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什麽是復雜性科學

復雜性科學是用以研究復雜系統和復雜性的壹門方興未艾的交叉學科。雖然它還處於萌芽時期,但已被有些科學家譽為是“21世紀的科學”。

復雜性科學研究的復雜系統涉及的範圍很廣,包括自然、工程、生物、經濟、管理、政治與社會等各個方面;它探索的復雜現象從壹個細胞呈現出來的生命現象,到股票市場的漲落、城市交通的管理、自然災害的預測,乃至社會的興衰等等,目前,關於復雜性的研究受到了世界各國科學家們的廣泛關註。1999年,美國《科學》雜誌出版了壹期以“復雜系統”為主題的專輯,這個專輯分別就化學、生物學、神經學、動物學、自然地理、氣候學、經濟學等學科領域中的復雜性研究進行了報道。由於各學科對復雜性的認識和理解都不壹樣,所以該專輯避開術語上的爭論,采用了“復雜系統”這個名詞。概括起來,復雜系統都有壹些***同的特點,就是在變化無常的活動背後,呈現出某種捉摸不定的秩序,其中演化、湧現、自組織、自適應、自相似被認為是復雜系統的***同特征。

湧現機制是復雜系統出現各種激動人心現象、圖案和模式的***同表征,這裏既包括災難式的突現,也包括創新式的湧現。湧現的數學、物理學、生物學和社會學表征及其臨界點將成為認識復雜系統的重要標誌。復雜系統中宏觀結構的湧現往往孕育於其自組織的機制,這在生物學和社會學中均不乏例證。自組織還是復雜系統對環境產生自適應性的壹個重要的調整機制。自適應性表征了復雜系統在系統層次上的自身調控能力。復雜系統與各層次子系統之間往往具有壹定的自相似性,可以利用分形來加以描述。