复杂系统研究前沿的哲学思考

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1、复杂性科学研究前沿的哲学思考软件工程国家重点实验室，武汉大学200412200006刘媾摘要：被有些科学家誉为“21世纪的科学”的复杂性科学是跨学科的新兴领域。本文从哲学角度探讨复杂性研究中的一些基本问题：包括了对于复杂性作为世界本质属性的认识;研究了复杂性的本体论、认识论概念以及基木属性；最后讨论了复杂性科学研究的方法论问题。关键词：复杂性、简单性、本体复杂性、认识复杂性Id前科学发展正处于一个新的转折点，那就是复杂性科学的兴起。复杂性科学虽还处于萌芽状态，但已被有些科学家誉为是“21世纪的科学“，是跨学科的新兴领域

2、。复杂性科学是80年代中期兴起、主耍研究复杂系统和复杂性的一门科学。在诺贝尔物理学奖获得者盖尔曼和安德逊、经济学奖获得者阿诺等人的支持下，一批从事物理、经济、理论生物、计算机等学科的研究人员，于1984年在美国成立了圣菲研究所(SFI),试图找到一条通过学科间的融合来解决复杂性问题的道路。我国学者钱学森等提出了开放的复朵巨系统的概念，认为复杂性问题实际上是开放复杂冃系统的动力学特性问题，后来又提出了从定性到定量综合集成研讨厅体系，实现人机结合的大成押慧。目前在复杂性研究领域的一个热点就是复杂网络的研究，Strogatz

3、［l］等发衣在Nature朵志上的文章揭示了现实世界存在的各类网络的共同结构属性，掀起了对于复杂网络的小世界、无尺度属性的广泛研究兴趣［2］。研究表明，计算机领域的www网、Intemet都显示出复杂网络的这些属性。那么复杂性究竞是什么？20世纪70年代以前，它是“无法认识”和“难以处理”的代名词。简单•性被认为是世界口身的基本屈性，复杂性从没有被认为是出界的属性，至多被认为是简单性复合产物，是现象。复杂性其至被认为是认识主体运用简单性原则处理问题能力不足所导致的结果。因此无论在认识论或本体论上，“简单性”与“复杂性”

4、的地位都是不对称的。近年来，人们仍争论“复杂性”是不是世界的属性，表明“复杂性”本体论地位仍未得到认同。而“复杂性”认识论意义更未澄清。本文对复杂性相关的哲学问题进行思考,希望有助于理清复杂性的研究的思路。1.“复杂性”与“简单性”“复杂性”是这个世界的客观本质属性，还是“简单性”的复合现彖？有人认为，这个世界骨子是简单•的，复朵只是世界的表面。简单是本质，复朵是现象。也有人认为，复朵性也是世界基本属性。这个问题被称为“复杂性存在论”问题。连带的认识论问题是，复杂性是人们认识能力不足造成的呢，还是事物本身具有的性质呢？

5、“复杂性”是世界的本质属性，复杂性是客观的，不是简单性的线性组合和现象，特别不仅仅是简单性的表现结果。证据如下：彭加勒和后来的KLM理论都证明，可积系统测度几乎为零，而不可积系统的测度几乎为无限，这个证明的意义就是复杂性1山界真实存在，理想的简单性世界倒更像是人类的幻象！那么复杂性是从简单性屮生成的呢，还是始终与简单性并存的世界属性？按照演化逻辑，这世界是逐渐生成的，是从简单到复杂演化而来的。既然复杂性从简单性中生成，那么,简单性不是更为本质吗？另一方面，如果认为复杂性与简单性同为基本属性，也可能带来复杂性只能生成复杂

6、性，简单性只能生成简单性的问题。这个问题被称为“复杂性演化论”问题。承认复杂性是从简单性中生成演化而來，并不妨碍承认复杂性是世界的基木属性。我们有一种陈旧的类比观点，即认为凡后岀现的属性，一•定是先前属性的从属属性，一定不是可与在先属性并列的、处于相同地位的属性。既然这个世界是演化发展的，为什么不能承认后演化出来的属性也同样是世界的属性呢？产生在先的属性已经不能概括整个后演化出的lit界，而复杂性又是一种凸显、超越，为什么不能承认这种复杂性不町还原呢？先开端的因素也许先退化，后发展的因素也许后來居上。复杂性是相对简单性

7、而言的，在本体论上它们存在绝对界限，在认识论上则只有相对意义。1.“复杂性”概念描述事物复杂性，首先应该约处把描述限尬在某--层次。离开层次谈事物的复杂性，复杂性就是一个无法度量的具有无限深度的虚假问题。如一个生命，我们是在哪-个层次讨论它的复杂性呢，是原子、分子层次，还是组织层次或整体呢？显然，如果不加以限制和约定,复杂性无法加以讨论。第二，定义复杂性也要限定它的描述精细度，或粗粒化程度。这两个限定，都是认识论范畴意义的限定。笫一个限定，不仅涉及观察者对爭物认识的深度，而且也涉及事物本身的结构层次问题；第二个限泄，则

8、不仅涉及观察者的认识能力，也涉及事物可认识的理论极限筹问题。有了上述规定后，我们才可以在木体论和认识论意义1二讨论复杂性概念。对科学家和哲学家们建立的某种复杂性概念，我们可以在本体论上了解它是否真正描述了事物的复杂性及其程度，在认识论上了解它是否有效的描写了事物相对复杂性以及人们学握此复杂性的认识程度等问题。目前已知至少有30种以