一些思想是由简单的思想组合而成①, 我称此为复杂;比如美、感激、人、军队、宇宙等。 — 洛克( John Locke)
《人类理解论》( An Essay Concerning Human Understanding)
巴西:亚马孙雨林。几十万只行军蚁②( army ant)在行进没有谁掌控这支军队,不存在指挥官。单个蚂蚁几乎没有什么视力,也没有多少智能,但是这些行进中的蚂蚁聚集在一起组成了扇形的蚁团,一路风卷残云,吃掉遇到的一切猎物。不能马上吃掉的就会被蚁群带走。在行进了一天并摧毁了足球场大小的浓密雨林中一切食物后,蚂蚁会修筑夜间庇护所——由工蚁连在一起组成的球体,将幼蚁和蚁后围在中间保护起来。天亮后,蚁球又会散成一只只蚂蚁,各就各位进行白天的行军。
专门研究蚂蚁习性的生物学家弗兰克斯( Nigel Franks)写道,“单只行军蚁③是已知的行为最简单的生物”,“如果将100只行军蚁放在一个平面上,它们会不断往外绕圈直到体力耗尽死去”。然而,如果将上百万只放到一起,群体就会组成一个整体形成具有所谓“集体智能( collective intelligence)”的“超生物④。
这究竟是怎么回事呢?虽然科学家们已经很熟悉蚁群的习性,但集体智能的产生机制依然是个谜。就像弗兰克斯所说“我研究了布氏游蚁⑤(E. burchelli,,一种常见的行军蚁)很多年,我发现,对它们的社会结构了解得越多,对其社会组织的疑问就会越多。”
行军蚁是许多我们认为“复杂”的自然和社会系统的缩影蚂蚁、白蚁以及人类这样的社会生物会聚集在一起,共同形成复杂的社会结构,从而增加种群整体的生存机会,目前还没有人确切地知道其背后的机理。类似的还有,免疫系统如何抵抗疾病,细胞如何自组织成眼睛和大脑,经济系统中自利的个体如何形成结构复杂的全球市场。最为神秘的是,所谓的“智能”和“意识”是如何从不具有智能和意识的物质中涌现出来的。
这些正是复杂系统所关注的问题。复杂系统试图解释,在不存在中央控制的情况下,大量简单个体如何自行组织成能够产生模式、处理信息甚至能够进化和学习的整体。这是一个交叉学科研究领域。复杂一词源自拉丁词根 electre,意为编织、缠绕。在复杂系统中,大量简单成分相互缠绕纠结,而复杂性研究本身也是由许多研究领域交织而成。复杂系统专家认为,自然界中的各种复杂系统——比如昆虫群落、免疫系统、大脑和经济—之间,具有许多共性。下面我们来一一了解
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- ① “一些思想是由简单的思想组合而成”: Locke,J., An Essay Cone
Understanding。P.H. Nidditch编辑。 Oxford: Clarendon Press,1690 - ② “几十万只行军蚁”:这段对行军蚁习性的介绍是根据以下来源整理
Army ants: A collective intelligence. American Scientist, 77(2), 1989, p
R Holldobler, B. Wilson, E. O, The Ants. Cambridge, MA: Belknap Press 1990 - ③“单只行军蚁”: Franks,N.R., Army ants: A collective intelligence. Americal
dentist,77(2),1989,pp138-145。 - ④“具有所谓集体智能’的‘超生物’”:例如, Holldobler,B. Wilson,E
- ⑤ “我研究了布氏游蚁”: Franks,N.R., Army ants: A collective intelligence.
rican Scientist,77(2),1989,p.140。
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