义上的社会经济系统中的主体。