周光召復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)和社會(huì)發(fā)展

1、復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)和社會(huì)發(fā)展周光召一、 引言世紀(jì)以前，宏觀系統(tǒng)一直是科學(xué)主流所研究的對象，當(dāng)時(shí)著重研究的是線性相互作用在平衡和穩(wěn)定狀態(tài)的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)一般具有確定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，所以我們常常能預(yù)測它未來的行為。但是總歸世界上有很多隨機(jī)的因素在起作用，所以也能預(yù)言，它們的行為在隨機(jī)因素作用底下產(chǎn)生的偏差多大。這種研究方法主要是要把復(fù)雜的系統(tǒng)分解組合成簡單的單元，通過分析各個(gè)單元的相互作用和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，求得對整體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的了解。過去所研究的系統(tǒng)，盡管有的時(shí)候結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜，比如大規(guī)模的集成電路很復(fù)雜，現(xiàn)在里邊有上億個(gè)晶體管，至少有幾千萬，最新的可能要上億，但是它的行為在一定范圍之內(nèi)還是可以預(yù)測和控制的。電腦用的

2、大規(guī)模集成電路，盡管非常復(fù)雜，但是我們叫它干什么就干什么，而且隨著技術(shù)的發(fā)展，一個(gè)產(chǎn)品常常是多種技術(shù)的綜合，包含的部件和結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜。比如說數(shù)碼相機(jī)包含了光學(xué)、機(jī)械、微電子芯片、軟件等等，是一個(gè)復(fù)雜的組合。但這些都還是確定的復(fù)雜系統(tǒng)，它的行為比較確定。復(fù)雜技術(shù)組合的產(chǎn)品，現(xiàn)在對經(jīng)濟(jì)的發(fā)展已經(jīng)是越來越重要了。從年代末開始，關(guān)于混沌現(xiàn)象和分形理論的研究，通過對一些現(xiàn)象的數(shù)值模擬，使我們認(rèn)識在非線性相互作用下的開放系統(tǒng)，在特定的條件底下就會(huì)發(fā)生所謂的混沌現(xiàn)象，或者突顯現(xiàn)象。在混沌出現(xiàn)區(qū)域的時(shí)候，系統(tǒng)對外界環(huán)境的偶然因素是非常敏感的，可以說是差之毫厘，失之千里。這樣系統(tǒng)長期的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就變成不可預(yù)測

3、的，在一定程度上是一種無序的狀態(tài)。不是完全無序，是一定程度的無序。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)在混沌區(qū)的附近有可能突然形成具有特定的時(shí)間結(jié)構(gòu)，一種有序的狀態(tài)，叫做分形。這樣就出現(xiàn)了由無序向有序的轉(zhuǎn)變，隨后就發(fā)現(xiàn)混沌和分形是非常普遍的現(xiàn)象。在生物界，在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生活中，到處都可以觀察到混沌和分形的出現(xiàn)。了解有關(guān)的規(guī)律，就有助于進(jìn)行管理和調(diào)控。因此，對處于一種非穩(wěn)定的、非平衡的狀態(tài)，進(jìn)行快速演化或者不斷調(diào)整的復(fù)雜系統(tǒng)的研究，就成為本世紀(jì)科學(xué)研究的重點(diǎn)。對非線性作為下的復(fù)雜系統(tǒng)的研究，大概是這年左右的事情，從年代末開始，還沒有系統(tǒng)成熟的理論，缺少定量觀察分析的手段。但是，對一些現(xiàn)象的簡化模型，現(xiàn)在進(jìn)行數(shù)值模擬，計(jì)算機(jī)

4、越來越大，所以數(shù)值模擬的現(xiàn)象越來越豐富。在這個(gè)模擬過程中，形成了很多重要的、定性的概念。有很多科學(xué)家對這個(gè)作出了貢獻(xiàn)，但是今天我們沒有對他們做介紹。這些科學(xué)家的功績，可以在一本復(fù)雜的書中看到。簡單和復(fù)雜，必然性和偶然性，有序和無序，穩(wěn)定和發(fā)展，量變和突變，競爭和協(xié)同，適應(yīng)和淘汰，遺傳和進(jìn)化這些相互矛盾概念的對立和統(tǒng)一，在復(fù)雜性的研究中都得到了進(jìn)一步的發(fā)展。辯證法已經(jīng)成為這方面研究的有力工具。下面我們對非線性作用下的復(fù)雜系統(tǒng)做簡單的介紹，它的理論還不完全成熟，不同的學(xué)者看法也不完全一樣，我們只是做最初步的介紹。二、系統(tǒng)的一般概念“系統(tǒng)”一詞在古希臘時(shí)代就有，是組合、整體和有序的含義。在物理科學(xué)中

5、，太陽系指的是以引力相互作用維系的太陽和九大行星組成的天體系統(tǒng)。在生物學(xué)中消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)等等都是聯(lián)合執(zhí)行同種功能之間的組織器官的結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)分成很多層次。一個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)部通常都是結(jié)構(gòu)分明的子系統(tǒng)。系統(tǒng)本身又可能是一個(gè)更大系統(tǒng)的子系統(tǒng)，肉眼看不見的分子系統(tǒng)也是復(fù)雜的系統(tǒng)。分子是由原子組成的，原子是由原子核和電子組成的，原子核是由質(zhì)子和中子組成的，質(zhì)子和種子是由夸克組成的。肉眼看不見的宏觀世界，也是結(jié)構(gòu)層次分明的天體系統(tǒng)。太陽系又是銀河系的一部分，銀河系又是更大星系的一部分。太陽系里邊的地球本身又是復(fù)雜的、大的系統(tǒng)。系統(tǒng)有很多層次，像太陽系，下面是地球，然后是生態(tài)系統(tǒng)，細(xì)胞到分子，到原子

6、，往下走。過去是一層層往下走，所以叫這種方法還原論的研究方法?，F(xiàn)在要發(fā)展一層一層往上走，看看上邊每一層有什么特殊的性質(zhì)，這是一種整合的辦法。什么叫簡單系統(tǒng)，什么叫復(fù)雜系統(tǒng)？一個(gè)完全無序、處于熱平衡狀態(tài)的系統(tǒng)無疑是簡單的系統(tǒng)，比如說一個(gè)很完美的晶體，一個(gè)金剛鉆也是一個(gè)很簡單的系統(tǒng)。一般講，描述簡單系統(tǒng)需要的信息量是少的，描述復(fù)雜系統(tǒng)狀態(tài)的信息量多。所以，復(fù)雜系統(tǒng)的狀態(tài)，一般講是處在完全有序和完全無序的中間，并不是在兩頭。一個(gè)包含信息量大的復(fù)雜系統(tǒng)的狀態(tài)，是由必然性和偶然性的結(jié)合而產(chǎn)生的。比如人類社會(huì)發(fā)展的歷史，就是由社會(huì)發(fā)展的必然規(guī)律和一些偶然因素，像突然的天災(zāi)、戰(zhàn)爭的結(jié)果，有些統(tǒng)治者的個(gè)性、錯(cuò)

7、誤決策等等，這些都是帶有偶然性的因素所決定。一個(gè)人的歷史也是這樣的，從出生到現(xiàn)在，可能考上那個(gè)學(xué)校，沒考上這個(gè)學(xué)校，選擇了這個(gè)專業(yè)沒選擇那個(gè)專業(yè)，或者生一次病等等很多偶然因素，這些都有可能決定后面的發(fā)展，每發(fā)生一次偶然事件，很可能就走上了一條不同的路。什么叫非線性？就是作用和作用的效果，日常生活中非線性很多，去買一件衣服是這么多錢，買十件衣服一定給你打折扣，八折，就表示他不是按照比例來增長的。這就是一種非線性的作用。當(dāng)然，日常生活中可以找出很多都是非線性作用的。有了非線性作用力的話，就會(huì)出現(xiàn)一些新的情況，就是某些反映系統(tǒng)性質(zhì)的參量，就會(huì)呈指數(shù)上漲，可能會(huì)越來越多，比如散布一個(gè)謠言，一個(gè)傳兩個(gè)，

8、兩個(gè)傳四個(gè)，最后就會(huì)指數(shù)上升，越傳越多。非線性相互作用，會(huì)產(chǎn)生一種正反饋，原來是多少，再反饋回來變得更大。比如喇叭正反饋，聲音發(fā)出去再反饋回來，回到我這兒使它更放大，這個(gè)喇叭就要尖叫，這就是正反饋。這樣就會(huì)造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，喇叭一尖叫，大家就不能工作了。在某些條件下，由于正反饋，就會(huì)使系統(tǒng)的長期行為作用的參數(shù)和系統(tǒng)的初始狀態(tài)或者編輯條件非常敏感。就像成語所說的差之毫厘，失之千里。在另外的條件下，又可能在混亂中產(chǎn)生秩序，突發(fā)形成一些有序狀態(tài)。非線性相互作用，還會(huì)引起運(yùn)動(dòng)過程中的突變，比如沖擊波、雪崩、地震、股市崩潰等等，突然發(fā)生的，都是因?yàn)榉蔷€性作用有一個(gè)正反饋的效應(yīng)，一個(gè)很小的影響，慢慢越來越大

9、，大到一個(gè)程度突然爆發(fā)了。在探討復(fù)雜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和演化的時(shí)候，有幾個(gè)基本規(guī)律起基本的作用。它們的內(nèi)涵不僅有大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)的驗(yàn)證，而且成為我們研究復(fù)雜系統(tǒng)的基本出發(fā)點(diǎn)，我們把它叫做原理或者論。有三個(gè)比較重要的，一個(gè)是守恒原理，一個(gè)是開放論，一個(gè)是進(jìn)化論。守恒定理說的是事物都在不斷發(fā)展變化，不管怎么發(fā)展變化，總有一些量是不變的。像物理系統(tǒng)里的能量、電荷，化學(xué)系統(tǒng)里有多少碳元素，經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)里的資金、貨物，這些都是從一個(gè)手轉(zhuǎn)到另外一個(gè)手，但是量不會(huì)憑空多出來或者少了，這些量不會(huì)無中生有，也不會(huì)無端消失。在整個(gè)運(yùn)動(dòng)變化期間，總和是收支平衡的，這種量就是守恒量，會(huì)隨時(shí)隨地滿足守恒的方程。在能量過程中，能量守恒，

10、有一種能量叫做熱能，和所有的能量不一樣，它是物質(zhì)利用分子和原子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的能量。有序就是要有規(guī)則，無序就是沒有規(guī)則。所以熱能在一定程度上是一種無序的能量。溫度高的熱能比溫度低的熱能，序還是高一點(diǎn)。無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的能量不是很容易轉(zhuǎn)化成規(guī)則運(yùn)動(dòng)的能量。熱力學(xué)第二定律，說的是由于存在摩擦、電阻等等，叫耗散因素，和外界沒有物質(zhì)和能量交換的封閉系統(tǒng)。有序的運(yùn)動(dòng)，最后就會(huì)通過摩擦、電阻等等耗散，轉(zhuǎn)變成無序的能量運(yùn)動(dòng)。熱量只能從高溫流向低溫，最后趨勢熱平衡，而不能相反?；蛘叻忾]系統(tǒng)內(nèi)的過程都是不可逆過程。如果想要將熱量從低溫提到高溫，就要有電冰箱，要消耗電。熱力學(xué)第二定律，是宏觀物理學(xué)的基本定律。我們生活的世

11、界上，由大量原子核分子組成的物理、化學(xué)、生物的以及更高層次的社會(huì)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)都要遵守，對封閉系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的無序度就會(huì)不斷增大。而且封閉系統(tǒng)進(jìn)行的過程是不可逆的。其中有序狀態(tài)會(huì)逐漸消失，轉(zhuǎn)為無序的熱平衡狀態(tài)。人封閉起來，不吃不喝，這個(gè)人很快就死了，然后就腐爛了，和外邊的環(huán)境變成一樣的，變成無序的熱平衡狀態(tài)。有序的結(jié)合或有序的運(yùn)動(dòng)，不能在封閉系統(tǒng)里產(chǎn)生的，這是熱力學(xué)第二定律重要的結(jié)論，也是我們?yōu)槭裁匆_放的一個(gè)重要原因。封閉使系統(tǒng)狀態(tài)走向無序，但是自然界中不斷從無序狀態(tài)中生成有序組織的物質(zhì)，像晶體、生物、社會(huì)組織等等。它們并不違反熱力學(xué)第二定律，因?yàn)樗麄儾皇菑奶幱跓崞胶獾姆忾]系統(tǒng)中產(chǎn)生的，而是從遠(yuǎn)離熱平

12、衡中的開放系統(tǒng)產(chǎn)生的，這就是開放論最重要的出發(fā)點(diǎn)。一個(gè)開放的系統(tǒng)，不斷和外邊交換物質(zhì)、能量和信息，像資金、人才、知識、裝備、貨物等等，就顯得生機(jī)勃勃。從清代開始的閉關(guān)鎖國，造成了中國的長期落后，而改革開放，促進(jìn)了中國的迅速發(fā)展，充分證明了這個(gè)真理。這個(gè)系統(tǒng)常常受到一些偶然因素的影響，就會(huì)偏離平衡的狀態(tài)。如果作用力的總和使得系統(tǒng)偏離了以后，原來的兩個(gè)作用力就不平衡了。結(jié)果使它恢復(fù)平衡狀態(tài)，這種系統(tǒng)就會(huì)叫做穩(wěn)定的狀態(tài)。否則就要處于一個(gè)不穩(wěn)定的狀態(tài)。比如我們把一個(gè)球放在一個(gè)碗里，一定停在碗底，如果拉起來一點(diǎn)就滾幾下，還要停在碗底，碗底是一個(gè)穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。如果要把它放一個(gè)球在這兒，再把一個(gè)小球放在這

13、個(gè)球的頂上，放得好可以待一會(huì)兒，稍微碰一下就會(huì)滾下去了，這種就是不平衡的狀態(tài)，作用力稍微偏離一點(diǎn)，狀態(tài)就偏離了。在不穩(wěn)定狀態(tài)的系統(tǒng)，在外界偶然的干擾下，就會(huì)偏離原有的軌道，而且發(fā)生大的甚至是災(zāi)害性的變化。三、有序向無序轉(zhuǎn)化，走向混沌從牛頓力學(xué)的觀點(diǎn)來看，相互作用力和狀態(tài)的初始條件或者邊界條件完全給定以后，系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)軌跡就完全給定了。原來我們討論地球的運(yùn)動(dòng)，今天地球怎么運(yùn)動(dòng)，就知道一年以后它怎么運(yùn)動(dòng)。鐘擺以每秒為周期的擺動(dòng)，這也是一個(gè)周期運(yùn)動(dòng)。在一般的情況下，周期運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡是按照力學(xué)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律完全決定的，地球軌道也是一個(gè)周期運(yùn)動(dòng)，一年一個(gè)周期。在這種觀點(diǎn)的影響下，人們曾經(jīng)認(rèn)為，一切現(xiàn)象都是按

14、必然的規(guī)律產(chǎn)生的。以后的研究發(fā)現(xiàn)，在一定條件下，必然性就會(huì)轉(zhuǎn)化為偶然性。即使牛頓力學(xué)這種確定論的力學(xué)，也會(huì)產(chǎn)生一種混沌的現(xiàn)象。在非線性相互作用力的周期運(yùn)動(dòng)的情況就不一樣了。外部的邊界參數(shù)或者初始參數(shù)改變的時(shí)候，改變到一個(gè)程度，就會(huì)突然出現(xiàn)周期加倍的分差的現(xiàn)象，繞著它，轉(zhuǎn)一圈就回到原來的地方，原來是繞兩圈，周期加速了一倍。如果再改變，周期還會(huì)再加倍，原來要轉(zhuǎn)兩圈，現(xiàn)在轉(zhuǎn)四圈才會(huì)到原來的地方。到了某個(gè)極限，運(yùn)動(dòng)突然變成混沌?；煦缭谙鄨D上可以繞一個(gè)有限的區(qū)域，每一天都能夠跑到，不是只是在一個(gè)圈上。這種周期加倍的現(xiàn)象，在日常生活中也會(huì)有。假如在農(nóng)村待過，去種果樹，就會(huì)發(fā)現(xiàn)如果營養(yǎng)給得好，果樹每年結(jié)的果

15、子都很好。如果某些條件給差了，就要出現(xiàn)大年、小年，一年結(jié)大果，再一年甚至不結(jié)果，第三年再結(jié)果，周期就分杈了。再把這個(gè)條件改變，也許要四年才能結(jié)一次果，這都是周期分杈的現(xiàn)象。周期運(yùn)動(dòng)通過周期加倍而出現(xiàn)混沌，是一個(gè)很普遍的現(xiàn)象。像果樹、人口，很多方面，包括心臟的跳動(dòng)，心臟是有周期的，如果哪一天你發(fā)現(xiàn)心臟第一個(gè)周期和第二個(gè)周期不一樣大，一個(gè)跳的強(qiáng)一點(diǎn)，一個(gè)跳的弱一點(diǎn)，這就麻煩了，產(chǎn)生二聯(lián)律，經(jīng)過兩個(gè)周期才恢復(fù)到原來的樣子，再發(fā)展期間就變成三聯(lián)律。年的時(shí)候物理學(xué)家做的實(shí)驗(yàn)，看到參數(shù)在變化的時(shí)候，在不斷分叉，到最后形成混沌。在混沌的狀態(tài)底下，只要比較兩條初始條件處于細(xì)微差別，處于混沌的運(yùn)動(dòng)軌跡，開始的時(shí)

16、候彼此靠近，隨著時(shí)間的推移，距離越來越大，但是整個(gè)軌道都在一個(gè)有限的空間里。比如說有一個(gè)雙胞胎，生下來的時(shí)候是完全一樣的，基因都一樣，但是他們也許上學(xué)的時(shí)候，有一個(gè)人突然得了感冒，結(jié)果考試沒考好，有一個(gè)進(jìn)了名牌大學(xué)，一個(gè)進(jìn)了普通大學(xué)，以后兩個(gè)人，盡管給他們的條件基本一樣，一個(gè)偶然的事件就使以后變得越來越不一樣。蝴蝶效應(yīng)，影響運(yùn)動(dòng)的條件，一旦處于導(dǎo)致混沌的區(qū)域，運(yùn)動(dòng)對外界的干擾就非常敏感，偶然性就會(huì)起到重要作用。其實(shí)混沌現(xiàn)象，最早是大氣科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的。因?yàn)榇髿膺\(yùn)動(dòng)應(yīng)該服從牛頓的運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律。但是大氣的相互作用，和大氣、海洋、生物的運(yùn)動(dòng)都是非線性的。因此在某些條件下，大氣運(yùn)動(dòng)就會(huì)出現(xiàn)混沌現(xiàn)象。在這種時(shí)

17、候，他們就發(fā)現(xiàn)，在上海有個(gè)蝴蝶，一個(gè)禮拜以后在北京就下暴雨，叫做蝴蝶效應(yīng)?，F(xiàn)在大家有時(shí)對氣象預(yù)報(bào)的同志有點(diǎn)埋怨，有時(shí)說天晴，怎么突然下雨，這是正?，F(xiàn)象，近期的預(yù)言可以，但是長期預(yù)言很困難，這叫蝴蝶效應(yīng)。人口的例子，有一個(gè)很簡單的方程，的人口，首先是正比于代的人口，人口也不能無限制的增長，由于地球有限，食物有限，有一個(gè)限制，成了一個(gè)，是象征的，也許是一百億，把它規(guī)范化了。實(shí)際上所有的人口方程大體上多是這樣的。最后人口就趨于一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，到的時(shí)候，人口就會(huì)一會(huì)兒多，一會(huì)兒少。到了再大的時(shí)候，人忽然多，忽然少，對人來講，現(xiàn)在還沒有觀察到后邊的現(xiàn)象，因?yàn)槿丝谏陈蔬€沒有那么高。不過對昆蟲的已經(jīng)觀察到

18、了，專門做實(shí)驗(yàn)了。由于有可能出現(xiàn)混沌，要保持系統(tǒng)的穩(wěn)定，不要陷入混沌狀態(tài)，復(fù)雜系統(tǒng)狀態(tài)的及時(shí)反饋、調(diào)控和自適應(yīng)機(jī)制是不可缺少的。一般生命系統(tǒng)都有這種機(jī)制，如果沒有這種機(jī)制就麻煩了。比如感染細(xì)菌，細(xì)菌有自我繁殖，而且有某種正反饋的現(xiàn)象，越來越多，幾代以后，細(xì)菌多的不得了。如果自己沒有殺死細(xì)菌的調(diào)控機(jī)制，根本就活不下去。任何一個(gè)系統(tǒng)要保持穩(wěn)定，必須要有及時(shí)反饋、調(diào)控和自適應(yīng)的系統(tǒng)。生物是這樣的，一個(gè)社會(huì)組織也是一樣的。四、怎樣從無序中形成有序的結(jié)構(gòu)在遠(yuǎn)離熱平衡的開放系統(tǒng)中，通過和外界不斷交換物質(zhì)，吸收有序的能量和信息，排除經(jīng)耗散而變得沒有用的能量和信息，逐步發(fā)展確定結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)行為的有序狀態(tài)，并且進(jìn)

19、一步由簡單的結(jié)構(gòu)向復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)化。這種結(jié)構(gòu)在科學(xué)上稱之為耗散結(jié)構(gòu)，生物系統(tǒng)也可以認(rèn)為是一種耗散結(jié)構(gòu)。一旦新陳代謝停止了、封閉了，不去交換物質(zhì)能量和信息，生命活動(dòng)就結(jié)束了。其中某一種模式的漲落，如果能通過非線性作用反饋加以放大，就逐漸會(huì)形成其主導(dǎo)模式的統(tǒng)治模式，會(huì)抑制其它模式的作用，迫使內(nèi)部的子系統(tǒng)臣服，按照統(tǒng)治模式的格式進(jìn)行相似的自我復(fù)制，并按照統(tǒng)一步調(diào)行動(dòng)，形成具有特定時(shí)間和空間結(jié)構(gòu)的整體。比如所有的政府機(jī)構(gòu)一旦形成以后，開始由于某種革命或者某種選舉，是一種漲落的行為形成以后，就成了一個(gè)統(tǒng)治的模式，就會(huì)從省政府，縣政府，上面有什么機(jī)構(gòu)下面就會(huì)有什么機(jī)構(gòu)，基本按照這種模式復(fù)制過來，某種程度相似的

20、結(jié)構(gòu)，特別是你不自覺的話，肯定是上面一個(gè)什么機(jī)構(gòu)，下面一個(gè)什么機(jī)構(gòu)，很多機(jī)關(guān)也是這樣的。很多系統(tǒng)的有序結(jié)構(gòu)，都發(fā)生在系統(tǒng)的臨界狀態(tài)附近。什么叫臨界狀態(tài)？比如水結(jié)冰的時(shí)候，零度的時(shí)候就是臨界狀態(tài)，由液體變成固體。度的時(shí)候，由水變成了氣，那也是臨界狀態(tài)。有一種狀態(tài)由另外一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變的時(shí)候，臨界的那個(gè)地方相互作用，就變成長程的，影響很遠(yuǎn)?，F(xiàn)在信息的作用總是長程的，因?yàn)樾畔鞑サ脑絹碓娇?，在世界上任何一個(gè)地方發(fā)生一件事情，美國“”事件一發(fā)生，一會(huì)兒全世界就都知道了。所以，信息的作用非常大，才能用反恐把全世界都臣服在它底下，使得別人都無法反抗，作用是長期的。內(nèi)部子系統(tǒng)之間常常相關(guān)，使得產(chǎn)生的有序態(tài)自相似

21、形，特別是自然的系統(tǒng)，社會(huì)系統(tǒng)比較復(fù)雜，將系統(tǒng)的任意局部加以放大，結(jié)構(gòu)和原來的系統(tǒng)是相同的。用簡單的規(guī)則就可以產(chǎn)生復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)叫做分形。最簡單的是雪花，在剛好零度附近產(chǎn)生的，而且雪花不管是在東北是在華南，只要到了那個(gè)溫度，就會(huì)突然自動(dòng)形成，而且形成出來漂亮結(jié)構(gòu)的，有序的狀態(tài)。五、復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)有很多復(fù)雜系統(tǒng)，在特定的外部條件底下，可以通過自組織形成特定時(shí)空結(jié)構(gòu)的有序狀態(tài)，在環(huán)境的影響下能夠自組織、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)，不斷演化形態(tài)而生存、繁衍和發(fā)展。如果適應(yīng)能力趕不上環(huán)境的變化，就會(huì)衰亡下去。我們稱這種復(fù)雜系統(tǒng)是復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)，生命毫無疑意是一種復(fù)雜的適應(yīng)系統(tǒng)。復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)有以下特征：第一、由子系統(tǒng)構(gòu)

22、成，但它的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)模式和性質(zhì)具有整體的特點(diǎn)。不是子系統(tǒng)簡單疊加之和，甚至部分子系統(tǒng)的變化，對整體特點(diǎn)都不產(chǎn)生大的影響。包括一個(gè)人有部分的地方損壞了，也不會(huì)影響這個(gè)人作為一個(gè)整體而存在。第二、處于遠(yuǎn)離熱平衡的開放系統(tǒng)。第三、內(nèi)部子系統(tǒng)相互之間是分線性的。第四、在一定環(huán)境條件范圍內(nèi)，具有自組織、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)和進(jìn)化的功能，自動(dòng)形成有序的狀態(tài)，適應(yīng)環(huán)境的變遷而演化繁殖，內(nèi)部結(jié)構(gòu)的衰老和外部環(huán)境的惡化，也會(huì)造成解體。第五、歷史的偶然因素，會(huì)對演化過程產(chǎn)生重要的影響。假如一個(gè)胎兒在母親懷孕的時(shí)候，突然受到外力，或者母親吃了什么藥，對胎兒就要產(chǎn)生致殘或者很嚴(yán)重的后果。復(fù)雜一書里有句名言，要在混沌的邊緣上

23、，才會(huì)有新的思想或者新的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生?；煦鐮顟B(tài)或者復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)的有序狀態(tài)，只有在必須的條件具備的時(shí)候才能發(fā)生。常常反映這些條件的參數(shù)也非常敏感，少許的改變可能突然改變它的狀態(tài)。如果對產(chǎn)生的條件有正確的認(rèn)識，就會(huì)給調(diào)控這些狀態(tài)提供可能性。心臟跳動(dòng)本來是有序的狀態(tài)，但是如果出現(xiàn)二聯(lián)律，心率變動(dòng)，到混沌區(qū)去了。過去是用高電壓猛擊一下，再拉回來，把這個(gè)參數(shù)變回來，現(xiàn)在就知道了只要對敏感區(qū)，用一個(gè)幾十伏的電壓擊下去就會(huì)恢復(fù)過來。參數(shù)很敏感，問題是能不能找到區(qū)域，有很大的危險(xiǎn)。進(jìn)化論的問題。按照達(dá)爾文學(xué)說，地球上現(xiàn)在生存的物種都是由共同的祖先長期進(jìn)化而來的產(chǎn)物，而進(jìn)化是基因變異、遺傳繁殖和自然選擇三種因素組合

24、作用的歷史過程，但其中自然選擇是進(jìn)化的主要因素。即使同一種族的個(gè)體之間，由于多種原因基因也不完全相同。個(gè)體的形狀和體能會(huì)有差異。在相同環(huán)境下，有的個(gè)體在相互競爭中體能強(qiáng)，有的也會(huì)采取更好的策略，偽裝或者共生，適應(yīng)當(dāng)時(shí)的環(huán)境，這些個(gè)體就能夠繁殖更多的后代，它們的體能和智力就會(huì)遺傳，并且繁殖下去，在種群中取得優(yōu)勢。什么叫有益？沒有絕對標(biāo)準(zhǔn)，是對當(dāng)時(shí)的環(huán)境而言的。一旦環(huán)境改變，原來適應(yīng)的可能不再適應(yīng)，數(shù)量就會(huì)減少，原來不適應(yīng)的可能更為有益，數(shù)量增加，生物的種群發(fā)布就會(huì)重新發(fā)生變化?，F(xiàn)在到底是進(jìn)化還是不是進(jìn)化很難說，生物界有的人提倡把這個(gè)叫做演化，總之對當(dāng)時(shí)是有益的。在生物進(jìn)化學(xué)說被廣泛接受以后，進(jìn)化

25、的概念向兩個(gè)方向擴(kuò)展。一個(gè)是把生物進(jìn)化的一般結(jié)論應(yīng)用于人類，另一方面將其推廣到無機(jī)自然界，將生物進(jìn)化印象導(dǎo)致人類起源和社會(huì)進(jìn)步的觀念，人類學(xué)已經(jīng)基本上科學(xué)地闡明了從猿到人的進(jìn)化輪廓，社會(huì)學(xué)也大體論述了從原始社會(huì)到共產(chǎn)主義社會(huì)的社會(huì)進(jìn)步圖式。開放系統(tǒng)是進(jìn)化的必要條件，非平衡態(tài)是有序之源。進(jìn)化學(xué)說還在不斷發(fā)展中，在科學(xué)界還有不同的聲音。復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)的舉例，生物進(jìn)化。地球上天天都有各種各樣具有耗散結(jié)構(gòu)的復(fù)雜系統(tǒng)產(chǎn)生、發(fā)展和消亡。在發(fā)展過程中，不斷適應(yīng)環(huán)境的變化，不斷積累信息，使得自身的復(fù)雜程度越來越高，以自學(xué)習(xí)和自組織的方式自發(fā)地形成由簡單到復(fù)雜，由低級到高級組織形式的演化過程，這種過程是典范的地球

26、上生物的進(jìn)化過程和這一過程對地球環(huán)境和氣侯變遷產(chǎn)生的影響。一個(gè)例子是講恐龍絕滅。在地球生存史上，曾經(jīng)周期性的出現(xiàn)過冰期，遭受過空間小行星的撞擊，有過大量的地震、火山爆發(fā)、洪水泛濫等自然災(zāi)害，有些災(zāi)害如此嚴(yán)重以至于當(dāng)時(shí)的生物品種大部分都遭到絕滅。億千萬年出現(xiàn)過五次大的生物絕滅的災(zāi)害，最厲害的是一次發(fā)生在億千萬年以前，當(dāng)時(shí)火山爆發(fā)、地震，生物在短短的時(shí)間內(nèi)都死掉了?？铸埵窃趦|千萬年災(zāi)害過后以后才大量發(fā)展的。地球的氣侯回到非常溫暖的時(shí)期，為恐龍的繁殖創(chuàng)造良好的環(huán)境。哺乳動(dòng)物的祖先競爭不過恐龍，當(dāng)時(shí)的哺乳動(dòng)物沒有發(fā)展大型的、智能較高的動(dòng)物，只有一些小型的生活在地下的哺乳動(dòng)物，比如鼠類在當(dāng)時(shí)得以生存下來

27、。從一個(gè)更遠(yuǎn)的意義上講，人類跟老鼠也有共同的祖先?？铸埥y(tǒng)治了很長時(shí)間，到后期，大概億千百萬年，地球氣侯發(fā)生了變化，幾百萬年里溫度在下降，很多熱帶生物相繼絕種，陸地變得干燥，內(nèi)陸形成酷暑和寒冬，植物生長不好，恐龍數(shù)量開始減少。恐龍生長環(huán)境惡化的時(shí)候，大約是千百萬年前，就發(fā)生了外來小行星的碰撞，這次碰撞造成了塵埃、溫度下降、全球黑暗，使得恐龍滅絕，陸上物種減少了，海上的物種減少了。這次災(zāi)害終止了恐龍的統(tǒng)治，爬行動(dòng)物的統(tǒng)治，這樣使得當(dāng)時(shí)藏在地下的老鼠，靠吃腐爛生物受的影響小，所以存活下來，在這兒之后得到了比較大的發(fā)展機(jī)會(huì)。今天生物界的基因都在惡劣環(huán)境下，經(jīng)過千錘百煉得以生存下來，同時(shí)歷史的偶然性作為

28、機(jī)遇起了重要的作用，如果沒有這些因素，今天人類有沒有還不太清楚。一個(gè)復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)的進(jìn)化，可能由于強(qiáng)大外力的干預(yù)而停止。小行星碰撞作為環(huán)境的惡化，促使恐龍絕滅。自然生態(tài)系統(tǒng)是在進(jìn)化過程中不斷發(fā)展的復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)，在生態(tài)系統(tǒng)物流和能流的每一個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)生態(tài)位上都生存著許多物種，在保證生態(tài)環(huán)境中物流和能流守恒的條件下，充分利用系統(tǒng)的各種資源進(jìn)行繁衍。生態(tài)系統(tǒng)中，可能通過基因變異或者物種遷移，產(chǎn)生新的物種，與原有的物種競爭生存的資源和空間?，F(xiàn)在我們國家對外來引進(jìn)物種特別注意，現(xiàn)在外來引進(jìn)的已經(jīng)造成了很嚴(yán)重的我們國家的生態(tài)問題，原來以為是好的一些東西，從外國引進(jìn)來，結(jié)果大量的繁殖，無法控制。距今到萬年前，

29、在非洲南部已經(jīng)出現(xiàn)了直立行走的南方古猿?？赡茉诘饺f年前，由于非洲東部地區(qū)持續(xù)干旱，森林破壞，非洲猴開始沿三路進(jìn)行演化，第一支抱住樹木不放，后來成了大猩猩。第二支開始向森林邊沿轉(zhuǎn)移，不脫離森林，在草原上尋找食物，演化成黑猩猩。第三支是弱者，沒辦法跟其他兩支競爭，只好走出森林，尋求新的出路，被迫用雙足走路，開發(fā)出雜食的習(xí)慣，不要爬樹了，同時(shí)因?yàn)榄h(huán)境很嚴(yán)酷，懂得相互合作、分享食物，最后實(shí)現(xiàn)向人類祖先古猿的轉(zhuǎn)變?，F(xiàn)在有些條件很好的人很危險(xiǎn)，不一定最后發(fā)展的很好，有些弱勢的將來就有可能發(fā)展起來。最近的研究表明，今天的人類和他們血緣最近的祖先黑猩猩的基因密碼排列秩序，只有的差別。由基因突變和自然選擇在幾百

30、萬年中形成的一小點(diǎn)差別，就形成了我們和遠(yuǎn)祖之間的鴻溝。為生存競爭所迫的猴子，離開果實(shí)累累的森林，到平原上尋求發(fā)展，無疑在開始階段經(jīng)歷了艱苦的考驗(yàn)，艱難的時(shí)勢造就了萬物之靈的人類。人類在發(fā)展進(jìn)化過程中，不斷以其獨(dú)有的智慧和勤勞，認(rèn)識世界，改造世界，在文化和知識開始發(fā)展后的短短一萬年內(nèi)，人類把整個(gè)地球變得面目全非?，F(xiàn)在有些人老是覺得環(huán)境不好，做科學(xué)研究，一定要到最好的學(xué)校，最多的錢支持，我一直認(rèn)為，拿錢少的在艱苦環(huán)境奮斗的科學(xué)家，有些人成為大家了。和自然生態(tài)系統(tǒng)一樣，高技術(shù)和產(chǎn)業(yè)也是一個(gè)不斷進(jìn)化的復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)。在開放條件下，通過復(fù)制就是技術(shù)擴(kuò)散，變異就是技術(shù)和產(chǎn)品的創(chuàng)新，通過競爭或者共生，像參股的

31、共生，經(jīng)過市場的選擇和適應(yīng)，在價(jià)值鏈的每個(gè)環(huán)節(jié)就會(huì)形成新的相關(guān)的產(chǎn)業(yè)，包括為產(chǎn)業(yè)服務(wù)的金融、運(yùn)輸、電信、保險(xiǎn)、銷售、維修等等服務(wù)業(yè)，他們共同形成了既分工又協(xié)同的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，通過自學(xué)習(xí)、自組織、自適應(yīng)不斷實(shí)現(xiàn)進(jìn)化。產(chǎn)業(yè)聚群是產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的一種表現(xiàn)形式，電子產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了工業(yè)系統(tǒng)，最適宜相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。有一個(gè)有名的經(jīng)濟(jì)學(xué)家說了一段話，技術(shù)創(chuàng)新和競爭性市場空間的相互作用，是資本主義工業(yè)過程中的基本驅(qū)動(dòng)力，技術(shù)創(chuàng)新就是基因的變異，競爭和適應(yīng)是復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)基本的要點(diǎn)。在競爭市場上，一個(gè)正常、健康的經(jīng)濟(jì)并不處于平衡的狀態(tài)，而是經(jīng)常被技術(shù)革新所破壞。企業(yè)家在觀察市場經(jīng)濟(jì)的時(shí)候，總是注意資本主義如何管理現(xiàn)存

32、的結(jié)構(gòu)，更聰明的辦法是去了解這些結(jié)構(gòu)是如何被創(chuàng)造出來，并且如何摧毀它們。在經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)中也是在不斷發(fā)展，不斷變化，不斷創(chuàng)新，不斷調(diào)整的結(jié)構(gòu)。高技術(shù)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的規(guī)律，從復(fù)雜系統(tǒng)的概念出發(fā)，首先是國家目標(biāo)，特別是國防的需求，是高技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的催生婆，在發(fā)展的初期有不可替代的作用。它們的出生還是要靠外力，但是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大，卻是一個(gè)復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)，通過自組織、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)不斷演化壯大的過程。高技術(shù)的創(chuàng)新，就是基因的變異，決定于技術(shù)人員活躍的思想和高超的技術(shù)水平。有一個(gè)新思想帶來的技術(shù)革新，可能創(chuàng)造一個(gè)新的高新技術(shù)企業(yè)。技術(shù)的復(fù)制、創(chuàng)新、變異不斷進(jìn)行。新公司和新產(chǎn)品每天都在出現(xiàn)，市

33、場競爭激烈反應(yīng)迅速，性能、質(zhì)量合速度成為市場選擇的關(guān)鍵，這些都促使高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)加快演化。不同的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之間，能產(chǎn)生正反饋的作用，微電子芯片的進(jìn)步提高電腦的功能和速度，擴(kuò)大電腦的市場和應(yīng)用面。反過來，電腦的發(fā)展增加了芯片的需求量，采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)加快了芯片的研究和開發(fā)工作的進(jìn)度。這種高技術(shù)之間的正反饋?zhàn)饔?，帶?dòng)了高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)高速擴(kuò)張。在價(jià)值鏈上，不同高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，快速推動(dòng)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因特爾和微軟，這種兼容大大加速了微電子芯片和電腦的發(fā)展。壟斷在一個(gè)短的時(shí)期，能給壟斷企業(yè)帶來高額利潤，但是會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)的進(jìn)化停滯了，對整個(gè)社會(huì)是不力的，因此在發(fā)達(dá)國家都制定了反壟斷法，我們國家也很快

34、有反壟斷法。高技術(shù)替代方案很快產(chǎn)生，高技術(shù)企業(yè)不能靠壟斷技術(shù)而獲得持續(xù)發(fā)展，依靠壟斷技術(shù)最后都遭到失敗。蘋果公司當(dāng)年是最有名的電腦公司，不愿意把電腦設(shè)計(jì)公開，使得其它廠商不能生產(chǎn)兼容的產(chǎn)品，盡管它的技術(shù)很優(yōu)異，早占領(lǐng)市場，最后還是敗給了的。這些都說明高新技術(shù)企業(yè)在開放的條件下，才能迅速發(fā)展。高技術(shù)企業(yè)依靠杰出的人才，是企業(yè)管理的中心環(huán)節(jié)。但是在開放的條件下，必然形成人員的流動(dòng)和隨著人員流動(dòng)帶來的技術(shù)轉(zhuǎn)移，當(dāng)某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了技術(shù)革新思想，就像在生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)新的生態(tài)位一樣，會(huì)有技術(shù)人員脫離，去創(chuàng)辦相關(guān)的產(chǎn)業(yè)，占領(lǐng)新的生態(tài)位，用原有的企業(yè)形成新的，常常是效率更高的分工，在整個(gè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)里協(xié)同發(fā)展。人

35、員流動(dòng)有個(gè)人的原因，但更多的是企業(yè)管理模式存在問題，或者不支持創(chuàng)新，或者決策錯(cuò)誤，市場前景不好，或者待遇過低，和市場價(jià)值偏離。過分頻繁的人才流動(dòng)，不利于一個(gè)高新技術(shù)企業(yè)的發(fā)展，人才競爭會(huì)迫使企業(yè)更加注重企業(yè)文化的塑造，知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)和對有創(chuàng)造力職工的激勵(lì)。從整個(gè)社會(huì)來看，適度規(guī)范的人員流動(dòng)能加快技術(shù)的轉(zhuǎn)移，能夠繁殖。加快淘汰落后的技術(shù)和企業(yè)，創(chuàng)造更健康的競爭環(huán)境和新的就業(yè)途徑，提高市場運(yùn)行的效率，從社會(huì)、政府的角度，不應(yīng)該行政的阻止這些人員的流動(dòng)，應(yīng)該加以適當(dāng)?shù)囊?guī)范，在一定條件下，要給予必要的支持。作為生產(chǎn)力的高技術(shù)快速發(fā)展要求，生產(chǎn)關(guān)系迅速調(diào)整，高技術(shù)企業(yè)的技術(shù)構(gòu)成、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、管理模式、運(yùn)行機(jī)制和市場戰(zhàn)略，都要隨著技術(shù)的變遷，而不斷革新。不停頓的創(chuàng)新和變革，是高技術(shù)企業(yè)發(fā)展的常規(guī)。凡是跟不上的企業(yè)不是被兼并，就是經(jīng)歷大的起伏和波折，能獲得持續(xù)發(fā)展的高新技術(shù)企業(yè)只是其中的少數(shù)。在相同的外界條件下，系統(tǒng)發(fā)展的速度和動(dòng)力是由系統(tǒng)的開放程度和內(nèi)因起決定作用的。內(nèi)因中人才群體的整體素質(zhì)，招募和使用人才的政策起主要作用。而領(lǐng)導(dǎo)層的素質(zhì)，反