美國圣菲研究所是復雜性科學研究的重鎮。5月,圣菲研究所出版社出版了 Foundational Papers in Complexity Science(本文作者譯為“復雜性科學基礎論文集”,以下簡稱“論文集”)系列的第一卷和第二卷,第三卷和第四卷將在今年夏天出版。
第一卷收入了1922至1962年間的基礎性論文。經歷了幾十年的戰爭、技術發明失控和經濟動蕩,復雜性科學在這一階段逐漸形成,它整合了進化論、計算、動力學和統計物理學等領域的諸多概念。
第二卷收入了1962至1973年間的基礎性論文。這10多年可以說是從烏托邦向反烏托邦轉變的階段,其特征表現為全球不穩定、社會革命、太空探索和不斷增強的生態意識。這一階段的復雜性科學成果直接挑戰了人們對預測、控制和不確定性的認識。
什么樣的文獻算是復雜性科學基礎論文?比如,克勞德·香農1948年寫的《通信的數學理論》一文,迄今被引用了超過15.5萬次,香農因為此文的影響力而被稱為“信息論之父”。在如今的復雜性科學研究者看來,香農身上就有復雜性科學早期學者的影子。
“論文集”中收錄的論文作者包括一些大名鼎鼎的人物,如美籍匈牙利裔核物理學家利奧·西拉德——老百姓知道他,多半是因為他主動找愛因斯坦給美國總統寫信,希望美國在納粹德國之前研制出原子彈。此外,還有美國計算機科學家馬文·明斯基、英國數學家和計算機科學家阿蘭·圖靈等。
“論文集”共收錄像香農所寫的《通信的數學理論》這類開創性論文88篇。可以說“論文集”整體回顧了過去100年的歷史,考察了復雜性科學的源頭和演變。
值得一提的是,每篇論文都由一位當代頂尖復雜性科學家撰寫一篇導語,將這篇論文置于歷史語境中,探討其歷史貢獻,介紹其孕育出了哪些新思想。而且,每篇論文還由專業人員加上了注記,引導讀者關注那些最重要的內容。2000年是選文的截止日期,因為此后的論文問世時間太短,尚無法判斷它們是否具有基礎性地位。
“復雜性科學”一詞是“機器翻譯之父”沃倫·韋弗在1948年發表的一篇論文中提出來的,他是香農的同事,也是《通信的數學理論》一文的合著者。韋弗這篇論文也被收入了“論文集”的第一卷。
開始,韋弗的“復雜性科學”定義中的“復雜性”僅指“組織復雜性”,后來,自組織等許多概念都納入了復雜性科學的框架。借助這一類概念,人們對生命世界的非凡模式有了更切近的理解。
圣菲研究所所長、“論文集”主編、復雜系統學教授David Krakauer說,本項出版工程的重要意義在于,通過編輯該“論文集”,對于復雜性科學的下一步發展就越發心中有數了。
他說,復雜性科學是一門綜合性科學,它尋求理解自適應的本體,也就是將本研究領域的諸多進路和視角綜合起來,為橫跨生物學、經濟生活、計算系統和廣義的文化過程的原理提供一個共同的語言框架。
Krakauer還說,通過追蹤這些基礎性論文的參考文獻,可以識別出本領域的四大支柱概念——熵、演化、動力學和計算。
“我經常感到納悶的是,盡管本領域具有豐富的多樣性,但我們仍感到一致性很強。”他認為,“這是因為我們所有人都熟悉這四個概念集合。”這四個概念都是奠基于19世紀的科學突破,它們提供了一致性的基礎,首次在20世紀的復雜性科學中顯現出來。
像香農和韋弗這樣的先驅思想家的影響力在諸多學科領域都會涉及,遠超信息論和數學。我們今天在許多領域都能看到他們的思想印記,如控制論和一般系統論、人工智能和機器學習、算法復雜性和神經網絡等。如果能從復雜性科學的演化譜系和該領域日益精致繁雜的方法體系中獲得啟示,我們就能氣定神閑地應對當代的挑戰。
Krakauer總結說,對于未來旨在幫助人類逃脫最終地球災難的所有研究項目而言,復雜性科學都是不可或缺的。