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解读复杂世界蕴含的简单逻辑

  杰弗里·韦斯特是一名卓越的理论物理学家。他曾担任全球复杂性科学研究中心——圣塔菲研究所的所长。圣塔菲研究所旨在打破专业分割的学术和思想壁垒,解决一些宏大的科学与社会问题。在这里,考古学家、量子计算专家、经济学家、社会学家、物理学家等成员可以每天交流、共同思考,像一个熔炉,将各种思维熔铸成一个智慧结晶。如今,研究所已被公认为复杂系统跨学科研究的“正式发源地”。有人评论说:如果要颁一个“跨学科诺贝尔奖”,韦斯特可谓不二人选。

  《规模》一书,正是韦斯特尝试用通俗的语言,将这些思想结晶分享给普通大众。它向我们揭示的,是复杂系统生命律动的核心秘密。

  什么是复杂系统呢?简单来说,就是由“无数个体或因子组成”,它们聚集在一起就会呈现出“集体特性”,而这种特性不存在于任何单独的个体或因子之中。举个例子:你的每个细胞组成了“你”,但“你”当然不是你全身细胞的集合那么简单;你有自己的意识和性格,然而,组成你的细胞既没有意识,也不知道它是属于你的一部分。“你”,便是一个卓越的复杂系统。

  科学界把这样的自组织现象叫做“涌现”,它不仅产生于自然界,在人类社会中更是普遍存在——公司、社区、城市、国家、全球市场……所有这些,都是复杂系统。一家公司远远不是办公室、员工和产品的集合体;一座城市不仅仅是所有建筑、道路和人的集合体。

  那么,“简单”到底是如何产生质的飞跃、变成了“复杂”?既然在物理学中,宇宙万物都遵循着几条最基本的定理,这些定理还有望整合成一个终极定理——“大一统”理论,那复杂系统的演变是不是也有其规律?韦斯特说,他的研究正是受到了“大一统”理论的启发。在他看来,复杂系统其实和大自然中真正的生物一样,拥有自身的生长规律和寿命期限。他的目标是找出这种规律,以帮助人们理解、分析和应对一切复杂系统生命节奏的挑战。

  这无疑是21世纪科学最艰巨的挑战之一。而他与同事们经过数十年探寻,已经接近了秘密的核心——那就是书名所揭示的“规模”。

  早就有生物学家注意到:几乎所有生物体的生理学特点和生命历程都主要由其规模决定。哺乳动物的体重增加一倍,它所需要的食物与能量只增长75%,也就是说,越大的体型,对能量的利用率就会越高。因此,大型动物心率更慢、细胞工作强度小于小型动物,也比小型动物更长寿。这个代谢规模法则被称为“克莱伯定律”。

  同样的,经济学家也注意到:城市的规模越大,人均所需要的道路、电线等基础设施长度越小。社会经济指数——包括工资、财富、专利数量、教育机构数量等一系列指标,都随人口规模的变化按比例缩放。从中,我们不难理解,为什么公司的摊子总是会越做越大,为什么会出现北上广这样的超级大都市,中国的人口数量为什么可以转换成经济发展上的优势……

  既然如此,规模岂不是越大越好?当然不是。韦斯特指出,复杂系统的规模受到很多因素的限制。像哥斯拉那样的怪兽是不可能存在的,它的肢体会被自身体重压垮,它的细胞无法获得足够的营养和供氧。社会组织也一样,无限增长需要无限资源,如果不加以控制,总有一天会因为资源跟不上而崩溃。

  怎样才能避免这样的结果,以有限的资源支撑开放式的持续增长呢?这就需要在到达临界点之前重新设定参数,创新发展范式,带来新的动力学模型,然后不断循环重复。增长越快,对资源的需求越快达到临界点,越需要下一个新范式的出现——这就是为什么创新的周期越来越短、我们的生活节奏越来越快的底层逻辑。

  《规模》将生物学延伸至社会化网络,在生命的复杂性中寻找简单性和统一性,提出了一个关于生长的“万物理论”。正如“大一统”理论也只是一个未完成验证的假想,规模理论或许仍不成熟甚至不正确,但这无损它的价值。科学的进步,本就是旧知识不断被取代的过程。韦斯特已经指出了一条路,自有后来者循着足迹,不断开拓。(周飞亚)

频道编辑:董雪婷

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