復(fù)雜性概念的系統(tǒng)哲學(xué)闡釋

復(fù)雜性概念的系統(tǒng)哲學(xué)闡釋

一、系統(tǒng)的層次間關(guān)系和復(fù)雜性根據(jù)美國(guó)婦產(chǎn)科訴訟署的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，關(guān)于復(fù)雜性的定義至少有45種。學(xué)者們主要是從具體的學(xué)科或從某一理論視角出發(fā)來(lái)界定復(fù)雜性,故而未能形成統(tǒng)一定義。本文對(duì)復(fù)雜性的理解以系統(tǒng)哲學(xué)為基礎(chǔ)。這不僅因?yàn)楝F(xiàn)代系統(tǒng)理論視復(fù)雜性為其研究的最新階段(如“系統(tǒng)復(fù)雜性”或“復(fù)雜系統(tǒng)”等概念和理論),而且也是以圣菲研究所的約翰.霍蘭為代表的許多著名復(fù)雜性研究學(xué)者的觀點(diǎn)和研究進(jìn)路。關(guān)于系統(tǒng)的定義,據(jù)瓦·尼·薩多夫斯基的研究,文獻(xiàn)中流傳最廣的定義就將近40種。這些定義根據(jù)所使用的語(yǔ)言大致可以分為三種類(lèi)型,第一種為數(shù)學(xué)模型形式化語(yǔ)言類(lèi)型,第二種為整體-部份關(guān)系語(yǔ)言類(lèi)型,第三種為信息-控制論語(yǔ)言類(lèi)型。薩多夫斯基本人對(duì)第二種類(lèi)型最感興趣。并且,第二種也是被使用得最多的一種系統(tǒng)定義類(lèi)型。系統(tǒng)哲學(xué)和一般系統(tǒng)論創(chuàng)始人貝塔朗菲的定義也屬于第二種類(lèi)型。他認(rèn)為,系統(tǒng)(system)“可以定義為相互作用著的各要素的綜合體”?？梢?jiàn),貝塔朗菲是以層次(hierachy)之間關(guān)系作為建構(gòu)系統(tǒng)概念的主要支柱。而彼得.切克蘭德認(rèn)為,系統(tǒng)思想的核心概念是突現(xiàn)(Emergence)和層次(Hierachy)、通訊(Communication)和控制(Sybernetics)。如果將層次作為本體,則其它幾個(gè)概念反映的主要也是系統(tǒng)層次之間的關(guān)系。特別是突現(xiàn),學(xué)術(shù)界主要存在強(qiáng)義和弱義兩種理解。從近代生物學(xué)中關(guān)于機(jī)械論(mechanism)與活力論(vitalism)之爭(zhēng)以來(lái),強(qiáng)突現(xiàn)觀點(diǎn)為H.杜里舒(HansDriesch)、H.柏格森(HenryBergson)等人所堅(jiān)持。強(qiáng)突現(xiàn)理論的要義是,生物整體層次上的特征并不能由其組成部分比如分子、原子的性質(zhì)得到完全解釋,而須借助一種神秘力量比如亞里士多德意義上的“隱德來(lái)?！辈拍墚a(chǎn)生。而所謂弱義突現(xiàn)(或名義突現(xiàn),NominalEmergence)則是指,雖然事物整體性質(zhì)有別于其組成部分的孤立性質(zhì),但最終可由其部分的共同構(gòu)成來(lái)解釋。著名系統(tǒng)哲學(xué)家M.邦格(MarioBunge)就持有弱義突現(xiàn)論觀點(diǎn)。另外,“依隨突現(xiàn)論”(SupervenienceEmergentism)者也主張系統(tǒng)上一層次依附于下一層次,不可能出現(xiàn)下一層次完全相同而上一層次不同這種情況。西蒙認(rèn)為,整體論(holism)可以分為強(qiáng)解釋和弱解釋兩種。強(qiáng)解釋的整體論就是一種強(qiáng)義突現(xiàn)觀,整體的性質(zhì)與其元素或部份性質(zhì)無(wú)關(guān)。而對(duì)于整體論的弱解釋,系統(tǒng)整體性質(zhì)不能用其元素性質(zhì)孤立來(lái)理解,必須借助系統(tǒng)元素之間的相互作用關(guān)系才能理解。所以,突現(xiàn)問(wèn)題其實(shí)質(zhì)也是系統(tǒng)層次之間的一種關(guān)系問(wèn)題。西蒙進(jìn)一步認(rèn)為,復(fù)雜性就表現(xiàn)為系統(tǒng)層級(jí)結(jié)構(gòu),從而提出一種分層復(fù)雜性理論。在進(jìn)行有關(guān)復(fù)雜系統(tǒng)(ComplexSystems)的討論后,西蒙說(shuō):“于是,我的中心思想是,復(fù)雜性經(jīng)常采取層級(jí)結(jié)構(gòu)形式,層級(jí)系統(tǒng)有一些與系統(tǒng)具體內(nèi)容無(wú)關(guān)的共同性質(zhì)。”。霍蘭則直接視復(fù)雜性為突現(xiàn)。他的CAS理論主要是要探索復(fù)雜經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中,由個(gè)體活動(dòng)導(dǎo)致系統(tǒng)突現(xiàn)的“隱秩序”(hiddenorder)問(wèn)題。所以實(shí)際上,霍蘭正是視復(fù)雜性為系統(tǒng)突現(xiàn)?；籼m的觀點(diǎn)在SFI具有代表性,突現(xiàn)現(xiàn)又被稱(chēng)為“圣菲理念”或“圣菲主題”。我國(guó)學(xué)者顏澤賢對(duì)“復(fù)雜性”的定義是:(1)復(fù)雜性客觀事物的一種屬性。(2)復(fù)雜性是客觀事物層次之間的一種跨越。(3)復(fù)雜性是客觀事物跨越層次的不能用傳統(tǒng)的科學(xué)理論直接還原的相互作用。這種觀點(diǎn)既是對(duì)目前復(fù)雜性理論研究的概括和提煉,同時(shí)也具有哲學(xué)高度。所以,以系統(tǒng)哲學(xué)為基礎(chǔ),本文主要通過(guò)系統(tǒng)層次之間的關(guān)系來(lái)探索對(duì)復(fù)雜性的度量。二、整體與部分的辯證關(guān)系與方法論反思從哲學(xué)上講,整體與部分的關(guān)系是理解系統(tǒng)層次間關(guān)系的一對(duì)重要范疇。下面通過(guò)對(duì)整體與部分關(guān)系(整體是否等于部分和)的考察入手建立復(fù)雜性度量的理論與方法。在《巴曼尼德斯篇》中,柏拉圖就整體與部分關(guān)系問(wèn)題進(jìn)行了比較明確和集中(相對(duì)于其它著作而言)的討論。根據(jù)我國(guó)柏拉圖研究權(quán)威陳康先生的意見(jiàn),柏拉圖的觀點(diǎn)是“整體等于部分和”?！罢麄€(gè)”是“無(wú)一部分不備的”。并且,通過(guò)語(yǔ)境分析可以看出,柏拉圖討論的并非是限于所謂簡(jiǎn)單系統(tǒng)這種情況。而現(xiàn)代學(xué)者談?wù)摗罢w大于部分和”時(shí),大多宣稱(chēng)其來(lái)自于亞里士多德。在《形而上學(xué)》等著作中,亞里士多德確實(shí)多次表述“整體不等于部分和”這一思想。“整體”不同于“聚合”,而是“別的東西”。可見(jiàn)從古希臘哲學(xué)開(kāi)始,整體與部分關(guān)系就是一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題。近代哲學(xué)大師康德在其著名“先天綜合批判命題”中公開(kāi)表達(dá)了這一形而上學(xué)難題:“世界中復(fù)合事物并非由單位部份構(gòu)成”和“世界中復(fù)合事物都由單位部份構(gòu)成”的二律背反。黑格爾對(duì)這個(gè)問(wèn)題也做過(guò)思考,但更傾向于亞里士多德的看法。黑格爾視“復(fù)合物”概念本身就是一種“機(jī)械的”看法,在自然界里物理現(xiàn)象不是單純機(jī)械的,而在精神世界內(nèi)機(jī)械性?xún)H僅具有從屬地位。在強(qiáng)大的現(xiàn)代科技革命背景,特別是后經(jīng)驗(yàn)主義哲學(xué)思潮影響下,現(xiàn)代哲學(xué)家鮮有談?wù)摗罢w等于部分和”者了(即使有,也只局限于所謂簡(jiǎn)單系統(tǒng))。但是,根據(jù)現(xiàn)代哲學(xué)的一個(gè)主要觀點(diǎn),語(yǔ)言問(wèn)題是導(dǎo)致形而上學(xué)問(wèn)題的原因。如果我們還談形而上學(xué),則應(yīng)該首先搞清楚語(yǔ)言問(wèn)題或意義問(wèn)題。在對(duì)待整體與部分關(guān)系這個(gè)問(wèn)題上,本文認(rèn)為,我們的認(rèn)識(shí)當(dāng)然也應(yīng)該具有現(xiàn)代哲學(xué)水準(zhǔn),而不應(yīng)籠統(tǒng)談什么“整體不等于部分和”。在《邏輯哲學(xué)論》中,維特根斯坦認(rèn)為,“每一個(gè)關(guān)于復(fù)合物的陳述可以分解為關(guān)于其各組成部分的陳述,分解為完全地描述該復(fù)合物的一些命題?！痹凇墩軐W(xué)研究》中,維特根斯坦進(jìn)一步指出,要認(rèn)識(shí)部分如何“組合”成整體,首先要搞清楚“組合”的意義。普特南認(rèn)為,“整體”與“部分”概念具有相對(duì)性。普特南舉例,由于對(duì)象(部分)間可以產(chǎn)生新組合(整體),“卡爾納普世界”中的三個(gè)對(duì)象在同樣的“萊茲列夫斯基”世界中卻有八個(gè)對(duì)象。而作為華沙邏輯學(xué)派的代表人物之一,斯坦尼斯特奧.萊茲列夫斯基正是整體與部分邏輯關(guān)系理論的奠基者。在整體與部分概念關(guān)系問(wèn)題上,萊茲列夫斯基正是持有如普特南所說(shuō)的相對(duì)性立場(chǎng)?？梢?jiàn),A·烏約莫夫?qū)Α瓣P(guān)系”概念在一般系統(tǒng)論元理論中的定位也只具有相對(duì)意義。部分通過(guò)“關(guān)系”形成整體時(shí),整體并不一定要是所謂“新事物”。結(jié)合系統(tǒng)哲學(xué),本文構(gòu)造了整體與部分關(guān)系的邏輯語(yǔ)義模型(為方便,使用了集合論語(yǔ)言,可等價(jià)轉(zhuǎn)換為邏輯語(yǔ)言):假設(shè)ai具有性質(zhì)Ki;系統(tǒng)s的性質(zhì)可列,且有性質(zhì)Pi,i=1,2,…,n,設(shè):S={X│P1(X)∧P2(X)……∧Pn(X)}Ai={X│Ki(X)},i≤ms∈S,ai∈Ai,s≠ai,i≤m,∈:集合屬于關(guān)系∧:邏輯合取,∨:邏輯析取,→、←和?:邏輯蘊(yùn)含關(guān)系,則:如果(s∈S)?∧(ai∈Ai)為真,i≤m,且集合{ai│i≤m}不真包含其等價(jià)類(lèi)。則ai稱(chēng)為s的部分。如果(s∈S)→(ai∈Ai)為真,但ai不是s的部分,則定義ai稱(chēng)為s的“境”?！熬场睒?gòu)成嚴(yán)格偏序,必有一個(gè)與s最鄰近。所有最近的“境”組成一集合,用“環(huán)境”(C)指稱(chēng)這個(gè)集合。這里的“環(huán)境”是指區(qū)別于系統(tǒng)但與系統(tǒng)有聯(lián)系的事物。系統(tǒng)的開(kāi)放性為貝塔朗菲本人高度重視,薩多夫斯基、克里爾、顏澤賢等學(xué)者對(duì)環(huán)境范疇做過(guò)專(zhuān)門(mén)探討。這個(gè)模型的一個(gè)主要作用就是可以全面理解突現(xiàn)的特點(diǎn),而突現(xiàn)亦可成為對(duì)復(fù)雜性的系統(tǒng)詮釋。柏拉圖認(rèn)為的“整體等于部分和”中的“和”就是在邏輯合取意義上講的。而復(fù)雜性研究學(xué)者歐陽(yáng)瑩之所倡“從關(guān)節(jié)處切割自然”的復(fù)雜系統(tǒng)分析方法(“綜合微觀方法”),正是以此為哲學(xué)依據(jù)。而亞里士多德要么取邏輯析取意義(節(jié)儉與勇敢之“和”不等于正義),要么直接以部分為質(zhì)料了(房屋不等于“材料”和)。用現(xiàn)代哲學(xué)術(shù)語(yǔ)講,在部分所具有的性質(zhì)(即什么是部分)的問(wèn)題上,亞里士多德持有一種經(jīng)驗(yàn)主義的實(shí)在論立場(chǎng)。象信息、結(jié)構(gòu)等客觀但非實(shí)在的部分就容易被忽視。羅素指出,亞里士多德哲學(xué)中,經(jīng)驗(yàn)主義甚至常識(shí)感的成份比較重,結(jié)果反而導(dǎo)致了目的論。我國(guó)學(xué)者陳曉平也持有類(lèi)似立場(chǎng),他認(rèn)為整體并非部分的堆積,而須借助結(jié)構(gòu)才能理解?，F(xiàn)代學(xué)者也主要是取亞里士多德語(yǔ)義,才能談“整體大于部分和”,也才能談所謂“突現(xiàn)”。如果要對(duì)弱義突現(xiàn)(NominalEmergence,學(xué)界理解和界定突現(xiàn)之共同基礎(chǔ))進(jìn)行詮釋,則下式必為假命題:∨(Ki(ai))→Pq(s),∨表示邏輯析取,i≤m,q≤n如果環(huán)境C=Φ,則稱(chēng)為強(qiáng)突現(xiàn)。其中涉及如下與復(fù)雜性有關(guān)的邏輯與認(rèn)識(shí)論問(wèn)題:①計(jì)算(或算法)復(fù)雜性,特別是不可解問(wèn)題;②概念抽象度,以及邏輯體系完備性問(wèn)題;③不同解釋模型比較的模型論問(wèn)題。這里首先要強(qiáng)調(diào)的是具有波普爾證偽主義特征的復(fù)雜性度量方法(批判哲學(xué)方法)的意義。哥德?tīng)柌煌陚湫远ɡ怼⒘_不可能定理就很成功地揭示了邏輯學(xué)和社會(huì)決策系統(tǒng)的復(fù)雜性問(wèn)題。羅素悖論、甚至各種佯謬也都不同程度地推動(dòng)了科學(xué)的進(jìn)步。如果我們實(shí)行放棄實(shí)在論的哲學(xué)革命(或持某種所謂新實(shí)在論立場(chǎng)),對(duì)復(fù)雜性的度量就可以在新的范式內(nèi)回歸證實(shí)方法。通過(guò)維納,生命哲學(xué)理論為系統(tǒng)科學(xué)提供了“柏格森時(shí)間”這個(gè)重要概念,過(guò)程對(duì)于時(shí)間反演變換不對(duì)稱(chēng)。通過(guò)對(duì)時(shí)間軸上因果關(guān)系的研究,柏格森提出了同時(shí)超越機(jī)械論和目的論的問(wèn)題。這一思想為懷特海所繼承和發(fā)展。懷氏創(chuàng)立了宏大的過(guò)程哲學(xué)體系,成為現(xiàn)代思辨哲學(xué)的一座豐碑。在巨著《過(guò)程與實(shí)在》中,懷特海闡述了大量的新觀念。其中與復(fù)雜性度量直接相關(guān)的是“全等的可定義條件”和“潛在性”這兩個(gè)概念。前者與可測(cè)性和相對(duì)論時(shí)空觀有關(guān),而后者涉及的問(wèn)題比較復(fù)雜?！皾撛谛浴鞭D(zhuǎn)化為“現(xiàn)實(shí)性”的條件是什么?是偶然的?“創(chuàng)造性”該怎么度量?“復(fù)雜范式”學(xué)派理論家莫蘭提出了“必然性與偶然性之間的聯(lián)合”的復(fù)雜性問(wèn)題。那么,復(fù)雜性科學(xué)如何度量偶然性?維特根斯坦提出,“邏輯中沒(méi)有偶然的東西”。復(fù)雜性科學(xué)家蓋爾曼認(rèn)為,“有效復(fù)雜性意味著規(guī)律性,完全無(wú)規(guī)律意味著有效復(fù)雜性為零”。而“潛在性”的度量是不是就是“隨機(jī)性”(概念具有“潛在性”,經(jīng)濟(jì)學(xué)研究知識(shí)和信息理論時(shí)正是基于概率論)?有從事復(fù)雜性度量研究的學(xué)者提出,復(fù)雜性就等于“隨機(jī)性”或“無(wú)窮”。但是,適用統(tǒng)計(jì)力學(xué)的簡(jiǎn)單巨系統(tǒng)就具有“隨機(jī)性”,而牛頓力學(xué)系統(tǒng)中已包含“無(wú)窮”這個(gè)概念。學(xué)術(shù)界并未把以上系統(tǒng)視為復(fù)雜系統(tǒng)。IngoWagener認(rèn)為,就圖靈機(jī)上的算法復(fù)雜性理論而言,NP·P問(wèn)題仍然還只是一個(gè)智力挑戰(zhàn)。在運(yùn)籌學(xué)領(lǐng)域內(nèi),中國(guó)工程院院士張勇傳已經(jīng)否定了這個(gè)問(wèn)題。在能行性論域中本來(lái)就不能討論“無(wú)窮”,通過(guò)模型論方法“無(wú)窮”甚至可以實(shí)體化。而被稱(chēng)為“確定性隨機(jī)性”(或“偽隨機(jī)性”)的混沌現(xiàn)象才是科學(xué)界公認(rèn)的復(fù)雜性研究的開(kāi)端,“混沌邊沿”才是真正的復(fù)雜性現(xiàn)象。本文認(rèn)為,在自然主義綱領(lǐng)(或自然科學(xué)研究)內(nèi),萊布尼茨“充足理由律”并不能完全放棄(比如,貝努利提出“不充足理由律”)。但,社會(huì)科學(xué)研究中有時(shí)會(huì)涉及“價(jià)值”這個(gè)概念,偶然性(強(qiáng)突現(xiàn))無(wú)法避免。偶然性、非帕斯卡概率也應(yīng)屬于復(fù)雜性度量理論研究的范疇,盡管有不可克服的困難。結(jié)構(gòu)復(fù)雜性度量理論中,芒得布羅姆的“分形”理論出現(xiàn)最早。一種新的空間結(jié)構(gòu)被揭示出來(lái),點(diǎn)、線(xiàn)、面作為空間構(gòu)造元素的實(shí)體地位不復(fù)存在。從運(yùn)動(dòng)學(xué)發(fā)展起來(lái)的現(xiàn)象描述和行為研究如微分方程定性理論、動(dòng)力系統(tǒng)理論等,其實(shí)質(zhì)也是揭示出運(yùn)動(dòng)相圖的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。上面提到的混沌相圖就是經(jīng)分岔而形成的分形結(jié)構(gòu)。但這類(lèi)對(duì)現(xiàn)象的研究本質(zhì)上還是屬于一種計(jì)算復(fù)雜性研究范疇。一般系統(tǒng)論奠基者貝塔朗菲認(rèn)為,結(jié)構(gòu)同型是系統(tǒng)方法具有普遍價(jià)值的保證,從而從系統(tǒng)方法論角度強(qiáng)調(diào)了一種結(jié)構(gòu)主義的整體觀。“結(jié)構(gòu)”本來(lái)只是系統(tǒng)概念的一個(gè)要素,結(jié)構(gòu)參與系統(tǒng)的建構(gòu)。但當(dāng)我們研究突現(xiàn)等復(fù)雜性問(wèn)題陷入認(rèn)識(shí)困境時(shí),一種具有演繹力的深層結(jié)構(gòu)就成為考慮的方向。這種具有整體認(rèn)識(shí)功能的方向已由結(jié)構(gòu)主義者指出。注重共時(shí)性和形式性的結(jié)構(gòu)主義,已從整體論發(fā)展到方法論階段。據(jù)皮亞杰的觀點(diǎn),在強(qiáng)調(diào)整體性的同時(shí),結(jié)構(gòu)主義還強(qiáng)調(diào)發(fā)生學(xué)機(jī)制以及功能選擇的重要性。但,整體性、形式性、深層性是結(jié)構(gòu)主義追求的主要目標(biāo)。皮亞杰認(rèn)為,結(jié)構(gòu)是一個(gè)由種種轉(zhuǎn)換規(guī)律組成的體系。一個(gè)結(jié)構(gòu)包括了三個(gè)特性:整體性、轉(zhuǎn)換性、自身調(diào)整性。整體性是指結(jié)構(gòu)的組分之間有某種非簡(jiǎn)單的相加聯(lián)合關(guān)系。轉(zhuǎn)換性是指結(jié)構(gòu)本身是一種轉(zhuǎn)換運(yùn)算體系,并非靜止不動(dòng)。而自身調(diào)整性是指,結(jié)構(gòu)具有保守和封閉性。結(jié)構(gòu)可以通過(guò)調(diào)節(jié)作用整合進(jìn)入更大的結(jié)構(gòu)。皮亞杰強(qiáng)調(diào),結(jié)構(gòu)應(yīng)該是可以形式化的。但,形式化可能存在著不同的過(guò)渡階段,這要取決于理論家的決定。這說(shuō)明,形式化是結(jié)構(gòu)主義追求的一個(gè)目標(biāo),并且這個(gè)目標(biāo)與研究的需要或功能有關(guān)系。皮亞杰認(rèn)為,方法論的結(jié)構(gòu)主義不滿(mǎn)足于整體主義所停留的事物可觀察的聯(lián)系或相互作用體系,而是要到一個(gè)深層結(jié)構(gòu)里去找出對(duì)這個(gè)經(jīng)驗(yàn)體系的解釋。這個(gè)深層結(jié)構(gòu)要能對(duì)經(jīng)驗(yàn)體系提供某種程度的演繹解釋。.以圣菲研究所蘭頓為代表的人工生命研究,是以度量生命行為(或樣式)為取向的。不同于以往人工智能研究的是其前邏輯特征。而后者卻是建基于各種牌號(hào)的邏輯,甚至所謂辯證邏輯。這里的問(wèn)題是,前邏輯怎樣走向形式化?考溫曾經(jīng)批評(píng)過(guò)的復(fù)雜性研究中濫用計(jì)算機(jī)的現(xiàn)象,就與此問(wèn)題有關(guān)。莫蘭提出“元邏輯”的概念,即對(duì)邏輯學(xué)的既包含又超越。筆者認(rèn)為,如將前邏輯視為內(nèi)容,則與形式化方法就不矛盾。著名的“復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)”理論不但在對(duì)以個(gè)人為理性實(shí)體的新古典主義假設(shè)的放棄,即探尋經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)“隱秩序”(霍蘭的這個(gè)說(shuō)法與皮亞杰關(guān)于結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)一致)方面,更重要的是在對(duì)純粹形式邏輯方法的超越問(wèn)題上,創(chuàng)立了遺傳算法這種形式化的仿真方法。但是,在仿真程序(另如關(guān)于復(fù)雜性研究的“雁