『产业气象站』生命游戏为何迷人？从复杂性科学看电子游戏的未来( 二 ) 涌现是复杂性科学的核心概念

在所有这些复杂系统的共性中，涌现是一种最引人注目的普遍现象。所谓涌现，就是指系统中的个体遵循简单的规则，通过局部的相互作用构成一个整体的时候，一些新的属性或者规律就会突然一下子在系统层面诞生了，这个现象就是涌现。因此，涌现属性或者规律并不打破个体规则，然而它却又不能简单地用低层次的个体进行解释。所以，简单说，涌现就可以理解为“系统的整体大于部分之和” 。
例如，我们都知道生命无非是一大堆分子的组合产物，虽然每个分子都必然遵循固定的物理规律，然而当这些分子组合到一起，并发生特定的化学反应的时候，原生生命却会在整个分子群体之上诞生。突然一下子，分子构成的系统整体活了，它可以为了自己的利益控制着低层次的分子个体而自主移动，它具备了自己的生命。很显然，在这个过程中，我们不能指望把生命还原为单个分子的物理规则，而且也并不存在某个“领导”分子给其他分子下达命令，所有的过程和奥秘都只是存在于系统和相互作用之中。
另外一个有趣的例子就是蚂蚁。我们都知道，蚂蚁的神经系统非常简单，它们只能进行简单的思考，然而当大量的蚂蚁通过相互作用的时候就会形成等级森严的蚂蚁王国。科学家们指出，蚁后并没有直接给所有的蚂蚁下达命令，每只蚂蚁也没有整个蚂蚁王国的地图，然而大量蚂蚁只要遵循简单的规则交互，就能够聪明的觅食、建巢、分工等。因此，我们说蚂蚁王国是在整个蚁群之上的一种涌现现象。
复杂性科学就是研究各种自然或者人工系统中广泛存在的涌现现象的，包括飞鸟如何聚集成群、生命如何起源、亿万个神经元连接到一起如何产生智慧、东欧各国为何在短时间内发生巨变、“看不见的手”如何指导经济系统的发展等等几乎无所不包。著名物理学家霍金曾经指出，复杂性科学是一种21世纪的科学。可以看到，一种整体的、综合的、涌现的世界观开始在西方科学界形成。
三、计算机中的涌现实例
面对自然界中这么多丰富多采的涌现现象，人们怎样进行科学的认识与分析呢？答案就在于计算机模拟（Simulation）。圣塔菲研究所的科学家们发现，计算机天生就是一个模拟各种复杂系统的工具，只要正确设定一些规则，现实世界中大量的复杂现象都可以在计算机中得以重现。自从20世纪60年代以来，人们就逐渐发现只要在机器中写下一些简单的程序就可以在计算机中观察到神奇的涌现行为，并且这些行为往往超出了程序编制者的想象。究其原因是因为计算机本身就是一个复杂系统。机器中的每个小的程序都可以比拟成复杂系统中的个体，它们之间总会发生着错综复杂的相互作用，因此把大量的小程序放到一起的时候，就会自下而上地突然在整个系统层次产生超出人们想象的、不可预料的涌现行为。为了进一步理解计算机中的涌现，让我们来看看几个著名的实例。
1.生命游戏
计算机中最著名的涌现程序恐怕要数康威的“生命”游戏了。现在，无论是复杂性科学家、计算机程序爱好者还是游戏设计大师都爱谈论这个简单但是却寓意丰富的模型。