朱西練：自組織湧現、複雜性的困惑

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自組織湧現、複雜性的困惑

分享嘉賓：朱西練—飛天未來總局局長

時間：2016年6月27日

地點：蜂迷世界—物聯網IOT社群

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很多問題，我們一談論起來，總會陷入爭辯之中。這是必然的現象。比如，科學的進步意義和負面效應，比如道德高地和去道德化的客觀理性

而我們的先哲們，也在哲學上對幾乎所有的問題進行了探討，所以從這個意義上來講，理論物理學家霍金有個著名的論斷：哲學已死

他這句話的本意不是說要把哲學扔進垃圾堆，而是說我們人類要繼續進步的話，哲學的指導意義雖然非常重要，但是哲學已經不能夠如同以前那麼具有地位了

上次我的飛天未來總局裡也有位哲學博士談到了這一點，哲學的式微

今天，我不講哲學，雖然我對哲學也有比較深入的個人思考。今天我也不準備討論具體的科學門類，因為當前的科學體系已經十分龐大，我們難以在這麼短的時間裡說個一二三

我要分享的是這樣一個理論：複雜性理論

複雜性理論來自於系統論以及當代還原論科學，它是基於複雜系統研究的數學方法論

但是，它同時又具有方法論的特點。可以說，複雜性理論是對哲學的解析，同時也是對還原論科學的一種指導。它是一種數學方法，也是計算機模擬與模擬的一門學問

這門學問嚴格意義上來說不能叫做」科學「，但是它是科學的體現。所以，稱之為複雜性理論或者複雜系統科學都可以

我們依賴語言，數學，哲學，科學，發展了我們的人類社會，推動著生產力的不斷進步，我們解決了很多問題，人類社會基本上是在螺旋式進步的通道里。大的文明後撤也是存在的，但是，我們總是能夠走出困境

然而，直到今天，我們依然面臨著我們的遠古祖先所面臨的幾乎所有的問題

比如：疾病，貧困，戰爭，犯罪，背叛，不公，恐懼，死亡

面對不確定的未來，人們充滿了不安與恐懼，古人是用宗教來進行慰藉

而今天，我們也知道，宗教依然是人類的精神保護者。當然，是改良後的世俗化的宗教，而不是極端的、原教旨主義的宗教

大家求身拜佛，祈求平安，向上帝懺悔，追求禪定無為，這本身可能不是嚴格意義上的宗教

但是，這依然體現了人們對不確定的一種恐懼，對人類自身的一種懷疑

不論是釋迦摩尼，還是老子，它們的哲學思想里的東西，有些是不過時的

但是，我們依然困惑於問題的存在，我們依然恐懼

那麼，我們恐懼的是什麼？是不確定，是複雜

如果我們對系統論有所了解的話，我們就可以對這個世界進行拆解

所有的系統，都具備一定的元素，關係，結構，功能。系統都會演化，系統會有生病周期

這是唯物主義哲學的結論，到了系統論這裡，可以算是第一步的對哲學進行解析了。

一般來說，系統可以分為簡單系統，隨機系統和複雜系統

簡單系統主要就是機械系統，就是我們可以精確計算它的演化。比如高鐵的運行，我們可以精確控制

隨機系統主要是指一些熱力學系統，我們可以用統計學的方法來對這些系統進行描述，並且能夠預測這類系統在某個時刻的狀態

而今天我們主要講的複雜系統，則是這樣一種系統：它的元素之間的關係具有相對簡潔的規則，但是這類系統在整體上會與個體、局部具有完全不一致的性質

這樣的系統有很多。比如蟻群，鳥群，魚群，生態系統，大氣系統，股市，期貨，外匯，網路，社會輿論，地殼

以及人的成長，職業生涯，歷史演化，生物進化，大腦本身就是一個最典型的複雜系統

現在人工智慧進入了大家的視野。超級計算機通過深度學習，可以在很多領域達到或者超過人類大腦的某些功能

但是，人工智慧依然處於「弱智能」階段

這主要是說，目前的人工智慧主要是依賴於計算機強大的計算能力和預設的演算法，它的能耗相當大，而且在很多方面還比不上人類的嬰兒

那麼，人類的大腦究竟神奇在什麼地方，我們有沒有可能模擬人類的大腦，從而製造出具有「強智能」或者「超強智能的」機器呢？

萬一能夠實現了這類強智能，我們又是否需要為此擔心呢？

我們知道，人腦是宇宙中已知的最具複雜結構的物質集合體，甚至，在很多方面，人腦的複雜程度幾乎可以與宇宙相比擬

人腦有近千億的神經元，有更巨量的神經元連接。而且神經衝動，神經電位，蛋白質摺疊，以及不同層次的腦功能區，這都相當複雜

這是當前的所有的超級計算機聯合起來都無法計算和模擬的一個巨複雜系統

所以，我們人類目前對很多心理問題，精神疾病都無能為力，也是因為我們對大腦的的認知還很膚淺

不過目前各個國家，包括中國在內，已經啟動了大腦科學研究計劃。這是我們繼續向科學深海進軍的必然

這個領域，未來會誕生無數的諾貝爾獎

我們研究哲學的時候，擺脫不了這麼幾個問題：我們是誰，我們來自哪裡，我們要去向哪裡？

面對這些問題，唯物主義哲學已經給出了答案：我們來自自然，我們是進化的產物，是勞動造就了人，人具有意識，意識對人和外界具有能動性，我們會不斷演化

但是，我們需要更加深入去探究這些哲學原理

而且，哲學上的萬事萬物都是普遍聯繫的，都是運動的，這些原理也不斷被科學所解析

那麼，複雜性理論主要研究的對象：複雜系統，到底應該如何研究

比如，我們可以跟蹤和控制一個原子，但是，在一個火柴盒大小的空間里，有數萬億的分子

我們如何去確定它們的運動狀態？

前面提到了，我們是利用統計學原理，進行研究

這還好吧。那麼，到了更大的尺度上，在一個局部地域，天氣系統就非常複雜了，再大一點的地域，天氣就更加多樣化。幾乎是不可能用熱力學或者統計學來研究

所以，我們對於這類複雜系統，就需要超級計算機進行模擬。我們通過數量巨大的氣象探測設備獲取數據，通過衛星雲圖來進行演算，最後給出天氣變化的一個概率

比如，我們會預報：明天小雨轉雷陣雨，北方3級，當前的天氣預報已經做到了大範圍之內的近似準確

這是我們人類對複雜系統進行預測與控制的一個成功的案例

但是，不準確和沒有預測到也是經常的事兒，前幾天的鹽城龍捲風，對當地帶來了巨大的人員和財產損失，我們可以預測厄爾尼諾和拉尼娜，但是對於很特殊的氣候還是無能為力

所以，這就是一個未來的機會

如何做到更加精準地短期天氣預報，是一個重大的複雜系統課題與實踐

方法可以想的到：我們用更多的氣象感測器，獲取更多的更精確的局部壓力、溫度濕度風力等數據，再進行計算與模擬。同樣的方法，一定也可以應用在地震預報上。比如，我們在地下埋設更多的地震探測感測設備

這樣，我們就通過這類感測網路，獲取了大量的數據，就可以更加精確的預測未來

但是，複雜系統的研究和預測，只是剛剛開始，還沒有這麼神奇。而且，宿命的一個結論就是：複雜系統無法精確預測，只能給出其演化的方向的概率，這一點，在股市上尤其明顯，誰也無法準確預測股市長期的波動，甚至短期的波動也難以做的預測的精確

所以，在股市投機的時候，在期貨投機的時候，如果誰告訴你未來一定如何如何，那他要麼是神，要麼就是不懂

那麼，大家問了，既然如此，那麼去研究和預測又有什麼意義？

意義十分重大。因為我們時刻面臨著不確定，而對抗不確定，降低風險是人類永遠的追求，尤其是對群體而言

我們知道，低等智能的螞蟻，可以組織為一個具有相當智慧的螞蟻社會。人類社會也是如此，但是相對於人類個體的聰明來說，人類群體的行為有時候十分愚蠢

人類的個體具有理性，但是群體卻有時候不具備理性，我們無法知道戰爭什麼時候會發生，無法預知股市什麼時候會暴漲或者崩潰

英國脫離歐盟並非是理性的選擇，但是它就是發生了。而觀察人類的歷史，我們發現，這種群體的不理性才是主流

同樣的，我們也要讚美這種群體的不理性，在某個意義上說，是災難促進了人類社會的不斷進步

在地球生命的演化史上，基因是生命遺傳密碼，而人類的誕生不是基因必然要向高等進化

相反，我們可以認為事實基因複製的錯誤，那些偶然的失誤，最終導致了人類的誕生，這種推理是有道理的

同樣的，如果我們把視野投向宇宙的歷史，我們也會發現同樣存在這樣的道理

就是說，宇宙之所以成為當前這個樣子，是偶然

我們的哲學告訴我們偶然和必然，但是我們現在發現，必然是後驗式的

到了人的尺度上，並非一定是哪些原因造就了你的成功。但是我們可以很確定地知道哪些造就了你的失敗，這正所謂「幸福總是相似的，不幸各有各的不幸」

偉大的文學作品有時候是在另一個角度來解析哲學，而藝術，更是如此。音樂為什麼會導致愉悅？文字的堆砌為什麼給你帶來美感？

你為什麼會感動？人類的情緒波動是哪些神經元造成的？

你買了一隻股票，你能持有到它暴漲的那一天嗎？耐心是十分難得的品質

愛情是什麼？婚姻呢？語言的演化是如何的？為什麼會有這麼多方言？小孩咿呀學語，他第一次喊出一聲爸爸媽媽的時候，發生了什麼？

火山之怒，什麼時候再次降臨？超級地震，一定會再次發生，但是我們無法預測

這都是複雜系統，也都是人類目前無能為力的領域。我們發現，很多貌似簡單的系統也存在著混沌

比如，著名的三體問題。三個相互圍繞著旋轉的星體，我們發現它們的軌跡是沒有規律的，它們三個陷入了混沌

科學家們到目前為止也只是找出了幾十個近似解，同樣的，一隻股票的走勢，我們事後來看，是那麼完美，可以套用很多股市理論

但是，它本來也是可以有無數種走法的，它的時空本來是多樣化的，只是我們不知道為什麼，它走成了那個樣子

在，複雜系統這裡，一切因果都被否定了，簡單的因果是不可取的。而複雜的因子我們只能不斷去發現，總結，給以合理的全總以此來進行未來的模擬

所以，在這個意義上，複雜系統的研究，離不開數學和計算機

甚至，矛盾的對立統一的哲學原理，在複雜系統這裡也需要進行進一步的解析

我們要給以事物更加完整地信息描述，就要把它再進行拆解，直到矛盾不再那麼重要

回到我們的題目上來：自組織，湧現

複雜系統都是自組織，自適應的系統

複雜系統一定會演化到混沌的邊緣，從而產生湧現

比如：大腦的意識。任何一塊腦區，都不會是意識的載體，而是整個大腦的功能，即使把大腦部分切除之後，有些人依然存在意識，這並不意味著我們目前就可以找到意識的具體發生機制

我們只能從近乎玄學的角度，但是有次於哲學的角度上，推出了自組織和湧現這麼倆個概念

往往人們在尋找第一推動力的問題上，會爭論是上帝還是自然造就了宇宙

我們現在可以說，是自組織和湧現，造就了我們看到的一切

所以，在這個角度上，複雜系統理論里包含有豐富的哲學元素

但是，在實踐中，我們就如同不能死守著哲學，唱著太極生兩儀，一生二，二生三，三生萬物的小曲兒來進行科學研究一樣

我們要用數學，微分幾何，動力系統，非線性方程，甚至要創造新的數學。而且，我們要藉助於所有的還原論科學的結論，來豐富和調整這些模型。讓方程更接近現實，讓模擬更加準確，這才是複雜系統科學

當我們可以模擬大腦的時候，我們就可以永生了這難道不是另一種宗教？

我們人類永遠不會喪失進步的動力，但是，當我們掌握了這些原理，學會了這些模擬的時候，我們就不再有困惑，災難一點會再次發生，戰爭一定不會遠離我們，人類群體一定會做出不理性的選擇

我們一定會等到股市暴漲的那一天，同樣一定會再次遇到崩潰，因為這是規律但是，我們為什麼還要不懈追求進步，我們依然渴望世界大同，全球繁榮？

因為我們是人類，地球唯一的主宰。我們不能辜負了這卑微的一生，在這個意義上，我們不應當再困惑

成功者不可複製，而失敗總是伴隨著你，但是正是無數次失敗，最終會湧現出巨大的成功，這個過程就是意義所在。你不會被打敗，不是嗎？

謝謝大家！我的廢話講完了

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