复杂性科学漫谈.ppt

圣塔菲研究所
贝纳德对流
自组织self-organization
液体
激光
蜜蜂
蚂蚁
涌现emergence
• 整体具有而部分不具有的东西，称为涌现
• 复杂的事物是从小而简单的事物中发展起 来的
老子——“有生于无” 霍兰——涌现的本质是由小生大，由简入繁
• 涌现来源于非线性
群智能
• 群智能 • 群智能优化算法
• 生物学，生态学 • 化学
• 物理学
复杂系统的层次结构
• 世界系统、国际组织 • 政治、国家、与军事 • 文化、艺术、科学 • 经济（民有、国有、非赢利非政府部门） • 心理、认知、感情与精神生活 • 技术、农业、物质生活
• 生态地理
世界来自何处
• 达尔文：进化 • 老子：道生一，一生二，二生三，三生万物 • 宇宙大爆炸
哲学启示
科学的不完整性
我们该怎么办？
向经验学习！
中医？
开放与封闭
哲学启示
怀疑与继承
中庸OR个性？
哲学启示
创造性与艺术
哲学启示
定量还是定性？
复杂适应系统理论
1+1＞2
Complexity Science
• 复杂性科学就是研究复杂系统的科学。
• 复杂系统：由众多要素构成，要素之间具 有复杂的非线性关系的系统。
• 复杂性：结构复杂性、功能复杂性、组织 复杂性、算法复杂性、确定性复杂性、集 成复杂性、物理复杂性、生物复杂性、经 济社会复杂性
从简单到复杂，不断演化 复杂系统：生物系统、生态系统、脑系统、社会系
统、经济系统、各种网络
叠加性 可分解性
还原论
线性系统
系统论 控制论 信息论
1+1=2
人类的认识
混沌（初值敏感性、 不可预测性）
分形（自相似性） 自组织
整体性 进化 涌现 群智能
非线性系统
耗散结构论 协同学 突变论
1+1≠2
复杂系统
蚁群优化、粒子群优化、鱼群优化 • 群机器人
复杂行为=简单规则+丰富关联
进化
• 时间尺度的涌现
• 繁殖、竞争、适应、遗传、变异
• 协同进化：狼与羊、共生、拟态
• 物质
人的智能
？
小世界网络
• 介于规则网络和随机网络之间 • 六度空间：
连锁信实验 漏斗效应
• 链接、联系
大成智慧工程
• 综合集成研讨厅体系 钱学森指出：处理开放的复杂系统的方法论
是“从定性到定量综合集成方法”（综合 集成法） 专家群体智慧的涌现！ • Seminar和聊天室 • 自由开放反思的氛围、深层次对话、有效 互动
哲学启示
关于“出牌”----用简单来应对复杂！
《道德经》---复杂世界生存指南 “道常无为而无不为” “上善若水”
哲学启示
直觉的重要性！ 把握整体！
汤川秀树《创造力与直觉》 最顶尖的科学家、政治家、企业家 无不重视直觉的作用。
复杂性科学漫谈
复杂性科学是二十一世纪的科学！
——钱学森、霍金 and so on……
为什么要研究复杂
• 被割裂的知识体系
• 真实世界是怎么回事？ （多样性，纷繁芜杂）
知识的学科层次
• 数学、哲学、历史学 • 人类学、艺术人文
• 政治学、社会学 • 经济学、语言学、工程科学 • 心理学、信ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ科学、脑科学