复杂性科学

“ 非线性 ”与“线性”是一对 数学概念 ，用于区分数学中不同变量之间两种性质不同的关系。苗东升教授认为，可以从本体论和方法论两个层面来认识和区分 线性思维 和 非线性思维 。从本体论角度来看，线性思维认为，现实世界本质上是线性的，非线性不过是对线性的偏离或干扰。非线性思维认为，现实世界本质上是非线性的，但非线性程度和表现形式千差万别， 线性系统 不过是在简单情况下对 非线性系统 的一种可以接受的近似描述。从方法论角度来看，线性思维认为，非线性一般都可以简化为线性来认识和处理。非线性思维认为，一般情况下都要把非线性当成非线性来处理，只有在某些简单情况下才允许把非线性简化为线性来处理。因此有学者明确指出：“非线性作用是系统无限多样性、 不可预测性 和差异性的根本原因，是复杂性的主要根源。非线性思维是一种直面事物本身的复杂性以及事物之间相互关系的复杂性、运用超越直线式的思维去力争更清晰的理解和把握 认识对象 的思维方式。不可否认，在认识简单的事物时，直线式的思维方式有利于提高认识的效率，但是在认识比较复杂的事物时，如果单单为了追求一种简单性、便捷性、 效率性 、 因果性 ，而抛却事物的复杂性，我们得到的会是一种“假象式”的认识结果。实际上“随着我们的 思维范式 由线性( 原子论 、 还原论 )向 非线性 (系统论)的转变，我们对自然和社会的本来面目的认识就更加深刻”。

不确定性是针对确定性而言的，是对确定性的否定。在近代科学发展史上，以 牛顿力学 为代表的经典自然科学向人们描绘了一幅确定性的世界愿景，并且宣称在这幅愿景图中的空白之处或者不清晰之处只是暂时的，是等待人类去逐渐填充的领域。然而20世纪60年代以来，现代 系统科学 中关于 混沌现象 的研究，却打破了 传统科学 中把“确定性”与“不确定性”截然分割的思想禁锢，并用大量 客观事实 和实验表明，正是由于确定性和不确定性的相互联系和相互转化，才构成了 丰富多彩 的现实世界。著名科学家普里高津曾说：“我坚信，我们正处在 科学史 中一个重要的转折点上。我们走到了伽利略和牛顿所开辟的道路的尽头，他们给我们描绘了一个 时间可逆 的确定性宇宙的图景。我们却看到了确定性的腐朽和物理学定义新表述的诞生。”事实上，许多学科领域关于“不确定性”的研究成果已经揭示了微观和 宏观世界 中不确定性的必然存在。如 量子力学 中的海森堡测不准原则、 数理逻辑 中的 哥德尔定理 、 社会选择理论 中的 阿罗不可能定理 以及 模糊逻辑 等方法的提出，都从不同的学科角度，为“不确定性”成为科学研究的对象提供了准备条件。美国密歇根大学地质科学家亨利·N.波拉克(H.N.Pollack，1936年一)说：“科学会因为不确定性而衰弱吗?恰恰相反，许多科学的成功正是由于科学家在追求知识的过程中学会了利用不确定性。不确定性非但不是阻碍科学前行的障碍，而且是推动 科学进步 的动力。科学是靠不确定性繁荣的。”（“叩”不确定性产生的根源是什么呢?）“从本质上，不确定性源自《 复杂性科学的方法论研究 》是黄欣荣在其博士论文的基础上修改完成的，由 重庆大学出版社 2006年出版。 社会系统 本身所固有的、内在的 层次性 、 开放性 、 动态性 、 相干性 、 非线性 、临界性、自组织性、自强 化性 和 突变性 。根据不确定性的特点，一般可以把不确定性分为五类：客观不确定性、主观不确定性、过程不确定性、博弈不确定性和突变不确定性。”

组织是指系统内的 有序结构 或这种有序结构的形成过程。德国 理论物理学家 哈肯 依据组织的进化形式把“组织”分为他组织和自组织两类。自组织是相对于他组织而言的，我们一般把不能 自行组织 、自行创生、自行演化，不能够自主地从无序走向有序的组织称为他组织。他组织只能依靠外界的特定指令来推动组织向有序演化，从而被动地从无序走向有序。相反，自组织是指无需外界特定指令就能自行组织、自行创生、自行演化，能够自主地从无序走向有序，形成有结构的系统。

自组织理论 是20世纪60年代末期开始建立并发展起来的一种 系统理论 。它的研究对象主要是复杂 自组织系统 ( 生命系统 、社会系统)的形成和发展机制问题，即在一定条件下，系统是如何自发地由无序走向有序、由低级有序走向高级有序的。吴彤教授认为自组织理论由 耗散结构理论 、协同学、 突变论 、 超循环理论 、 分形理论 和混沌理论组成。其中，耗散结构理论是解决自组织出现的条件 环境问题 的，协同学基本上是解决自组织的动力学问题的，突变论从 数学抽象 的角度研究了自组织的途径问题， 超循环论 解决了自组织的结合形式问题，分形理论和混沌理论则从时序和 空间序 的角度研究了自组织的复杂性和图景问题。一般认为，系统开放、远离平衡、 非线性相互作用 、涨落是自组织形成的 基本条件 。

自组织现象 无论在自然界还是在 人类社会 中都普遍存在。一个 系统自组织 功能愈强，其保持和产生新功能的能力也就愈强。我们把这种无需外界控制和干扰、通过系统自身的调节和演化达到有序的特性称为自组织性，如达尔文提出的“ 物竞天择，适者生存 ”，就可以看成是自然界中的生物通过 生态系统 的 自身调节 而达到的不同物种之间进化发展的自组织过程。

复杂性科学把系统整体具有而部分或者部分和所不具有的属性、特征、行为、功能等特性称为 涌现性 。 ^[4] 也就是说，当我们把整体还原为各个部分时，整体所具有的这些属性、特征、行为、功能等便不可能体现在单个的部分上。