混沌边缘的复杂性探析——对不同领域内复杂性产生条件的同构性分 权威资料-科技哲学理论

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1、混沌边缘的复杂性探析——对不同领域内复杂性产生条件的同构性分"混沌边缘的复杂性探析对不同领域内复杂性产生条件的同构性分析齐磊磊/颜泽贤【论文来源】/B2【期数】2009年06期【论文期刊来源】《自然辩证法通讯》(京)2009年2期第19～26页【英文标题】ExploringComplexityattheEdgeofChaos:TheIsomorphicAnalysistotheEmergingConditionsofComplexityinDifferentFields【作者简介】齐磊磊，华南师范哲学博士生，颜泽贤，华南师范大学教授。（广州510006

2、）【内容提要】不同的学科领域在研究复杂性产生条件时，虽然各自研究的侧重点不同，但最终的结果却表现出某种同构性。这种同构性表明复杂自身有它的普遍特征和普遍规律，因此研究这种同构性是十分重要的。为了对这种同构性进行具体分析，本文首先对不同学科领域内复杂性产生的条件分别进行阐述，然后运用元胞自动机的研究工具将它们模拟出来，并运用离散动力学中的混沌边缘自的概念对它们进行概括，对其方法论意义进行哲学分析。我们的结论是：在不同的研究领域内，复杂性的产生条件具有同构性，这种同构性可以从计算理论上对它进行统一描述，并从哲学上对它进行语义分析。【关键词】复杂性/同构性/

3、元胞自动机模拟方法〔中图分类号〕NO　〔标识码〕A　〔文章编码〕1000-0763(2009)02-0019-08近年来复杂性科学研究方兴未艾，复杂性一词在领域内的使用频率也越来越高，然而，由于其自身的多样性与复杂性，截至目前，对于复杂性是什么这个基本的问题众说纷纭，没有统一的答案。我们知道，要解释一种事物或现象，首先需要阐明它的产生机制和条件。而要达到这个目的，必须发现复杂系统在不同领域内的同构性(isomorphism)。系统科学的奠基人贝塔朗菲反复强调：系统科学的目的是发现不同领域的规律在形式上的相同或同构性。在许多场合，同构的定律适用于的某些类

4、或亚类，与涉及的实体的性质无关。[1]复杂性和复杂系统是系统的一个最重要的类或亚类，自然在研究的不同领域中存在着有关它们的规律、原理、机制与条件上的同构性。本文的目的，就旨在探索几个不同的研究领域内复杂性产生条件的同构性。一、不同的研究领域内复杂性的产生条件所谓复杂系统主要指的是导致生命出现的前系统、生命系统以及有生命参与或组织的任何系统，包括人类文化系统。而所谓复杂性，主要指的是复杂系统的一种根本性质，它指的是系统具有相当数量的多样性元素之间的密切相关和相互缠结，以及这些联系的非线性和非对称性等特性。对于这种复杂系统和复杂性形成的条件，不同的学科和研

5、究领域有不同的研究。在本节中我们首先分析科学史、耗散等自组织理论，以及混沌科学这些不同领域中复杂性产生的条件，以寻求复杂性或复杂系统形成条件的某种同构性。1.从自然科学发展的情况来看在复杂性研究的开创时期，大约是1948年左右，论的创始人之一沃伦韦弗尔(WarrenWeaver)在第一篇关于复杂性的重要文章《科学和复杂性》(ScienceandComplexity)中讨论科学是什么和科学不是什么的问题时，从哲学的角度概括地讨论了350年来自然科学的发展情况。他在讨论中根据自然科学自身构造复杂性的状况，提出了一种新的系统复杂性的分类方法，即把系统分为三类

6、：19世纪已经征服了的有组织简单性的问题、20世纪战胜了的无组织复杂性的问题和未来50年中要解决的有组织复杂性的问题。[2](1)有组织的简单性(Organizedsimplicity)：概括起来，在17-19世纪，所研究的变量就是简单性的问题。也就是说，大约在1900年以前，物理学所涉及到的通常是只有两个变量的简单性问题，人们研究的系统所涉及的元素数目非常少且它们之间的行为是完全可以预测的，是决定论的，可以用牛顿力学进行分析。(2)无组织的复杂性(Disorganizedcomplexity)：1900年以后，以吉布斯(JosiahWillardGi

7、bbs)为首的科学家对物理学的进展发起了攻击。在他们看来，研究问题时所涉及到的变量不止两个，甚至有些更为极端的人要去开发能处理20亿个变量的分析方法。在这种情况下，韦弗尔以台球桌上台球的数量对台球的影响为例，详细地说明了19世纪的经典动力学只适合分析和预测少数几个变量的变化，如果用它去分析十个或十五个变量的变化，那么事情就变得难以控制。由此他认为，无组织复杂性的变量数目非常大，某一个变量与其它变量之间有不确定的或完全未知的行为，它们之间的耦合也非常微弱，而无法用现有的方法和计算机进行研究，通常使用概率论和统计力学的方法来处理这种无组织复杂性的问题。在复

8、杂性科学中，这种复杂性仍然被认为是简单性的一种变形。(3)有组织的复杂性(Organizedc