“复杂性”的多领域界定及其关系研究

韩晓霞

(淮阴师范学院 教育科学学院， 江苏 淮安 223300)

一、引言

复杂性科学是近年来学术研究的热点，被霍金誉为“21世纪的科学”。但是到目前为止，“复杂性”并没有明确的定义，这与多层面、多领域的复杂性研究是密不可分的。复杂性研究关涉物理科学、计算科学、生命科学、经济科学、社会科学、语言科学、哲学等不同的领域，每个领域均有对“复杂性”的不同理解，这促成了“杂草丛生”的复杂性概念体系。鉴于此，为了澄清“复杂性”概念，有必要分析自然科学领域、社会科学领域、哲学领域对“复杂性”的界定；明晰不同意义上“复杂性”之间的关系。

二、不同领域对“复杂性”的界定

(一)自然科学领域的界定

在自然科学领域，确切的复杂性定义已经多达30种以上[1]，除了衍生于具体科学领域的复杂性定义之外，还有来源于模拟、仿真实验的定义。这些定义具有隐喻性，适用于多个学科领域，如自组织、自组织临界性、混沌边缘、复杂适应系统、涌现等。其中，自组织来源于欧洲学派的贡献，而自组织临界性、混沌边缘、复杂适应系统、涌现则来源于美国学派，尤其是圣菲研究所(SFI)的贡献。

第一，将复杂性等同于自组织。普利高津和尼科里斯在《探索复杂性》一书中提出了“复杂性”一词，虽然没有对复杂性给出明确的定义，但确实把复杂性等同于自组织。这从两个方面可以看出：一方面，他们认为，无序状态下的事物，只有通过与环境交换物质或能量使系统从无序状态转变为有序状态，才具有了复杂性。而这个过程也是自组织的过程，即存在自组织，才存在复杂性，复杂性等同于自组织。另一方面，将自组织的基本要素等同于复杂性的基本要素。《探索复杂性》一书还提到：“当还无法对复杂性给出准确明了的定义时，我们得到它的一些基本要素：在远离平衡态条件下和出现适当的非线性情况下进行分支的能力；在超过分支点后对称破缺的出现；以及宏观范围相关作用的形成和维持。”[2]这些复杂性的基本要素，实质上是形成自组织的基本要素。

第二，将复杂性界定为“混沌”或“混沌边缘”。“蝴蝶效应”的发现者、美国气象学家E.N.洛仑兹(E. N. Lorenz)提出“复杂性常用来指对初始状态的敏感依赖性及与这种敏感依赖性相互联系的每一件事”[3]。在这里，洛仑兹将“复杂性”与“混沌”视为同义，因为在混沌理论中，“混沌”就是指对初值的敏感依赖性，也就是指有序程度的最高状态。而与洛仑兹对“复杂性”的界定完全不同，甚至意思相悖，圣菲研究所的诺曼·帕卡德(Norman Packard)于20世纪80年代末期提出“混沌边缘”的概念，“混沌边缘”作为复杂性的定义，意指严格的有序与无序之间。除此之外，圣菲研究所的盖尔曼也认为，复杂系统处于“有序和无序之间的一个有明确定义的过渡区”，也就是“混沌边缘”[4]。圣菲研究所的《复杂性：诞生于秩序与混沌边缘的科学》与《复杂性：混沌边缘的生命》两部书也表现出将复杂性界定为“混沌边缘”的基本倾向。

第三，将复杂性定义为“复杂适应系统”或“涌现”。这两种界定主要源自圣菲研究所约翰·霍兰的贡献。霍兰于1994年提出复杂适应系统理论，他认为，每一个系统皆由并行的相互作用的主体组成网络，系统的发展和进化依赖于主体与环境的主动的、反复的相互作用。这种相互作用，霍兰用“适应”一词加以概括，这种“适应”促进了系统的动态发展，涌现系统的新性质，造就系统的进一步演化，进而产生了复杂性，即适应性造就复杂性。

综观三种对复杂性的定义，将复杂性直接或间接地界定为自组织、混沌、混沌边缘，实质上都是从“秩序”的角度进行分析的[5]，即有序、无序或二者之间的转化。只不过，普利高津等人将复杂性等同于自组织，是指“从无序向有序转化的过程”，而将复杂性界定为混沌或混沌边缘，是指一种有序或无序的状态。从复杂适应系统的角度来界定“复杂性”，认为适应性通过涌现、生成等方式造就了系统的复杂性，但这能否作为复杂性的定义，还有待进一步的商榷，因为适应性及涌现、生成只是作为“复杂性”产生的根源，并不是复杂性本身。

(二)社会科学领域的界定

笔者通过分析经济学的三个“复杂性”概念，即技术复杂性、组织复杂性、路径依赖，来呈现社会科学领域内“复杂性”界定的相关状况。

1.技术复杂性的相关界定

美国学者罗伯特·W.里克罗夫特(Robert W. Rycroft)与董开石(Don E. Kash)在《复杂性挑战：21世纪的技术创新》一书中指出，关于技术复杂性出现了至少三类根本不同的概念化方法。[6]65-67最简单的方法是用零部件的数量来衡量，一件成品的零部件数量愈多，则技术复杂性愈强。第二种方法认为，仅仅清点零部件数量的做法显然忽视了技术复杂性的一个重要组成部分，即控制论的贡献，也就是把部件与子系统通过复杂的反馈回路集成起来的结构设计的功能[7]，即是说，产品技术通过不断的反馈进行自我调整的能力及自我纠错的能力越强，则技术复杂性越强。第三种方法强调“社会技术系统”的思想，要求详细地考察工艺与产品技术之间的联系，以及产生这些创新的组织系统。在这种概念下，技术复杂性可能包括几千位训练有素的工作人员、非常复杂的设备与设施及大量的反馈回路所组成的社会技术系统，这个系统结合了硬件、软件和“社会件”[8]。

我国学者吴彤、胡晨在分析了里克罗夫特与董开石的三种技术复杂性的概念化方法之后，总结道，三种方法都是从客观角度即技术本身角度对技术的复杂程度进行解读的。在这种视角下，技术复杂性主要包括：组分数量，组分之间的反馈性关联及其程度，技术体系与其外部环境(社会)的关联。但是这样关注技术复杂性还不够，还应增加对技术组分的异质性差异的关注。[9]除了在客观意义上分析技术复杂性，还可以从认识的角度对技术复杂性加以界定，如将技术复杂性定义为不能被任何一位专家完全掌握细节的技术[6]65。这个定义就具有了认知的色彩，同时也具有了一定的相对性，即技术简单或复杂之间已经没有绝对的界限，而是以认知为基础的复杂性描述。

2.组织复杂性的相关界定

随着产品、生产及技术复杂性的增加，组织复杂性也会增加，因为相关研究表明，生产、组织和技术之间相互作用与相互依赖是历史的特征。[6]69组织复杂性指构成组织的不同元素和不同层次相互作用并使组织整体表现出多样性、变异性、动态性、不可预知性等复杂特征。[10]我国学者吕鸿江等人将组织复杂性进一步细化为结构复杂性、关系复杂性、战略复杂性、目标复杂性、行为复杂性、文化复杂性。[11]诸多研究表明，最优组织复杂性存在于混沌边缘，即当组织处于混沌边缘时是最好的状态，因为此时的组织适应环境，又具有创造力。

组织复杂性有几个明显的特征：第一，组织会产生非线性变化，即不符合常规，而且常常以难以预料的形式出现变化；第二，组织会通过不断变化的动机、约束和关联涌现出新组织，这样的新组织往往是内部变量和外部变量共同作用的综合结果，是组织要素和环境要素的相互融合；第三，组织是一个复杂适应系统，能达至自组织的状态——指一个组织没有被既有结构的僵化边界所束缚，通过集中关注自身的核心竞争力以及对新机会新挑战的快速适应，自行决定自己的结构和特性[6]309；第四，组织无论是通过自组织的过程获得成功，还是能够涌现出新组织，都离不开对复杂多变的信息流的掌握及驾驭，而只有通过组织化学习，才能最大化地实现组织成员之间及组织与外界环境的交流。[6]308

3.路径依赖的相关界定

路径依赖也是经济学概念，指某些技术、产品或标准所具备的貌似微小的优势或者不合逻辑的领先地位可能给最终的市场资源分配带来重要的、有时是不可逆转的影响。[6]308实际上，路径依赖是技术复杂性和组织复杂性协同演化的结果。有些在当时看来很不起眼的历史细节所起的作用很可能由于企业技术复杂性、组织复杂性的联合作用，经正反馈、受益递增等得以放大，演化成巨大的优势，成功“锁定”市场，以至于路径一旦选定，它会自我巩固，从而使竞争对手很难取代自己的主流产品与工艺。

纵观上文，从对技术复杂性、组织复杂性、路径依赖三个概念的界定来看，社会科学领域内的“复杂性”概念并没有完全超出自然科学领域“复杂性”概念的藩篱，而是在其基础上进行界定的，依托于自然科学领域内“复杂性”的概念体系，如频繁利用复杂适应系统、涌现、自组织、自组织临界性、混沌边缘等概念。吴彤曾总结过国外社会科学研究领域对复杂性的界定，他认为，基本含义类似于以下各种概念：混合；相关性；分辨力；自组织；自组织临界性；复杂适应系统；报酬递增；路径依赖；适切景观；涌现；生成关联；混沌边缘；自相似；模拟退火；奇怪吸引子。[12]实际上，这进一步说明了自然现象与社会现象的相似性，说明可能存在同一规律支配大自然运行及社会发展，同时说明科学研究具有进一步统一的趋势。

(三)哲学领域的界定

1.从哲学观上对“复杂性”概念加以分类

美国匹兹堡大学哲学系教授尼古拉斯·雷舍尔(Nicholas Rescher)从哲学观上总结了复杂性概念，给出一个复杂性概念分类层次表。[13]表1是笔者根据雷舍尔对复杂性概念的分类绘制的。

表1 雷舍尔对“复杂性”概念的分类

雷舍尔在本体论和认识论意义上对复杂性概念进行了分类。在认识论模型中，描述复杂性、生成复杂性、计算复杂性三个复杂性概念建立在人的认识程度的基础上，有效地描述了事物的相对复杂性，涉及人或主体的认识能力，客观基础是假设一个具有一般认识能力的主体来对事物进行认识。但是由于三个概念没有涉及意义、交往等复杂性问题，因而没有涉及主体间的复杂性问题。在本体论模型中，雷舍尔将事物本身存在的复杂性从组成要素(组分)、结构、功能三个方面加以总结。

吴彤认为，从科学哲学角度研究复杂性，需要回答以下三个问题：第一个为“复杂性存在论”问题，试图解答“复杂性是世界的客观本质属性，还是简单性的复合现象”的问题；第二个为“复杂性演化论”问题，试图回答“复杂性是从简单性中生成的，还是始终与简单性并存的世界属性”的问题；第三个是“复杂性方法论”问题，试图作答“用何种方法研究复杂性”的问题。[14]44-47吴彤还进一步指出，在回答问题1与问题2的基础上，能进行客观复杂性的研究。表2所呈现的就是吴彤对客观复杂性的分类。

表2 吴彤对客观复杂性的分类

吴彤还指出，“从客观角度研究复杂性，就是考察抽象的复杂性存在具有哪些基本性质”[14]。这里强调“复杂性客观存在”，实际上相当于“复杂性本体论”。反观雷舍尔关于“复杂性本体论模型”，与吴彤的观点存在以下异同。

首先，吴彤对客观复杂性的分类，将结构复杂性界定为“系统内部要素之间通过相互作用构成的排列组合的复杂性”[14]，实际上等同于雷舍尔对“结构复杂性”的归类。不同的是，雷舍尔将“结构复杂性”进一步细化为组织复杂性与层级复杂性，而吴彤将之划分为分形结构复杂性与非稳定结构复杂性。雷舍尔似乎在追求一种“有秩序”的复杂性，强调组织、层级的数量，而吴彤更关注“无序”的复杂性，认为“整形则是简单的”。

其次，雷舍尔将本体论意义上的复杂性概括为组分复杂性、结构复杂性、功能复杂性，更多的是强调一种静态的存在，属于“复杂性的存在论”。而吴彤认为“复杂性本体论”包括“复杂性存在论”和“复杂性演化论”，其中，运动复杂性集中体现出“复杂性演化论”的精髓。吴彤还把运动复杂性进一步细化为分岔运动意义的复杂性、突变运动复杂性、混沌运动意义的复杂性，强调动态发展及演化。

最后，雷舍尔在总结本体论意义上的复杂性概念时，是在同一个系统内展开讨论的，没有关注复杂系统与其他系统或外界环境交流时所体现出来的复杂性。而吴彤注意到了这个问题，还提出了“边界复杂性”的概念。

总之，在“本体论意义上的复杂性分类”这个问题上，雷舍尔与吴彤各有优缺点。雷舍尔从复杂性的静态存在出发，总结出组分复杂性、结构复杂性、功能复杂性，比较全面；但是没有注意到“演化”意义上的复杂性及边界复杂性。吴彤不仅分析了静态“存在”的复杂性，还提出了运动“演化”的复杂性，不仅强调了系统内的结构复杂性及运动复杂性，还关注系统与环境相互作用的边界复杂性；但是对“存在”复杂性的分析较为单薄，仅仅关注结构复杂性，没有关注组分复杂性及功能复杂性。因此，将二者结合起来，是更为全面的本体论意义上的复杂性概念体系，如表3所示。

2.从方法论的角度界定“复杂性”

钱学森[15]是国内最早关注复杂性科学的人。他在20世纪80年代中期就洞察到这个科学新方向的重要性，曾是国内复杂性研究的核心，提出了开放的复杂巨系统理论(OCGS)。钱学森提出，从方法论层次划分简单性与复杂性。他认为，凡是不能用或不宜用还原论方法处理，而要用或宜用新的科学方法处理的问题，都是复杂性问题。他进一步指出，解决复杂性问题需要利用综合集成的方法。比如，综合集成各种理论知识、科学知识与非科学知识(如专家的经验、不成文的感受等)、逻辑思维与非逻辑思维及形象思维、机器“智能”与人的智能、定性材料与定量数据等。实际上，这也是一种系统的方法。

表3 本体论意义上的复杂性分类

我国学者苗东升[16]没有直接从方法论角度界定复杂性，却基于方法论的视角，谈了他对“简单性问题”及“复杂性科学”的一些看法。苗东升指出，“所谓简单性问题，指一切可以用还原论方法解决的问题，已经形成完全成熟的普适方法论和具体方法的体系。新的问题还会出现，但只要循着这条路走就可以解决，至多作一些局部的调整、修正，无须作方法论的变革。”他进一步谈到，不能把“简单性问题”与“简单的问题”等同起来，“简单性问题”并不是指容易解决的问题。如果按照方法论来划分，“简单性科学”可以改称为“还原论科学”，主要探索事物的还原释放性；而“复杂性科学”可以改称为“涌现论科学”，主要探索事物的整体涌现性。这样来看，简单性科学与复杂性科学并没有高低、难易之分，只是代表科学探索的两个不同方向。

我国学者黄欣荣[17]65在其博士学位论文《复杂性科学的方法论研究》中谈到，复杂性、复杂系统和复杂性科学从研究对象上都难以界定，于是大家比较倾向于从科学方法论上来划分自己的领域。复杂性问题就是指不能完全用还原论方法论解决的问题，并进一步提出了复杂性科学的方法论——融贯论，即在整体观的观照下，把整体论和还原论两种方法论有机结合起来，形成新的适合复杂性科学的方法论。

由此可知，几位学者都从方法论的角度界定或研究复杂性、复杂性问题或复杂性科学。实际上，通过研究方法论来界定学科的领域和性质是复杂性研究的重要特色。一般来说，传统学科是以研究对象来划分的，如物理学、生物学、化学、历史学、哲学等都是以研究对象来表明各自的研究范围。[17]4由于复杂性研究对象不拘泥于一门具体的学科或对象，而往往是某个系统，关涉多个学科，且相互作用错综复杂，一般还具有演化、涌现的性质，难以还原为某个具体的学科或对象，因此，难以用研究对象来加以划分。

3.“复杂性”即辩证的统一

在《复杂性思想导论》一书中，法国哲学家埃德加·莫兰全面地阐述了他对“复杂性”的一些看法。他认为，首先，复杂性是个数量性的现象，意味着单元数量很大，单元之间的相互作用和相互干预数量也巨大；其次，复杂性并不仅仅指巨大的数量，它还包含着随机因素、偶然性、主动性、决断、意外之事、不可预见性、对漂移和变迁的意识，是种种事件、行为、相互作用、反馈作用、决定性、随机性的交织物；最后，复杂性是由不可分离地连接着的异质构成因素交织形成的东西，它提出了一和多的悖论。[18]莫兰理解的复杂性的第一个含义与复杂性的词源及日常生活中人们对复杂性的理解一致，简单来说，是指“既多又杂”。第二个含义，莫兰强调了“不确定性”，认为复杂性联合了决定性及随机性，将决定性、随机性交织在了一起。第三个含义，莫兰将“复杂性”上升到哲学层面，指出复杂性是“异质构成因素的交织物”及“一和多的悖论”。这实际上包含了辩证法思想，即认为复杂性是“辩证法的统一”，强调有序与无序、偶然性与必然性、统一性与差异性的区分及联合。这一点正如黄欣荣所指出的，莫兰把复杂性概念大体等同于辩证唯物主义的矛盾概念，即事物的对立统一性。[17]23我国学者林德宏指出，辩证法是关于复杂性的哲学，哲学上的复杂性概念包含以下几方面的内容：多样性、相互作用性、矛盾性、不确定性[19]。

可见，林德宏与莫兰对复杂性的认识有相似之处，二者都将复杂性等同于“辩证的统一”，除了强调复杂性即矛盾、对立统一，还共同提到了复杂性具有不确定性、偶然性、随机性等特点。不同的是，二者的观点来源不同：林德宏是在马克思主义哲学的指导下，自觉地审视与分析世界复杂性的背景下提出“辩证法是关于复杂性的哲学”；莫兰在对科学发展史进行分析之后，站在“为了一个开放的理性”的高度，提出了复杂性范式，在此基础上进一步明晰了哲学意义上的复杂性概念。

三、不同领域“复杂性”的关系解析

在分析了自然科学领域、社会科学领域、哲学领域“复杂性”的相关概念之后，笔者发现，三个领域的复杂性研究相互影响，并且哲学意义上的复杂性在本体论、认识论和方法论意义上对自然科学和社会科学对“复杂性”的处理有启发意义。

(一)三个领域的“复杂性”相互影响

首先，哲学意义上的复杂性探索对自然科学、社会科学领域的复杂性研究具有启发和指导作用，影响科学家看到什么、提出什么问题和以什么方式思索与解决问题，在很大程度上，可以规范复杂性研究的思维方式。如普利高津在探索复杂性中得出结论，认为“我们需要一个更加辩证的自然观”[20]，在这个“辩证的自然观”的指导下，进行复杂性的自然科学研究。

其次，从一定程度上来说，自然科学领域的复杂性探索是其他两个领域复杂性研究的基础。社会科学领域的复杂性相关概念是从自然科学领域的复杂性概念衍化而来的，以复杂性科学术语为基础，且社会科学的复杂性研究也会不断借鉴自然科学的研究方法。而复杂性哲学的思潮是对复杂性科学思潮的回应和跟进，“世界范围的复杂性研究的兴起和高涨，很快就会有相应的哲学研究出现，实际上，世界复杂性研究的代表人物都在对复杂性作哲学思考”[16]。

最后，社会科学意义上的复杂性也会为其他两个领域内的复杂性研究提供一定的养分。一方面，复杂性研究或复杂性科学不是一门具体的科学，而是分散在许多学科中，是学科互涉的[17]4。不少科学家从诸多社会现象的复杂性中受到启发，将某些自然现象与社会现象联系在一起进行复杂性研究。圣菲研究所对复杂适应系统(简称CAS)的研究就是很好的范例。另一方面，社会科学领域复杂性概念的发展也是复杂性哲学进一步发展的动因和契机，因为哲学总是试图解释周围世界存在的合理性，社会科学领域新的复杂性概念的诞生及复杂性研究的推进，能够引起哲学家新的“惊奇”。

(二)哲学意义上复杂性的指导作用

依据前文的分析，哲学意义上的复杂性等同于“辩证的统一”，既强调矛盾、对立统一，也强调不确定性、偶然性、随机性。这与马克思主义哲学的辩证法有异曲同工之处，因为“辩证法强调整体性、联系和环境、变化、历史性、矛盾性、不规则性、不对称性和现象层次的多样性”[21]。这从本体论、认识论和方法论层面对自然科学、社会科学等领域的研究具有启发意义。

从本体论上看，综观自然科学领域中的复杂性研究，包括控制论、信息论、系统论、耗散结构理论、协同学、超循环理论、突变论、混沌理论、分形几何等，证明世界的本质是非线性的和随机性的，线性和决定性只是其中的特例；但是，在非线性变换中又有不变的自相似性。[22]这种自相似性就是：持续的能量流，系统保持开放，同环境有能量、物质、 信息的交流是进化的必要条件。

从认识论上看，“人的认识不是一种镜像似的反映，它是认知主体同认知客体之间复杂的相互作用，是人带着他固有的生物的、文化的、语言的特征对他投身于其中的世界的不断的适应，这就导致透视论。在透视论看来，即便是有逻辑—数学严密性和可公开检验性的自然科学(及其核心物理学)，也不是垄断性的认知方式”[22]。

从方法论上看，哲学意义上的复杂性与马克思主义哲学的辩证法具异曲同工之处，强调“辩证的统一”，形成了复杂性范式。复杂性范式强调在动态开放性、关系性、非线性、过程性等复杂性思维的指导下，对自然现象、社会现象所作理解、分析的方式，包括有序性与无序性并存、自主性与依赖性并存、统一性与多样性并存等原则，这是认识世界、改造世界的方法的理论。

综观全文，在梳理、分析、比较了自然科学领域、社会科学领域、哲学领域“复杂性”的已有概念的基础上分析了三者之间的关系，强调哲学在本体论、认识论和方法论意义上对自然科学和社会科学对“复杂性”处理的启发意义。