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首先是发现不同的复杂系统之间的共同原理,从而得到对这些系统的洞察,并产生出分析这些系统的新方法。无尺度网络就是共同原理的一个例子,我们刚刚讨论过。生物学家则借鉴了谷歌的网页排名算法(一种利用了万维网的无尺度结构的计算方法),用来研究食物网中不同物种的重要性,从而更好地认识灭绝的风险,这就是新的分析方法的一个例子。(相关研究可以参见一篇文章:Allesina S,Pascual M, Googling Food Webs:Can an Eigenvector Measure Species’Importance for Coextinctions?PLo S Comput Biol,5(9),2009.)
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其次,更具雄心的目标也许是发展出数学理论,以一般性的方式描述复杂性,并对许多不同系统的现象进行解释和预测。例如,有了这样的理论,就有可能以形式化的方式明确昆虫群体、经济系统和大脑等复杂系统所共有的动力学、适应、集体决策和控制以及“智能”背后的机制。这样一个理论应当结合动力系统理论、计算理论、统计物理、随机过程、控制理论、决策论等领域的理论研究。对于是否存在这样一个理论目前都还不清楚,更不要说这个理论是什么样子。
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数学家斯托加茨称这个目标为寻找“复杂性的微积分”。从一些方面来看,这个类比很贴切:牛顿、莱布尼茨等人寻找的就是运动的一般性理论,以解释和预测服从物理力的任意物体的动力学,无论是地上的还是天上的。在牛顿之前的时代,这个理论已经有了一些片段(例如,已经存在“无穷小”“导数”“积分”等概念),但还没有人将这些片段合到一起,给出完整的一般性理论来解释以前没有统一认识的各种现象。与此类似,我们也有与复杂系统有关的各种理论片段,但还没有人知道如何将它们合到一起,产生出某种更具一般性和统一性的理论。
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《泛在》:你真的认为复杂性的微积分会出现吗?
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米歇尔:这种一般性理论曾是20世纪40年代和50年代控制论运动的圣杯;从许多方面来说,目前的复杂系统研究是那场运动的延续。一些批评意见认为复杂系统会与控制论有类似的命运:不能超越建设性的隐喻和分散的片段,无法给出更严格和有用的框架。我个人的看法要乐观一些,但也不好说……复杂性研究还很年轻,还具有很多革新性发展的潜力,我希望它能不断吸引世界上一些最具创造性的年轻学家加入。
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http://ubiquity. acm.org/article.cfm?id=1967047
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感谢ACM和《泛在》提供中文版权
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Copyright 2011 ACM, Inc.
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