复杂的事物是从小而简单的事物中发展起来的。例如,一粒种子或一个受精卵逐步发育成一个成熟的有机体,这些正是涌现现象的体现。同样,简单的一组棋类游戏规则会衍生出极其复杂的棋局。此外,在蚁群、神经系统、人体免疫系统、因特网和全球经济等复杂系统中,整体的行为要比其各个部分的行为复杂得多。这些系统都是变化的,即动态的。不管蚂蚁个体的能力多么有限,整个蚁群在探索和开拓其周围环境的过程中展现了非凡的灵活性和超常的能力。像蚁群一样,中枢神经系统也是由大量相互影响的个体神经元组成的,要比神经元本身的行为复杂得多。
涌现现象是我们周围世界普遍存在的一类现象。例如,在生命、社会、经济等复杂系统中,系统整体总是具有其部分或部分总和所不具有的属性、特征、行为、功能等。一旦把整体还原为互不相干的各部分,这些属性、特征、行为、功能便不复存在。系统科学把这种整体具有而部分不具有的性质,称为涌现性。当各个部分以较复杂的形式相互作用时,就像蚁群中的蚂蚁彼此相遇一样,我们知道孤立的个体行为后并不能了解整个蚁群系统的行为。
从层次结构的角度看,涌现性是指那些高层次具有,但还原到低层次就不复存在的属性、特征、行为、功能。贝塔朗菲借用亚里士多德的著名命题“整体大于部分之和”来表述涌现性,而霍兰认为涌现的本质是由小生大,由简入繁。复杂性科学家常用“复杂来自简单”来表述涌现,他们认为复杂性是随着事物的演化从简单性中涌现出来的。老子的“有生于无”的著名论述是对涌现性的一种古老而又深刻的表述,即系统整体或高层次所具有的新性质产生于原来没有这种性质的低层次或部分。
须指出,涌现是整体的一种现象和特性,但整体的现象和特性不一定都是涌现的。只需把部分特性累加起来,即可得到的整体特性不是涌现性,只有那些依赖于部分之间特定相互作用关系的特征,即所谓构成性(非加和性)才是涌现性。(www.xing528.com)
霍兰认为涌现是一种客观现象。他指出:“可识别的特征和模式是研究涌现的关键。只有那些可识别和重复出现的现象,我才称其为涌现的。”我们无法从部分及其相互作用的规则中预测出整体的涌现性质,但只要条件具备涌现就应当发生,并且是可以识别的。
综上所述,涌现现象既不可从部分本身来预测、推断,也不能反推出部分。涌现性是一个描述复杂系统层次所呈现的模式、结构或特征的科学概念。
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