关于复杂现象的起源、描述和演化过程的哲学思考，本文主要内容关键词为：起源论文,哲学论文,现象论文,过程论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
何以有复杂性，如何描述复杂性，复杂系统又是怎样演化的，这三个相互关联的问题，目前科学界和理论界尚无一致的定论。对此，本文从哲学的角度提出了一种探索性的理解思路，敬请各位专家、各位学者和各位同道匡斧指正。
1 复杂性的起源
本文认为复杂性植根于事物间的相互作用。
复杂性是事物现象层次上多维时空的复杂关系的总称。探讨复杂性必须从事物的特征、性质和现象入手。为避免歧义，特征当理解为任一事物在时间区域t[,1]→t[,2]上的相对不变的状态空间。性质是特征的抽象用语，性质属于特征并以特征为表象。而现象则是指在不同时间区域上交替出现的各种不同的状态空间。不同的状态空间表示不同的现象。对于时间变量来讲，现象是状态空间的集合。
事物现象间的关系可分为一事物与他事物现象间的关系和每一事物现象本身间的先后关系两种。
每一事物现象间的先后关系按周期分类有准周期、似周期和非周期三种关系。准周期是某些事物现象间的简单、可逆而又稳定的关系，不属于复杂性的范畴。似周期，具有部分重复、部分可逆的特征。非周期则表明，有些事物现象间的关系是不可逆的，人们不能根据其先前的现象去预测将来的现象。指数变化是非周期现象的产生机制。非周期现象通过倍周期分叉和费根鲍姆常数走向混沌。因而，似周期和非周期是典型的复杂性现象。
一事物与他事物现象间的关系，传统哲学通常用“相互作用”这样一个模糊而有待精细分析的概念去做笼统的说明，其结论当然是似是而非的。
本文认为，理解不确定现象和复杂现象的关键在于给予“相互作用”一语以确定的解释。
下面从两个事物的二元关系开始，经过三元关系，依次递归到n 元关系的情形。
令a、b、c分别表示甲、乙、丙三个事物，t[,1]、t[,2] 分别表示两个不同的时刻，且有t[,1]＜t[,2]，“＜”表示先于关系，At[,1]、At[,2]、Bt[,1]、Bt[,2]分别表示甲乙两事物在时间t[,1]、t[,2]中的不同状态，则a、b可能具有的关系对如下：
（1）At[,1]→At[,2] （2）At[,1]←→Bt[,1] （3）At[,1] →Bt[,2]
（2）Bt[,1]→Bt[,2] （5）Bt[,1]→At[,2] （6）Bt[,2]←→At[,2]
其中“←→”表示共时性关系，“→”表示历时性关系。（2）、（6）是a、b两事物在时间区域t[,1]→t[,2]下的历时性关系。由于（1）和（4）是a、b两事物现象间的自返关系， 不属于相互作用的关系范畴。在二元关系下，相互作用包含的共时性和历时性关系对分别是（2）、（6）和（3）、（5）。历时性关系可用因果关系予以研究和表述，但共时性关系则不能如此。共时性关系只能用统计方法予以研究和描述。
在三元关系的情形下，在t[,1]、t[,2]时刻下的关系对数目增加到15对，增加的关系对是：
（7）At[,1]←→Ct[,1] （8）At[,1]→Ct[,2] （9）At[,2] ←→Ct[,2]
（10）Ct[,1]→At[,2] （11）Bt[,1]←→Ct[,1] （12）Bt[,1]→Ct[,2]
（13）Bt[,2]←→Ct[,2] （14）Ct[,1]→Bt[,2] （15）Ct[,1]→Ct[,2]
除去（15）式属于自返关系外，其余的关系对均属于相互作用关系的范畴。在二元、三元关系的情形下，相互作用关系中的共时性和历时性关系对数目分别是4对和12对，四元关系下是24对，五元、六元、 七元的情形下分别是40对、60对和84对。令X表示关系对的数目，在n元的情形下，相互作用关系在t[,1]、t[,2]两时刻中所包含的共时性和历时性关系对的数目是X[,n]＝2X[,n-1]－X[,n-2]+4，n≥2，n表示关系元，n∈N（自然数）〔1〕。总之，参与相互作用的事物越多，它们间的共时性和历时性关系就越来越复杂，要确定每一共时和历时关系对的具体经验关系就越困难。
假使在二元关系下，要确定甲事物在t[,2]时刻下的状态At[,2] 只需要（1）、（5）、（6）三对关系即可，但在三元关系下， 则需要增加（9）和（10）两对，一共需要五对关系才能确定。这时， 事实上影响At[,2]的因素增加了，每一因素都可能导致At[,2]具有不同的状态空间。所以At[,2]的确定性不是增加，而是相对减少，而不确定性却随着影响它的因素的增加而增加。
At[,2]唯一可确定的充分条件是（1）、（5）、（6）、（9）、（10）五对关系都满足线性函数关系。倘若五对关系中有一项是非线性的，则At[,2]就是非确定的。但确定它们是否均能满足线性函数关系，要以特定的三个相互作用单元的经验观测事实为依据。陈述经验事实是经验科学的任务，哲学只探讨可能世界的逻辑。就可能世界而言，复杂性和不确定性是随着事物相互作用单元数目的增加而增加的，它们是正相关的。
2 复杂性的描述
目前，对复杂系统的唯象描述，一般采用的方法是建立模型。但仅当在某一特定约束条件（即假定某些作用因素是恒定不变量）下，建模方法才是可行的。如果放宽约束条件，即增加可变的相互作用单元，则建模方法就不行了。系统论方法先将无数相互作用单元进行分层处理，而后再综合思考。运用系统方法可描述任一复杂系统。归结起来讲，系统论从三个方面把握复杂性：（1 ）对象系统内部各要素之间的相互作用；（2）同阶系统之间的相互作用；（3）低阶系统与高阶系统之间的跨层次相互作用。每个方面的相互作用均可采用三种基本的分析方法。第一种是传统哲学采用的历时性因果分析。第二种是共时性的统计分析。任何因果分析均不适用于共时性的相互作用情形。对此只能采用统计分析。第三种方法是在各个相关变量间建立数学模型。第三种方法可与前两种方法联合使用。
值得指出的是，不能断定任一复杂系统皆有一本质。本质论思考方法的实质是把复杂系统的多维时空特征约化为简单的性质判断。约化忽略掉了复杂系统中若干重要的特征和特征变量。因而，传统哲学有关事物本质的思维方法不适合于表征复杂系统。
同时还必须特别指出的是，系统论在对复杂系统行为的唯象描述方面不仅避免了还原论和整体论的错误，同时还消除了简并归约论的错误。还原论把复杂现象还原为简单成分，用高阶子系统的性质去说明低阶母系统的性质，从而忽视了物质系统在不同层次上的性质差异。整体论恰好相反，用低阶母系统的性质去解释高阶子系统的性质，犯了同样性质的认识错误。而经典科学使用的简并归约方法则完全排除了随机因素、次要因素和非本质因素对对象系统的影响，从而导致了理论与复杂现象的分离，促成了人和自然的分裂。系统论对于复杂现象的唯象描述，其最终目的就是促进人与自然的合作。
对复杂系统行为的唯象描述可将相互作用的微观分析与系统论思想方法结合起来使用，由此可从宏微两观方面把握复杂系统的行为。
3 复杂系统的演化
复杂系统的演化过程表现为多重态的产生机制与定态选择机制的协同耦合关系。
多重态的产生机制既与开放系统之间的物质、能量和信息的交换相关，又与作为开放的对象系统内部的非线性协同作用机制相关。不同事物间的相互作用离不开物质、能量和信息的交换。由于每一事物与其周围的其他事物有着性质、关系各不相同的共时和历时关系对，其间在物质、能量的交换上可能有平衡或不平衡的交换关系。令A 事物为我们所关注的对象系统，B、C两事物分别为环境系统中相对于A 事物的同阶或异阶系统；若A事物与B事物在物质、能量交换上有不平衡的关系， 而A事物与C 事物之间可能存在着反向的平衡关系（对象系统通过输入—输出关系实现其能量的交换就是最显著的最一般的例证）。A与B的非平衡关系可能导致A通过突变产生多重状态空间，但C对于A 的反向平衡作用对A的突变多重态起着一种限制作用；一旦A、B、C取得平衡（哪怕是局部的暂时的）关系，则A的多重态空间就转换成一个相对于时间区域（t[,1]→t[,2]）的常态空间，即A事物的性质。这个性质是A事物在时间区域t[,1]→t[,2]上的一个不变的状态空间。C对A、B的平衡作用对于A的多重态空间的转换来讲起着一种选择定位的作用。I·普利高津认为，热力学第二定律在开放系统中正是起着这样一种选择作用。R ·托姆在论及生物形态的多样性时，就曾强调过环境系统中的涨落事件对突变新型态的选择作用。而M·艾根则认为， 突变的生物信息仅当通过自复制机制才能耦合到原有的DNA链上。而增加了的生物信息DNA链能否取得稳定的宏观表现型态，取决于它对环境中涨落事件的抗干扰能力。一旦新的DNA表现型与环境取得和谐共存，则进化就获得了成功。
对于以能量耗散为基础的“活性”复杂系统来讲，多重态的产生机制与定态选择机制的协同耦合关系是这类“活性”复杂系统的演化机制。
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