复杂适应系统最终

复杂适应系统最终第1页，课件共26页，创作于2023年2月一、复杂适应系统的概念二、复杂适应系统的基本思想三、复杂适应系统的基本点四、复杂适应系统在经济管理中的应用第2页，课件共26页，创作于2023年2月一、复杂适应系统的概念复杂适应系统（ComplexAdaptiveSystems，简称CAS），也称复杂性科学（ComplexityScience），是20世纪末叶兴起的前沿科学阵地。对复杂适应系统的定义也是“复杂”的，至今尚无统一的公认定义。第3页，课件共26页，创作于2023年2月它是由许多异质的智能体组成的开放性系统，随着时间的推移，这些智能体在相互之间以及和环境之间以一种非线性的方式发生作用。——罗伯特·麦克斯费（美国）凡事不能用或不宜用还原论方法处理的问题，而要用或宜用新的科学方法处理的问题，都是复杂性问题——钱学森第4页，课件共26页，创作于2023年2月CAS理论的核心思想——适应性造就复杂性。霍兰在《隐秩序》一书的序言中开宗明义地指出：“本书讨论的中心议题，是近来备受关注的一个领域：复杂性。霍兰把“适应性造就复杂性”作为《隐秩序》一书的附标题，突出了其CAS理论的核心思想。当然，造就复杂性的因素可能是多方面的，所以霍兰强调适应性仅仅是造就复杂性的一个“侧面”，即适应性仅是产生复杂性的机制之一，并不排除还会有其他的产生复杂性机制。第5页，课件共26页，创作于2023年2月二、复杂适应系统(CAS)理论的基本思想我们把系统中的成员称为具有适应性的主体(AdaptiveAgent)，简称为主体。所谓具有适应性，就是指它能够与环境以及其它主体进行交互作用。主体在这种持续不断的交互作用的过程中，不断地“学习”或“积累经验”，并且根据学到的经验改变自身的结构和行为方式。整个宏观系统的演变或进化，包括新层次的产生，分化和多样性的出现，新的、聚合而成的、更大的主体的出现等等，都是在这个基础上逐步派生出来的。第6页，课件共26页，创作于2023年2月复杂适应系统(CAS)理论把系统的成员看作是具有自身目的与主动性的、积极的主体。更重要的是，CAS理论认为，正是这种主动性以及它与环境的反复的、相互的作用，才是系统发展和进化的基本动因。宏观的变化和个体分化都可以从个体的行为规律中找到根源。霍兰把个体与环境之间这种主动的、反复的交互作用用“适应”一词加以概括。这就是CAS理论的基本思想——适应产生复杂性。第7页，课件共26页，创作于2023年2月三、复杂适应系统的基本点复杂适应系统是由适应性主体相互作用、共同演化并层层涌现出来的系统。霍兰围绕适应性主体这个最核心的概念提出了在复杂适应系统模型中应具备的七个基本点,分别是聚集、非线性、流、多样性、标识、内部模型以及积木。其中前四个是复杂适应系统的通用特性,它们将在适应和进化中发挥作用;后三个则是个体与环境进行交流时的机制和有关概念。第8页，课件共26页，创作于2023年2月1)聚集有两个含义,第一个含义是指简化复杂系统的一种标准方法,即是把相似的主体聚集成类,相互作用,这是指主体聚集的条件。在这个意义上讲,聚集是构建复杂适应系统模型的主要手段之一。聚集的第二个含义是指较为简单的主体的聚集相互作用,必然会涌现出复杂的大尺度行为。这是指主体聚集后产生的结果,这种涌现的结果是复杂适应系统的一个基本特征。第9页，课件共26页，创作于2023年2月主体通过聚集可以形成更高一级的主体———介主体(meta-agents)。这些介主体又能够进行再聚集,产生介介主体(meta-meta-agents)。这个过程重复几次后,就得到了复杂适应系统的层次组织。在复杂系统的演变过程中,较小的、较低层次的个体通过某种特定的方式结合起来,形成较大的、较高层次的个体,这是一个十分重要的关键步骤。这往往是宏观形态发生变化的转折点。然而对于这个步骤,以往基于还原论的思想方法是很难加以说明和理解的。聚集不是简单的合并,也不是消灭个体的吞并,而是新类型的、更高层次上的个体的出现;原来的个体没有消失,而是在新的更适宜自己生存的环境中得到了发展。第10页，课件共26页，创作于2023年2月2)非线性指主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。特别在主体与系统或环境反复的交互作用中,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。

第11页，课件共26页，创作于2023年2月复杂适应系统（CAS）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。在这种情况下,线性的、简单的、直线式的因果链已经不复存在,实际的情况往往是各种反馈作用(包括负反馈和正反馈)交互影响的、互相缠绕的复杂关系。正因为这样,复杂系统的行为才会如此难以预测;也正因为这样,复杂系统才会经历曲折的进化过程,呈现出丰富多彩的性质和状态。第12页，课件共26页，创作于2023年2月复杂适应系统(CAS)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。第13页，课件共26页，创作于2023年2月

3)流可以看成是有着众多节点与连接者的某个网络上的某种资源的流动。一般来说,节点即是指主体,而连接者表明可能的相互作用。在复杂适应系统中,网络上的流动因时而异,节点和连接会随着主体的适应和不适应而出现或消失。因此,无论是流还是网络,皆随时间而变化,它们是随着时间的流逝和经验的积累而反映出变易适应性的模式。第14页，课件共26页，创作于2023年2月4)复杂适应系统的多样性是一种动态模式,其多样性是复杂适应系统不断适应的结果。每一次新的适应都为进一步的相互作用和新的生态位开辟了可能性。如果与前面讲到的聚集结合起来看,这就是系统从宏观尺度上看到的结构的涌现,即所谓自组织现象的出现。第15页，课件共26页，创作于2023年2月5)标识在聚集体形成的过程中,始终有一种机制在起作用,这种机制就是标识。在复杂适应系统理论中,标识是为了聚集和边界生成而普遍存在的一个机制。标识能够促进选择性相互作用,为了相互识别和选择,主体的标识在主体与环境的相互作用中是非常重要的。设置良好的、基于标识的相互作用,为筛选、特化和合作提供了合理的基础,这就使介主体和组织结构得以涌现。标识是隐含在复杂适应系统中具有共性的层次组织结构背后的机制。第16页，课件共26页，创作于2023年2月6)内部模型霍兰用内部模型来定义实现主体实现某项功能的机制。在复杂适应系统中,当适应性主体接收到大量涌入的输入时,就会选择相应的模式去响应这些输入,而这些模式最终会凝固成具有某项功能的结构———内部模型。第17页，课件共26页，创作于2023年2月7)积木复杂系统常常是在一些相对简单的部件的基础上,通过改变它们的组合方式而形成的。因此,事实上的复杂性往往不在于块的多少和大小,而在于原有积木的重新组合。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。概括地说,它们提供了这样一条思路: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层次的相互作用,暂时忽略或搁置其内部细节,而把注意力集中于这个积木和其他积木之间的相互作用和相互影响,因为在上一层次中,这种相互作用和相互影响是关键性的、起决定性作用的主导因素。这种思想与计算机领域中的模块化技术以及近年来作为软件设计、开发主流技术的面向对象的方法是完全一致的。第18页，课件共26页，创作于2023年2月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,通过标识进行聚集等相互作用并层层涌现出来的动态系统。第19页，课件共26页，创作于2023年2月四、复杂适应系统在经济管理方面的应用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。第20页，课件共26页，创作于2023年2月

CAS理论最先应用于经济管理领域是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。第21页，课件共26页，创作于2023年2月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。Arthur认为如果我们不只是研究经济管理系统中的最简单的问题，那么采用这样一种生态学的观点将是不可避免的。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、流行效应等，这一成功是对Holland所提出的CAS理论的支持，也促进了CAS理论在管理领域的应用研究。第22页，课件共26页，创作于2023年2月

此后，国外大多数研究是基于CAS理论对宏观经济的仿真模型研究，在管理领域主要集中于对组织管理的研究。Haeckel利用CAS理论在有关企业的组织管制、组织设计和“适应性企业”方面做出了重要贡献。他在1995年出版的著作《AdaptiveEnterprise：CreatingandLeadingSense—and—RespondOrganizations》中认为，到目前为止，存在两种模式的企业，即“制造一销售”模式与“感知一响应”模式，前者假设变化可预测，追求成为有效率的企业，后者假设变化不可预测，追求成为适应性企业。第23页，课件共26页，创作于2023年2月Haeckel建立了四步式“感知与响应企业模型”：感知、解释、决定、行动，强调应当把客户作为企业价值链的源头，通过价值链的后移为企业提供运作输入信息，创造具有核心竞争能力的企业资产与组织结构。Haeckel认为客户回馈的基本点是企业投资在客户自己尚未发觉的机会，在客户