真正看透复杂性的高手，都因为理解了“涌现”

FROM CHAOS TO ORDER

EMERGENC

嗨~知道你最近有些“倦怠”。眼下的生活和工作，让很多人都觉得有心无力。

今天，特别向你推荐这本“了不起”的书——《涌现》。

它为我们揭示了，“为何我们如此简单，世界却如此复杂”。书中的道理，也许就是世间万象的秘密。

理解“涌现”，能永久地将我们从“狭隘的困顿”中解救出来。

20多年前，中国人民大学信息学院的一批教师和学生，通力合作，翻译了约翰·霍兰德的《涌现》。

翻译不易。“对新人不友好，思维强度爆表”……最早读到这本书的一批人，更是感受到了自己的知识库被“搅翻”，他们常常在阅读中感受到了自己的“无认知局限”，面红耳赤。

稍不留神，就论及哲学、数学、信息学、博弈论、物理、化学、生物学、语言学，以及修辞和审美。但这种信息多元也绝非是《涌现》最让人着迷和“难啃”的地方。

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涌现是什么？一切更高水平的智慧，以及一切更高级的状态呈现，都是因涌现而生。

涌现有什么价值？就在近期，全球科学界赋予了“涌现”暂时统一的称谓——“21世纪科学的统一主题”。

时至今日，在你能读到的全世界所有与“涌现”的相关研究论述中，约翰·霍兰德与他的《涌现》总会被提及。

涌现理论奠基人，公认的“遗传算法之父”，复杂适应系统理论提出者，身为圣塔菲研究所核心成员的约翰·霍兰德，还曾是“麦克阿瑟天才奖”获得者。

约翰·霍兰德已在七年前去世。这也让其他科学家们深有遗憾——除了《涌现》，似乎再没有此类的“普世”作品，让大众有机会了解涌现，起码能知晓这决定了人类发展进程的“秘钥”的基本形态。

1.| EMERGENCE

涌现的源头

在写作的前期，我观察了很多系统和模型。我发现在其中，复杂现象都是从简单的元素中涌现出来的。

——约翰·霍兰德

在很长一段时间里，科学家相信通过把事物分解成越来越精细的组成部分，能够最终带来完全的理解。

这种认为复杂现象的所有方面，都可以通过将其还原为各个组成部分来理解的信念，铸就了20世纪科学的辉煌——世界被归约于基本粒子及其相互作用，生命被归约于分子及其化学反应。

然而，伴随着对生命现象和社会现象的深入认识，从上世纪中叶起，还原论的主导地位受到了质疑和冲击，在争议声中，我们迎来了21世纪，一个被霍金誉为“复杂性科学的世纪”。

REC

·圣塔菲研究所·

1984年10月，包括4位诺贝尔奖获得者在内的许多科学界最有成就的创造性头脑聚集在一起，创建了一个与众不同的机构——“复杂性科学的圣地”圣塔菲研究所。在这里，非传统思维蓬勃发展，学科界限消失。

复杂适应系统理论提出者的约翰·霍兰德，就是圣塔菲研究所核心成员。当然，他还有一个身份就是涌现理论奠基人。

对世界的认识从简单还原论到复杂整体论、从关注事物本身到网络思维、从线性到非线性、从均衡到非均衡。约翰·霍兰德与圣塔菲研究院的其他大神一起，使得人们开启了用新思维范式替代旧思维范式的旅程。

复杂性科学不同于一门具体学科，因此我们可以在大学中找到计算机科学系和物理系，却找不到复杂性科学系。然而，数学、物理、管理科学、计算机科学、生物学、工程科学等等学科中都有很多从事复杂性研究的学者。事实上，复杂性科学力图打破传统学科之间互不来往的界限，寻找各学科之间交叉合作的统一机制。

现如今，科学家与思想家的一致结论是，21世纪是“复杂性科学的世纪”，“涌现”，就是复杂性科学的统一主题——在我们这个时代，理论物理学的中心任务不再是写下终极方程，而是以多种方式分类和理解涌现行为，包括潜在的生命本身。

而关于涌现，最接地气的理解就是“系统整体大于部分之和”。

2.| EMERGENCE

涌现的特性

这一工作的成果就是摆在你面前的这本书。我对自己付出的努力并不后悔，不过最终能够完成这项工作，我不免有些吃惊。

——约翰·霍兰德

《涌现》告诉我们，在生活中的每一个角落，我们都会遇到复杂适应性系统的涌现现象，例如蚁群、神经元网络系统、人体免疫系统、互联网和全球经济系统等。

“大神”侯世达也曾提出，“蚂蚁群落在很多方面和大脑原理一样”。人类的大脑也是由无数个简单的神经元，通过信息交换，从而涌现了智慧。单个蚂蚁是生物当中智能化程度最低的物种，但是一群蚂蚁在一起，可以形成寻找食物的最佳路线。

更高水平的智慧，都是从“一只蚂蚁”“一个神经元”这些“无言的”群体中涌现出来的。这一切背后没有任何超自然的力量在指挥，仅仅是遵循了最简单的规则。

《涌现》一书将涌现的经验概括为三点：

⇝简单得近乎荒谬的规则，能够生成固有的涌现现象；

⇝涌现现象是以相互作用为中心的，它比单个行为的简单累加要复杂得多；

⇝稳定的涌现现象，可以作为更复杂涌现现象的组成部分。

基于涌现研究中三个最重要的概念（纯数学概念、系统概念、一般的非正式概念），约翰·霍兰德还在书中给出了涌现现象的八个要点：

①涌现现象出现在生成系统之中。

②在这样的生成系统中，整体大于各部分之和。

③生成系统中一种典型的涌现现象是，组成部分不断改变的稳定模式。

④一个稳定模式所在的环境，决定了它的功能。

⑤稳定模式之间的相互作用，带来了约束和校验，随着这样的模式数量的增加，系统的“能力”也会增强。

⑥稳定模式通常符合宏观规律。

⑦“存在差别的稳定性”，是那些产生了涌现现象的规律的典型作用结果。

⑧更高层的生成过程，可以由强化的稳定性而产生。

简单来说，所谓“涌现”，就是指系统中的个体遵循简单的规则，通过局部的相互作用构成一个整体的时候，一些新的属性或者规律就会突然一下子在系统的层面诞生。所有的过程和奥秘，都只存在于系统的相互作用之中。

距离首次中文版问世，已过去20多年。我们再次有机会读到《涌现》——作为译者团队，来自人民大学的教授和学者，对每一个词汇都进行了重新推敲。

这种齐心合力的翻译工作，正中了副书名——“从混沌到有序”。《涌现》这本书的诞生，何尝不也是一种涌现？

3.| EMERGENCE

涌现的价值

几乎所有的科学家都认为生命是一种涌现现象，在基于已知机制获得相应模型之前，我们还有很长的路要走。

——约翰·霍兰德

关于人类状况有很多深层次的问题，解决这些问题的关键，则取决于人们对这类系统所表现出的涌现特征的理解。甚至我们对整个物质世界的理解，大部分都应该从涌现现象出发。

涌现并不破坏单个个体的规则，但是用个体的规则却无法加以解释。约翰·霍兰德也无法提供一个简单的定义，但他仍是在书中提供了一些用来划出特定领域的标识。

作为涌现理论的奠基人，他还诚恳地表明了该理论研究的三大阻碍：

数学上的障碍；认知上的障碍；观念上的障碍：“科学发展到了极限”。

他坦承了，这本《涌现》仍旧没有完结：“我们对于涌现的探究还远远不够。就算是我本人，对涌现的认识也很贫乏。但我还是力图采用一种比较复杂、比较正规的手段来表述我的认识。当然，我们已经取得一定的进展”。

可以肯定的是，如同我们在混沌动力学和复杂网络研究中所经历的，理解包括涌现在内的复杂性中的每一次进步，都会带给我们品味世界的全新感觉。

若干年后，或许我们能在某种程度上“控制复杂性”并以之为人类谋求福利，当然，那是另外一个梦想了！

但如果有一天我们真的能够“控制复杂性”，那么还能说它是“复杂性”吗？

不好说，比如说我们也能够养蜜蜂吃蜂蜜，但是蜜蜂的社会结构还是很复杂。

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“写一本普通读者能看懂的书”，这是约翰·霍兰德在序言中写下的文字。他将《涌现》称为最贴近他“个人”的作品，他在这本书介绍了独特的个人经历，用尽了独创的术语。

霍兰德是一个非常富有想象力的人，他的想法经常出人意料，而且总是引人入胜。在复杂科学研究方面，他总是能获得新的灵感，给我们以启发。

——罗伯特·梅 复杂系统先驱 混沌理论创始人之一

本书非常具有启发性。霍兰德借助棋类游戏、神经科学、物理学、音乐、文学、生态学和进化生物学等多个领域的例子，总结出人类智力探索的共同特征。

——马库斯·W. 弗尔德曼 斯坦福大学生物学教授

这是霍兰德最好的作品。他借助一个清晰且有洞察力的框架来分析涌现现象，并为其建立模型。

——约翰·希利·布朗 美国施乐公司前首席科学家

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部分内容参考：周涛《理解复杂性——“复杂性科学专栏”序》；郝柏林《圣塔菲研究所与复杂性研究》。图片来源：bingying搜索（侵权联删）。