湧現：從混沌到有序

一粒小小的種子為何能夠長成紅杉、雛菊、豆苗等獨特的植物？螞蟻個體的行為非常機械，為何蟻群卻展現出非凡的靈活性？國際象棋只有二十幾條規則，為何人們能不斷發現新的走法？機器為何能夠越人類在製造它時賦予它的能力？上述現象揭示了這樣一個規律，即複雜的事物是由小而簡單的事物發展而來的，而這正是湧現現象的特徵。湧現現象產生的根本原因在於，事物各組成部分之間相互作用產生的複雜性，遠非個體行為的疊加可以相比，也就是我們常說的“整體大於部分之和”。

“整體大於部分之和”這一特性也成為湧現研究道路上的阻礙。許多哲學家和一些科學家堅定地認為對湧現的研究不可能還原為對明確定義的機制及其相互作用的研究。他們認為，機器的能力不可能超越人類在製造它時賦予它的能力。複雜自適應系統理論提出者約翰·霍蘭德借助模型和還原思想，建立了研究湧現現象的普適框架，掃清了研究道路上的障礙，推動了複雜自適應系統、機器學習、人工智能等領域的長足發展。

你可能會認為，湧現現象只出現在特定的系統中，在日常生活中並不常見。但實際上，具有湧現現象的系統隨處可見且與我們息息相關，比如神經元網絡系統、人體免疫系統、互聯網和全球經濟系統等。因此，研究湧現現象具有重要的現實意義。憑借霍蘭德提出的普適理論框架，我們可以找出某些複雜現象背後的根本規律，從而更好地認識世界、開拓世界以及預測未來。



約翰·霍蘭德，湧現理論奠基人，遺傳算法之父，複雜適應系統理論提出者，麥克阿瑟天才獎獲得者。聖塔菲研究所核心成員。曾任美國密歇根大學安娜堡分校心理學、電子工程和計算機科學教授。2015年，在密歇根安娜堡去世。