首先,我们从复杂性与简单性的本质区别、从复杂性是复杂系统的关键特征出发,对复杂性做以下考察。
1.复杂性源于系统规模的巨大性
表现出复杂性的系统一般是由大量的、不同的、相互作用的单元(子系统)构成的网络,每一个单元都会受到其他单元变化的影响,并且会引起其他单元的变化。系统中的单元种类越多,数量越大,相互联系越紧密,系统就越复杂,只有拥有一定规模甚至巨大规模的系统才是产生复杂性的必要条件。
2.源于系统的多层次性
表现出复杂性的系统,往往具有多层次、多功能性的结构。例如,人体系统是多层次、多形态的网络结构。每一层次构成上一层次的单元,同时也有助于系统某一功能的实现。复杂性只能出现在层次结构的系统中,层次越多,越容易产生复杂性,因此,多层次或多尺度性是刻画复杂程度的一个基本特征。
3.源于系统的非线性性
在复杂系统中,单元间的交互作用是非线性的,也就是说,几个单元对某个单元的影响,不等于它们各自对该单元的影响的代数和。系统中的单元之间相互影响、相互作用不满足叠加原理。非线性作用使得系统的演化变得越来越丰富多彩,越来越复杂。
4.源于系统的动态性
复杂系统只能出现在动力学系统中。动力学过程可能产生无穷的多样性、差异性、奇异性(包括分岔、突变、混沌等)、创新性,这是产生复杂性的重要机制,复杂性一定具有某种动力学特性。(www.xing528.com)
5.源于系统的开放性
开放性是指系统本身与系统周围的环境存在着物质、能量与信息的交换。开放性使得系统的各单元之间,以及系统本身与环境之间相互作用,并能不断地向更好地适应环境的方向发展和变化。
6.源于系统的自适应性
复杂适应系统理论的创始人霍兰(John Henry holland)指出:适应性造就复杂性。复杂系统具有进化的特征,也就是系统的组分、规模、结构和功能等会随着时间的推移朝着有利于自身存在的方向进行自我调整,自主适应内外环境的变化。在不断适应环境的过程中必然造成整体的复杂性。
7.源于系统的非平衡态
系统在处于平衡态时是不可能产生复杂性的。复杂性只能出现在系统远离平衡态的情况下,在这种条件下,系统通过自组织形成耗散结构,即自组织地产生复杂性。普利高津认为,当系统处于远离平衡态的临界点附近,涨落可能变大,涨落的关联变长,形成“巨涨落”,系统从不稳定的热力学分支突变到一个耗散结构分支,从平缓的、渐进的演化方式,向着突发的、混沌的方式演化。
8.源于时间的不可逆性
物理学的时间和生物进化论的时间不同,前者是可逆的,后者是不可逆的。传统科学是基于决定论的,认为只有永恒的定律才能代表科学的理性。世界是由一些时间可逆的定律所支配的。进化论认为可逆性和确定论只适用于有限的简单情况,而不可逆性和随机性却在客观世界中占有统治地位。复杂性只能源于不可逆过程,是系统在不可逆过程中的动力学行为。
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