復(fù)雜系統(tǒng)

復(fù)雜系統(tǒng)具有適度的智能，可以根據(jù)本地信息采取行動、自適應(yīng)代理系統(tǒng)。復(fù)雜系統(tǒng)從根本上不同于自牛頓 以來一直是科學事業(yè)焦點的簡單系統(tǒng)是時候了。簡單系統(tǒng)之間的相互作用很弱，比如封閉的氣體或者遙遠的星系，這樣我們就可以用簡單的統(tǒng)計平均方法來研究它們的行為。復(fù)雜程度不一定與系統(tǒng)規(guī)模成正比復(fù)雜系統(tǒng)要有一定的規(guī)模，復(fù)雜系統(tǒng)中的個體一般都有一定的智能，比如組織中的細胞、股市中的股民、城市交通系統(tǒng)中的駕駛員，這些個體可以根據(jù)自身所處環(huán)境的一部分，通過自己的規(guī)則做出智能判斷或決策。

復(fù)雜系統(tǒng)有人預(yù)言復(fù)雜性科學將成為21世紀的科學，因為它不僅從科學技術(shù)上指明了21世紀的發(fā)展方向，而且為我們提供了一個全新的世界觀。完美的、平衡的世界不再存在，取而代之的是復(fù)雜性的增長和混亂邊緣的繁榮。自上而下的分解分析方法在幾千年的科學發(fā)展中發(fā)揮了強大的作用，但復(fù)雜性科學提出了自下而上的自然涌現(xiàn)方法。數(shù)學無疑是人類理性認識自然的有力武器但是面對龐大的非線性系統(tǒng)，簡單的數(shù)學推理已經(jīng)不能勝任，復(fù)雜性科學開始利用計算機模擬來分析科學對象。

根據(jù)以上描述，我們可以得到復(fù)雜性科學中復(fù)雜系統(tǒng)的描述性定義：復(fù)雜系統(tǒng)（Complex   system）它有一定的智能，可以根據(jù)本地信息采取行動、自適應(yīng)代理系統(tǒng)。復(fù)雜系統(tǒng)是一個難以定義的系統(tǒng)它存在于世界的每一個角落。所以，我們也可以定義為:

1. 既不是簡單系統(tǒng)，也不是隨機系統(tǒng)。

2. 是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，不是一個復(fù)雜的系統(tǒng)（It'S   complex   system,   is not   complex.

3.復(fù)雜系統(tǒng)是一個非線性系統(tǒng)。

4. 復(fù)雜系統(tǒng)中有許多子系統(tǒng)（subsystem）這些子系統(tǒng)是相互依賴的（interdependence）子系統(tǒng)之間有許多協(xié)同作用，它們可以共同進化（coevolution）在復(fù)雜系統(tǒng)中，子系統(tǒng)會分為很多層次，大小也不一樣（multi-More than    levels-scale）

說明：

a)簡單系統(tǒng)的特點是元素數(shù)量非常少，所以可以用更少的變量來描述，這個系統(tǒng)可以用牛頓力學來分析。簡單系統(tǒng)是可控的可預(yù)測的和可組合的。在管理中，這種組織通常出現(xiàn)在組織的早期階段，比如一個班級，有著相同的目的和背景，形成一個簡單的體系。再比如，排長隊買票也是一個簡單的制度。

b)隨機系統(tǒng)：它的特點是有大量的元素和變量，但它們之間的耦合是弱的或隨機的，即只能用統(tǒng)計方法進行分析。熱力學研究的對象一般是這樣一個系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)在社會上并不多見，但抽簽是隨機系統(tǒng)的一個很好的例子。

c)復(fù)雜系統(tǒng)：以大量元素為特征，并且它們之間存在強耦合。復(fù)雜系統(tǒng)由各種小系統(tǒng)組成，例如，在一個生態(tài)系統(tǒng)中，它們由各種種群和各種生物組成。生態(tài)系統(tǒng)是復(fù)雜系統(tǒng)的最好例子。當然，在管理中，一個公司往往被視為一個復(fù)雜系統(tǒng)，它具有簡單系統(tǒng)和隨機系統(tǒng)的各種特征。

復(fù)雜性科學對最后一個有組織的復(fù)雜系統(tǒng)感興趣。因為對于第一種系統(tǒng)，牛頓力學范式的傳統(tǒng)分析方法已經(jīng)對這類系統(tǒng)的行為給出了很好的解釋。對于第二種系統(tǒng)，因為元素太多，所以一定是元素之間的耦合“失去”人格，可以用統(tǒng)計學方法研究，成為一個簡單的系統(tǒng)。因此，并不是復(fù)雜系統(tǒng)的大多數(shù)元素都是復(fù)雜的只有中等數(shù)量大小的系統(tǒng)才是有趣的系統(tǒng)，才是復(fù)雜的系統(tǒng)。

1.智力和適應(yīng)能力

這意味著系統(tǒng)中的元素或主體的行為遵循某些規(guī)則，根據(jù)“環(huán)境”并且主體通常具有根據(jù)各種信息調(diào)整規(guī)則，生成前所未見的新規(guī)則的能力。通過系統(tǒng)主體相對較低的智能行為，系統(tǒng)整體表現(xiàn)出較高的水平、更加復(fù)雜、更好地協(xié)調(diào)功能的順序。

2. 本地信息 沒有中控

在一個復(fù)雜的系統(tǒng)中，沒有一個主體能夠知道所有其他主體的狀態(tài)和行為，每個主體只能從相對較小的個體集合中獲取信息并進行處理“局部信息”并做出相應(yīng)的決定。系統(tǒng)的整體行為是通過個體之間的相互競爭實現(xiàn)的、合作和其他地方互動。最新研究表明，在一個螞蟻王國里，每只螞蟻都不是基于“國王”命令來統(tǒng)一行動，而是根據(jù)同伴的行為和環(huán)境來調(diào)整自己的行為，實現(xiàn)一個有機的群體行為。

此外，復(fù)雜系統(tǒng)是涌現(xiàn)的、不穩(wěn)性、非線性、不確定性、不可預(yù)測性等等。

秩序特點

復(fù)雜系統(tǒng)具有有序和混沌的雙重特征。首先，它有一定的順序：我們體內(nèi)的血液循環(huán)管道系統(tǒng)、肺氣管分叉過程、大腦皮層、消化道 小腸絨毛…包含了嚴謹?shù)慕Y(jié)構(gòu)，參天大樹、連綿的山脈、潔白的雪花、奇怪的礦石，卻也有著近乎完美的秩序。無論一個復(fù)雜系統(tǒng)的行為有多復(fù)雜，它總是有一個潛在的秩序，盡管有時它們可能并不為人所知。

混沌特點

其次，復(fù)雜系統(tǒng)也具有混沌的特征：復(fù)雜系統(tǒng)的復(fù)雜行為并非來自復(fù)雜的基本結(jié)構(gòu)，而是由許多獨立的甚至相當簡單的單元相互作用形成的，其控制力相當分散。在分形理論中，分形圖的結(jié)構(gòu)是相當復(fù)雜的，具有層層重疊和無限纏繞，無限嵌套結(jié)構(gòu)和多重自相似性但它是由計算機通過一定的算法得到的，而這些算法往往相當簡單。如將f(u,v)=z*z(z是復(fù)數(shù))在三維空間中映射可以得到一個分形圖）

1987年，洛杉磯的新布利克斯公司（Symbol   company）Craig Reynolds在一次人工生命研討會上展出了一個計算機模型，它將幾個鳥類模型隨機放入一個充滿墻壁和障礙物的屏幕環(huán)境中。每一個“鳥”遵循三個簡單的規(guī)則：( 1)它試圖與其他障礙競爭，包括其他障礙“鳥”保持最小的距離。( 2)它盡力與它相鄰“鳥”保持相同的速率。( 3)它盡力向其相鄰組的聚集中心移動。這個模型每次運行的結(jié)果是“鳥”聚集成群。有時“鳥”群體甚至可以分成更小的群體飛越障礙的兩側(cè)，然后從障礙的另一端重新組合成群體。這些規(guī)則都沒有這么說，只是對每個人而言“鳥”發(fā)出指令。從這個角度來看，每一個復(fù)雜系統(tǒng)都有某種力量，使得底層最簡單的規(guī)則產(chǎn)生極其復(fù)雜的行為，但這些行為遠非決定論的不可預(yù)測的混沌。分形圖形的結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的總是無限糾結(jié)于其中但是，雜而不亂它具有內(nèi)在的秩序和自相似的結(jié)構(gòu)。其實復(fù)雜系統(tǒng)不是不可預(yù)測，而是可以預(yù)測未來的。

超出混沌

復(fù)雜系統(tǒng)不僅具有混沌的某些特征，還具有超越混沌的特征：

1：產(chǎn)生復(fù)雜行為的眾多相互作用使每個系統(tǒng)作為一個整體產(chǎn)生自發(fā)的自組織。 “柏德”原子聚集在一起，相互結(jié)合找到最小的能量狀態(tài)。人類為滿足自身物質(zhì)交換需要而建立的經(jīng)濟制度，等等。在所有這些情況下，個體駕駛員群體尋求相互滿足，同時獲得許多個體駕駛員永遠無法擁有的綜合特征；

2：這些復(fù)雜的自組織系統(tǒng)可以自我調(diào)節(jié)。柏德”小組分成小組飛過障礙物的兩側(cè)，然后從障礙物的另一端重新組合。人類在與世界的接觸中不斷學習，人腦也在不斷強化或弱化神經(jīng)元之間無數(shù)的相互關(guān)系經(jīng)濟中的價值規(guī)律是價格隨價值波動，但長期總體結(jié)果趨于平衡；

3：所有復(fù)雜系統(tǒng)都可以預(yù)測未來。 “柏德”遇到障礙時分成更小的組，但之前的聚集狀態(tài)表示仍會再次聚集。長期的經(jīng)濟衰退會減少人口美國的消費信心，這又預(yù)示著經(jīng)濟將進一步下滑。從微小的細菌到所有的生物體，它們的基因都包含預(yù)測代碼，以適應(yīng)以前從未出現(xiàn)過的新環(huán)境。