复杂之美

第1 章 踏上探索科学的旅程
如今，人类面临着全球型社会挑战：金融危机、气候变化、
恐怖主义、全球疫情，没有哪个话题单纯与某一特定学术领域精
确对接或单线联系。事实上，无论多么微不足道的简单部分，一
旦拼凑在一起，就能让整体呈现出新特征。从古代市场到单细胞
生物变形虫，从蜜蜂蜂巢到复杂的人类大脑，从城市发展到经济
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第1 章 踏上探索科学的旅程
如今，人类面临着全球型社会挑战：金融危机、气候变化、
恐怖主义、全球疫情，没有哪个话题单纯与某一特定学术领域精
确对接或单线联系。事实上，无论多么微不足道的简单部分，一
旦拼凑在一起，就能让整体呈现出新特征。从古代市场到单细胞
生物变形虫，从蜜蜂蜂巢到复杂的人类大脑，从城市发展到经济
危机，我们身处的世界就是一部关于复杂性的百科全书。
科学之争：复杂性与还原论
反馈：小波动引发蝴蝶效应
沙堆实验：原来经济和社会系统都有临界点！
第 2 章 开始竟如此简单：互动
世界上充满了各种形式的“最美丽、最美妙”的物种，它
们或者是这个星球上本来就存在，只是历尽经年累月的进化才得
以攀爬到生物链金字塔顶端，又或者是人工构造出来的，如纽约
证券交易所。达尔文敏锐地洞察到，在波澜壮阔的生命蓝图中，
生物繁衍的变异与自然选择随处可见。于是，我们从平淡无奇的
简单开始走向卓越非凡的结束。
什么在操控贝壳纹路的形成？
怎样使所有市场参与者利润最大化？
第 3 章 从闪电崩盘到经济垮台：反馈
什么因素导致有些国家的房价处于畸高状态且居高不下？
首先要了解能将小事化大的积极反馈机制，而房地产市场就充满
了这种积极反馈循环，并且能够强化系统的每个部分。高房价鼓
励更多的人买房，银行降低了贷款标准，从而催生了低风险衍生
品以及简化的政府政策，各个环节之间存在着相互反馈，从而加
强了连锁效应。最终政府机构尽情享受着房屋所有者增多带来的
高额税收。复杂经济系统嘲笑着人类的愚蠢和愤怒。
谁让美股闪电崩盘？
是谁推动房价越来越高？
第 4 章 从一到多：异质性
怎样避免一场社会运动的爆发？这转化为异质性是否重要
的问题。研究结果表明，如果想要避免社会运动，就需要保证人
口的同质性而且其临界点相对较高，这样就能防止小事化大。如
果政府政策无法使民众趋向于同质化，那么至少能够通过改变个
体接受的信息或者控制激进分子数量来影响反馈回路，从而抑制
社会运动。反之，如果希望四两拨千斤地煽动一场社会运动，就
要鼓励观点和意见的多样化，尽量让人人都参与，最终星星之火
才可以燎原，这就是至尊魔戒可以煽动所有指环的要义。
蜜蜂是如何控制蜂巢温度恒定的？
政府怎样避免社会运动的发生？
第 5 章 从六西格玛到新型鸡尾酒混合药物：杂音的意义
未来十年，我们可能会进入个体化用药的新时代。随着人
类逐步进入基因分析更为廉价的时代，我们相信未来癌症诊断很
可能与个体所得癌症的基因类型相联系。这种预想一旦成为现实，
我们就会进入这样一个世界，即每个病人得的病都比较“罕见”，
只有一少部分特征与其他人相似。
爬山时怎样找到最高峰？
开创个体化治疗新时代
第 6 章 从稻草人到黏液菌：分子智能
大脑的作用被我们高估了？分子决策机制能够促成理性或
错误的决策，与有着发达神经系统的人类做出决策的过程很相似，
这就表明上述两个系统可能受到相似的原则驱动。如果简单的分
子机制能使大肠杆菌、黏液菌以及它们的同类进行相当复杂的行
为，我们可能就会检查其他信号系统是否也包含着思维过程。也
许，大规模社会系统，如蜂巢里的蜜蜂、组织中的人类或者一组
相互关联的市场，都可能表现出类似于思维的行为。
没大脑的细菌为什么也能趋利避害？
细菌也拥有思维过程？
第 7 章 从蜜蜂到大脑：集体智慧
政府支出、收入不平等、就业机会、工业生产、投资选择、
政治立场、偷税漏税的可能性，前社会系统的复杂性非常高，甚
至复杂到没有这个必要。自发组织的理论可能指向一整套大大简
化了的规则，却可以产生更好的结果。也许很多看似非常智能的
系统，实际上是一些简单微粒进行互动的结果。
如何做出最聪明的决策？
次优选择也是一种战略智慧
智能：简单个体的全局互动？
第 8 章 从草坪修剪到种族隔离：互动网
如果邻居从不修剪草坪，你会勤劳地定期除草吗？这个问题
转化为：为什么我要效仿家人、朋友，甚至邻居的行为，乃至“种
族隔离是怎样形成的”。事实上，科研论文的合著者、脸书上互相
关注的朋友、电力系统网络、控制基因表现的生物调控网络、简
单大脑中神经元的连接、各种网页链接——许多证据表明，这些
网络拥有共同结构，而这为互动网络的行为决策提供了理论基础。
邻居之间怎样互相影响？
社交网络的信息分享让观点越来越分化？
第 9 章 从心跳到城市规模：标度定律
人类的大脑体积能够增大一倍吗？既然心肺功能很重要，
是否可以将肺的体积增大几倍？但标度定律表明，复杂的生物体
本身也具有局限性，即身体某些器官的大小会影响营养物质的转
换，比如循环系统中的毛细血管。给定战争死亡人数越高，这类
战争发生的次数就越少？而诸如语言学、城市人口规模估算、社
会资源分配等问题同样遵循着标度定律。这表明，整个系统受到
了相同的制约。
正常人血管扩大2 ～ 3 倍会有什么影响？
文学背后的数学定律：就算莎士比亚也逃不过
第 10 章 从水神庙到演化机器：合作的要义
受本性驱使，人们为了蝇头小利而趋于竞争，殊不知合作
能带来更大的福祉。竞争会给你带来蝇头小利，而合作能让你获
得巨额红利。通过复杂系统研究中的各种方式，从人类对巴厘岛
粮农宗教实践的仔细研究，到人工进化驱动的计算机生态系统的
分析，再到自动机的抽象理论，我们发现合作能够出现并得以维
持，即便是在看似更倾向于竞争的系统中也是如此。
复杂系统中的合作如何形成？
纳什均衡经典案例：囚徒困境
背叛还是合作——博弈论的诡计
第 11 章 从石头到沙粒：自组织临界性
公路山地灾害、岩石破裂等斜坡重力灾害以及电网故障、
客运模型构建等问题，无一不与自组织临界性息息相关。法律法
规有时对社会行为几乎毫无影响，但随着情况变化，政策开始产
生约束力，迫使主体进入临界状态，即便微小的事件也能激起巨
大的社会反响。长时间的相对局部动荡逐渐将系统朝更广泛的临
界状态驱动，到达临界点之后，大范围“沙崩”被触发。
社会矛盾临界点：政权的崩塌
第 12 章 从中子到生命，从已知推断未知：复杂的三位一体
复杂性无处不在，自组织临界性也常常产生。复杂系统经
常自己组织成特别的配置，体现出并非出自本意的秩序。这种秩
序就意味着某个系统已处于边缘状态。自组织临界性系统会导致
这样的世界，即某种活动可以在各种规模上产生影响。大多数事
件往往只会导致小型的局部化沙崩，在极少情况下，一次小事件
会引发整个沙堆坍塌。
天气预报是怎样制作的？
选择“最优解”还是“满意解”？
结 语 如天书一样云里雾里
作者访谈 大自然的概念
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