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复杂系统的计算机模拟 探索复杂性的模型方法 方美琪 MQFANG@PUBLIC.BTA.NET.CN 复杂 ——诞生于秩序与混沌边缘的科学 一场激动人心的科学观念的革命 瞬间照亮了各个学科领域，其中的原则和思想影响是如此地深远和广泛，以至于绝大多数学科都卷入其中！ 过去我们用数学给出世界完美的描述，我们很陶醉，以为我们已经认识了世界。但近来我们发现世界其实很复杂，并不确定，偶然的小情况可能放大为决定性的事件，影响了整个历史进程复杂地发展。 原来组成系统的个体是有适应性的。个体的适应性就产生了系统的复杂性。 用计算机程序描述个体的行为，在一定的框架之下，个体平行地动作起来，这包括个体对外界的适应，偶然的小情况，个体的相互作用…..如此，计算机模拟就比较真实地反映了复杂世界的一个个方面。 第一节 复杂性科学 确定性的终结、复杂性科学的兴起 路径依赖的反思 复杂性研究的方法　 第二节 复杂系统 系统理论 复杂适应系统 第三节 模型与模拟方法 模型 建摸与模拟 模拟软件平台SWARM的介绍 模拟软件平台STARLOGO的介绍 应用举例 第一节 复杂性科学 I 确定性的终结、复杂性科学的兴起 I 确定性的终结! 拉普拉斯决定论 宇宙不过是一台机械的钟表 宇宙的未来完全由它的过去决定。 世界是可被预知的。只要我们明白了支配宇宙的规律，那么我们就能推察过去，预言未来。 宇宙的统一规律已找到了（牛顿），宇宙的图景已被描绘出来了。 确定性的乐观 诗人蒲柏为伟大的牛顿写下的墓志铭所言： 自然和自然的法则在黑夜中隐藏， 上帝说，让牛顿去吧 于是一切都已照亮。 通向混沌 初始条件的微小变动就会导致轨道完全不一样。 “差之毫厘，失之千里” 牛顿定律本身虽是确定性的，但它所描述的具体事物，很可能出现随机行为。 混沌 = 非线性动力学 =难以精确求解 洛伦兹与气象混沌 1963年的一天，气象学家洛伦兹踱进麻省理工学院的咖啡馆。而在他进来之前，他刚把一个数据输入他那台现在看来工作速度其慢无比的计算机，以验证上一次的结果。他知道结果还需要等一个来小时，他大可一边躲开噪音，一边来悠闲地享受点咖啡。当他回到自己的工作室时，令他惊讶的事发生了：这次的结果与上次的结果在开始时相同，但到后来却出现了很大的差异。他的结果是通过曲线表示的，这就是说两条曲线只是在开始时相吻合，而到后来两者却分道扬镳了。 混沌与复杂 复杂是多体系统 多体之间的交互关系是非线性的 单独一个主体的运动轨迹是混沌 系统整体则涌现出一定的秩序和结构 例子：湍流与水分子 社会与人 历史规律 经济周期与经济主体 股票行情与股民的行为 在传统的社会科学研究中，解释和预测间的过渡看来太随意而缺乏严谨了——对一个社会现象的正确解释并不意味必然能够对这个现象的未来进行预测，特别当内在机制中有非线性关系时，这种从解释到预测之间的思维延伸几乎百分之百是不可能的。复杂理论告诉我们，即便我们能够很清楚地界定和完全掌握了对个体行为影响的所有因素，对组织或机构行为的预测仍然是非常不充分的。 人类认识实践中的经验教训 大自然对人类线性思维的教训 水坝生态 中国垦荒与沙漠化 美国西部的风尘暴 核泄露 人工生态实验的失败 《失败的逻辑》事情因何出错,世间有无妙策 对人类思维方式的反思 德国 心理学迪特里希.德尔纳 思维复杂性研究 用计算机模拟情景试验 让不同的专家以游戏的方式 发掘决策思维模式的一般特征 理性思维的局限性：逻辑严密 线性思维方式 直觉、联想=思维的并行 直觉思维整体思维的回归 世界上原来不只存在一种逻辑思维方式 神秘主义思潮和新时代（new age ）运动 II 路经依赖的反思 路经依赖 系统的发展与其初始条件紧密相关，与其发展过程中的偶然事件密切相关 个体微不足道的行为可能产生出乎意料的结果 马屁股的宽度决定了火星探测发射器的宽度？ 马屁股的宽度决定了双马马车的车辙宽度 决定了 电车轨道的宽度 电车轨道的宽度决定了铁轨的宽度（修建第一条铁路顺着马车的车辙印记） 铁轨的宽度决定了火车的车厢的宽度 决定了火箭发射仓的最大宽度（为了运载方便） 决定了火星探测发射器尺寸 故事是颇有趣的。从一定意义上说，今天世界是最先进的运输系统的设计，或许是由两千年前两匹战马的屁股宽度来决定的。历史惯性的力量是多么的强大，要冲破由惯性形成的规则又是多么的艰难。 经济领域内的路经依赖 经济领域内的路经锁定：钟表的顺时针， 信息化的标准和垄断 微软的战略: 当盗版让人们已经习惯于使用windows时,就会受制于它,很多人只会使用装了