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混乱、秩序以及自我组织

教授

慕尼黑海茵研究所,2010年6月10日,多样复杂性是近年来最为热门的研究领域之一,随着全球化的深入发展,人们的生活条件越来越复杂,愈发不可窥其全貌。我们每天都会经历政治、经济和社会的动荡不安。但同样,新的机会也越发具有创造性,变革也越来越明显。在越发复杂和活跃的法则影响下,混乱、秩序和自我管理由此产生—不论是在自然界还是在人类社会。在技术和自然学科领域,复杂而活跃的系统早已经有相关深入而卓有成效的研究,——从物理学和化学中的原子能和分子到生物学中的细胞有机体和生态系统,再到智力研究中的神经元网和互联网中的计算机网络。与此同时,经济、金融和社会学科的应用也在如火如荼地进行。我们的决定和行为会受到如何的影响?在出于对自然和人类社会的认知上产生的蓝图,我们必须在哪些部分上做出相应的修正?

如果诱因和后果成相应比例,也就是说,比如,对正常运行的钟摆进行一个弱干扰会引发一个小的偏离,对其进行一个强干扰则会发生大的偏离:这种事件的发生是可计算并可预见的。这属于一种线性的关系,通过线性的比较以数学的形式表达出来。这种关系受限于两量一定一变的问题。如果变量大于两项,情况则处于非稳定性,会陷入混乱状态。在多项量的变动作用中,回接轨道并不按照线性动力学进行。一个典型的例子是动物数量的增长,其增长会由有限的资源而渐渐变缓,最终达到一个静态值:达到动物数量与资源量之间的一个平衡。

在此过程中起很大的决定性作用的是所谓的参数,在例子中则会是数量增长率。当此规模大于某一个界点时会发生振荡,导致不规律的、非周期性的运转,人们称之为混乱。一个混乱的发生非常敏感地取决于多个条件的最后一个条件中最为微小的变化。因此在混乱的秩序中,对未来只能做有限的预测,例如在天气预报中。

 然而不稳定性并非只是造成混乱的唯一前提,它还有可能孕育新的结构,这样的结构可以通过自我组织产生更复杂的系统。这类系统可以看作两个层面:其因素交替作用的微观层面和新秩序集合的宏观层面。这些秩序,如同水中可见的漩涡,会发展出一个自身的潜能,这种潜能能够反作用于因素层并和因素层共同作用。微观层面通往宏观层面的通道通过多个阶段不断重复:在原子式的自我组织阶段到分子式的自我组织,在分子式的自我组织过程中原子则在合适的条件下被安排为新的组合,下一步建构细胞式的自我组织,然后是有机体,最后形成整个生态系统。当今的一个挑战是如何理解社会秩序在团体、政治、经济中作为交流性的自我组织的形式。这并不意味着,它可以统治并预言。更多意义上来说,是要建立一个预先的警报系统,来及时察觉到极端的发展可能性。

Klaus Mainzer教授在1973年完成数学、物理和哲学学业后继续深造并于1979年在敏斯特大学获得哲学执教资格。 1996年起他成为德国的复杂系统和非线性动力学社会权威,2008年获得慕尼黑工业大学哲学和科学理论的教授职位并执教至今,现任Carl von Linde研究所院长。 Klaus Mainzer致力于研究复杂系统、自我组织范例、混乱理论学以及哲学角度下的人工智能。

Klaus Mainzer
Prof. Dr.