石頭兄弟希望我們可以從復雜性的視角看一下微服務，但遲遲未能動筆。因為本著“澄清概念，判定標準，構建系統”的一般原則，雖然微服務已經有了很多的文字描述，那么復雜性到底是什么呢？只是編程中所涉及到的時間復雜度和空間復雜度么？

只能求助于文獻，于是斷斷續續讀完了第三本關于復雜性的書。

什么是復雜性

在《說文解字》中，對“復雜”二字的解釋如下：

復，行故道也。 雜，五彩相會，從衣，集聲。

復雜的英文complex 最早的意思就是編辮子、纏繞、編織，后轉化為把許多東西結合在一起。

把“復雜”上升到哲學的高度，本體論方面，指事物的組成多且雜；認識論方面，指難于理解和解釋，不容易處理。于是，復雜性成為了認識的避難所。

復雜性是一種自組織臨界性？ 復雜性是辯證法的統一？ 復雜性是系統的一種涌現？ ...

人們總是希望定義復雜性，例如計算復雜性包括了時間和空間，描述復雜性也稱為算法復雜性，越隨機的東西越復雜。

復雜性可能產生于一些由經過適當選擇的規則所定義的系統。德國學者克拉莫（F Cramer）利用系統定義了復雜性：

復雜性可以定義為系統表明自身方式數目的對數，或是系統可能狀態數目的對數：K= Log N，N是不同的可能狀態數。

對系統的全面而細致的分類是探索復雜性的前提。復雜系統的特征是：不穩定性、多連通性，非集中控制性，不可分解性、涌現性、進化過程的多樣性及進化能力。

如果說混沌涉及時間上的不規則性，那么復雜性則可能意味著空間上的不規則性，甚至混沌本身也是復雜性的一部分。

美學始終屬于哲學而不是科學，那么復雜性呢？

什么是復雜性科學

很多人認為，“復雜性研究”是可能的，“復雜性科學”是不可能的。所有學科領域復雜性研究的總和才是所謂的“復雜性科學”。實際上，不能把復雜性全部歸結為認識過程的不充分性，必須承認存在客觀的復雜性，真正的復雜性應當具備自身特有的規定性。

復雜性科學可能是系統科學發展的新階段。復雜性科學注意研究對象的完整性，注意構成對象系統的要素之間的聯系性，更注意由部分組成整體之后的涌現性。

復雜性科學的特點如下：

只能通過研究方法論來界定，其度量標尺和框架就是非還原的研究方法論。

不是一門具體的學科，是學科互涉的交叉學科。

尋找各學科之間的互相聯系、互相合作的統一機制。

拋棄還原論適用于所有科學的夢想。

創立新的理論框架體系或者范式。

復雜性科學的核心理論包括涌現生成理論，復雜適應系統理論，遺傳進化理論、自組織臨界性理論、人工生命理論、復雜網絡理論。

研究復雜性系統的基本方法應當是在唯物辯證法指導下的系統科學方法，定性與定量結合，微觀與宏觀結合，還原論與整體論結合，科學推理與哲學思辯結合。

復雜性科學簡史

大道至簡，簡單是分析科學家的終極追求，世界的簡單性信念是近代科學研究的重要傳統和發展動力之一。生命是簡單性范式的有力挑戰，由于近代科學不能很好地解釋生命世界中的秩序、目的性和精神等問題，一直存在活力論和還原論之爭。生物有機體的整體屬性并不等于各組成部分的屬性之和，是一個開放系統，可以動態調整平衡。

相信宇宙是受自然法則支配的。

復雜性科學的興起源于對機械論的反思，伴隨系統運動的深入和延伸，是后現代思潮在科學層面上的反映（后現代主義追求的是非中心化、反邏輯性和無結構的東西）。復雜性科學建立在事實實驗的基礎上，例如蝴蝶效應、自組織臨界性，元胞自動機、人工生命實驗等。計算機是復雜性科學重要的技術基礎和研究手段。

在復雜性科學的發展中——

系統是貝塔朗菲們的美好設想，一般系統論、信息論、控制論、運籌學、系統工程等是其代表。

演化是普利高津們的艱難探索，耗散結構理論是解決自組織出現的條件環境問題，協同學是解決自組織的動力學問題，突變論從數學抽象角度研究自組織的途徑問題，超循環論解決了自組織的結合形式問題，分形與混沌從時空角度研究了自組織的復雜性和圖景問題。

涌現是復雜性范式的初步形成，由過去的構成論變成了生成論。

那么，復雜性科學可以作為一種科學范式么？一種科學范式需要包括世界觀、價值觀、方法論、符號通式以及范例等內容。一種科學范式有內外標志，外在標志是存在機構，刊物等共同體，內在標志是通用語言、共同信念、共有價值和范例。

對比一下傳統世界觀與復雜性世界觀——

經典科學的思維方式建立在“有序”“分割”和“理性”三大支柱上，集中表現為普遍性原則，可還原原則和可分離原則這三個原則。統一性和簡單性是共同的理想。傳統科學的缺陷：它們都是研究被動消極的對象，并把對象和環境完全隔離。

復雜性范式的思維方式認為世界的本質是復雜的，簡單性不過是復雜性海洋中的孤獨。把時間當作內在的一個參數，因此系統是演化的，是單向不可逆的，具有生成演化的過程。在有機自然觀的前提下，以非線性特性為核心，由此推出復雜系統的整體性、自主性、關聯性、涌現性和多樣性等特征。

面對復雜系統，一般通過隱喻類比，符號通式是非線性模型和算法模型，算法模型是最常用的表達方式。

關于復雜性科學的方法論

科學的方法論最早是樸素的整體方法論，后分析還原方法論，而后是綜合整體方法論。

關于還原論

所謂簡單性問題，指一切可以用還原論方法解決的問題，已經得到系統、全面、透徹的研究，形成完全成熟的普適方法論和具體方法的體系。

還原論分為狹義和廣義，進而分為本體論、方法論和理論還原論。

• 本體還原論：無演化性，可分解性，線性因果和疊加原理。

• 理論還原論指的是兩個理論之間的關系，而所謂理論必須包括基本理論規律和特有的理論詞項和觀察詞項，并已做了明確的表述和界定，具備可連通條件和可導出條件。

• 方法論還原論是一種旨在將復雜性分解為簡單的組成部分以研究其本質與規律的認識復雜性的方法。通過認識部分到達認識整體，一種由里及表、由本質到現象的認識方法。

我們承認在本體論上的物理世界是可還原的，但未必允許認識論和方法論上的還原論。

復雜性科學要超越還原論，超越、揚棄不是絕對的否定和拋棄，而是經過它和超越它。

關于整體論

整體論是關于整體的理論或學說，是一種知識論，形式包括：機體論，能體論，系統整體論，生態整體論，全息整體論，糾結整體論，關系整體論，辯證整體論。

整體方法不對整體進行還原分解，不能從部分中推到。一般整體論從生物、生理、心理、歷史等領域的范例入手，控制論把控制和通訊建立在整體論的基礎上，耗散結構區分系統和環境的開放性，協同學強調子系統的相互作用。

什么是系統？系統就是由許多部分所組成的整體，系統的概念就是要強調整體，強調整體是由相互關聯、相互制約的各個部分組成的。——錢學森

復雜性科學是對還原論的超越，不僅僅是對傳統整體論的繼承、發展，復興，同樣要超越整體論。

新的方法論——融貫論（syncretism）

整體也可能小于部分之和，在一個簡化理性的世界很難設計出什么整體性。

綜合集成方法的實質是把專家體系、數據與信息體系以及計算機體系有機結合起來，構成一個高度智能化的人、機結合系統。理論基礎是思維科學，方法基礎是系統科學與數學，技術基礎是以計算機為主的現代信息技術，哲學基礎是馬克思主義的實踐論和認識論。

綜合微觀分析的理論框架包含兩種對系統行為的解釋：宏觀解釋和微觀解釋。這相當于系統自組織理論中的中觀方法。建立融貫思維，在純粹分析思維和整體思維之間架起一座橋梁。

復雜性科學的方法論原則——

• 還原方法與整體方法相結合

• 微觀分析與宏觀綜合相結合

• 定性判斷與定量描述相結合

• 認識理解與實際行動相結合

• 科學推理與哲學思辨相結合

復雜性科學的研究方法

中國文化是基于隱喻的文化，而歐美文化是基于規則的文化。

隱喻

形而上學排除在科學之外, 一切語言都可能是隱喻性的。?

隱喻是以一個觀念迂回地表達另一個觀念的方法，是產生詩人、圣人和神秘主義的方法。豐富的隱喻和類比，是創造性科學和詩歌的核心。隱喻是所有事物極度抽象的集合，是定義復雜性的重要途徑。隱喻，類比和模型，引導揭開世界上許多復雜的謎團。

模型

模型是一個實驗性的理想化的結構，被用來作為測試的設備。

模型像想象和運動一樣普遍，是現代科學方法的核心。幾個重要復雜性模型：

• 復雜適應系統的回聲模型：適應性造就復雜性。

• 涌現理論中的生成模型：引入神經網絡，建立具有可變結構的受限生成過程模型。

• 自組織臨界性理論的沙堆模型：開放的、有多個自由度的、遠離平衡態的動力學系統在臨界態上運作，以陣發的、混沌的、類似雪崩的形式演化，并能夠演化到一個穩定的自組織臨界態。

• 人工生命研究中的人工生命模型：Tierra 模型

數值方法

計算機是數值方法的革命性工具，非線性是復雜性產生的根源之一。

“一生二，二生三，三生萬物”——老子

關于混沌，周期三就蘊含著混沌, 出現三個周期，任何周期都可能出現。菲根鮑姆常數有兩個，γ=4.669201609...?，α=2.502907875...,反映了混沌分岔的速度比例，規矩按照一定的規律走向混沌。

數值方法是混沌研究的重要方法之一，分形理論是理解非線性動力學的關鍵結構。

計算方法

什么是計算？

就是一組符號串的變換，從一個已知的符號開始，按照一定規則，經過有限步驟，最后得到一個滿足預先規定的符號串，這種變換過程就是計算。

計算復雜性把數學問題分為可解、難解和不可解三類。

思維的本質可能是計算，一切思維可以看作符號形式操作的過程，世界是由算法控制的么？

虛擬方法

模擬的本質是把要模擬的過程的各部分與稱作為例程的計算過程的各部分聯系起來的一種映射。尤其是VR等技術的興起，為使用虛擬方法來研究復雜性提供了另一個有力的手段。

至此，復雜性科學的研究方法一般包括以上的隱喻、模型、數值方法、計算方法和虛擬方法等。

讀一本哲學博士的書不是一件輕松的事，有所得就不是光陰的浪費，在讀了幾本關于復雜性的書之后，似乎可以開始從復雜性的視角來審視一下微服務了。

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總結

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