復(fù)雜系統(tǒng)科普讀物綜述

張江

1、入門級(jí)

    復(fù)雜性科學(xué)不僅僅是系統(tǒng)科學(xué)的前沿，而且也是整個(gè)大科學(xué)的前沿。有人稱復(fù)雜性科學(xué)為21世紀(jì)的科學(xué)言之不假。然而科學(xué)的前沿不是什么高不可攀的東西，任何有頭腦的人都有權(quán)利思考復(fù)雜性科學(xué)的問題！有很多朋友向我詢問有沒有系統(tǒng)介紹復(fù)雜性科學(xué)的圖書？很遺憾，現(xiàn)在國內(nèi)還沒有。但是已經(jīng)有不少普及類讀物，而且大部分是直接翻譯過來的。我們不妨就從這些普及類讀物開始。

    首先推薦給大家的是被人們戲稱為“圣經(jīng)式的”讀物：《復(fù)雜》，這本書可以說用非常生動(dòng)有趣的語言介紹了復(fù)雜性科學(xué)誕生的歷史，它以人物為主線卻深刻的反映了復(fù)雜性科學(xué)最本質(zhì)的哲學(xué)體系和方法論。更有意思的是，這本書傳達(dá)了一個(gè)信息：20世紀(jì)后半期整個(gè)科學(xué)界的精英都集中到了復(fù)雜性科學(xué)這個(gè)領(lǐng)域中來了。也許大家之前會(huì)零星的接觸到一些諸如遺傳算法、股市模擬、人工生命、分形、混沌等等知識(shí)，然而卻不知道這些名詞之間的聯(lián)系是什么，那么從書中，我們會(huì)看到，原來所有的東西都是聯(lián)系在一起的！只可惜的是，這本書雖然已經(jīng)被翻譯成中文，然而卻買不到了，出版社也沒再出版。幸好我們網(wǎng)站這里有電子版的。請(qǐng)到這里下載。

    另外一本比較通俗易懂的復(fù)雜系統(tǒng)的讀物是：《沙地上的圖案》。這本書雖然沒有《復(fù)雜》那么經(jīng)典，因此也不是必讀之物，但是它也比較清晰的介紹了復(fù)雜性科學(xué)的疆域和思想。尤其是關(guān)于計(jì)算機(jī)和生命的認(rèn)識(shí)比較精彩。實(shí)際上，通俗的講，復(fù)雜性科學(xué)在早期就是一種從生物科學(xué)的隱喻出發(fā)探索出一般的規(guī)律，再把這種規(guī)律用計(jì)算機(jī)程序來模擬，然后再把這些規(guī)律運(yùn)用到經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)的分析這樣一種思路。

    接下來，大家需要讀的就是這本《虛實(shí)世界》了。無論你喜歡不喜歡計(jì)算機(jī)，不可否認(rèn)的一個(gè)事實(shí)卻是復(fù)雜性科學(xué)研究的最主要的方法就是計(jì)算機(jī)模擬與仿真！脫離了計(jì)算機(jī)模型，復(fù)雜性科學(xué)可能就是一紙空談了。而《虛實(shí)世界》這本書告訴我們的就是現(xiàn)在計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)到底發(fā)展到什么程度了，什么東西已經(jīng)是計(jì)算機(jī)可以模擬的了。這里有太多計(jì)算機(jī)模型的實(shí)例供我們參考了。

2、提高級(jí)

    下一步，讀者就要接觸一些比較深的東西了。實(shí)際上，目前講復(fù)雜系統(tǒng)大部分的思路都是來源于John Holland（荷蘭德）的復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)。而《隱秩序》就是介紹復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)最好的讀物！之所以說《隱秩序》比較深，是因?yàn)樗锩嬗泻枚嗪枚嚓P(guān)于計(jì)算機(jī)建模、編碼思想的細(xì)節(jié)知識(shí)，這對(duì)于那些感覺計(jì)算機(jī)很陌生的朋友的確存在一些困難。然而即使它講的模型可能很難一下子看懂，我們也不難從該書中洞悉到作者的深刻思想和意圖。

    如果說讀者已經(jīng)搞懂了《隱秩序》的主要思路，并且已經(jīng)能夠理解其中講述的計(jì)算機(jī)模型的具體細(xì)節(jié)，那么可以說你對(duì)復(fù)雜性科學(xué)已經(jīng)入門了。下面就需要針對(duì)自己具體的專業(yè)來選擇進(jìn)一步的閱讀方向了。

    《宇宙為家》是一本偏向生物學(xué)的書。然而該書也是一本復(fù)雜性科學(xué)的普及讀物。作者考夫曼可以說是目前復(fù)雜性科學(xué)的權(quán)威人士。該書從生物學(xué)的角度出發(fā)，介紹了除了自然選擇之外，自然界另外一種進(jìn)化的途徑：自組織。運(yùn)用布爾網(wǎng)絡(luò)，考夫曼還研究了生命的起源，這為我們帶來了嶄新的生命觀。

    另外，蓋爾曼的《夸克與美洲獅》則是一本從物理學(xué)角度來探討復(fù)雜性科學(xué)的科普讀物。書中主要討論了復(fù)雜性的描述、冪率分布、自組織臨界性等概念。

3、專業(yè)級(jí)（探索性讀物）

    作為專業(yè)級(jí)別的讀物，我推薦大家讀一讀John Holland（荷蘭德）的《涌現(xiàn)》，該書試圖為復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)提供一個(gè)全面的框架（這在荷蘭德的書中叫做“受限生成過程”）。該書討論了很多的計(jì)算機(jī)模型，因此對(duì)普通讀者的計(jì)算機(jī)要求程度比較高。

   另一本提高級(jí)的讀物是Kauffman的《科學(xué)新領(lǐng)域的探索》。這本書是《宇宙為家》的一個(gè)延續(xù)，雖然書中的很多結(jié)論都不能算是精確的科學(xué)理論，而是作者的一些猜測(cè)，然而該書已經(jīng)表明的確存在著某種比復(fù)雜系統(tǒng)更加深刻的理論。至少從生物學(xué)領(lǐng)域來講，作者已經(jīng)聞到了“廣義生物學(xué)”、“熱力學(xué)第四定律”的味道。

   最后，仍然是作為復(fù)雜性科學(xué)的探索性讀物，我想給大家推薦的是侯世達(dá)[美]寫的奇書：《哥德爾、埃舍爾、巴赫---集異璧之大成》，雖然該書是80年代初曾轟動(dòng)美國的奇書，然而現(xiàn)在讀起來也很有意義。因?yàn)樵摃械暮芏嗨枷肫鋵?shí)就是復(fù)雜系統(tǒng)的思想。雖然該書討論的是心智科學(xué)，跟人工智能科學(xué)更加靠近。然而復(fù)雜系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展必然是用涌現(xiàn)的思想來解釋人類的思維，這就會(huì)必然碰到該書中談?wù)摰?#8220;怪圈”問題。由于這本書的旁征博引涉獵太多的專業(yè)領(lǐng)域和問題，所以對(duì)于普通讀者可能太難了，我們僅僅是推薦作為提高讀物。而且該書中文版現(xiàn)在可能已經(jīng)絕版，大家可能只有在圖書館才能找到。