关于复杂性的哲学思考(1)

第 11 卷 � 第 4 期 � � � � � � � � � � � � � 系 � 统 � 辩 � 证 � 学 � 学 � 报 � � � � � � � � � � � � � Vol. 11 � No . 4 2003 年 10月 � � � � � � � � � � � � � JOURNAL OF SYSTEMIC DIALECTICS � � � � � � � � � � � � Oct. 2003 文章编号 � 1005- 6408( 2003) 04- 0001- 04 关于复杂性的哲学思考 刘翠兰� 摘 � 要 � 从马克思主义哲学的视角论述了对复杂性的科学认识,阐述了复杂性的客观性和系 统辩证性, 分析了复杂性作为世界观和方法论的重要指导意义。 关键词 � 复杂性;认识复杂性;复杂性的客观存在;系统辩证性 中图分类号 � N 941. 4 � � � � � � 文献标识码 � A � � 人类的哲学思考在 20 世纪末已发生了根本的 变化, 人们不再把自然界仅仅看作是和谐和简单的 统一,代替它的是一个演变和复杂多变的世界看法。 从哲学的世界观和方法论意义上讲, 要透过世界发 展快速、便捷的表征, 深入探讨事物的复杂性, 对于 改变形式化、简单化、片面化的认识理念具有极其重 要的时代意义。 1 � 对复杂性的一般认识 恩格斯曾说: 在日常生活中, 我们知道, 并且可 以肯定地说,某种动物存在还是不存在;但是在进行 较精确的研究时,我们就发现这有时是极其复杂的 事情。! [ 1] 世界是由复杂的层次结构构成的, 我们是 通过变化的层次结构不断对复杂的世界进行认识与 再认识的。我们观察世界的角度、层次越多、越细、 越深入,对环境的认识就越充分,也就越接近对复杂 性的认识。但是,往往我们仍然没能认识的是我们 所剖析的层次和结构的巨大数量和复杂的性质,从 而对有些事物就不能理解。复杂性贯穿于客观事物 的始终,是客观事物本身所具有的一种特性。复杂 性是相对于简单性而存在的, 它们之间既相互区别、 相互对立, 又相互依存、相互渗透,并在一定条件下 相互转化。因此, 复杂性是在客观事物的联系、运 动、变化中的一种特性,而不是孤立、静止、显而易见 的特性。系统是由互相连接或互相依存的组成事物 或集聚事物所构成的复杂的统一体。 复杂性是一个普遍适用的极其广泛的概念, 从 客观物质世界的客体来讲,存在着事实上的复杂性; 从认识主体来讲, 存在着认识上的复杂性; 从主客体 间的相互转化来讲,存在着种种中介复杂性、过程复 杂性或阶段复杂性。在人文环境中难免也有人为的 复杂性。因此, 从类别上讲, 有自然界发展的复杂 性, 也有人文社会发展的复杂性; 有人与自然关系的 复杂性, 也有人与人关系的复杂性;还有科学发展产 生的各门学科如数学、物理学、化学、生物学、信息 学、历史学、语言学、哲学、伦理学、美学等自身界定 的复杂性。同时, 复杂性的程度也有不同, 表现为很 复杂、比较复杂、不怎么复杂、不复杂等。尤其是在 不同场合、不同条件下, 复杂性的寓意、性质及其使 用, 也明显不同。 因此,深入探讨和研究复杂性问题,必须选择一 个适宜的切入点和视角。本文主要想从哲学认识论 的角度谈些看法。 对复杂性的认识,文艺复兴时期较早的一位自 然哲学家和朴素辩证法思想的杰出代表 ∀ ∀ ∀ 库萨的 尼古拉, 曾提出单一和杂多的统一。他提出: 理性 接近真理,就像多角形接近圆一样;因为内接的多 角形的数目越多, 它就越近似于圆,但无论如何不会 � 女, 1933年生, 山西大学哲学系教授, 030006 � 山西 � 太原 收稿日期: 2002- 01- 29 与圆相等,甚至当角增长到无限多的时候也不会, 除 非它变成了同一个圆。! [ 2] 1988 年翻译出版的伊凡 诺夫 B J主编的#主观辩证法∃一书中提出: 要实现 主观辩证法的功能, 必须 研究复杂的科学认识形式 中主体和客体之间的关系, 以及达到客观真理和由 认识上升到实践的途径。! [ 3] 从认识论角度提出复杂性问题由来已久, 人们 也常常谈到 事物是复杂的!、 人的思想认识是复杂 的!等。但为什么是复杂的呢? 追本溯源的研究还 是在 20世纪后半叶。20 世纪是科学革命的世纪, 相对论、量子力学与非线性科学的产生与发展,彻底 改变了科学的基础和面貌。 天体演化、地球变迁、 生命起源, 都涉及的是由大量粒子组成的复杂系统 的演变规律,这表明无论是宇宙还是生命,物质世界 都经历着从无组织的混乱状态向不同程度有组织状 态的演变,实现着从%无序& 到%有序& ,从简单到复杂 的各种过程,如何从总体上认识自然界发生的这些 复杂现象,找出其基本规律,构成了正在兴起的跨学 科研究领域 ∀ ∀ ∀ 非线性科学的基本内容。! [ 4] 以 1910年相对论和 1930年量子力学的建立为 标志的 20世纪物理学革命,使人们的认识从微观和 宇观两个认识方向上对自然奥秘的了解达到了前所 未有的深度。相对论改变了我们的时空观, 量子力 学理论改变了我们对物质的理解 ∀ ∀ ∀ 物质可视为 波,而光可视为不连续的微粒,能量的发送和接收是 离散的,而不是像流水那样是连续的。特别应当关 注的是, 20世纪 60 年代以来, 由计算机作为研究 手段的广泛应用,与理论、实验手段相结合, 促成了 非线性科学的建立。这方面研究的飞速进展, 使人 们对一些久悬不解的基本难题,诸如物理学的确定 性描述和概率性描述的关系、湍流发生的机制、自然 界有序和无序转变的条件等, 有了新认识,并开始影 响人类的自然观,促进人们从事物总体联系的角度 去探索和把握自然界的复杂运动形式。! [ 4]这一方面 的研究, 几乎同时从非线性系统的两个极端方向取 得了突破。一方面从可积系统的一端, 即研究无穷 多自由度的非线性偏微分方程的一端, 在孤波方程 中发现了%孤子& ,并发展起一套系统的数学方法, 对 一些类型的非线性方程给出了解法;另一方面,从不 可积系统的极端,在天文学、气象学、生态学等领域 对一些看起来相对简单的不可积系统的研究中,都 发现了确定性系统中存在着对初值极为敏感的复杂 运动形式 ∀ ∀ ∀ 混沌运动。∋∋从共性、普适性的角 度来探讨各种非线性系统的行为。这样就形成了贯 穿信息科学、生命科学、空间科学、地球科学和环境 科学等领域,解析、计算和实验三种手段并用, 揭示 非线性系统共性, 探索复杂性的新领域 ∀ ∀ ∀ 非线性 科学。! 20世纪非线性科学的发展被认为经历了三个 阶段:第一阶段是控制论、信息论和系统论, 统称为 系统科学;第二阶段是耗散结构理论、协同学、超循 环和突变论, 统称为自组织理论; 第三阶段则以混 沌、分形和孤子波为主, 可称为非线性科学。作为第 三阶段的非线性科学,是探索整体、演化及其复杂性 的科学。非线性现象表现为从规则运动向不规则运 动的转化和跃变; 非线性系统中参量的极微小的变 化, 在一些关节点上,可以引起系统运动形式的定性 改变,在对外界激励的响应上,则表现出与外界激励 有本质区别的行为;非线性作用可以促进空间规整 性结构的形成和维持, 如孤子、涡旋、突变面等 等。! [ 4]总之,非线性科学是对以往线性科学的突破 和超越,从世界观和方法论的深层次上将以往被彼 此割裂、互不衔接的自然科学、人文科学、技术科学 和艺术科学等内在统一起来, 开辟了人类认识的新 阶段,使人类对复杂性的认识从感性上升到理性,上 升到认识事物复杂性的内在科学本质,认识非线性 科学和复杂性研究的密切关系, 进而从总体上和科 学本质上认识世界所发生的复杂性现象。 2 � 复杂性的辩证系统观 宇宙世界是一个复杂的系统,是由一定的层次、 结构、顺序和联系等组成的有机系统。我国著名科 学家钱学森于 20 世纪 80年代曾提出复杂巨系统 ∀ ∀ ∀ 开放的复杂巨系统 ( OCGS) 理论。学者霍兰 ( Holland John) 于 1994 年了提出复杂适应系统 ( CAS)理论。 最近研究人员则开始使用演进系统 理论,并用演进系统理论探索复杂的物理现象, 这些 复杂现象的发展过程是不能用永恒有效的规律来确 定的。由于事物按照一个不可逆的路径发展, 在发 展中,一些很微弱的干扰都会随着时间的进程而扩 大。混沌理论就是基于这种认识而提出的, 并能够 为很多复杂现象提供解释,比如气候等,这些现象原 本是科学所无法处理的。! [ 5]无论是开放的复杂巨系 统、复杂适应系统, 还是演进系统, 都体现了一种辩 证的系统观。复杂是在一种开放、适应、演进的过程 2 系统 辩证 学 学报 � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 2003年 中体现出来的, 充分体现了事物发展辩证过程的复 杂性。 混沌使最初有序的动态系统和非线性系统经过 一段时间可转变成完全无组织的状态。确定性系统 中的 无规!运动 ∀ ∀ ∀ 混沌, 打破了确定性方程由初 始条件严格确定系统未来运动的 常规!。还有反直 觉的现象被称为反混沌; 某些非常无序的系统自发 地 结晶!成为高度有序。如果有序的网络接近某一 临界点,就可能轻微地 熔化!冻结部分。这样在混 沌与有序边缘上将会出现动态特征。 预见到处于 混沌与有序边缘的并行处理网络或许能进行异常复 杂的计算。而且处于有序和混沌之间的边界上的系 统可能具有通过有益变异的积累迅速而成功地获得 适应的能力。![ 4] 混沌是一个具有很复杂含义的概念。从各国的 古代考察,不论在神话、宗教, 还是自然哲学中,一般 常用这个词。人们普遍地认为,世界有个混沌期, 混 沌与宇宙是一对概念,分别代表了混乱和治理。 这 一点沟通了现代混沌理论关于系统演化的论断。在 近代科学中,也使用混沌的观念, 但是, 这个观念已 发生了根本性的变化。!认为世界一切都如此正常, 只有稳定和秩序, 而没有为混乱留下任何的空间。 近代科学只是接触到一些%线性& 问题, 而很少触及 %非线性& 的问题。! [ 6]在 20世纪 70~ 80 年代, 美国 康奈尔大学物理学家费根鲍姆 M 在研究离散的非 线性映射系统中发现了 混沌!现象。有序如何让位 于 混沌!(无序) ,而 混沌!中如何发现有序, 有序又 如何从 混沌!中建立起来, 就体现了一种辩证发展 的世界观和系统观。 混沌!揭示了有序与无序、确 定性与随机性的统一。对 混沌!研究的进展是非线 性科学发展的重大成就之一。 它正在消除对于统 一的自然界的决定论和概率论两大对立描述体系的 鸿沟,使复杂系统的理论开始建立在%有限性& 的基 础上,使之更加符合客观实际。! [ 6] 关于复杂性的辩证系统观认为, 复杂与简单是 相互联系、相互作用的。混沌研究所提供的一条重 要信息:简单原因可能导致复杂后果,许多看起来杂 乱无章、随机起伏的时间变化或空间图案,可能来自 重复运用某种极简单而确定的基本作用。也可能反 溯到原始的简单的动力学规律。混沌研究的进展, 不是把简单的事物弄得更复杂,而恰恰是为寻求复 杂现象的简单根源, 提出更为新鲜的观点和方法。 不少复杂的物理现象, 实际上都由分形几何来描 述。∋∋近 20年,主要由于美国科学家曼德布罗特 的持续努力, 分形几何的研究成为%热门& , 进入了自 然科学和工程技术的各个领域, 同时也成了一门新 艺术, 开阔了人们对自然界结构形式的认识。! [ 4] 有 了分形理论,对于无从下手的复杂现象和不规则的 复杂系统都能进行描述和分析。任何复杂系统都是 由许多子系统、因素、层次、结构而组成的。世界上 不论是自然界还是人类社会, 其复杂结构和过程都 是大量基本组成单元的简单相互作用引起的。因 此, 在科学研究的过程中,为解决难以解决的复杂问 题和认识难以认识的复杂问题, 往往追求简单的原 理和方法。认识某一复杂的社会现象,就必须解剖、 分析其个性, 因为系统的本质联系越是复杂,它表现 的形式则越是个性化。假如没有突出的个性, 只是 普遍化、一般化的形式就比较不出什么复杂化。所 以, 认识复杂事物要从复杂 (简单(深邃的辩证认 识过程入手, 认识其个性与个性、个性与共性的互动 关联,从而认识复杂事物交叉综合的整体性。复杂 性不是简单要素的相加和整合, 是多种因素的联系 互动和根源交织在一起以形成哲学意义上的复杂 性。也就是要以辩证的系统观为指导去认识和解决 复杂性问题。 3 � 复杂性是认识对象客观本身所具有 的特性 恩格斯曾经指出: 同样的辩证法的运动规律在 无数错综复杂的变化中发生作用。! [ 1] 事情不在于 把辩证法的规律从外部注入自然界,而在于从自然 界中找出这些规律并从自然界里加以阐发。! [ 1]复杂 性问题是从认识经验的积累和科学的发展, 让人们 认识事物本身的结构、事物之间的联系和连结、事物 的运动、变化和发展、事物的产生和消亡, 人们对这 一切的认识等都是极其复杂的。这种复杂性是事物 本身就存在着的, 不是人们注入给事物的。 3. 1 � 复杂性的客观存在 复杂性与简单性是同生同在、相对而言的, 复杂 性的本体论地位应当认定。世界是物质的, 物质本 身就是无穷无尽的复杂的客体, 体现着无穷无尽的 复杂的现象。有时为说明一个发展过程是从简单到 复杂,或从复杂到简单, 并不是强调简单, 复杂就不 存在。复杂同样存在,只不过是没有特别的凸现出 来罢了。当今,社会信息化、知识经济和经济全球化 3第 4期 � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 刘翠兰 � 关于复杂性的哲学思考 使我们面对一个空前复杂和充满不确定性的开放的 世界。信息经济将让位于生物经济, 21世纪将是生 物科技的时代。单就人与客观外界的关系来讲,人 们不仅要应对人与人的关系, 还要应对人与自然的 关系。人们所应对的一切比以往要复杂得多。这 时,我们必须首先要承认事实上的复杂性,要突出复 杂性的地位和作用。把复杂性作为客观存在来面 对,例如像研究物质的物理性质和化学性质那样来 研究,例如像研究物质的数量关系那样来研究。不! 这还不够。复杂性是非线性,是混沌、分形(结构的 自相似性与 无标度性!的密切关系)分维、自组织结 构等, 都不是简单的某一类学科所能研究的。复杂 性带来的是元科学的发展, 是多学科的交叉综合研 究,从客观外在存在的诸多事物的交叉结合中阐发 出它的复杂性。 3. 2 � 复杂性的被认识 客观复杂性能否被认识或认识的程度是与认识 主体的水平和能力密切相关的。同一客观复杂性, 有时就能被认识,有时就不能被认识, 或稍有认识、 认识得很肤浅。这样客观复杂性再加上认识主体的 复杂性和认识过程的复杂性, 也就是从客体(主体, 再从主体(客体,这种往返过程中还要经历许多认 识的中介。因此,复杂性的认识论研究也是非常重 要的。客观存在的复杂性有时由于认识主体的认识 不到位,就认识不到或发觉不了它的复杂;有时由于 认识主体的作用使本来就很复杂的问题, 更加复杂 化;有时由于认识主体的作用把本来是复杂的问题 简单化了。所有这些都不能达到科学的认识, 当然 也就不能科学地去解决复杂的问题。复杂性的被认 识也必须有一个实践、认识、再实践、再认识的反复 认识的过程。在 20世纪到 21世纪科学迅猛发展的 过程中,复杂性的被认识是通过了一个与实践和认 识并行的, 或起知识领先和科学基础作用的是科学 (复杂性和复杂性(科学的过程。即由于科学的发 展,人们从认知理性上认识了复杂性(不是一般意义 上的复杂性) ,因此就要求力争把复杂性概括成科学 意识的理念,上升到哲学的概括,以发挥它的世界观 和方法论的指导作用。 3. 3 � 承认复杂性客观存在的重要意义 前面提出 复杂性的被认识!实际上要强调复杂 性的客观性,主动的称谓 ∀ ∀ ∀ 复杂性是客观存在的, 被认识 ∀ ∀ ∀ 被人的感觉器官去反映, 通过人的思维 去概括、去挖掘、去综合, 只不过是对客观存在的复 杂性的反映。自然这种科学的反映也是非常重要 的, 如果科学家、哲学工作者、管理者、企业家想成功 地驾驭现实, 就必须首先要获得有关它的知识, 认识 世界是复杂的。 3. 3. 1 � 我们生活的世界是非常复杂的,而且日趋复 杂化,要形成一种科学的世界观, 并以此作为决策的 依据。马克思主义经典作家的论著中也多次提到过 复杂性的问题。虽没有明显的作为马克思主义哲学 的一条根本规律排列出来, 但在唯物论、认识论、辩 证法的丰富内容中却包括着对复杂性的科学论述。 近 150多年来,随着国际经济、政治、科技、文化的发 展,客观事物本身的复杂性愈益明显地摆在人们的 面前。新时代呼唤着新的思维方式的诞生, 关于复 杂性的科学便应运而生。 3. 3. 2 � 掌握复杂性的科学,克服思维方式的简单 化。在工业化时代,在我国 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 经济模式的规范内, 人们生活、工作、思想都易于倾向简单化。简单的一 致掩盖了内在的个性、丰富、多样和复杂。看问题, 只看到一个方面, 往往是表面的片面的理解,一个极 端掩盖着另一个极端。曾几何时, 这种思维方式起 着多么大的危害作用! 至今这种简单化的思维方式 仍然在一定的范围存在着,起着很大的作用。必须 用学习和研究事物的复杂性的科学思维方式去取代 简单化的思维方式。要耐心、细腻、深入地去把握事 物的复杂联系,树立全面的大局观念。 3. 3. 3 � 掌握复杂性的科学,克服形式主义的简单 化。工作中搞形式主义简单化最容易,尤其是摆花 架子给别人看一看,根本和实际不沾边,因为不用之 去解决实际问题。这被称为 浮躁!、 简单!。形式 主义和教条主义都是复杂性的简单化,都没有反映 事物的本质。 3. 3. 4 � 掌握复杂性的科学, 克服 平庸完善化!的思 维方式。我们每一个人的思想认识都是有限的, 在 认识历史的长河中是很短暂的那么一小段, 根本达 不到对世界的全部认识, 就是在那短小的一个阶段 上,也仅仅是认识的一部分。况且人们的理解能力 本来就不十分完善,要完善就得经过不断地学习和 探索。不认识科学的复杂性, 常常简单地自认为完 善, 即 平庸完善!, 就有碍于创新思维的培养、形成 和发挥作用。创新思维最基本的组成部分:结构、顺 序和联系,这三部分组成了认识的概念 ∀ ∀ ∀ 现实,为 了发展创造力,就要全面地考虑每个部分复杂的组 成和联系,从中找到创新的突破点 � (下转第 26页) 4 系统 辩证 学 学报 � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 2003年 参 � 考 � 文 � 献 1 � 吴元梁.中国社会系统论.上海:上海人民出版社, 2001. 24 2 � 叶民强,张世英.区域可持续发展系统及其目标实现过程研究.科技进步与对策, 2001( 2) : 27 3 � 吕鸣伦,刘卫国.区域可持续发展的理论探讨.地理研究, 1998, 17( 2) : 134 4 � 颜泽贤,陈 � 忠,胡 � 皓.复杂系统演化论.北京:人民出版社, 1993. 50, 51 5 � 姜必亮.可持续发展的生态学透视.生态科学, 2000( 1) : 67 6 � 赵凯荣.复杂性哲学.北京:中国社会科学文献出版社, 2001. 44 7 � 肖天贵,金琳琅.重建生态环境体系的系统思考.系统辩证学学报, 2001, 9( 1) : 46~ 50 Relations between the Complexity of Compound Ecosystem and Sustainable Development Hao Xin � Qin Shusheng ( Nor theast Univer si ty ) Abstract � Compound ecosystem is a complex system. Its composing factors, the relations betw een the fac� tors and its evolut ion are complex. Sustainable development is determ ined by the complexity essence of the com� pound ecosystem. Key words � compound ecosystem; complex ity; sustainable development (上接第 4页)和生长点, 才能开拓进取,创造美好的未来。[ 7] 参 � 考 � 文 � 献 1 � 恩格斯.反杜林论.北京:人民出版社, 1971. 1993, 9, 10 2 � 梁鸿飞,刘翠兰主编.十八世纪前欧洲辩证法史.太原:山西高校联合出版社, 1991. 125 3 � [苏]伊凡诺夫 B J主编.主观辩证法.詹汝宗,刘罩星,吴达琼译.北京:人民出版社, 1988. 263 4 � 宋 � 健主编.现代科学技术基本知识.北京:科学出版社,中共中央党校出版社, 1994. 127, 127, 128~ 129, 126, 137 5 � [美]乔治)索罗斯著.开放社会 ∀ ∀ ∀ 改革全球资本主义.王 � 宇译.北京:商务出版社, 2001. 38 6 � 王 � 维.科学基础论.北京:中国社会科学出版社, 1996. 669, 670~ 671 7 � 赵光武.深入探索复杂性.系统辩证学学报, 2001, 9( 4) : 1~ 2 Philosophical Thinking on the Complexity Liu Cuilan ( Shanx i Univer si ty ) Abstract � Expounded the scient ific know ledge on complex ity with the view of Maxism Philosophy, elabo� rated the objectivity and systemat ical dialect ivity of complex ity, and analysed the signif icance of complex ity as a w orld out look and methodology. Key words � complex ity; understanding complex ity; object ive reality of complexity; systemat ical dialect ivity 26 系统 辩证 学 学报 � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 2003年