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復(fù)雜性科學(xué)

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1.復(fù)雜性科學(xué)的簡(jiǎn)介

興起于2O世紀(jì)8O年代的復(fù)雜性科學(xué)(complexity sciences),是系統(tǒng)科學(xué)發(fā)展的新階段,也是當(dāng)代科學(xué)發(fā)展的前沿領(lǐng)域之一。復(fù)雜性科學(xué)的發(fā)展,不僅引發(fā)了自然科學(xué)界的變革,而且也日益滲透到哲學(xué)、人文社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域。英國(guó)著名物理學(xué)家霍金稱“21世紀(jì)將是復(fù)雜性科學(xué)的世紀(jì)”。復(fù)雜性科學(xué)為什么會(huì)贏得如此盛譽(yù),并帶給科學(xué)研究如此巨大的變革呢?主要是因?yàn)閺?fù)雜性科學(xué)在研究方法論上的突破和創(chuàng)新。在某種意義上,甚至可以說(shuō)復(fù)雜性科學(xué)帶來(lái)的首先是一場(chǎng)方法論或者思維方式的變革。盡管國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)認(rèn)識(shí)到研究復(fù)雜性科學(xué)的重要意義,然而要想找出一個(gè)能夠符合各方研究旨趣的復(fù)雜性科學(xué)的概念還有困難。雖然目前人們對(duì)復(fù)雜性科學(xué)的認(rèn)識(shí)不盡相同,但是可以肯定的是“復(fù)雜性科學(xué)的理論和方法將為人類的發(fā)展提供一種新思路、新方法和新途徑,具有很好的應(yīng)用前景”。黃欣榮認(rèn)為盡管復(fù)雜性科學(xué)流派紛呈、觀點(diǎn)多樣,但是復(fù)雜性科學(xué)卻具有一些共同的特點(diǎn)可循:(1)它只能通過(guò)研究方法來(lái)界定,其度量標(biāo)尺和框架是非還原的研究方法論。(2)它不是一門具體的學(xué)科,而是分散在許多學(xué)科中,是學(xué)科互涉的。(3)它力圖打破傳統(tǒng)學(xué)科之間互不來(lái)往的界限,尋找各學(xué)科之間的相互聯(lián)系、相互合作的統(tǒng)一機(jī)制。(4)它力圖打破從牛頓力學(xué)以來(lái)一直統(tǒng)治和主宰世界的線性理論,拋棄還原論適用于所用學(xué)科的夢(mèng)想。(5)它要?jiǎng)?chuàng)立新的理論框架體系或范式,應(yīng)用新的思維模式來(lái)理解自然界帶給我們的問(wèn)題。

復(fù)雜性科學(xué)是指以復(fù)雜性系統(tǒng)為研究對(duì)象,以超越還原論為方法論特征,以揭示和解釋復(fù)雜系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律為主要任務(wù),以提高人們認(rèn)識(shí)世界、探究世界和改造世界的能力為主要目的的一種“學(xué)科互涉”(inter—disciplinary)的新興科學(xué)研究形態(tài)。

2.復(fù)雜性科學(xué)研究主流發(fā)展的三個(gè)階段[1]

復(fù)雜性科學(xué)研究主流發(fā)展的三個(gè)階段主要是指:埃德加·莫蘭的學(xué)說(shuō)、普利高津的布魯塞爾學(xué)派、圣塔菲研究所的理論。

(1)埃德加·莫蘭的學(xué)說(shuō) 埃德加·莫蘭是當(dāng)代思想史上最先把“復(fù)雜性研究”作為課題提出來(lái)的人。莫蘭正式提出“復(fù)雜性方法”是在他1973年發(fā)表的《迷失的范式:人性研究》 一書(shū)中。莫蘭復(fù)雜性思想的核心是他所說(shuō)的“來(lái)自噪聲的有序”的原則,該原則可以簡(jiǎn)要表述如下:將一些具有磁性的小立方體散亂地?cái)R置在一個(gè)盒子里,然后任意搖動(dòng)這個(gè)盒子,最后人們看到盒子中的小立方體在充分運(yùn)動(dòng)之后根據(jù)磁極的取向互相連接形成一個(gè)有序的結(jié)構(gòu)。在這個(gè)例子中,任意地?fù)u動(dòng)盒子是無(wú)序的表現(xiàn),顯然單靠它不能導(dǎo)致小立方體形成整體的有序結(jié)構(gòu)。小立方體本身具有磁性,是產(chǎn)生有序性的潛能,但是這個(gè)潛能借助了無(wú)序因素的輔助或中介而得以實(shí)現(xiàn)。在這個(gè)原理里,無(wú)序性是必要條件而不是充分條件,它必須與已有的有序性因素配合才能產(chǎn)生現(xiàn)實(shí)的有序性或更高級(jí)的有序性。這條原理打破了有關(guān)有序性和無(wú)序性相互對(duì)立和排斥的傳統(tǒng)觀念,指出它們?cè)谝欢l件下可以相互為用,共同促進(jìn)系統(tǒng)的組織復(fù)雜性的增長(zhǎng)口 。這正是莫蘭在其書(shū)中闡發(fā)的復(fù)雜性方法的一條基本原則,它揭示了動(dòng)態(tài)有序的現(xiàn)象的本質(zhì)。

(2)普利高津的布魯塞爾學(xué)派 比莫蘭稍晚,普利高津在他與斯唐熱于1979年出版的法文版《新的聯(lián)盟》一書(shū)中提出了“復(fù)雜性科學(xué)”的概念(此書(shū)的英文版改名為《從混沌到有序》)“ 。在那里,復(fù)雜性科學(xué)是作為經(jīng)典科學(xué)的對(duì)立物和超越者被提出來(lái)的。他說(shuō):“在經(jīng)典物理學(xué)中,基本的過(guò)程被認(rèn)為是決定論的和可逆的?!苯裉欤拔覀儼l(fā)現(xiàn)我們自己處在一個(gè)可逆性和決定論只適用于有限的簡(jiǎn)單情況,而不可逆性和隨機(jī)性卻占統(tǒng)治地位的世界之中”。因此,“物理科學(xué)正在從決定論的可逆過(guò)程走向隨機(jī)的和不可逆的過(guò)程”。普利高津緊緊抓住的核心問(wèn)題就是經(jīng)典物理學(xué)在它的靜態(tài)的、簡(jiǎn)化的研究方式中從不考慮“時(shí)間”這個(gè)參量的作用,從而把物理過(guò)程看成是可逆的。實(shí)際上,普利高津并沒(méi)有提出一個(gè)明確的“復(fù)雜性”的定義,他提出的復(fù)雜性的理論主要是揭示物質(zhì)進(jìn)化過(guò)程的理化機(jī)制的不可逆過(guò)程的理論,即耗散結(jié)構(gòu)理論。

(3)圣塔菲研究所的理論 1984年5月成立的美國(guó)圣塔菲研究所,由各學(xué)科的第一流精英參與,受到美國(guó)公私財(cái)政機(jī)構(gòu)的大力資助,被視為世界復(fù)雜性問(wèn)題研究的中樞。然而,圣塔菲研究所的復(fù)雜性觀念與莫蘭和普利高津的復(fù)雜性觀念有很大的區(qū)別。例如,圣塔菲研究所的學(xué)術(shù)領(lǐng)頭人蓋爾曼(M.Gell~mann)指出 :“在研究任何復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)的進(jìn)化時(shí),最重要的是要分清這三個(gè)問(wèn)題:基本規(guī)則、被凍結(jié)的偶然事件以及對(duì)適應(yīng)進(jìn)行的選擇?!?。“被凍結(jié)的偶然事件”是指一些在物質(zhì)世界發(fā)展的歷史過(guò)程中其后果被固定下來(lái)并演變?yōu)檩^高級(jí)層次上的特殊規(guī)律的事件,這些派生的規(guī)律包含著歷史特定條件和偶然因素的影響。蓋爾曼認(rèn)為,事物的有效復(fù)雜性只受基本規(guī)律少許影響,大部分影響來(lái)自“凍結(jié)的偶然事件”。蓋爾曼隨后還指出了復(fù)雜系統(tǒng)的適應(yīng)性特征,即它們能夠從經(jīng)驗(yàn)中提取有關(guān)客觀世界的規(guī)律性的東西作為自己行為方式的參照,并通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)中的反饋來(lái)改進(jìn)自己對(duì)世界的規(guī)律性的認(rèn)識(shí)。也就是說(shuō),系統(tǒng)不是被動(dòng)地接受環(huán)境的影響,而是能夠主動(dòng)地對(duì)環(huán)境施加影響,因此,他認(rèn)為復(fù)雜性科學(xué)研究的焦點(diǎn)不是客體的或環(huán)境的復(fù)雜性,而是主體自身的復(fù)雜性—— 主體復(fù)雜的應(yīng)變能力以及與之相應(yīng)的復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。

3.復(fù)雜性科學(xué)的主要流派[1]

復(fù)雜性科學(xué)主要包括:早期研究階段的一般系統(tǒng)論、控制論、人工智能;后期研究階段的耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學(xué)、超循環(huán)理論、突變論、混沌理論、分形理論和元胞自動(dòng)機(jī)理論。限于篇幅,本文只簡(jiǎn)要介紹協(xié)同學(xué)、突變論和耗散結(jié)構(gòu)理論。

(1)協(xié)同學(xué)

協(xié)同學(xué)(Synergetics)是由德國(guó)學(xué)者哈肯創(chuàng)立的 。協(xié)同學(xué)是研究有序結(jié)構(gòu)形成和演化的機(jī)制,描述各類非平衡相變的條件和規(guī)律。協(xié)同學(xué)認(rèn)為,千差萬(wàn)別的系統(tǒng),盡管其屬性不同,但在整個(gè)環(huán)境中,各個(gè)系統(tǒng)間存在著相互影響而又相互合作的關(guān)系。協(xié)同學(xué)進(jìn)一步指出,對(duì)于一種模型。隨著參數(shù)、邊界條件的不同以及漲落的作用,所得到的圖樣可能很不相同;而對(duì)于一些很不相同的系統(tǒng),卻可以產(chǎn)生相同的圖樣。由此可以得出一個(gè)結(jié)論:形態(tài)發(fā)生過(guò)程的不同模型可以導(dǎo)致相同的圖樣。在每一種情況下,都可能存在生成同樣圖樣的一大類模型。

(2)突變論

突變論(Catastrophe Theory)的創(chuàng)始人是法國(guó)數(shù)學(xué)家勒內(nèi)·托姆(Rene Thorn)。突變論是研究客觀世界非連續(xù)性突然變化現(xiàn)象的一門新興學(xué)科。突變論認(rèn)為,系統(tǒng)所處的狀態(tài),可用一組參數(shù)描述。當(dāng)系統(tǒng)處于穩(wěn)定態(tài)時(shí),標(biāo)志該系統(tǒng)狀態(tài)的某個(gè)函數(shù)就取惟一的值。當(dāng)參數(shù)在某個(gè)范圍內(nèi)變化,該函數(shù)值有不止一個(gè)極值時(shí),系統(tǒng)必然處于不穩(wěn)定狀態(tài)。勒內(nèi)·托姆指出:系統(tǒng)從一種穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)入不穩(wěn)定狀態(tài),隨參數(shù)的再變化,又使不穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)入另一種穩(wěn)定狀態(tài),那么,系統(tǒng)狀態(tài)就在這一剎那間發(fā)生了突變。突變論還提出:高度優(yōu)化的設(shè)計(jì)很可能有許多不理想的性質(zhì),因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)上最優(yōu),因而可能存在對(duì)缺陷的高度敏感性,產(chǎn)生特別難于對(duì)付的破壞性,以致發(fā)生真正的“災(zāi)變” 。

(3)耗散結(jié)構(gòu)理論

耗散結(jié)構(gòu)理論是普利高津(Pregogine)于2O世紀(jì)6O和7O年代創(chuàng)立的 普利高津一直在從事關(guān)于非平衡統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的研究工作,當(dāng)他將熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理學(xué)從平衡態(tài)推到近平衡態(tài),再向遠(yuǎn)平衡態(tài)推進(jìn)時(shí)終于發(fā)現(xiàn):一個(gè)遠(yuǎn)離平衡態(tài)的非線性的開(kāi)放系統(tǒng)(不管是物理的、化學(xué)的、生物的乃至社會(huì)的、經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng))通過(guò)不斷地與外界交換物質(zhì)和能量,在系統(tǒng)內(nèi)部某個(gè)參量的變化達(dá)到一定的閾值時(shí),通過(guò)漲落,系統(tǒng)可能發(fā)生突變即非平衡相變,由原來(lái)的混沌無(wú)序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N在時(shí)間上、空間上或功能上的有序狀態(tài)。這種在遠(yuǎn)離平衡的非線性區(qū)形成的新的穩(wěn)定的宏觀有序結(jié)構(gòu),由于需要不斷與外界交換物質(zhì)或能量才能維持,因此稱之為“耗散結(jié)構(gòu)”(dissipative structure)“ 。

4.復(fù)雜性科學(xué)方法論的研究現(xiàn)狀[2]

最早明確提出探索復(fù)雜性方法論的是我國(guó)著名科學(xué)家錢學(xué)森,他在20世紀(jì)8O年代,復(fù)雜性研究剛剛興起的時(shí)候,就敏銳地提出要探索復(fù)雜性科學(xué)的方法論。他認(rèn)為研究開(kāi)放的復(fù)雜巨系統(tǒng)必須采用新的方法,即他提出的從定性到定量的綜合集成方法,后來(lái)發(fā)展成為綜合集成方法的研討廳體系。隨后,成思危教授在《復(fù)雜性科學(xué)與管理》一文中指出:“研究復(fù)雜系統(tǒng)的基本方法應(yīng)當(dāng)是在唯物辯證法指導(dǎo)下的系統(tǒng)科學(xué)方法”并提出這應(yīng)包括四個(gè)方面的結(jié)合,即定性判斷與定量計(jì)算、微觀分析與宏觀分析、還原論與整體論、科學(xué)推理與哲學(xué)思辨相結(jié)合。但是成思危教授并沒(méi)有對(duì)這些方法論原則展開(kāi)全面細(xì)致的論述。

就目前來(lái)看,除了黃欣榮的《復(fù)雜性科學(xué)的方法論研究》外,國(guó)內(nèi)對(duì)復(fù)雜性研究的方法論進(jìn)行系統(tǒng)研究的目前還比較少,但是關(guān)于系統(tǒng)科學(xué)及其分支學(xué)科的方法論還是有比較多的探索。(p240)例如,吳彤教授對(duì)自組織方法論做過(guò)專門研究,苗東升教授對(duì)系統(tǒng)方法論和混沌研究方法有深入探索,趙松年研究員對(duì)非線性方法論做過(guò)比較系統(tǒng)的研究等。這些已有的關(guān)于系統(tǒng)科學(xué)及其分支學(xué)科的方法論的研究成果,對(duì)于我們探索復(fù)雜性科學(xué)的方法論都有一定的啟發(fā)價(jià)值,值得后來(lái)的研究者借鑒和吸收。國(guó)外學(xué)者也已經(jīng)認(rèn)識(shí)到研究復(fù)雜性科學(xué)方法論的重要性,并作了一些探索性的努力。世界復(fù)雜性科學(xué)研究的中樞機(jī)構(gòu)—— 美國(guó)圣菲研究所(SFI)的研究者已經(jīng)認(rèn)識(shí)到研究復(fù)雜性科學(xué)方法論的重要性,他們把計(jì)算模擬、隱喻類比等方法引入到復(fù)雜性研究之中。1999年,美國(guó)《科學(xué)》雜志在其刊發(fā)的復(fù)雜性???,其編者按文章《超越還原論》,就是對(duì)復(fù)雜性科學(xué)的方法論所作的探索。法國(guó)著名思想家埃德加·莫蘭在其六卷本巨著《方法》中,從哲學(xué)層面上對(duì)復(fù)雜性的研究方法以及其對(duì)科學(xué)思維和科學(xué)方法的影響進(jìn)行了許多探索性的研究。德國(guó)學(xué)者克勞斯·邁因策爾在《復(fù)雜性中的思維》一書(shū)中闡述了復(fù)雜性思維給人們思維方式帶來(lái)的沖擊和影響,并試圖建構(gòu)一個(gè)跨學(xué)科的一般方法論。不過(guò)就目前的研究態(tài)勢(shì)來(lái)看,國(guó)外對(duì)復(fù)雜性研究的方法論探索成果不多,并且多體現(xiàn)為復(fù)雜性探索所運(yùn)用的具體方法(如模擬方法、數(shù)值方法、計(jì)算方法等)上,系統(tǒng)全面的哲學(xué)研究目前還沒(méi)有全面展開(kāi)。

5.復(fù)雜性科學(xué)方法論的具體特征[2]

(一)非線性

“非線性”與“線性”是一對(duì)數(shù)學(xué)概念,用于區(qū)分?jǐn)?shù)學(xué)中不同變量之間兩種性質(zhì)不同的關(guān)系。苗東升教授認(rèn)為,可以從本體論和方法論兩個(gè)層面來(lái)認(rèn)識(shí)和區(qū)分線性思維和非線性思維。從本體論角度來(lái)看,線性思維認(rèn)為,現(xiàn)實(shí)世界本質(zhì)上是線性的,非線性不過(guò)是對(duì)線性的偏離或干擾。非線性思維認(rèn)為,現(xiàn)實(shí)世界本質(zhì)上是非線性的,但非線性程度和表現(xiàn)形式千差萬(wàn)別,線性系統(tǒng)不過(guò)是在簡(jiǎn)單情況下對(duì)非線性系統(tǒng)的一種可以接受的近似描述。從方法論角度來(lái)看,線性思維認(rèn)為,非線性一般都可以簡(jiǎn)化為線性來(lái)認(rèn)識(shí)和處理。非線性思維認(rèn)為,一般情況下都要把非線性當(dāng)成非線性來(lái)處理,只有在某些簡(jiǎn)單情況下才允許把非線性簡(jiǎn)化為線性來(lái)處理。因此有學(xué)者明確指出:“非線性作用是系統(tǒng)無(wú)限多樣性、不可預(yù)測(cè)性和差異性的根本原因,是復(fù)雜性的主要根源。非線性思維是一種直面事物本身的復(fù)雜性以及事物之間相互關(guān)系的復(fù)雜性、運(yùn)用超越直線式的思維去力爭(zhēng)更清晰的理解和把握認(rèn)識(shí)對(duì)象的思維方式。不可否認(rèn),在認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)單的事物時(shí),直線式的思維方式有利于提高認(rèn)識(shí)的效率,但是在認(rèn)識(shí)比較復(fù)雜的事物時(shí),如果單單為了追求一種簡(jiǎn)單性、便捷性、效率性、因果性,而拋卻事物的復(fù)雜性,我們得到的會(huì)是一種“假象式”的認(rèn)識(shí)結(jié)果。實(shí)際上“隨著我們的思維范式由線性(原子論、還原論)向非線性(系統(tǒng)論)的轉(zhuǎn)變,我們對(duì)自然和社會(huì)的本來(lái)面目的認(rèn)識(shí)就更加深刻”。

(二)不確定性

不確定性是針對(duì)確定性而言的,是對(duì)確定性的否定。在近代科學(xué)發(fā)展史上,以牛頓力學(xué)為代表的經(jīng)典自然科學(xué)向人們描繪了一幅確定性的世界愿景,并且宣稱在這幅愿景圖中的空白之處或者不清晰之處只是暫時(shí)的,是等待人類去逐漸填充的領(lǐng)域。然而2O世紀(jì)6O年代以來(lái),現(xiàn)代系統(tǒng)科學(xué)中關(guān)于混沌現(xiàn)象的研究,卻打破了傳統(tǒng)科學(xué)中把“確定性”與“不確定性”截然分割的思想禁錮,并用大量客觀事實(shí)和實(shí)驗(yàn)表明,正是由于確定性和不確定性的相互聯(lián)系和相互轉(zhuǎn)化,才構(gòu)成了豐富多彩的現(xiàn)實(shí)世界。著名科學(xué)家普里高津曾說(shuō):“我堅(jiān)信,我們正處在科學(xué)史中一個(gè)重要的轉(zhuǎn)折點(diǎn)上。我們走到了伽利略和牛頓所開(kāi)辟的道路的盡頭,他們給我們描繪了一個(gè)時(shí)間可逆的確定性宇宙的圖景。我們現(xiàn)在卻看到了確定性的腐朽和物理學(xué)定義新表述的誕生?!笔聦?shí)上,許多學(xué)科領(lǐng)域關(guān)于“不確定性”的研究成果已經(jīng)揭示了微觀和宏觀世界中不確定性的必然存在。如量子力學(xué)中的海森堡測(cè)不準(zhǔn)原則、數(shù)理邏輯中的哥德?tīng)柖ɡ怼?a href="/wiki/%E7%A4%BE%E4%BC%9A%E9%80%89%E6%8B%A9%E7%90%86%E8%AE%BA" title="社會(huì)選擇理論">社會(huì)選擇理論中的阿羅不可能定理以及模糊邏輯等方法的提出,都從不同的學(xué)科角度,為“不確定性”成為科學(xué)研究的對(duì)象提供了準(zhǔn)備條件。美國(guó)密歇根大學(xué)地質(zhì)科學(xué)家亨利·N.波拉克(H.N.Pollack,1936一)說(shuō):“科學(xué)會(huì)因?yàn)椴淮_定性而衰弱嗎?恰恰相反,許多科學(xué)的成功正是由于科學(xué)家在追求知識(shí)的過(guò)程中學(xué)會(huì)了利用不確定性。不確定性非但不是阻礙科學(xué)前行的障礙,而且是推動(dòng)科學(xué)進(jìn)步的動(dòng)力??茖W(xué)是靠不確定性繁榮的?!?叩"不確定性產(chǎn)生的根源是什么呢?“從本質(zhì)上,不確定性源自《復(fù)雜性科學(xué)的方法論研究》是黃欣榮在其博士論文的基礎(chǔ)上修改完成的,由重慶大學(xué)出版社2006年出版。社會(huì)系統(tǒng)本身所固有的、內(nèi)在的層次性、開(kāi)放性、動(dòng)態(tài)性、相干性、非線性、臨界性、自組織性、自強(qiáng)化性和突變性。根據(jù)不確定性的特點(diǎn),一般可以把不確定性分為五類:客觀不確定性、主觀不確定性、過(guò)程不確定性、博弈不確定性和突變不確定性?!?

(三)自組織性

組織是指系統(tǒng)內(nèi)的有序結(jié)構(gòu)或這種有序結(jié)構(gòu)的形成過(guò)程。德國(guó)理論物理學(xué)家哈肯依據(jù)組織的進(jìn)化形式把“組織”分為他組織和自組織兩類。自組織是相對(duì)于他組織而言的,我們一般把不能自行組織、自行創(chuàng)生、自行演化,不能夠自主地從無(wú)序走向有序的組織稱為他組織。他組織只能依靠外界的特定指令來(lái)推動(dòng)組織向有序演化,從而被動(dòng)地從無(wú)序走向有序。相反,自組織是指無(wú)需外界特定指令就能自行組織、自行創(chuàng)生、自行演化,能夠自主地從無(wú)序走向有序,形成有結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。

自組織理論是2O世紀(jì)6O年代末期開(kāi)始建立并發(fā)展起來(lái)的一種系統(tǒng)理論。它的研究對(duì)象主要是復(fù)雜自組織系統(tǒng)(生命系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng))的形成和發(fā)展機(jī)制問(wèn)題,即在一定條件下,系統(tǒng)是如何自發(fā)地由無(wú)序走向有序、由低級(jí)有序走向高級(jí)有序的。吳彤教授認(rèn)為自組織理論由耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學(xué)、突變論、超循環(huán)理論、分形理論和混沌理論組成。其中,耗散結(jié)構(gòu)理論是解決自組織出現(xiàn)的條件環(huán)境問(wèn)題的,協(xié)同學(xué)基本上是解決自組織的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的,突變論從數(shù)學(xué)抽象的角度研究了自組織的途徑問(wèn)題,超循環(huán)論解決了自組織的結(jié)合形式問(wèn)題,分形理論和混沌理論則從時(shí)序和空間序的角度研究了自組織的復(fù)雜性和圖景問(wèn)題。一般認(rèn)為,系統(tǒng)開(kāi)放、遠(yuǎn)離平衡、非線性相互作用、漲落是自組織形成的基本條件。

自組織現(xiàn)象無(wú)論在自然界還是在人類社會(huì)中都普遍存在。一個(gè)系統(tǒng)自組織功能愈強(qiáng),其保持和產(chǎn)生新功能的能力也就愈強(qiáng)。我們把這種無(wú)需外界控制和干擾、通過(guò)系統(tǒng)自身的調(diào)節(jié)和演化達(dá)到有序的特性稱為自組織性,如達(dá)爾文提出的“物競(jìng)天擇,適者生存”,就可以看成是自然界中的生物通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)的自身調(diào)節(jié)而達(dá)到的不同物種之間進(jìn)化發(fā)展的自組織過(guò)程。

(四)涌現(xiàn)性

復(fù)雜性科學(xué)把系統(tǒng)整體具有而部分或者部分和所不具有的屬性、特征、行為、功能等特性稱為涌現(xiàn)性。也就是說(shuō),當(dāng)我們把整體還原為各個(gè)部分時(shí),整體所具有的這些屬性、特征、行為、功能等便不可能體現(xiàn)在單個(gè)的部分上。

我國(guó)古代思想家老子的“有生于無(wú)”的論斷,便是對(duì)涌現(xiàn)性古老而又深刻的理解和表達(dá)。貝塔朗菲借用亞里士多德的著名命題“整體大于部分之和”來(lái)表達(dá)涌現(xiàn)性;霍蘭認(rèn)為涌現(xiàn)的本質(zhì)是“由小生大,由簡(jiǎn)入繁”。復(fù)雜性科學(xué)家常借用“復(fù)雜來(lái)自簡(jiǎn)單”來(lái)表述涌現(xiàn),認(rèn)為復(fù)雜性是隨著事物的演化從簡(jiǎn)單性中涌現(xiàn)出來(lái)的。雖然涌現(xiàn)性是整體的一種現(xiàn)象和特性,但是整體的現(xiàn)象和特性不一定都是涌現(xiàn)。貝塔朗菲區(qū)分了累加性與生成性(非加和性)兩種整體特征,把整體分為非系統(tǒng)總和與系統(tǒng)總和兩種。要清楚地認(rèn)識(shí)到單單只把各部分特性累加起來(lái)所形成的整體特性不是涌現(xiàn)性,只有依賴于部分之間特定關(guān)系的特征所構(gòu)成的生成性(不是加和性)才稱得上是“涌現(xiàn)性”。由此可以得出,從部分本身的簡(jiǎn)單相加來(lái)推斷、預(yù)測(cè)涌現(xiàn)現(xiàn)象是不可能的,涌現(xiàn)性是一個(gè)描述復(fù)雜系統(tǒng)層次所呈現(xiàn)的模式、結(jié)構(gòu)或特征的科學(xué)概念。

6.復(fù)雜性科學(xué)方法論的研究旨趣

(一)對(duì)還原論的批判和超越。

本文所論及的還原論(Reductionism),指的是涉及一切科學(xué)領(lǐng)域的、一般哲學(xué)意義上的還原論,是廣義的還原論,不是局限在某一學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)(如生物學(xué)、物理化學(xué))的還原論;是在方法論層次上談?wù)撨€原論,不是在本體論還原或者理論間還原層面上談?wù)摰倪€原論。

據(jù)考證,“還原論”一詞最早由著名哲學(xué)家蒯因1951年在《經(jīng)驗(yàn)論的兩個(gè)教條》一文中正式提出,但還原論的思想?yún)s源遠(yuǎn)流長(zhǎng)。中國(guó)古代的思想家們和古希臘的哲學(xué)家們?cè)谔接懳镔|(zhì)的構(gòu)成和世界的本源時(shí)所提出的一系列思想便可以看成是還原論思想的萌芽,但這些萌芽與現(xiàn)代意義上的還原論思想相差很大。

“還原論是把物質(zhì)的高級(jí)運(yùn)動(dòng)形式(如生命運(yùn)動(dòng))歸結(jié)為低級(jí)運(yùn)動(dòng)形式(如機(jī)械運(yùn)動(dòng)),用低級(jí)運(yùn)動(dòng)形式的規(guī)律代替高級(jí)運(yùn)動(dòng)形式的規(guī)律的方法。還原論認(rèn)為,各種現(xiàn)象都可被還原成一組基本的要素,各基本要素彼此獨(dú)立,不因外在因素而改變其本質(zhì),通過(guò)這些基本要素的研究,可推知整體現(xiàn)象的本質(zhì)?!睆目茖W(xué)和哲學(xué)思想史上來(lái)看,法國(guó)哲學(xué)家笛卡爾是還原論思想的奠基者,他所提出的指導(dǎo)人們思維活動(dòng)的著名的“四條原則”,完整地表達(dá)了還原論的基本內(nèi)涵,笛卡爾的方法論思想經(jīng)過(guò)牛頓到愛(ài)因斯坦歷代科學(xué)家的補(bǔ)充和發(fā)展,經(jīng)過(guò)四百年科學(xué)實(shí)踐的檢驗(yàn)不斷完善,形成了還原論在現(xiàn)代科學(xué)體系中的支配地位?!八臈l原則”,即除了清楚明白的觀念外,絕不接受其他任何東西;必須將每個(gè)問(wèn)題分解成若干個(gè)簡(jiǎn)單的部分來(lái)處理;思想必須從簡(jiǎn)單到復(fù)雜;我們應(yīng)該時(shí)常徹底地檢查,確保沒(méi)有遺漏任何東西。

復(fù)雜性科學(xué)研究的一個(gè)共同特點(diǎn),便是在方法論層面對(duì)還原論的批判和超越?!俺健笔俏鞣秸軐W(xué)中經(jīng)常用到的一個(gè)術(shù)語(yǔ),超越不是徹底否定和拋棄原來(lái)。我國(guó)哲學(xué)家張世英曾說(shuō):“超越、揚(yáng)棄不是絕對(duì)否定和拋棄,而是經(jīng)過(guò)它又超越它?!睆?fù)雜性科學(xué)如何才能夠超越還原論呢?苗東升教授論述“把復(fù)雜性當(dāng)作復(fù)雜性來(lái)處理”道出了答案。具體的策略則是:把非線性當(dāng)作非線性處理、把遠(yuǎn)離平衡當(dāng)作遠(yuǎn)離平衡來(lái)處理、把混沌當(dāng)作混沌來(lái)處理、把分形當(dāng)作分形來(lái)處理。

如果我們從方法論層面上來(lái)理解還原論,就會(huì)發(fā)現(xiàn)近代科學(xué)的產(chǎn)生、發(fā)展與所取得的成就都離不開(kāi)還原論的作用,諾貝爾獎(jiǎng)獲得者所取得的成就大部分是在還原論思想的指導(dǎo)下取得的。由此可見(jiàn),在科學(xué)研究領(lǐng)域內(nèi),包括復(fù)雜性科學(xué)研究領(lǐng)域,想徹底否定還原論是不現(xiàn)實(shí)的。我們所做的是要“超越還原論”,而非“否定還原論”。

(二)對(duì)整體論的追求和超越。

整體論(Holism)是指用系統(tǒng)、整體的觀點(diǎn)來(lái)考察有機(jī)界的理論。2O世紀(jì)3O~50年代,貝塔朗菲總結(jié)了生命科學(xué)的新成就,在批判機(jī)械論和活力論的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)地提出了有機(jī)體論即整體論。如同還原論一樣,整體論的思想萌芽也早已有之。我國(guó)古代醫(yī)學(xué)經(jīng)典《黃帝內(nèi)經(jīng)》最大的特點(diǎn)便是從調(diào)理人的整體機(jī)能入手看待和醫(yī)治疾病。古希臘哲學(xué)家亞里士多德關(guān)于“離開(kāi)人的手就不算人的手”的論斷,更是對(duì)整體思想的強(qiáng)調(diào)。實(shí)際上,整體論思想應(yīng)該比還原論思想誕生得還要早,只不過(guò)后來(lái)隨著西方近代科學(xué)的興起,整體論在科學(xué)研究中起到的作用逐漸衰微。

整體論強(qiáng)調(diào)生命系統(tǒng)的組織化、目的性特征,反對(duì)機(jī)械論把世界圖景歸結(jié)為無(wú)機(jī)系統(tǒng)微觀粒子無(wú)序的、盲目的運(yùn)動(dòng),但是整體論卻忽略了偶然性、隨機(jī)性在生命發(fā)展中的作用。復(fù)雜性科學(xué)的興起,首先舉起了反對(duì)還原論方法的大旗,因?yàn)閺?fù)雜性科學(xué)的研究對(duì)象是復(fù)雜系統(tǒng),而復(fù)雜系統(tǒng)本身的多樣性、相關(guān)性、一體性必然是與其自身的整體性緊密聯(lián)系在一起的。由此可見(jiàn),復(fù)雜性科學(xué)與整體論的淵源關(guān)系很深。雖然整體論思想批判了還原論思想的局限性,揭示了事物間的相互依賴性和聯(lián)系性,但是整體論思想仍不可避免地帶有機(jī)械構(gòu)成論的局限。這說(shuō)明,整體論思想并不等同于復(fù)雜性科學(xué)的方法論。

(三)對(duì)“融貫論”的創(chuàng)建與追求。

法國(guó)思想家埃德加·莫蘭曾說(shuō):“整體主義與它反對(duì)的還原主義同屬于簡(jiǎn)化的原則(前者是關(guān)于整體的簡(jiǎn)化思想和把一切都劃歸為整體)”。整體主義只包含對(duì)整體的局部的單方面的簡(jiǎn)化的看法。它把整體的概念變成一個(gè)匯總的概念。因此整體主義屬于簡(jiǎn)化范式。”法國(guó)哲學(xué)家帕斯卡同樣旗幟鮮明地指出:“我認(rèn)為不認(rèn)識(shí)整體就不可能認(rèn)識(shí)各個(gè)部分,同樣不特別地認(rèn)識(shí)各個(gè)部分也不可能認(rèn)識(shí)整體?!庇纱丝梢缘贸觯瑥牟糠纸忉屨w和從整體解釋部分,既不消除它們彼此之間的對(duì)立性,又通過(guò)它們連接起來(lái)的運(yùn)動(dòng)彼此變成互補(bǔ)。正如埃德加·莫蘭所言:“我們的系統(tǒng)觀是對(duì)還原論和整體論的超越,它通過(guò)統(tǒng)合兩派各自所有的部分真理來(lái)尋找一個(gè)理解原則:它不應(yīng)該為了部分而犧牲整體,也不可能為了整體而犧牲部分。重要的是闡明整體與部分之間的關(guān)系,他們互相憑借。”(以扣因此,復(fù)雜性科學(xué)要在對(duì)還原論和整體論超越的基礎(chǔ)上,將二者有機(jī)地結(jié)合起來(lái),以便形成復(fù)雜性科學(xué)所獨(dú)有的方法論。在這一方面,國(guó)內(nèi)外的學(xué)者們已經(jīng)做出了一些探索,取得了一些成果。如,錢學(xué)森提出的“綜合集成方法”,后來(lái)發(fā)展成為“綜合集成研討廳體系”。錢學(xué)森說(shuō):“我們所提倡的系統(tǒng)論,既不是整體論,也非還原論,而是整體論與還原論的辯證統(tǒng)一,是更高一層次的東西,即我們的系統(tǒng)論既要包括整體論,也要包括還原論?!背伤嘉T谡撌鰪?fù)雜性科學(xué)方法論時(shí),也曾明確提出還原論和整體論相結(jié)合的原則;美國(guó)學(xué)者歐陽(yáng)瑩之則提出了“綜合微觀分析”,而本文中所使用的“融貫論”(Syncretism),來(lái)源于黃欣榮的博士學(xué)位論文。這些提法雖然稱呼不同,指的都是在超越還原論和整體論的基礎(chǔ)上,將兩者結(jié)合起來(lái)所形成的一種新的方法論。黃欣榮認(rèn)為融貫論的精髓是:既包括客觀的過(guò)去和現(xiàn)在,也包括未來(lái);既重視分析,也重視綜合;在研究具體系統(tǒng)時(shí),既注意部分也注意整體;從內(nèi)外上下、橫縱前后認(rèn)識(shí)和解決問(wèn)題。

由此可見(jiàn),在超越還原論和整體論基礎(chǔ)之上所形成的融貫論,既吸收了整體論從整體看問(wèn)題的長(zhǎng)處,又涵括了還原論深入分析問(wèn)題的優(yōu)點(diǎn)。這是一種在注意克服各自局限性的前提下,敞開(kāi)胸懷、取長(zhǎng)補(bǔ)短、實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)而形成部分和整體、分析和綜合有機(jī)融合的新的方法論。

我們生活在一個(gè)復(fù)雜的世界里,要想窮盡復(fù)雜性科學(xué)的方法論意蘊(yùn),是完全超出我們能力范圍的。對(duì)此,美國(guó)哲學(xué)家、匹茲堡大學(xué)哲學(xué)系教授、科學(xué)哲學(xué)中心主席尼古拉斯·雷舍爾(Nicholas Rescher,1928一)曾說(shuō):“對(duì)復(fù)雜性進(jìn)行研究既是一種禍害也是一種福音,說(shuō)它是福音是因?yàn)樗偸遣豢杀苊獾呐c我們相伴,并成為進(jìn)步的真正先決條件;說(shuō)它是禍害是因?yàn)樗陨砑仁窍麡O的,又是阻礙我們順利實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步發(fā)展的重負(fù)。但是,我們并不能因此而停止探索的腳步,復(fù)雜性科學(xué)的研究之路任重而道遠(yuǎn),我們才剛剛上路。

7.復(fù)雜性科學(xué)方法在公共管理研究中的應(yīng)用[3]

復(fù)雜性科學(xué)不但在物理、數(shù)學(xué)、生物等傳統(tǒng)自然科學(xué)中成就斐然,而且在經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、管理等研究領(lǐng)域也已蓬勃興起。雖然非線性分析最早揭示了確定性社會(huì)學(xué)中人口增長(zhǎng)存在的混沌特征 ,但是后續(xù)研究卻相對(duì)缺乏。喬治·梅森大學(xué)的Warfield率先探討了管理中的復(fù)雜性,并提出了在復(fù)雜環(huán)境下提高決策效果的結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)分析方法。 Flood等從系統(tǒng)方法的角度研究了管理混沌與復(fù)雜性的方法。Tesfatsion把人工生命模型用來(lái)為商業(yè)網(wǎng)的演化建模; Albin和Folay則把這一模型用于研究市場(chǎng)結(jié)構(gòu)的演化、貨幣政策問(wèn)題以及囚徒兩難游戲中合作的出現(xiàn)等。 作為世界復(fù)雜性研究發(fā)源地和研究中心,圣塔菲研究所在經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)復(fù)雜性研究方面更是取得了突出成就,相關(guān)研究舉世矚目。Epstein和Axtell把人工生命模型應(yīng)用到了人工社會(huì)。 Loye和Eisler對(duì)社會(huì)科學(xué)中的混沌和非均衡現(xiàn)象的探討, 是復(fù)雜性在社會(huì)科學(xué)中的應(yīng)用研究之一。

復(fù)雜性科學(xué)同樣逐漸被公共管理研究所接受。Kiel和Elliott認(rèn)為政府預(yù)算是一個(gè)充滿變化的非線性和復(fù)雜系統(tǒng),Kiel還運(yùn)用非線性動(dòng)力學(xué)方法發(fā)現(xiàn)在政府組織中存在混沌和“隱序”現(xiàn)象。Comfort證明了復(fù)雜性科學(xué)能作為一種模型在自然的或技術(shù)的災(zāi)難發(fā)生期問(wèn)協(xié)調(diào)組織內(nèi)部的活動(dòng)?;豑hietart和Forgues研究了混沌與組織的關(guān)系。Stacey指出組織是復(fù)雜的演化系統(tǒng)。 Sack—mann研究了組織的文化復(fù)雜性問(wèn)題后指出,新時(shí)代的組織文化充滿了沖突和復(fù)雜性,并從多個(gè)層次進(jìn)行了初步分析。Axlord研究了組織合作復(fù)雜性問(wèn)題,初步分析了組織合作穩(wěn)定與不穩(wěn)定性條件。@網(wǎng)絡(luò)研究不僅被用于政府組織研究,而且發(fā)展了公共政策分析的網(wǎng)絡(luò)視角,同時(shí)還被用于疾病傳播等公共安全領(lǐng)域,Euel將多智能體建模和仿真的技術(shù)用于分析恐怖分子行為,發(fā)展出相應(yīng)的公共安全策略。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究已經(jīng)從更深層次的人際網(wǎng)絡(luò)互動(dòng),為突發(fā)公共衛(wèi)生事件的處理提供了新的解決思路。網(wǎng)絡(luò)不僅是疾病傳播的載體,而且因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的特殊結(jié)構(gòu)而直接導(dǎo)致了疾病傳播規(guī)律的改變。固進(jìn)一步研究表明,這些疾病傳播網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的生物群落是由一個(gè)無(wú)限方差的連接分布所耦合的,均表現(xiàn)出顯著的無(wú)標(biāo)度特征和小世界現(xiàn)象, 正是具有這樣的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)特征,才使得傳統(tǒng)的疾病傳播模型找不到閾值,因而即使這種傳染病的傳染性極低,它也將持續(xù)傳播。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究已經(jīng)從更深層次的人際網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)為突發(fā)公共衛(wèi)生事件處理提供了新的解決思路。

總體而言,社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域中的復(fù)雜性研究的理論和應(yīng)用主要集中在經(jīng)濟(jì)管理領(lǐng)域,在公共管理等領(lǐng)域的研究還相對(duì)比較滯后,許多研究目前還主要停留在概念和定性的層面,定量分析和模型并不多見(jiàn);而且,已有的研究成果多數(shù)只涉及公共管理的某一方面,分析方法也比較單一(多集中在以混沌為代表的系統(tǒng)非線性研究),將公共事務(wù)統(tǒng)籌管理作為整體評(píng)價(jià)研究目標(biāo),進(jìn)而在相關(guān)復(fù)雜性研究中綜合考慮經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、管理等問(wèn)題的研究成果還少見(jiàn)報(bào)道。正如克勞斯指出的“社會(huì)學(xué)理論中,對(duì)于復(fù)雜性和非線性的認(rèn)識(shí)論考察仍然處于初期”,目前公共管理領(lǐng)域中的復(fù)雜性研究也正面臨這樣的情況。

在我國(guó),成思危教授領(lǐng)導(dǎo)了管理科學(xué)方面復(fù)雜系統(tǒng)的研究,其多數(shù)研究成果集中在對(duì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的非線性,尤其是混沌分析; 另外,也有學(xué)者開(kāi)始關(guān)注復(fù)雜性理論在人力資源管理、高技術(shù)企業(yè)成長(zhǎng)機(jī)制以及組織管理中的應(yīng)用。伴隨著復(fù)雜性研究所在國(guó)內(nèi)很多管理學(xué)院相繼成立,管理科學(xué)中的復(fù)雜性研究已經(jīng)成為這一領(lǐng)域中的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。管理學(xué)的這一新的研究動(dòng)向也開(kāi)始影響到國(guó)內(nèi)的公共管理復(fù)雜性研究。公共管理領(lǐng)域內(nèi),已經(jīng)有學(xué)者已經(jīng)開(kāi)始注意Keil的有關(guān)混沌非線性公共管理研究,逐漸認(rèn)識(shí)到復(fù)雜性科學(xué)的重要作用;也開(kāi)始將復(fù)雜性科學(xué)的有關(guān)成果應(yīng)用到諸如農(nóng)民工流動(dòng)這樣的中國(guó)公共管理問(wèn)題研究中。 這些研究基本都處在跟蹤階段,與國(guó)際研究前沿差距較大;而這種差距,也正反映出與美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家相比,目前我國(guó)公共管理學(xué)科的教學(xué)與研究仍然比較落后的現(xiàn)實(shí)。

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