2.7 系统的复杂性

随着社会经济的发展和科技文化的进步，出现了大量极其复杂的系统，包括巨型技术系统、生命系统、生态系统、经济社会系统等，大到巨型计算机、现代的大飞机、飞船系统等大型技术设备，城市交通系统，互联网这样的基础设施，小到人体甚至人脑系统，都是由大量要素按照极其复杂的关系连在一起，其中出现的现象有很多都是出乎意料的。近年来，开始对这类系统予以特别关注，因而提出了研究复杂系统的问题。

复杂性是复杂系统的行为特性。复杂和简单本来是相对性的概念，但是现在人们所提到的复杂系统却与简单系统不仅有着量的差别，而且有着质的差别。关于复杂性的特征，在的几篇文章中都有所列举。把它们归纳成下面10个方面。

（1）多样性：系统总是由性质不同的要素组成的，完全相同的要素无法组成系统。例如一个大学有许多不同的专业，一个市场有着花样繁多的商品和不同爱好的消费者。这些要素以线性或非线性的关系组合在一起。这种多样性不仅存在于系统内部，也存在于系统外部的环境以及内外联系之中。

（2）多层次性：任何复杂系统都是由许多子系统按照一定层次组成的，现在每一个国家的政府无论从地理还是职能来看，都是多层次的组织，而且跨层次的联系也会存在。层次性使得系统或子系统的整体性能得以涌现，并且具有多种性能。

（3）整体性：对于复杂系统来说，由于具有较多层次，各层的子系统具有由于下一层集成而涌现的新功能，而子系统向上集成又使得上一层涌现出新的性能，这些新性能不但不是其组成部分性能的简单加和，而且汇聚有完全不同的特性。因为各层的子系统之间是既竞争又协作的，因此出现各种新的性质。

（4）开放性：复杂系统是开放的系统，与环境有着密切的联系。在经济全球化的今天，一个国家想要闭关锁国是很难持续生存下去的。一般的系统也都是开放的，而复杂系统由于本身的多样性、多层次性，与复杂的环境存在着多样的联系。

（5）非线性：这是系统产生复杂性的主要根源。非线性意味着无穷的多样性、差异性、可变性、非均匀性、奇异性、创新性。复杂系统中一般存在着各式各样的非线性。只有在非线性的条件下才有可能出现不同状态产生同样结果，同一系统在不同初始条件下产生完全不同的结果。正是非线性招致多样化。

（6）动态演化性：复杂系统总是不断地从一种状态变化到另一种状态。平衡和稳定是一种趋势，但不平衡、矛盾、波动才是系统的常态。现在的企业想要一成不变地成为百年老店是非常困难的。复杂系统的结构、功能、行为是在不断变化的过程之中的。有渐变也有突变，而渐变是突变的基础。通过自适应、自组织作用，系统进行演化，总的趋势是进化，但是也有一些性能是在退化。

（7）不确定性：不确定性来源于某些因素的随机性。特别是由于系统的非线性作用，系统的参数、环境、初始条件的微小变化会引起系统行为的巨大差异。由于复杂系统的内外因素和条件都是在变化着的，所以系统就呈现出多种形态。有许多突发性的事件之所以演化成重大的事故，就是出于这种原因。

（8）不稳定性：在新结构代替旧结构的突变过程中，只有旧结构失稳，系统才能经过一系列不稳定的中间态，进入新的稳定状态。熊彼得的创新理论中提到的创造性的破坏，就要经历这样的过程。

（9）不可逆性：生命系统就是不可逆的，成长过程不能倒转。可逆过程不会有真正的演化，不会带来新旧交替。

（10）自组织性：复杂系统作为开放系统，在大量子系统的合作下，不断调节适应，出现宏观上的新结构，这是自组织作用的结果。现在互联网上出现的博客、维基就是自组织的产物。

从上面10个特性来看，其中有的是内部的复杂性，有的是外部的复杂性。这10种因素相互之间都是有联系和相互影响的，正是这种联系和影响，形成了系统的复杂性。

一个系统中组成单元的多少代表了系统的规模，规模不同带来系统性质的差异，反映为规模效应。但整体涌现性主要还是由组成单元按照系统的结构方式相互作用、相互制约而产生的，结构不同，结果也不同，因此表现为结构效应。

在复杂系统中有很重要的一类系统：复杂自适应系统（简称CAS），这类系统从一个侧面概括了一大批重要的、常见的系统的共同特点。本书后面还要探讨复杂自适应系统，特别是其中的智能型复杂自适应系统（ICAS）以及复杂网络。