关于复杂性理论的若干随想

第一推动丛书综合系列:复杂

作者：[美] 梅拉妮?米歇尔

1、秩序如何从混沌中涌现？

“世界历史中，秩序如何从chaos中涌现？”我的理解是只能对历史进行事后描述，而无法进行事前预测。即便是事后描述，也无法确定历史事件的因果关系。

寻求因果是人类根深蒂固的思维模式，但在历史研究中用“因果律”是件十分危险的事情，因为任何历史事件都是之前无数因素的综合（即历史路径积分）。所以历史分析只能是描述性的而非因果性或决定性的。秩序是涌现出来的，之所以用涌现（emerge）这个词，是因为它过于复杂而无法用公式或任何确定的方式来表达。所有涌现秩序都是奇异吸引子，奇异吸引子的特性是混沌性，它如何形成目前超越人类智力。

理解秩序涌现的一个关键是系统的分叉。当系统远离平衡态时，会变得非常不稳定，黑天鹅事件频出，到了某个节点便会发生分叉(bifurcation)，产生出新的结构。但分叉点在哪里，何时发生，分叉后的新形式是什么只能服从某种概率分布。非线性系统的分叉是个难题，你即便建了模型也无法得到解析解，在实际工程项目中是通过线性化的办法来找解并进行控制的，其实是把一个复杂系统简化、降阶为简单系统，因为人类只要能满足实用的目的就够了。但历史和自然是不让你简化的，自然没有实用目的，它也无需计算，它会按其自身方式分叉并形成新的结构。

如基督教的早期历史和形成过程也是系统分叉的结果。基督教并不是某一天在神谕下突然出现的结果，它本来是犹太信仰系统中的一支，它和犹太教的分叉是个长期过程。其实除了拉比犹太教、原始正统和Gentile化的基督教之外，犹太人还有许多其它竞争性的信仰组织，例如法利赛、撒该都和Zealots等。这些组织间其实有非常复杂的关系，并不是完全对立的，比如基督徒也长期去犹太教人的礼拜堂。我个人认为，当时的系统之所以会分化，和第一次罗马-犹太人战争有关，也和长期等待而迟迟不来的弥撒亚降临有关，当然还与后来的许多偶然因素有关，比如康斯坦丁大帝的十字架梦像。我理解这就是个是个演化过程，而非线性过程。

基督教显然是有传染性的，否则无法扩展，也无法和希腊文化结合成为现代秩序的基础。但要看到它并不是凭空产生的，而且2000年和人类历史的几十万年相比，还只是一小段，是不是直线无法确定。当然作为一种信仰，特别是信仰者，相信神谕、直线和永恒也没有什么不好。

早期基督教和母体犹太教的差异其实很小，主要差异有二：一是关Juesus是不是唯一的弥撒亚，前者认为是而后者认为不是，因为毕竟耶稣未能建立一个独立的以色列，而且还死在罗马人手中，这怎么让众人信服？二是犹太人认为基督教过于开放，接受异族皈依并违反犹太人的传统，如割礼。不过倒是这一点最后成就了基督教与希腊文明的结合（没有这个两希结合，今天也不可能成为新秩序的来源）。重要的分叉节点，是犹太罗马战争和犹太人的神庙被摧毁，这简直伤透了犹太人的心。传统的法利赛犹太人认为这是对犹太人不遵守摩西五经的惩罚，而基督教徒认为这是神对犹太人不接受耶稣是弥赛亚的惩罚，而且认为神庙摧毁了也没有什么，因为耶稣已经取代了神庙，以色列就是耶稣教会，这就是以色列人和神的新契约，可以取代老契约，这就把法利赛惹翻了，他们觉得你们基督教怎么能这样对待犹太人的传统？从此之后接下梁子。

说这个故事的意思是，基督教的出现有非常复杂的背景和过程，有许多可能路径和节点，它的确没有那么直线。这些都可以纳入复杂性理论研究。有兴趣的话可以看看Santa Fe学院的网站，里面有太多有趣的研究课题，从宇宙起源到人类社会演化（https://www.santafe.edu/research/projects）。另外DavidChristian写的 Maps ofTime也值得一看，已有中文版，这是用演化论写大历史的一本书。

2、关于硬核(core)

社会组织是人的结构，所以人的因素当然是最重要的。虽说在庞大的社会系统中每个人的作用有限，但硬核的作用不可忽视，而且硬核的特性基本决定了新组织的特性。

在对鸟群的研究中（有个计算机模拟研究叫BOIDS），发现整个鸟群虽然没有一个中心，但具有传染力的某个硬核会影响鸟群的整体运动和方向。这点在晶体的形成过程中也可以见到，晶体最终形成的质量，取决于晶核是如何形成的。这个硬核其实是local的，即它并没有所谓顶层设计来决定鸟群的运动方式，它只需要遵循几条“本地原则”，比如说在相邻几个鸟之间的小共同体中建立3条简单规则就可以了，比如说1、三只鸟保持不碰撞，2、保证相互间的距离不过大，3、按照三只鸟的运动方向之和的方向运动。如果这三条规则具有传染力，并为它们周围的其它鸟所模仿，那么这个规则就是具有传染性的，可以很快扩大到整个鸟群，让此鸟群的运动看起来像是有个中心指令系统在统一指挥。

之所以叫硬核，是它必须具备秩序/规则的生产能力。 对于人类社会而言，这种秩序的生产能力具体体现在技术发明、信仰系统（解释天地和命运的系统）和社会组织规则的形成。如果它真是硬核，那么这些秩序就应该具有传染性，被周围的人群模仿并扩散。人并不是完全无助的，拯救自己很重要，拯救小团体也很重要，但千万不要有救世情怀，那样很容易落入理性的自负，搞好局部规则就可以了。

Core并不含价值判断，所以并不是说只有“好人”或“伟人”才是Core。Core也不是指一个人（像X核心或猫核心那样）或一个Agent，相反，Core本身就是一个小组织，是具有某种建构规则能力的组织。复杂科学很需要关心Core，关心任何能够形成结构的人或事，无论这个Core是美国制定宪法的那帮人还是传销组织的创建人都一样。

3、关于存在、演化论和关联主义

所有的存在都是主体和“客体”间的关系，除却关系，没有存在。这是个基本的关联主义陈述，现代神经科学的研究已经可以越来越多地说明这一点。但在对关联主义的讨论中，很多不同性质的概念都搅和在一起了。X群友对同时接受演化论和关联论的批评倒是不无道理，但这里有个微妙的区分，即我们到底是在ontology还是在epistemology意义上谈论存在。

当然，当代哲学对ontology很鄙视，认为它完全是形而上而不值得谈论，或担心被扣上唯物主义恶名。其实我对ontology只是部分摒弃，即摒弃它的古典意义（世界独立存在并具其固有性质）。但我并不认为在观察者（人类）出现之前没有世界，或者说，世界的存在一定有赖于人这个主体的存在，或人类灭绝后世界便不复存在。我的意思是，只有在epistemology 的意义上世界才是依赖主体的，或者说是主体建构了世界的性质，这里关联性才有意义。

正如物和物理学的区别，物不等于物理学，前者是混沌的存在，后者是主体的理性建构，就是这样。做了这样的分别后，演化论和关联主义的矛盾也就克服了。我们在修正后的ontology意义上谈论演化论，但在epistemology的意义上谈论关联主义。这样是不是好些？

我说过自己是个deist，上帝创世之后就佛袖而去，留下这个世界由其自由演化。演化的意思是说变化而无确定规律，这后一点就是与唯物主义的分野。人成为观察主体之前还经历了几十亿年的其它生物形式，这期间完全没有什么关联主义。也就是在数十万年之前智人大脑演化出了6层结构的新皮层后，现代认识才成为可能，关联主义才有意义。所以我们在谈关联主义时一定要留意它的历史性，不可绝对化。

比如说数学依赖不依赖人类经验？数学与人的感觉构造有关吗？我认为还是与主体构造有关的，也是源自经验。当然，源自经验是个简化答案，容易被误解。更准确的意思是源于人这种特殊构造与所谓“对象”之间的特殊关系。感知主体不同，关系亦不同，经验形式亦不同，数学也就随之不同。数学再普遍也与人的构造和人择性分不开。其实数学本身也在演化，欧式空间、希尔伯特空间、黎曼空间等等都是为了更好描述人类与“自然”的关系而发明出来的概念，我相信蝙蝠不需要发明黎曼空间这种东西。

心物分离在古典二元认知框架下当然无解。只有把主体和自然合二为一，研究作为一个简单系统的自我和世界这个复杂系统的关联时才能免除这个矛盾。世界不可以被materialize 但是可以被naturalize，前者是站在自然的对立面将自我和自然分割成物质和精神，后者是把自我作为自然的一部分来叙述一个统一的故事。笛卡尔的二元世界是不可通約的，问题就出在很多人总觉着人类非自然的一部分，觉得自然太low。关键是要放低人类的身段，越低越好，拒绝任何人类中心主义观念。要知道，人毕竟只是通过了自然无数可能通道中一个极为狭窄的通道演化到今天的，人类的局限性几乎被所有人低估。

现存的哲学术语都是带毒的，你在用某个词时其实已经被带入歧途了或者说被套在那个思维框架中了，比如说客观、存在、性质、对象、环境等等。麻烦的是你又不能不用这些词，否则交流就变得不可能。其实你在和别人讨论使用同一个词时，两人的理解是十分不同的，所以讨论往往无法进行，共识基本无望。跳出原有思维框架可以在很大程度上避免使用这些带毒词汇。

4、什么是客观性？

人的认知方式就是自上而下的，“上”是指大脑中已有的认知框架，你可以将其称之价值、立场、过滤器或偏见，说的都是同一个意思。“下”是指我们对具体事件的感受，是感官对外部事件刺激的反应。谈论事件本身的“客观”信息没有意义，所有被观察到并被纳入的信息都是被价值系统过滤过的信息。换言之，所谓事实就是主体对刺激信号的某种建构。认知框架一旦形成便具有高度稳定性，因为这是关系到生存的大事。为保证在环境中的行事安全，你的认知框架不可能随时在流变，否则你会很快崩塌。所以每个人都会极力维护自己的立场、价值或“偏见”。

刺激是对具体认知主体的刺激，只有符合价值的刺激才被采纳，刺激被过滤，事实被建构，这是没人能逃脱的，无须标榜自我有什么客观公正立场。 认知框架有一定可塑性，因为synapse组合可以小幅改变，但基础框架几乎不变。你可能增加了新知识，但新知识的增加和认知框架的改变完全是两件事。认知框架稳定性也是个统计稳态，当然会有大幅度改变框架的例子，只是人数很少，过程也很痛苦。稳定性是预测的基础，也是行动的经济模式，否则你的每个行动都需要复杂计算。

安全性是人的基本需求，客观实在是安全性这个需求的哲学提炼，所以人类渴望寻找客观性。这也是为什么“客观性“信仰如此牢固。但稳定性不等于客观，“客观”实际上无非是经验在某种时间框架下的临时稳态。我们实在无法从有限经验的稳定性中推出客观存在性。

客观是信仰而已。歪曲客观性是什么意思？坚持客观者甚至无法说清是什么被歪曲了。是人的生理结构稳态制造了所谓“客观”幻觉。当我们说客观时，我们无非在说经验给了我们一个统计稳态。再说，客观性从哲学上论证毫无意义，脑科学给了我们一个比哲学不知好多少倍的解释。当一万个人说某事客观时，所给出的信息量并不比一个人提供的更多，因为基因复制所产生的这一万个人基本是同构的，经验差异不足达到能够表达的阈值。

当然可以在实用意义上谈所谓“客观性”，因为可以提供安全感和行动选择。我完全不反对在人的实用意义上使用“客观”、“稳态”甚至“吸引子”这样的词汇，不过我们如果谈论哲学意义上的客观存在时，那就不同了。对任一系统而言，稳态当然是有的，你一定要把这个稳态称为客观，那无非就是个命名问题。我所否定的客观，指的是柏拉图式的客观，或形而上的客观。我只相信经验和经验的短程实用性推演，任何超越这个程度的客观都是臆想。海德格尔说的很清楚啊，存在离不开时间框架，存在仅仅是个历史概念，意思是不存在任何脱离时间、脱离演化的“实在”。

讨论哲学问题一是需要推到极致，二是要超越人这个有限的生物平台。我们虽然无法进入其它生物去感受，但思想实验还是可能，这种思想实验可以为我们提供巨大的启示，绑在可怜的人类生物结构的天井中实在得不出什么有益的思想。

对客观和客体做出分别并排除物自体是个进步。不过要问的是，“客观”中的这个“客”字是谁？是如何得到的？经验者只有“我”，没有“客”。在同一基因复制群体中，个体的主体经验很容易成为集体经验，是这种集体性赋予了认知的所谓客观性。当然，主体经验的抽象建构往往十分有效，有的甚至可以在时空中推演相当远，不过这也无妨说它们也都是经验的有限推演，具有时空相对性。

在我看来，认知成为对象和语言有极大关系。语言学的重要性与其说是判定意义毋宁说是作为承载认知的媒介。你可以将这个认知的语言符号指代称为对象。这个符号系统一旦产生，成为个体经验的平行物，并且具有了独立的生命，按照自己的逻辑进行演化，与主体经验形成两个世界。

重要的是，这个符号系统只是具有某种价值框架的个体的经验抽象，并不等于经验本身。主体经验都是个性化的，但符号系统则是共享的，具有社会性，是某种统计平均值。最多也就能在这个意义上说认知有什么客观性。如果我们把所有人的大脑connectome用语言连接成一个巨大的社会大脑的connectome，那么所谓客观大约就指这个东西。这种通过语言连接个体经验你或可以称为主体间性。

我从来就主张”存在即关系“，只有相对于关系的存在。所以关系的两方的任一方有任何变化，存在也就不同。世界在时间中展开，这是不言而喻的。所以即便主体不变，存在也是个流变的概念。假设世界静止，主体如不同，经验亦不同，存在亦不同。

即便同种生物的基因高度近似让个体经验高度相似，但在哲学意义上，我们无法说个体的经验都是相同的。要问的是，个体经验差异是如何被抹平的，处于恒常流变中的存在是如何被客观化的？我们无法简单用”现象-本质“这些术语来解释，也不是用唯我论就可以打发的。

5、关于先验和形而上学

先验也是一个极有意思的话题。有一点是肯定的，之前所有人对先验的理解都是错误的，包括康德，我觉得康德如果活在我们这个年代，了解了当代生物学和脑神经科学后，一定会对他的先验理论进行重新表述。康德之所以需要调和，是因为他那个年代完全不懂生命科学，无法理解经验的生物积累性。

经验并不限于此生，而是自三十亿年前生命初始起的连续积累，经验可以被遗传，以基因的方式存在，这个积累被误认为先验结构。先验是不存在的，所有一切均在时间中演化而成，所谓先验，不过是祖宗经验的基因化，康德等先哲自然不懂这个。此生经验只是生命经验的一个极小片段，它基于先前形成的结构，亦对既存结构作出点滴贡献，为下一代经验提供经验基础。绝对不能把经验仅仅限制在个人的一生，它是所有先人的路径积分。先验之源还是经验，也是演化的结果，不过是固化和内置了的（DNA）经验。经验并非只始于本代，所有前人（以及生物）的经验积累都会遗传到此代，包括我们的神经结构，康德的所有的先天范畴无不如此。

主体也是个历史概念，它不仅仅存在此世，你不过是你无数祖先主体的费曼路径积分。主体性仅有极为短暂的历史，和几十亿年演化而成的世界相比还只具备非常幼稚的结构和功能，认识到这一点对我们保持谦卑的态度和防止理性的僭越极为重要。

简单说，所谓先验，是基因化的经验。如果可以证明我们的现世经验在DNA层面有累积效应，那么我们的诸多“先验”能力和范畴能力就完全可以用几亿年来生物经验积累来解释，先验也就有了个生物学基础。经验是可以被遗传的并能够改变主体的生物结构。神经系统中的快速定式反应就是所谓“先验”。这样“先验”问题就完全可以归之于感觉/经验对DNA的影响。你的所有感觉能力和时空感均是生物历史积分的结果，也就是说，所有那些看似先天的概念都有长期的生物学基础，从35亿年前开始，经验是个连续的历史过程，超越个体生命时线。你不能简单用“本能”这种说法来解释先天，本能并不凭空而来，万物均有其演化历史，没有例外。

可能每一代的经验对基因的贡献极小所以难以察觉，但生命的历史有35亿年之久，生命从最简单的单细胞形式演化出现在我们这样一种复杂结构和30亿碱基对构成的DNA结构，你能说都与生存适应无关？反之，如果每一代都没有积累，那么我们具有的这个复杂结构就只能用神创论来解释了。经验如果不积累的话，你今天还是一堆没有结构的随机粒子。

生命是一个从最底层到意识层面的有机多层反馈系统，这个说法如果成立，那么我们每一代的行为和经验就不可能不与底层基因关联，DNA所携带的信息其实就是人类作为一个整体在35亿年演化中的经验积累。

后天经验对基因的反向影响是确定的。

这张图试图说明基因、表观遗传和环境三者间是有互动关系的。可以看出，一个人的各种组织的表型是由一组基因来定义的，即它是各种基因表达的总和。但基因表达取决于各种表观遗传因素（如CpG位点的甲基化和组蛋白的修饰），同时又受到环境因素（例如营养、毒素、病原体和药物等）的修饰。经验不仅在本代改变表观，而且会通过DNA甲基化作用等影响基因，影响代际遗传。你的基因库（本能、先验结构）无非就是几十亿年此种互动机制的结果。

经验和遗传的关系其实有不少人在研究。ColdSpring Harbor实验室的James Eberwine教授描述了经验可能影响基因表达的3种方式：1. 改变RNA蛋白翻译 , 2. 基因运动和3. 基因生产。其大意是，日常互动，甚至是思考过去的经验都会改变细胞内的基因表达，不仅发生在蛋白中的RNA表达层面，而且还在还会影响RNA运动到细胞的不同区域以及影响RNA的生产。也就是说，经验确实会改变基因。（https://www.dnalc.org/view/2068-Experience-changes-gene-expression.html）《发现》杂志有篇文章Grandma'sExperiences Leave a Mark on Your Genes，谈祖辈的经验会在你的DNA上留下印记（https://www.discovermagazine.com/health/grandmas-experiences-leave-a-mark-on-your-genes）。Newsweek有篇文章：你的行为如何改变你的基因（How Behavior Can Change Your DNA），其中谈到几个大学做的实验（http://www.newsweek.com/how-behavior-can-change-your-dna-71175）。

人是通过自身的“价值系统”来认知的，这个价值系统是有生物学，或者说神经学基础的。所谓神经价值系统具体说就是大脑的神经递质分泌和释放系统。大脑中大约有40多种不同的神经递质，各负责不同的奖（激发型）惩（抑制型）功能。人的认知能力和认知水平和认知取向和这些神经递质关系很大。这个所谓价值系统首先就是基础的生物价值，就是食色性和趋利避害偏好那些东西。先验结构包括你出生时的connectome和递质分泌水平和分布方式。

文化三观意义上的价值无非是生物价值的衍生物，三观更多是早期突触修饰的结果，当然神经递质与突触修饰有关，修剪好的突触全体就是所谓大脑Connectome。有句名言说，你就是你的Connectome（you are your connectome）。正如如马斯洛的需求层级也是从底层建构的。从严格的意义上说，三观不同的人的生物结构一定也有差异，因为大脑及其神经传导物质本来就是生理的重要部分。每个人的Connectome都有差异，不过在多数情形下，“相似的”也就糊里糊涂的被当作“相同”的了。“阴德学”（或“祖荫学”）是有道理的，说明了生物演化有积累效应。

形而上学也与先验有关。形而上学是什么？简单的说是经验和逻辑均不可及的出发点。笛卡尔认为形而上学是某种“直觉”（immediate intuition），而非推理的结果，它是自明和不容怀疑的（“indubitable“），有点像公理那种东西，如平行线共设。在笛卡尔那里，形而上学是“树根”，是一切知识的起点（《哲学原理》：“整个哲学就像一棵树：树根就是形而上学，树干就是物理学，而从树干长出来的许多树枝，就是一切其他科学……”）。其实形而上学和上面说的先验是一回事，其根基仍是经验。先验就是无数前人经验的内置化基因积累，是神经网络演化的后期形式，被我们幻觉为所谓先验。

先验的基本表现形式，就是我们的感觉系统，它决定了我们如何感知时间和空间，包括对颜色、形状、声音、嗅觉和味觉的感知方式。康德必定受制于他那个时代对生命、遗传和脑科学的认知水平，完全搞不清理性的经验基础，无法理解经验的生物积累性，很自然会觉得理性是脱离经验而先天的，如时间、空间和那些先验范畴。所有那些看似先天的概念都有长期的生物学基础，从35亿年前开始。理性和演绎能力的存在的确是件非常让人困惑的事情，它似乎已经和经验脱钩……不过先验也是可以约化的，理性也一样。

康德不就是要调和经验和理性嘛？这是康德哲学的主要价值。他不能走纯理性路线，因为他看到了理性的局限，同时他也无法把一切知识约化成经验。康德学说的核心即来自这两方面的困惑。无穷与无限这些概念看似与经验无关，但其实还是源自经验，是有限经验的放大和延伸。

如果经验告诉你太阳每天升起，你自然会推论N+1天仍会升起，这种推论尽管还未被经验证伪，但不等于不会被证伪，如太阳不可能永远升起。这种无限演绎不仅在经验世界会出错，在数理逻辑上一样会出错。否则就不会有悖论和哥德尔不完备性的问题了。在此意义上，理性独立于经验而自我演算只是想象和近似。解决了先验的经验基础，康德哲学的价值就不大了，因为没有什么需要调和的。先验之源还是经验，也是演化的结果，不过是固化和内置了的（DNA）经验。经验并非只始于本代，所有前人（以及生物）的经验积累都会遗传到此代，包括我们的神经结构，康德的所有的先天范畴无不如此。

6、关于路径积分和历史决定论

路径积分是量子幅（概率波的幅）的积分，算概率。具体说就是两点之间所有可能路径的泛函积分。所谓泛函，是从定义域为函数向值域为实数的一个映射。比如水池里扔进10块石头，每块石头都会产生波（不是物理波，是概率波），现在求在坐标（xy z）这点的概率幅度。顺便说，费曼的路径积分是量子力学的第三种表述形式，其它两种是薛定谔的波动函数，海森堡的矩阵力学，但三者都是等价的。这个其实和惠更斯原理很像，即介质中任何一点的波动状态时由各种的波动决定的。

在历史学中引入此概念，仅仅有比喻作用，并没有什么一一对应关系。任何历史事件都是偶然事件，其发生的概率，是之前无数路径可能性的叠加。举例来说，1911帝制解体后，可能的路径可能有 1、君主立宪，2、军阀割据， 3、日本东亚共荣，4、无君主的宪政民主，5、第三国际等，这些在洼地都可能发生，都可能成为一种路径，只是概率不同而已。正是所有这些可能事件之历史积分决定了后来发生的事情。

历史不可能是决定论。历史发展符合演化论，涉及概率、路径、节点和平衡态。社会学和历史学在今天并无法被约化为物理学问题和生物学问题，但不可否认的是，人类社会也不是凭空出现的，这个系统也是从下层系统通过多级演化涌现出来的。以此类推，将不可避免推到世界构成的最基本单元，这也是DavidChristian试图在 Maps of Time 中试图表达的观点。

主体性仅有极为短暂的历史，和几十亿年演化而成的世界相比还只具备非常幼稚的结构和功能，认识到这一点对我们保持谦卑的态度和防止理性的僭越极为重要。在自然进化史上，智人的存在就是一刹那，理性能强大到哪里去？人类从无比复杂和汹涌澎湃的大海中攫取了几个浪花便觉得把握了世界，这得需要何等勇气和信心？

此外决定还是偶然，要看你所处的状态，如果你处在稳态，即路径锁定状态，那么你可以大概率说事件的发生是决定性的，但如果你处在系统的远离平衡态状态，那么你就快要接近节点了，越接近节点的地方，偶然性扮演的作用越大。在节点处，系统可能会发生震荡摆动，但终究会分叉突破节点进入下一个稳态，或者说进入另一条路径，命运看上去似乎又变成决定的了。“历史在chaoticpoint附近失效，涨落决定系统分叉。。。”，这里的chaotic point即是节点。

历史“规律”是有的，但不是确定性规律，而是多可路径的随机演化规律，是理性不可僭越的那种“规律”。决定论是人力和人为论，偶然性是神力和神恩。

作者：[美] 梅拉妮?米歇尔