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38思维模型:复杂适应性系统一对手在不断强大你呢?

发布时间:2019-07-09 01:23 来源:未知 编辑:admin

  在美国新墨西哥州的“沙漠”有一座小城圣塔菲城(Santa Fe),在西北郊外有一个大平房。这里曾经是罗斯福总统私人代表赫尔利特使的别墅。现为大名鼎鼎的的圣塔菲研究所,被视为世界复杂性问题研究的中枢。圣塔菲研究所定位是非赢利的私人研究机构,大方向是跨学科复杂系统研究。这里汇集了一批不同领域的科学家,试图通过跨学科研究找出各种不同的系统之间的一些共性,并称之为Complxity。

  复杂性的研究内容则是研究复杂系统如何在一定的规则下产生有组织的行为以及系统的进化所突现出来的行为。圣塔菲研究所的学术领头人、诺贝尔物理奖获得者盖尔曼提及圣菲研究所的研究宗旨:“现代科学的一个重大挑战是沿着阶梯从基本粒子物理学和宇宙学到复杂系统领域,探索兼具简单性与复杂性、规律性与随机性、有序与无序的混合性事件。”

  圣塔菲研究所的研究工作涉及复杂自适应系统、适应与自适应、适应与学习、混沌边缘、人工生命、系统进化、计算生物学、全球经济演化、股票市场模拟等众多领域。圣塔菲研究所的工作对传统的经济学、社会学、生物学造成了巨大的影响。

  复杂适应系统CAS是系统科学研究最前沿的科学。也是是现代系统科学的继续和发展。系统科学发展的三个阶段:

  通信和控制主要研究系统的结构、功能和控制。 理论基础是系统科学的“老三论”:贝塔朗菲的《系统论》、维纳的《控制论》和美国数学家香农的《信息论》。

  适应与进化主要研究系统的自组织过程和进化。 主要理论基础是自组织理论和复杂性理论:包括《突变论》、哈肯《协同论》、普利高津《耗散结构理论》、艾肯的《超循环理论》、《混沌理论》和《复杂性理论》等。

  复杂适应系统(Complex Adaptive systems,简称CAS),也称复杂性科学(Complexity science),Holland教授在复杂系统的研究中,发现了一大类系统都是由一系列具有适应性的个体组成的,他把这类系统叫做复杂适应系统。

  Holland于1994 年提出复杂适应系统(CAS) 理论, 迅速引起学界关注,被尝试用于观察和研究各种不同领域的复杂系统,成为当代系统科学引人注目的一个热点。

  复杂适应系统的一个重要概念是适应性主体的概念。所有个体都处于一个共同的大环境中,但各自又根据它周围的局部小环境并行地、独立地进行着适应性学习和演化。个体的这种适应性和学习能力是智能的一种表现行式,也把这种个体称为智能体。

  在环境中演化着的个体,为了生存的需要,不断地调整自己的行为,修改自身的规则,以求更好地适应环境选择的需要,大量适应性个体在环境中的各种行为反过来不断地影响和改变着环境,每个智能体根据学到的经验改变自身的结构和行为方式,通过相互间的交互、交流,涌现出新的结构、现象和更复杂性行为,如此反复,个体和环境就处于一种永不停止的相互作用,相互影响,相互进化过程之中,形成一个新的复杂适应系统中,如此不断的演化。

  因为复杂适应系统是一些多元的或多主体的系统,它们大量的具有主动性的个体积极地相互竞争和合作,在没有中央指挥的情况下,通过彼此相互作用和相互适应也能形成整体的有序状态。圣塔菲研究所采取的研究思路是“多主体建模”,“非中心化思维”,由于它主要是从个体出发,采取自下而上的研究策略,所以又被称为“基于个体的思维范式”。

  举例来说,计划经济体现了自上而下的“中心控制的思维方式”,而市场经济则建立在“基于个体的思维范式”的基础上,商品生产者根据价值规律的指示相互作用也能自发地形成宏观经济秩序。

  1、聚集:主要用于个体通过“粘合”形成较大的多个体的聚集体。由于个体具有聚集的特性,它们可以在一定条件下,在双方彼此接受时,组成一个新的个体——聚集体,在系统中象一个单独的个体那样行动。

  例如:股票市场中,有散户聚集形成的散户群,有大户聚集的大户群,有代表国家意志的主权基金,有代表不同群体的各种基金,在交易中象单独的个体行动。

  2、非线性:指个体以及它们的属性在发生变化时,并非遵从简单的线性关系。特别是在与系统的反复交互作用中,这一点更为明显。近代科学之所以在许多方面遇到困难,重要原因之一是它把自己的眼界局限于线性关系的狭窄范围内,从而无法描述和理解丰富多采的变化和发展。

  复杂适应系统理论认为个体之间相互影响不是简单的、被动的、单向的因果关系,而是主动的适应关系。以往的历史会留下痕迹,以往的经验会影响将来的行为。

  复杂适应系统理论把非线性的产生归之于内因,归之于个体的主动性和适应能力。这就进一步把非线性理解为系统行为必然的、内在的要素,从而大大丰富和加深了对于非线性的理解。正因为如此,霍兰在提出具有适应性的主体这一概念时,特别强调其行为的非线性特征,并且认为这是复杂性产生的内在根源。

  复杂系统由大量粒子组成的系统,如果粒子间仅仅只有简单的线性作用,这样的系统并不复杂,它可以用统计的方式进行研究。仅仅包含很少几个元素或状态变量的系统,只要存在非线性作用,在一定条件下,就可能出现混沌,呈现相当复杂的现象。从这个意义上来说,非线性是复杂性之源。

  虽然,复杂性 ≠ 非线性;复杂性科学 ≠ 非线性科学,但复杂性中必然包含有非线性,对复杂系统的研究,肯定离不开非线性。对复杂性的进一步探索,也必然会促进非线性科学的进一步发展。

  3、流:在个体与环境之间存在有能量和信息流,这些流的渠道是否通畅、周转迅速到什么程度,都直接影响系统的演化过程。

  4、多样性:在适应过程中,由于种种原因,个体之间的差别会发展与扩大,最终形成分化,形成多样性。

  例如:股市里面充满了多样性,有老韭菜和新韭菜,还有割韭菜的,有韭菜培训班,还有忽悠韭菜的大师。

  5、标识:为了相互识别和选择,个体的标识在个体与环境的相互作用中是非常重要的,因而无论在建模中,还是实际系统中,标识的功能与效率也非常重要。

  例如:在股市里面,每个个体或群体都要标签,有大户、散户和机构投资者,便于相互作用中的识别。

  6、内部模型:在 CAS 中不同层次的个体都有预期未来的能力,每个个体都是有复杂的内部机制的。对于整个系统来说,这就统称为内部模型。

  例如:股市中每个投资者都有自己的分析模型,都有自己对股市预测的方法论。比如查理芒格的多元思维模型就是帮助巴菲特进行投资分析的内部模型。

  7、积木块:复杂系统常常是有简单积木组合而成的。复杂性往往不在于块的多少和大小,而在于原有积木块的重新组合。

  内部模型和积木的作用在于加强层次的概念。客观世界的多样性不仅表现在同一层次中个体类型的多种多样,还表现在层次之间的差别和多样性,当跨越层次时就会有新的规律与特征出现。把下一层次的内容和规律作为内部模型封装起来,作为一个整体参与上一个层次的竞争。

  例如:从散户到大户,再从大户到机构投资者,每一个层级需要的内部模型不同,所以升级需要不断的学习新的模型,象积木一样,建构自己的知识大厦。

  通过上述七个基本特性的刻画,复杂适应系统模型可以看做是以内部模型为积木,通过标志进行聚集等相互作用并层层涌现出来的动态系统。

  复杂适应系统不同于一般复杂系统的特点,也是它吸引大量研究者进行研究的原因是:

  (1)系统具有明显的层次性:各层之间界线) 层与层间具有相对的独立性:层与层之间的直接关联作用少,各层的个体主要是与同一层次的个体进行交互;

  (3)个体具有智能性、适应性、主动性:系统中的个体可以自动调整自身的状态、参数以适应环境,或与其它个体进行合作或竞争,争取最大的生存机会或利益,这种自发的协作和竞争正是自然界生物“适者生存、不适者淘汰”的根源。这同时也反应出CAS是一个基于个体的、不断演化发展的演化系统,在这个演化过程中,个体的性能参数在变,个体的功能、属性在变,整个系统的功能、结构也产生了相应的变化;

  (4)个体具有并发性:系统中的个体并行地对环境中的各种刺激作出反应,进行演化;

  与复杂适应系统思考问题的独特思路相对应,复杂适应系统研究问题的方法与传统的方法也有不同之处。

  复杂适应系统理论应用范围很广,可用在工程、生物、经济、管理、军事、政治、社会等各个方面,其中又在军事和经济上的应用为主要方向。

  在经济学界,经济理论的验证一直是个难题。一般均衡理论认为各经济行为主件为实现自身目标最优化而相互作用,最终达到供求各方面力量平衡的特殊状态——均衡。在新古典经济的一般均衡理论描述中,市场在虚拟的拍卖、(看不见的手)的中央控制下,整个经济可达到一个均衡的价格。每一个人都是理性人。事实上是不现实的。因为没有哪个人或组织有能力拥有整个市场的所有信息,也没有谁具有确定合适市场价格的计算能力。这些都是传统经济学面临的困境。

  CAS理论最先应用于经济领域是1987年Arthur与Holland等合作开发了一个模拟股票市场的计算机程序,圣塔菲人工证券市场, 以此来研究股票市场的泡沫增长或崩盘现象。他们的系统是由很多具有不同信念和期望的主体组成,这些主体依据市场的变化,通过归纳的方法不断地学习,从而修正或抛弃自己已有的信念和期望,这样个人的信念和期望对市场来说就成了内生变量,通过相互竞争,整个信念组成的生态式系统就随着时间而共同进化。

  他们用一种基于心理或认知的观点来描述系统,如各种信念、预估、期望和解释,以及所有的基于这些信念和期望的决策、战略规划和行动等。运用这样一种观点来看待经济管理系统是很有帮助的,这是因为一切经济人的行动或选择,都是基于他们现在对未来的价格、竞争者未来的行动或者他们对世界未来特征的假设或信念,而当这些选择或假设累积起来后,反过来又会重新塑造价格、市场战略以及他们所面对的世界。这个系统的计算机试验结果解释了新古典经济学所不能解释的一些困惑。

  比如股票市场中存在的技术性交易、市场心理学、流行效应、从众效应、过度反应效应等。

  《演化证券学》理论是基于复杂适应系统(CAS)理论的应用研究成果,该理论认为股票市场是一个具有复杂性与多面性的复杂适应系统。

  作为介于生物学和证券学之间的边缘学科,演化证券学的理论精髓,在于它摒弃了机械论的思维方式和理想化假设,揭示股市运作背后的生物进化逻辑,指出股市波动在本质上是一种复杂多变的“生命运动”,而不是传统经济学认为的钟摆式的“机械运动”,其典型特征包括:代谢性、趋利性、适应性、可塑性、应激性、变异性和节律性等。这就是为什么股市波动既有一定规律可循,又无法被定量描述和准确预测的最根本原因。

  在当前的经济环境下,企业的生存与发展不仅取决于企业自身制定的战略,更取决于与其它企业和组织之间的作用关系以及相应的应变能力。因而, 适应性成为企业生存与发展的一个重要能力,企业如何增强其适应性能力已成为当前管理领域研究的热点。复杂性科学的发展,尤其是CAS理论的提出,正好满足了管理科学对这些问题研究的需要。现在管理科学发展的一个趋势,就是将企业管理作为一个复杂系统的管理来研究,利用复杂性科学尤其是CAS 理论的成果,探讨复杂环境条件下企业管理的原理与方法。这也使得CAS 理论在管理领域的应用具有广阔的前景。

  我们每时每刻都处在并能看到许许多多的复杂系统,如生态、人际关系网、神经网络、人体免疫系统、计算机网络和全球经济系统。所有这些系统中,众多独立的智能体在许多方面进行着相互作用。每一个人做为一个独立的个体,如何才能更好的适应这个社会是我们必须思考的问题。有时候不是你需要强大,而是对手强大了,你必须强大,不然就要被淘汰。于是每一个人都必须不断的学习和进化来适应这个世界。因为这个世界是复杂适应性系统。

  只有通过跨学科的学习,学习重要学科的重要逻辑模型,才能应对复杂性,才能从单学科的“管窥思维”上升为全学科的“上帝视角”。

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