漫談群智能中的復(fù)雜與簡(jiǎn)單

摘 要：簡(jiǎn)單的動(dòng)物在日常行為中表現(xiàn)出的超常的復(fù)雜能力，帶給我們的往往是無盡的遐想，而智慧的人類，在自身生存中所遇到的種種無奈，迫使我們更多的去思考。其實(shí)，在歷史進(jìn)程中的眾多復(fù)雜的發(fā)明創(chuàng)造，常常是一些簡(jiǎn)單規(guī)則的表達(dá)與應(yīng)用，簡(jiǎn)單與復(fù)雜間并無萬里鴻溝相隔，相互間的頻繁轉(zhuǎn)換，則是揭示奧秘世界的終極原理。

關(guān)鍵詞：簡(jiǎn)單動(dòng)物； 智慧人類； 復(fù)雜事物； 簡(jiǎn)單規(guī)則

中圖分類號(hào)：C913.68 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-3315（2014）08-155-002

一、簡(jiǎn)單動(dòng)物的復(fù)雜智能

動(dòng)物們簡(jiǎn)單行為中表現(xiàn)的超常群體智能，給人們帶來了無盡的遐想。

在廣袤的天空，常會(huì)出現(xiàn)由無數(shù)只鳥組成的龐大群體，它們不停地飛翔盤旋，時(shí)而聚攏、時(shí)而拉伸，壯觀景象無與倫比[1]（見圖1）。同樣在無垠的大海中，也會(huì)出現(xiàn)由成千上萬條魚組成的巨大個(gè)體，它們快速地翻滾、旋轉(zhuǎn)，剎那間躲開敵人，仿佛像一場(chǎng)盛裝演出，美輪美奐（見圖2）。

鳥和魚成群結(jié)隊(duì)行動(dòng)也許是自身保護(hù)的一種策略，兇猛動(dòng)物獵物時(shí)，必須把注意力集中于某只動(dòng)物，而無法同時(shí)對(duì)付快速運(yùn)動(dòng)的成群目標(biāo)[2]。當(dāng)然，動(dòng)物們的聚集行動(dòng)，不僅僅是為了避險(xiǎn)，有時(shí)還是為了捕食，便于把小動(dòng)物團(tuán)團(tuán)圍住。

個(gè)體的鳥和魚是微不足道的，面對(duì)簡(jiǎn)單的事物也顯得非常無助，根本談不上智能，而只有組成了群體，它們才表現(xiàn)得那么富有智慧。這個(gè)整體具有的新特征，而個(gè)體并不具有的現(xiàn)象，稱之為“涌現(xiàn)”[3]，也是人們近來感興趣的研究熱點(diǎn)。

鳥群和魚群為什么不存在一個(gè)統(tǒng)一的指揮者呢？假如有指揮者，一旦指揮者出現(xiàn)了問題或發(fā)生了偏差，那么整個(gè)群體將會(huì)全軍覆沒[4]。“群龍無首”也許是未來社會(huì)所表現(xiàn)的更有智慧的新特征。

鳥群和魚群不存在一個(gè)組織者，它們是如何快速聚集、如何群體轉(zhuǎn)向、如何應(yīng)付瞬息萬變的險(xiǎn)情？鳥群和魚群的運(yùn)動(dòng)體現(xiàn)的群體智能，完全依賴于它們之間自發(fā)的不計(jì)其數(shù)的相互協(xié)調(diào)，既所謂的“自組織”能力。

人們通過研究發(fā)現(xiàn)，群體相互作用的“自組織”，遵循著三條簡(jiǎn)單的規(guī)則：避免碰撞鄰近的個(gè)體、盡量靠攏鄰近的個(gè)體、與鄰近的個(gè)體速度方向保持一致[6]。

二、智慧人類的無奈行為

縱觀人類自身生存中的種種無奈，需要我們更多的去思考與學(xué)習(xí)。在重大節(jié)日里，人們驚嘆盛大閱兵式上步調(diào)一致的閱兵方陣和整齊劃一的飛行隊(duì)列。他們必須要經(jīng)過刻苦的集體演練，必須有統(tǒng)一的指揮者。這與鳥群和魚群的結(jié)隊(duì)行為完全不一樣。

人們?cè)诖笮突顒?dòng)中，如果組織不充分、考慮不全面，常常會(huì)出現(xiàn)意想不到的踩踏事件[7]（見圖3）。人類作為獨(dú)立的個(gè)體，群體行動(dòng)時(shí)，很難表現(xiàn)出“自組織”的能力，無法進(jìn)行快速相互協(xié)調(diào)，避免事故的發(fā)生。

同樣，對(duì)解決道路擁堵和交通事故這個(gè)困擾人們的難題（見圖4），三個(gè)簡(jiǎn)單的“自組織”規(guī)則能否給人們一些啟示？所有的汽車通過傳感裝置，快速探測(cè)路況，自動(dòng)選定道路，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)車速，準(zhǔn)確判斷障礙，自動(dòng)剎車避讓[8]。

然而，在人類自身的活動(dòng)中，，其實(shí)也有按照“自組織”的方式來解決問題的。現(xiàn)代市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，沒有自上而下的計(jì)劃與控制，全局狀態(tài)依然規(guī)則有序。它是通過內(nèi)部要素之間以及與外部環(huán)境相互作用、自行調(diào)節(jié)運(yùn)行的，最終實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置[9]。

發(fā)展迅猛的互聯(lián)網(wǎng)，在自我凈化機(jī)制和準(zhǔn)生命體功能驅(qū)動(dòng)下，從資源、管控、運(yùn)作等方面，自動(dòng)由簡(jiǎn)單向復(fù)雜、粗糙向細(xì)致方向發(fā)展，不斷以局部?jī)?yōu)化達(dá)到全局優(yōu)化，越來越表現(xiàn)出群體智能的魅力[4]。

三、復(fù)雜事物中的簡(jiǎn)單規(guī)則

人類歷史發(fā)展中的眾多復(fù)雜的發(fā)明與創(chuàng)造，常常是一些簡(jiǎn)單規(guī)則的表達(dá)與應(yīng)用。圍棋是中華民族一種非常有趣的智力游戲，規(guī)則很簡(jiǎn)單：“氣盡棋忘，空多為勝”。但它可以衍生出無窮無盡的棋局，很難下出兩盤完全一樣的棋局，有規(guī)則，無規(guī)律，比其它棋類更加復(fù)雜深?yuàn)W[10]。

數(shù)獨(dú)游戲也是大眾熟知的智力游戲，在九宮格中填入缺失的數(shù)字，“要求每行、每列及小方塊中9個(gè)數(shù)字各不相同”，雖然規(guī)則簡(jiǎn)單，但包含的信息復(fù)雜，解的結(jié)果非常龐大（圖5），該游戲已紅遍全球[11]。

分形具有無窮精致的復(fù)雜細(xì)節(jié)和自我連續(xù)復(fù)制的特征，在極端有序和真正混沌之間找到了一種平衡，十分復(fù)雜的圖像可用自相似和迭代這兩個(gè)最基本的規(guī)則來生成，分形已廣泛用于仿真、預(yù)測(cè)、藝術(shù)等領(lǐng)域[12]。

專家系統(tǒng)是人工智能最成功的應(yīng)用，可用簡(jiǎn)單的產(chǎn)生式規(guī)則組成知識(shí)庫，再將實(shí)時(shí)信息與規(guī)則進(jìn)行匹配，推理出新的事實(shí)，為該領(lǐng)域?qū)＜疫M(jìn)行決策支持，現(xiàn)已滲透到各行各業(yè)[13]。

四、簡(jiǎn)單與復(fù)雜之間的變換

簡(jiǎn)單與復(fù)雜間，并無萬里鴻溝相隔，相互轉(zhuǎn)換往往就在一瞬間。

老子在道德經(jīng)說：“道生一，一生二，二生三，三生萬物。”道是萬物存在以及運(yùn)行的規(guī)律。世界之初便是一團(tuán)氣體，元?dú)猱a(chǎn)生陰陽。陽氣形成天，陰氣形成地。相互作用，形成人和萬物。達(dá)爾文進(jìn)化論、宇宙大爆炸理論都表述了從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、不斷演化的規(guī)律[15]。

事物發(fā)展均存在著有規(guī)律可循的定數(shù)，也存在著不可預(yù)測(cè)的變數(shù)。差之毫厘，失之千里，初始條件下微小變化能帶動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)的巨大連鎖反應(yīng)。

蝴蝶效應(yīng)常用于天氣、股票等在一定時(shí)段難以預(yù)測(cè)的復(fù)雜系統(tǒng)中，如果差異越來越大，那么就會(huì)形成極大的破壞力和崩盤現(xiàn)象[16]。

做人要簡(jiǎn)單，做事要復(fù)雜，是經(jīng)典的人生格言。人生其實(shí)很簡(jiǎn)單，僅有生死兩字，但加上了命運(yùn)的浮沉、世間的冷暖，簡(jiǎn)單的人生又變得跌宕起伏、紛繁復(fù)雜，要想做到簡(jiǎn)單絕非易事[17]。

六度分隔假說告訴你，和任何一個(gè)人之間的間隔不會(huì)超過六個(gè)人，它表述了復(fù)雜社會(huì)的一個(gè)簡(jiǎn)單連接關(guān)系，按照這個(gè)理論，全球70多億人都能互相聯(lián)系，每人只需要認(rèn)識(shí)44個(gè)人就可以。雖然它難以指導(dǎo)人們?nèi)?shí)踐，但讓我們對(duì)信息時(shí)代的人類有了一個(gè)新的理解與探索[18]。

把復(fù)雜變成簡(jiǎn)單、把簡(jiǎn)單變成復(fù)雜，這是自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)分別遵循的兩條發(fā)展規(guī)律。把復(fù)雜變成簡(jiǎn)單是非常復(fù)雜的，而把簡(jiǎn)單變成復(fù)雜則是相對(duì)簡(jiǎn)單的，簡(jiǎn)單與復(fù)雜間的頻繁轉(zhuǎn)換，則是揭示奧秘世界的終極原理，自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)的融合，則是未來智能科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)[19]。

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