复杂系统的因果分析和概率

只有通过对系统的论述，才能明确复杂性概念所揭示的那一类事物的性质。作为系统而存在的事物，依据其整体属性与组成部分属性间的关系，可分为简单系统和复杂系统。凡是没有层次结构，或其性质仅由同一个层次相互作用决定的系统属于简单系统。而其内部具有层次结构，外部在众多层次包围之中，其性质由不同层次和跨层次相互作用决定的系统，是复杂系统。非机械决定又非统计决定世界里的事物属于复杂系统。复杂性即指复杂系统层次之间的关系或性质。因果联系在这两类系统中，有不同的表现形式。

人类的认识包括日常和科学，总是从简单开始。长久以来，人们的视野一直保持在作为简单系统的世界，相应形成缺少层次观念支撑的自然观，并长期占据人们的理性。明显地，在古代朴素的自然观中，只有物质无限可分的思想，却没有层次结构的描述。亚里士多德之后的哲学家也都一直在讨论同质的世界。如此看来，当具有层次结构并由层次关系决定的事物出现在人类视野中的时候被称为“复杂性”，就一点也不奇怪了。

长久以来，层次观念未被理性占有，因为，它不能由其他更基础的观念推出，似乎也不需要由它去推出什么（理性的发展是一个观念/概念运动，也可以直接将理性理解为观念/概念运动）。层次是一个由科学实践认定的事实。层次的存在是被发现，而不是逻辑的划定。因此，进入复杂性世界需要理性观念的转换，包括一些重要的支撑点。

层次是理解新世界因果联系的关键。层次代表突现或涌现，不仅表示事物具有量与量之间变化的拐点，而且表示事物具有质与质的包含与被包含关系。在复杂系统中，部分与部分，层次与层次之间，不受单纯的机械决定或统计决定。因果联系在这里并没有消失，而是表现为一种新的、特殊的、非周期确定的形式。这似乎暗示机械决定和统计决定之外存在一种更深层的机制。

由于不同层次和跨层次相互作用的存在，复杂系统内部及其与外部所表现的因果联系形式不再是普适的、永恒的，通常受到编码（密码）的约束，。我们不妨将此种表现的因果联系称为密码决定。因果联系被编写成为密码形式，贮存在各层次中，跨层次的相互作用是其始作俑者。大量的偶然联系与必然联系发生碰撞、交互。同层次的偶然联系转化为不同层次之间的必然联系；不同层次的必然联系，反过来制约同层次的偶然联系；不同层次之间的偶然联系也会转化为同层次事物的必然联系；同层次的必然联系制约不同层次的偶然变化，以至系统内部各个层次上产生的任何变化，相对于另一个层次和系统整体来说，都是突变。我们无法在另一个层次的结果上，找到导致结果产生的原因。这是层次相互作用对随机性的锁定。如果在一个层次上发生的变化，其结果没有被锁定，那么，就仅是一个通常的随机变化（如同在网络中产生的情况那样），产生的差异，会很快被削平，对系统没有组织效应。

不同层次上的突变，加上层次相互作用，产生自组织。自组织是因果联系的高级形式。在整体性的支配下，因果表现为一种有选择的相互联系。任何被单一刻划出来的因果联系不再是普适的（如图）。

图3-1　层次、系统与复杂的因果联系(www.xing528.com)

图3-2　同层次关系：独立的变量^[19]

图3-3　跨层次关系：相互依赖的变量

由于层次的存在，复杂系统内外的因果联系发生跳跃，因果链在层次间断裂，方向也会随之改变。在因果断裂带上呈现出：有因无果，有果无因。这是复杂性戏弄我们的假象，其中实际发生了的因果联系有选择的重组，越过层次有新的因果联系产生。被复杂性组织起来的因果联系不能被分解或者还原，无论机械决定论的还原，还是统计决定论的还原。^[20]

有一点是明确的，在复杂系统中，复杂性改变系统内外因果联系的路径、方式和方向，但是，没有取消因果联系。我们的理性应接受由复杂性研究所揭示出来的新的因果观，而不是对因果信念产生怀疑。不管因果信念的合理性来自何处，是思维的概念运动，还是经验的习惯联系或其他，以及能否被证明等，它始终都是我们人类认识的最重要支撑。

同时，我们也不能忽视概率在复杂系统因果分析中的重要性。复杂系统中的许多现象，都与概率有关，虽然复杂系统本身的存在及变化不是由概率规律决定的。复杂性与概率有密切联系。两者都是对“多”的描述。不同的是，概率描述同质的“多”，而复杂性描述异质的“多”；概率描述没有时空差异、没有组织的“多”，复杂性描述具有层次结构的“多”的发展。概率表示可能性，而复杂性追求确定性。我们有时要对两种描述加以转换，对概率事件作复杂性描述，以便了解在何种情况下小概率事件转为大概率事件，以及，对复杂性事件作概率描述，以便了解事件最大的可能趋势。因此，概率规律对我们了解复杂事物的来龙去脉，有极其重要的作用。概率，本身虽不表示原因，也不表示结果，但揭示了因果联系的可能趋势。以统计概率规律为基础的信息论就对复杂性描述提供了一个可操作的手段。