第四章复杂性一精选PPT.ppt

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1、第四章复杂性一第1页，此课件共47页哦科学何处去？o完美的、均衡的世界？o自上而下的分解分析方法？o数学？o复杂性的增长和混沌边缘的繁荣o自下而上的自然涌现方法o计算机模拟第2页，此课件共47页哦现实系统的层次性o物理，化学简单系统与简单巨系统o生物，生态，复杂系统复杂巨系统o社会，精神系统，开放的复杂巨系统o普适性理论的基础，普适性理论的基础，o特殊性应用的基础特殊性应用的基础o对称性破缺创新的基础对称性破缺创新的基础第3页，此课件共47页哦复杂系统o内秉复杂性：内秉复杂性：o 结构：维数，次数，阶数o 性态：属性、功能、价值o 行为：稳定性，确定性，可控性，主体性o 演化：突现，临界，自组

2、织，他组织o认识复杂性认识复杂性o复杂性的量度复杂性的量度：o 信息量，o 资源，o 难度第4页，此课件共47页哦系统复杂性1 1、开放性、开放性与环境和其它系统进行相互作用，交换物质、能量、信息。保持和发展系统内部的有序性与结构稳定性。、涌现性、涌现性内部元素通过非线性相互作用，在宏观层次上产生出新的、元素所不具有的整体属性，表现为整体斑图，模式等。、演化性（不可逆性，自组织，混沌性）、演化性（不可逆性，自组织，混沌性）通过与环境和其它系统的相互作用与内部的自组织，是系统发展到新的阶段，表现出阶段性、临界性、完成系统演化的生命周期。、非线性、非线性结构复杂性，表现出多元性、非对称性、非均匀性

3、、非线性（Bifurcation、Chaos、Fractal）。行为复杂性，表现出学习，自适应性，混沌同步，混沌边沿，随机性。认识复杂性，表现为不确定性，描述复杂性与计算复杂性、网络性、网络性：系统内部和系统之间的相互作用可以看成由节点、边（连接）构成的体系。出现网络复杂性：小世界特征与无标度特征。第5页，此课件共47页哦什么是复杂系统？o复杂系统是具有中等数目基于局部信息做出行动的智能性、自适应性主体的系统。o特点：o中等大小数目的主体，通俗的讲也就是元素不能少，也不能太多 o智能性和自适应性 o局部信息，没有中央控制 第6页，此课件共47页哦数目简单系统无组织的复杂系统有组织的复杂系统 a

4、)简单系统，特点是元素数目特别少，因此可以用较少的变数来描述，这种系统可以用牛顿力学去加以解析。b)无组织的“复杂”系统：其特征是元素和变量数很多，但其间的耦合是微弱的，或随机的，即只能用统计的方法去分析。热力学研究的对象一般就是这样的系统。c)有组织的复杂系统：特征是元素数目很多，且其间存在着强烈的耦合作用。第7页，此课件共47页哦智能性和自适应性o系统内的元素或主体的行为遵循一定的规则，根据“环境”和接收信息来调整自身的状态和行为，并且主体通常有能力来根据各种信息调整规则，产生以前从未有过的新规则。o通过系统主体的相对低等的智能行为，系统在整体上显现出更高层次、更加复杂、更加协调职能的有序

5、性。第8页，此课件共47页哦局部信息，没有中央控制o在复杂系统中，没有哪个主体能够知道其他所有主体的状态和行为，每个主题只可以从个体集合的一个相对较小的集合中获取信息，处理“局部信息”，做出相应的决策。o系统的整体行为是通过个体之间的相互竞争、协作等局部相互作用而涌现出来的。最新研究表明，在一个蚂蚁王国中，每一个蚂蚁并不是根据“国王”的命令来统一行动，而是根据同伴的行为以及环境调整自身行为，而是一个有机的群体行为。第9页，此课件共47页哦复杂系统理论o复杂系统理论是系统科学中的一个前沿方向。它是系统科学的延续和发展。复杂性科学被称为21世纪的科学，它的主要目的就是要揭示复杂系统的一些难以用现有

6、科学方法解释的动力学行为。o与传统的还原论方法不同，复杂系统理论强调用整体论和还原论相结合的方法去分析系统。它与传统控制系统的主要区别是：o模型：系统的模型通常用主体（agent）极其相互作用来描述，或者用演化的变结构描述。o目标：以系统的整体行为，如涌现（emergence）等作为主要研究目标和描述对象。o规律：以探讨一般的演化动力学规律为目的。例如，幂律（power low）,遗传规则，自组织临界性（Self-Organized Criticality）等。例如，生物进化、核聚变，甚至核战争等无法进行物理实验的复杂系统在虚拟实验中得到验证。它强调数学理论与计算机科学的结合。原胞自动机，人工

7、生命，人工神经元网络，遗传算法等都可看作它的虚拟实验手段。第10页，此课件共47页哦复杂系统的控制o复杂系统的控制是系统科学、复杂性科学及控制理论等的交叉学科。它是传统的控制理论的新发展。一些典型的复杂控制系统包括：o网络系统的控制。它是控制理论和信息理论及复杂性科学的一种结合。对未来网络化世界的探索具有重大意义。o量子控制。量子系统或微粒子系统的控制技术是国际科技界争夺的一个前沿方向。它是控制理论与量子物理、计算机科学及高新技术的一个结合体现。如扫描隧道显微镜的计算机控制，量子计算机的控制原理等，都依赖于量子控制理论。o生物系统。生命系统，包括心脏组织的动力学模型研究基于现代控制理论的基因调

8、控，反馈循环等在生物系统中起着越来越重要的作用。系统生物学已经成为生命科学中一个重要的新方向。第11页，此课件共47页哦当代的复杂系统理论o以非线性自组织理论为核心的系统理论（欧洲学派）o以圣菲研究所（SFI）为代表的理论框架，其代表性理论是1994年霍兰提出的CAS（复杂适应系统）理论（美国学派）o以开放的复杂巨系统理论为核心的理论体系（中国学派）第12页，此课件共47页哦主要内容o复杂性研究热潮o复杂性发展阶段第13页，此课件共47页哦系统复杂性研究的3次热潮 第一次研究热潮：第第1 1次世界大战后次世界大战后o整体论（整体论（holism）在美国的诞生）在美国的诞生o完形性（完形性（ge

9、stalts）o创造性的发展创造性的发展/演化（演化（creative evolution）第14页，此课件共47页哦整体论整体论 holismo整体论一词是由斯马茨（JCSmuts）（1926）创造的。认为自然中存在着形成各种整体的趋势，相应地整体中可以见到部分中见不到的新性质。这种性质的存在称为整体性。最初使人们注意生命现象整体性的是德里希（HDriesch）等。o整体论后来由霍尔丹（JSHaldane）、德尔肯（BDrken）等有所发展，但其内容各学者有显著差别。如霍尔丹强调生物与其环境之间的不可分离的密切关系，从两者一体化的观点提出整体论。另外也有批评认为整体论多数是属于生机论的，但也

10、有人认为整体论是一种辩证唯物论观点的生命解释。第15页，此课件共47页哦完形或整体形式（德文Gestalt）o1912年德国法兰克福大学魏特默（M.Wertheimer）、柯勒（W.Kohler）等在心理学期刊发表关于运动视觉的实验研究的报告，提出格式塔的概念o格式塔学派抓住心理现象的整体形式，研究似动知觉。似动现象又称“斐现象”（the phi-phenomenon），研究在什么条件下，不动的东西会看成动的东西，继之以动物的学习与思维为专门课题进行科学探讨，提出一系列有实验佐证的“组织原则”，说明知觉主体是按怎样的形式把经验材料组织成有意义的整体。o完形学派通过动物实验发现“顿悟”（insi

11、ght）现象，说明解决问题并不按照盲目的“实验”的方式而依赖于对情境、目的和解决问题的途径等各方面相互关系的新的理解。完形学派为了使其学说显得更加完满，将场的概念引进自己的理论，提出“同形论”（isomorphism）以做为完形存在的基础。第16页，此课件共47页哦Creative Evolutiono柏格森创造进化论 Creative Evolution,New York,1911,Introduction o柏格森提出一種生机的演化論，他反對達爾文的機械論，認為生命自身有它某些有目的的力量，如果沒有它的話，則將無法解釋創造性的演化。o创造进化论，王珍丽等译，湖南人民出版社1989年版 第1

12、7页，此课件共47页哦第二次研究热潮：第第 2 次世界大战后次世界大战后-信息（信息（information）-反馈（反馈（feedback）-控制论（控制论（cybernetics）-一般系统（一般系统（general systems）作为反馈控制反馈系统（作为反馈控制反馈系统（feedback systems），信息理论及数字计算机等所），信息理论及数字计算机等所组合形成的组合形成的控制论控制论在二战后涌现出来。在二战后涌现出来。目的论（目的论（teleologyteleology）一般问题求解（一般问题求解（general problem solvinggeneral problem s

13、olving）面向目的的面向目的的自适应系统（自适应系统（adaptive goal oriented systemsadaptive goal oriented systems）适应性（适应性（homeostasishomeostasis）第18页，此课件共47页哦目的论（目的论（teleologyteleology）o指以目的为依据解释事物的特性或行为。目的论解释肇始于苏格拉底，系统化于亚里士多德。亚里士多德以后，目的论原则一分为二：一是神学的外在目的论，成为宗教神学的重要理论内容和证明上帝存在的重要论证；二是理性的内在目的论，为科学（尤其是生物学）所接受，至今仍在环境哲学等领域起作用。o

14、亚里士多德的目的学说是一个内容丰富、论证充分的系统理论，由自然目的、技术目的和理性目的三部分构成。o目的因分成四类，即形式因、质料因、效果因和目的因。效果因是导致某一效果的原因，它位于效果之前；目的因是一种运动形式，它并不位于效果之前，而是位于效果之后，是事物的终极原因，效果是这个运动形式的一个组成部分。o目的行为主义等第19页，此课件共47页哦动态平衡（动态平衡（homeostasishomeostasis）o机体内环境中的各种理化因素保持动态平衡的状态，称为稳态。o稳态是内环境恒定概念的引伸与发展。o内环境恒定概念是19世纪法国生理学家贝尔纳（Claud Bernard）所提出。o他认为机

15、体生存在两个环境中，一个是不断变化的外环境，一个是比较稳定的内环境。内环境是围绕在多细胞动物的细胞周围的细胞外液。内环境的特点是其理化特性及其组成分的数量和性质，处于相对恒定状态，为细胞提供一适宜的生活环境，也是维持生命的必要条件。“内环境恒定是（机体）自由和独立生存的首要条件”，这是贝尔纳对生命现象的高度概括。第20页，此课件共47页哦o美国生理学家坎农（W.B.Cannon）于20世纪20年代末提出稳态的概念，是对内环境恒定概念的引伸和发展。o在坎农时期，稳态主要指内环境是可变的又是相对稳定的状态。稳态是在不断运动中所达到的一种动态平衡；即是在遭受着许多外界干扰因素的条件下，经过体内复杂的

16、调节机制使各器官、系统协调活动的结果，这种稳定是相对的，不是绝对的，一旦稳态遭破坏，就导致机体死亡。o随着控制论和其他生命科学的发展，稳态已不仅指内环境的稳定状态，也扩展到有机体内极多的保持协调、稳定的生理过程，例如生命活动功能以及正常姿势（直立以及行路姿势）的维持等；也用于机体的不同层次或水平（细胞、组织器官、系统、整体、社会群体）的稳定状态；以及在特定时间内（由几毫秒直至若干万年）保持的特定状态。o稳态不仅是生理学，也是当今生命科学的一大基本概念。它对控制论、遗传学（基因的稳态调节）、心理学（情绪稳态等）、病理学、临床医学等多种学科都有重要意义。第21页，此课件共47页哦第三次研究热潮：近

17、年关注的题目近年关注的题目oCatastrophe Theory（突变论）（突变论）oComplexity and Chaos（复杂性和混沌）（复杂性和混沌）oComplexity and evolution（复杂性和进化）（复杂性和进化）oGenetic Algorithms（遗传算法）（遗传算法）oCellular Automata（元胞自动机）（元胞自动机）oArtificial Life（智能生命）（智能生命）oArtificial Society（智能社会）（智能社会）oArtificial systems（智能系统）（智能系统）oOpen Complex Giant systems

18、（1990年提出的年提出的“开放复杂巨系统开放复杂巨系统”，目前尚未形成从微观到宏观的理论体，目前尚未形成从微观到宏观的理论体系。系。）第22页，此课件共47页哦Traditional Artificial Intelligence（传统人工智能）ophysical symbol system hypothesis（物理符号系统假设）osymbolic representation（符号表示）oheuristic programming（解释程序）ological reasoning（逻辑推理）第23页，此课件共47页哦Situated Artificial Intelligenceo Sub

19、sumption Architecture（包容体系）o Situatedness（情境人工智能）o Embodiment（体现）o Emergence（涌现）For a creature,intelligence could emerge from the interaction between some components.An important characteristic“emergence”of complexity maybe is first realized by Prof.Valeutimo Braitenberg,1984.第24页，此课件共47页哦Swarm Inte

20、lligence（群集智能）（群集智能）o Artificial creatureo Synthetic psychologyo Swarm intelligence insects:ants,bees,termites,wasps finding food,building a nest,dividing labor Swarm intelligence offers another way of design intelligent systems,where autonomy,emergence,and distributed functioning replace CONTROL.第2

21、5页，此课件共47页哦Swarm intelligence（SI）o群集智能是一种研究分散型的自组织系统中群集智能是一种研究分散型的自组织系统中的集体行为的人工智能技术。的集体行为的人工智能技术。o典型的群集智能系统由一群简单的主体构成，典型的群集智能系统由一群简单的主体构成，每个主体和其它主体以及它们的环境作局部每个主体和其它主体以及它们的环境作局部的交互。尽管通常没有集中控制机制来指示的交互。尽管通常没有集中控制机制来指示这些主体如何协作，但这些简单的局部交互这些主体如何协作，但这些简单的局部交互行为通常能涌现出复杂的全局行为。行为通常能涌现出复杂的全局行为。o当前主要的几种群集智能方法包

22、括蚁群算法当前主要的几种群集智能方法包括蚁群算法和粒子群优化。和粒子群优化。第26页，此课件共47页哦开放的复杂巨系统(OCGS）o钱学森从20世纪80年代聚一集批科研力量，以开放的复杂巨系统(OCGS）理论为学术旗帜开创了中国复杂性研究之先河，被人称之为钱学森学派o1990年在自然杂志发表题为一个科学领域开放的复杂巨系统及其方法论表达其复杂巨系统理论的基本观点。钱学森提出了处理开放的复杂巨系统的方法论，即“从定性到定量的综合集成法”(meta-synthesis)”o综合集成法就是将专家群体（各方面专家）、数据和各种信息计算机软硬件技术有机地结合起来，把各种学科的科学理论知识和经验知识结合起

23、来，使之成为一个系统，并发挥出这个系统的整体优势和综合优势。后来钱学森又把综合集成法拓展为“从定性到定量的综合集成研讨厅”体系，主张人机结合，把人的心智的高度灵活性和计算机在计算和处理信息的高性能有机结合起来，以致把当代人的智慧与古代人的智慧集成起来，形成“大成智慧工程”（Meta-syntheticEngineering）第27页，此课件共47页哦复杂性研究阶段o沃尔德罗普认为，复杂性科学的发展历史可以分为三个阶段：o研究存在早期阶段o研究演化20世纪60，70年代o综合研究第28页，此课件共47页哦1 早期复杂性研究早期：三论时代 第29页，此课件共47页哦A 复杂性研究的问题o一般系统论

24、认为：系统即为处于一定的相互关系中并与环境发生关系的各组成部分的总体。o贝塔朗菲认为存在着适用于综合系统或子系统的模式、原则和规律，而不论种类、组成部分的性质和它们之间的关系或力的情况如何，任务是确立适用于系统的一般原则。o给出了复杂性研究的主要问题：关系第30页，此课件共47页哦B复杂性的载体o申农1948年发表通讯的数学理论一文，奠定信息论基础。o申农认为通讯的基本问题是精确地或近似地在一个点上再现另一个点上所选择的信号，其中信息源模型是一个随即过程。o携带复杂性的主要载体：信息第31页，此课件共47页哦C复杂性的方法o控制论是自动控制、电子技术、神经生理学、生物学、医学、心理学、数理逻辑

25、、计算和技术、统计力学等多学科相互渗透交叉的产物。o1948年维纳出版的控制论关于在动物和机器中控制和通讯的科学，为该理论的奠基性著作。o产生复杂性的主要方法：正反馈第32页，此课件共47页哦D 复杂性的方向 复杂系统的发展方向，不但取决于实际的状态，而且还取决于复杂系统的发展方向，不但取决于实际的状态，而且还取决于一种对未来的预期（一种对未来的预期（expectation）,两者的统一是所谓的预决性。两者的统一是所谓的预决性。L.V.Bertalanffy 我们必须用依靠宏观观察，只求解决一定时期的发展变化的方法。所以我们必须用依靠宏观观察，只求解决一定时期的发展变化的方法。所以任何一次解答

26、都不可能是一劳永逸的。它只能管一定时期，只能做比较短期任何一次解答都不可能是一劳永逸的。它只能管一定时期，只能做比较短期的预测计算，过了一定时期，要根据新的宏观观察对方法做新的调整。的预测计算，过了一定时期，要根据新的宏观观察对方法做新的调整。钱钱 学学 森森第33页，此课件共47页哦o由于许多至关重要的复杂社会过程无法像其他过程那样进行还原分析，因此，由于许多至关重要的复杂社会过程无法像其他过程那样进行还原分析，因此，社会科学是真正的社会科学是真正的“硬硬”科学（科学（Hard Sciences）。）。H.Simono 我对社会学家所处的位置相当同情，他们面对着最复杂和顽抗的有机我对社会学家

27、所处的位置相当同情，他们面对着最复杂和顽抗的有机体的最复杂和困难的现象，却不能像自然科学家那样具有操纵他们所体的最复杂和困难的现象，却不能像自然科学家那样具有操纵他们所研究的对象的自由。研究的对象的自由。R.Lewontino每一个复杂的适应系统都经常在做各种预期，这种预期都基于自己内每一个复杂的适应系统都经常在做各种预期，这种预期都基于自己内心对外部世界认识的假设模型之上；它们积极主动；在系统中产生行心对外部世界认识的假设模型之上；它们积极主动；在系统中产生行为效果。为效果。J.Holland第34页，此课件共47页哦2研究演化阶段（20世纪70年代至今）o研究主题：复杂性探索o相关理论：耗

28、散结构理论、超循环理论、生命系统论、资源物理学、突变论、混沌理论、自组织和非线性理论等。o元胞自动机理论在20世纪50年代由冯诺伊曼创立，其产生和形成时间虽早于其他理论，但也是从离散时间的角度研究演化的行为，故我们把它归人复杂性科学的第二阶段。o复杂性科学研究演化，研究系统从无序到有序或从一种无序结构到另一种有序结构的演变过程，其研究方法不是还原分解，而是物理实验或模型、数学模型、计算机模拟等，因此其方法论是非还原论的。o根据理论的形式化和抽象程度，我们把第二阶段的复杂性科学分为两类：具体经验科学和形式科学。第35页，此课件共47页哦具体经验科学：耗散结构理论、协同学和超循环理论o赖以建立的几

29、个典型实验是：贝纳德流体实验、激光和化学振荡反应。这些实验现象和生物体有相同特征，即有序结构的形成和维持需要耗散能量和物质。o完全有序和完全无序的系统是简单的o完全的有序是不可能的o有序是指系统内部的要素和系统之间有规则的联系或转化o有序与无序之间的系统呈现的是复杂性，即有序与无序的相互渗透o系统中流动的有物流、能量流和信息流，其中物流与能量流是守恒的，信息流不守恒第36页，此课件共47页哦o系统中有序和无序的转换过程：代表理论如耗散结构理论o关于存在的物理学与关于过程的物理学o该理论表明一个远离平衡态的开放系统（力学的、物理的、化学的、生物的系统等），通过不断与外界交换物质与能量，在外界条件

30、的变化达到一定阈值时，可能从原由的混沌无序的杂乱状态，转变为一时间、空间或功能上的有序状态。第37页，此课件共47页哦o协同学从物理学和化学系统出发，研究贝纳德流体和激光等非平衡相变明系统中子系统如何协同作用形成有序结构。协同学的数学抽象性和普适性程度要高于耗散结构理论，它可推广应用于社会科学的研究范围，如舆论形成、人口动力学、投资模型、经济模型、经济系统的分析、社会管理以及战争与和平等问题。o超循环理论由德国学者艾根(MEigen)创立于20世纪70年代，是直接建立在生命系统演化行为基础上的自组织理论。在超循环理论出现之前，生命的起源和进化分为两个阶段，即化学进化阶段和生物进化阶段。艾根的研

31、究发现，把这两个阶段直接连接起来是困难的，在这两个阶段之间还应该存在着一个分子自组织的进化阶段，在此阶段中完成从生物大分子到原生细胞的进化。超循环理论就是研究分子自组织进化现象的理论。第38页，此课件共47页哦聪明的阿米巴：细胞粘菌的聚集 芽孢 生长聚集聚集迁移迁移果果实实体体第39页，此课件共47页哦自组织o定义：在一定条件下系统通过自我组织自发形成一种“有序结构”的现象。具体而言，指没有外界干预，仅仅只有控制参量变化，通过子系统间的合作，能够形成宏观有序结构的现象。oH.Haken认为，从组织的进化形式来看，可以把它分为两类：他组织和自组织。如果一个系统靠外部指令而形成组织，就是他组织；如

32、果不存在外部指令，系统按照相互默契的某种规则，各尽其责而又协调地自动地形成有序结构，就是自组织。o一个系统自组织功能愈强，其保持和产生新功能的能力也就愈强。例如，人类社会比动物界自组织能力强，人类社会比动物界的功能就高级多了。第40页，此课件共47页哦形式科学：突变理论、混沌理论、分形理论和元胞自动机理论o有序到无序的过程：混沌态的含义：通常指具有确定演化规律却无法预测演化结果的系统。确定性系统的内在随机性导致的非平衡无序状态。对初始条件敏感性，初始条件经过非线性作用逐级放大，演化过程中会导致有重大区别的结果。第41页，此课件共47页哦o形式科学主要利用数学对复杂系统的演化过程进行形式化描述，

33、如利用相空间中的吸引子来描述系统演化的终极状态。常见的吸引子有4类，它们分别是：焦点和结点、极限环、环面、奇怪吸引子。o焦点和结点代表系统的平衡态；极限环代表系统的周期运动；环面代表系统的准周期运动；奇怪吸引子表示系统的混沌运动。4类吸引子分别表示了系统演化的不同的目的性行为。奇怪吸引子是混沌运动的吸引子，是相空间中的分形点集，具有分数维，需要分形理论来刻画它。o元胞自动机是一种离散的动力系统，它和连续动力系统有类似的演化行为和吸引子。元胞自动机可用来模拟生命现象，研究系统的整体突现性质。o形式科学中的突变论研究不连续的突变现象，对演化中的突变行为给予抽象的、形式的和定量化的描述与说明。突变论

34、由法国学者托姆(Rene Thorn)创立，其主要内容为初等突变论。初等突变论的研究对象是，梯度动力系统中的诸平衡点如何随控制参数的改变而变化。托姆经过研究证明，只要控制变量不多于4个，突变就只有7种基本类型；当控制变量个数不大于5时，初等突变类型增加到11种。第42页，此课件共47页哦3 综合研究o进入第三阶段后，复杂性科学研究不再是分门别类地进行，而是打破了以前的学科界限，进行综合研究，而且有了专门从事复杂性科学研究的机构 美国圣塔菲研究所。o圣塔菲研究所的成立就是为了适应科学发展中的综合趋势。它成立于1984年5月，其建所的理念之一就是：促进知识统一和消除两种文化(即斯诺所说的科学文化和

35、人文文化)之间的对立。最值得注意的是，该研究所认为复杂性科学的研究内容包罗万象，几乎包括传统自然科学和人文社会科学的全部领域。o圣塔菲研究所在复杂性科学研究方面所涉及的主要内容有：复杂适应系统、非适应系统(如元胞自动机)、标度、自相似、复杂性的度量。其中复杂适应系统是圣塔菲研究所集中研究的对象，而且复杂适应系统理论也是第三阶段复杂性科学的主要成果。按霍兰(JHolland)的意见，复杂自适应系统标志着其中存在一定的规律；同时认为，这种复杂自适应系统的本质在于其进化过程中永恒突现的新奇性。第43页，此课件共47页哦o在第三阶段，复杂性科学的研究对象是复杂系统，主要研究工具是计算机，隐喻和类比成为

36、研究方法隐喻和类比成为研究方法。这些特点是第一、二阶段的复杂性科学所不具备的。o圣塔菲研究所认为，在科学研究中使用计算机所产生的革命，类似于生物学中使用显微镜所导致的科学革命，计算机使许多复杂系统第一次成为科学的研究对象。o第三阶段的复杂性科学仍然主要研究演化，研究生命的进化、人的思想的产生、物种的灭绝、文化的发展等。前两阶段的复杂性科学主要以自然科学为基础，以数学和自然科学为背景。而在圣塔菲研究所，社会科学在复杂性科学研究中起了重要作用，如经济学、文化学和人类学就是如此。特别是经济学能使复杂性科学更成功地研究复杂的经济和社会系统，而且经济学家(如阿罗阿瑟)也成为圣塔菲研究所的主要研究成员。o

37、阿瑟创立新经济学，研究报酬递增率、锁定和不可预测性等。第44页，此课件共47页哦o前两阶段的复杂性科学研究基本上是嫁接在传统科学研究之上，如物理学、化学和生物学等，没有形成统一的复杂性科学研究团体。而在圣塔菲研究所成立之后，就有了专门的独立的复杂性科学研究组织，并形成了统一的复杂性科学研究团体，而且还出版了专门的刊物复杂性(Complexity)。这在一定程度上表明复杂性科学正在形成统一的范式。o1999年4月，美国科学(Science)杂志出版专辑，题目为“复杂系统”。两位编者为专辑写的前言题目是“超越还原论”，指出：随着科学的发展，还原论思维方式已显示出局限性，需要用整体论来补充主流的还原

38、论，复杂系统就是整体系统，必须用整体论而非还原论进行研究。它“代表那些对局部的理解不能解释其全部性质的系统之一”第45页，此课件共47页哦参考书目：o1丹皮尔科学史，商务印书馆。o2林德伯格西方科学的起源，中国对外翻译出版公司，2001。o3汤川秀树创造力与直觉旅人一个物理学家的回忆，河北科学技术出版社，2000。o4柯林武德自然的观念，华夏出版社，1999。o5牛顿自然哲学的数学原理，波义尔怀疑的化学家等，1993，武汉出版社。o6剑桥科学史丛书，技术史。o7期刊：自然辩证法研究、自然辩证法通讯、科学技术与辩证法，科学。o8 复杂生活读书新知三联书店年出版书号 ISBN 7-108-01005-4 第46页，此课件共47页哦o集智俱乐部http:/