思想科普|涌现是什么？了解它有什么意义？

在21世纪，科学技术的飞速发展，让我们的生产力不断质变上升。我们关注到，介于涌现现象这个效应，科学研究不能代替哲学，哲学的层次比较高。科学所揭露的只是神经元放电，但是如果是数百万个神经元同时放电所产生的效应集合，凭借科学的手段就难以把握了。哲学就是对这些新的涌现现象的再把握，再理解。所以，对于涌现现象与性质的科普就显得十分重要了。（感谢风林木鱼同志对这一概念的很好的解释）什么是涌现？

“涌现”理论的主要奠基人约翰霍兰德出版的《涌现：从混沌到秩序》中描述了这么一种现象：就如蚂蚁社群、神经网络、免疫系统、互联网乃至世界经济。但凡一个过程的整体行为远比构成它的部分复杂，均可称为“涌现”现象，举个例子。通常说来，“涌现”指一个系统中个体间预设的简单互动行为所造就的无法预知的复杂样态的现象。

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简而言之，小个体组成整体，整体属性却不同于个体累加之和。涌现是由简生繁的过程，它无处不在。

一些常见的涌现现象

一只蚂蚁，它没什么脑子，没有欲望，没有计划，但如果是很多蚂蚁聚集在一起，它们就变得相当聪明了。一个蚁群可以组成一个复杂的结构（看看蚂蚁洞穴），它们分工协作，一部分负责真菌农场，有的会照料“牲畜”，还有的会发动战争。人们不禁想问这是怎么回事呢？为何什么都不懂没有脑子的笨蚂蚁聚集在一起后却能做出如此聪明且分工明确的事呢？这就是典型的涌现现象。它是我们宇宙中最迷人，最奇妙的特性之一。

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水，当我们穿衣被雨淋湿的时候身上会有湿润的感觉。拿一块湿布，如果你的视角足够的近，那它就不是湿的，只是水分子散布在组成布的原子间的缝隙里。湿这一概念就是水的涌现特征。这一新的现象就是在大量水分子间相互作用时产生的。

想想你心脏里的起搏细胞，数亿个起搏细胞需要同时发出一个脉冲，才能创造一个心跳，我们的细胞与它们临近的细胞交换信息，来看他们是干嘛的之后再决定做什么。如果他在一群做同一个任务的细胞中那它也会开始做这件事，与其他细胞同步。并没有什么主脑对其下令，只是单纯的个体与临近个体交换信息，并对收到的信息作出反应（应激反应）。

大量物质在特定规则下的相互作用，会发生远超自身属性的现象，所以增量就是变量。这种变量就是所谓的新特性，这个新特性再作用于其他新事物，以此类推。你可以把这想象成，每层相互堆叠，每层都会变成更复杂的结构。原子组合成分子，分子组成蛋白质，蛋白质构成细胞，细胞构成器官，器官构成人，人构成社群。

以上只是部分例子，仔细想起来，世间万物无一不是涌现现象的表现。某些涌现的事物很难定义，你无法触碰到一个蚁群，只能是其中一部分，它既没有大脑，也没有脸或身体。但蚁群还是能与世界互动。就如同蚂蚁涌现出蚁群。人类也会涌现出国家。如果问你什么是国家？它的人口？机构？象征（国旗、国歌）？还是其所创造的东西（城市、领地）？这些都不是固定的，人口会变动也会被取代、机构同理、城市会经历废弃与重建、领地随着历史的发生而改变更不用说象征标志了。国家没有脸、大脑或者身体。那么我们可以说国家并不存在么？

当然不是，就像蚁群，国家也与世界有着互动。它可以改变地形（兴修水利，开山辟土）、发动战争、发展衰落，还能消失。但国家这一概念仅仅存在于大量人类间的互动。不仅仅是国家，我们身边所有的构成，都涌现于我们，就算不是刻意，我们还是会创造出他们，社区、公司、城市、社会。所有这些拥有着不同特性和功能的存在都是那些“低级的”灵长类生物涌现出来的，我们并不知道这些现象产生的原因（大数据效率的最优化？），我们只是发现了这一点，而这似乎是我们宇宙的基本特性，这可能是我们宇宙中最美妙、最让人啧啧称奇的特性了。

涌现是如何运行的？

但怎么样才能做到使特性大于其总和呢（也就是变量）？蚂蚁是怎么聚集成群，变成蚁群的呢？答案是遵循一系列规则，使无序变为有序。让我们来看看蚁群是如何分配工作的。

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我们把一个蚁群平均四等分，分别是工人、看护者、士兵与收集者。蚂蚁们通过化学物质来相互交流当前的工作，工蚁分泌一种化学物质表明：我是工蚁。蚂蚁们相遇时互相间通过该化学物质表明自己的身份，以及在做什么，信息得以收集。双方都记录了之前遇见的蚂蚁。现在假如一只食蚁兽入侵了巢穴，使得大量的蚂蚁减少，如若不尽快恢复正常的秩序（分工协作），那么蚁群就会挨饿。那么各个蚂蚁间是怎么告知其它蚂蚁与族群这一情况呢？神奇的事发生了，他们压根不用告诉，当一只工蚁遇见的收集蚁太少突破一个临界点后，它会主动更换自己的工作变为收集蚁。同样其它蚂蚁也会这样做直到总体分工恢复至原来比例（像不像水往低处留、数据的自我填充、免疫系统的自我恢复等等一系列司空见惯的规则）。

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除了宏观的蚁群之外，在更基础微观的层面上，亿万个复杂分子的相互作用，可以维持一个更强大而惊人的结构，这与无生命的个体涌现出的属性截然不同。我们对什么是“活物”依然没有一个明确的定义，我们只知道活物是从“死物”涌现而来的。“细胞”是最小的生命个体，“细胞”结合并协作，他们分化并相互回应。随着时间推移进化成为复杂的有机个体。你的胳膊、腿、心脏的机构都极为复杂。是由千万个“蠢东西”构成的，不过我们还是能呼吸、消化、读书、看视频。试问你的细胞怎么会知道该怎么做？答案同上它们压根就不需要知道（在这套精美的规则下你将变成现在的自己）。

其实以上的例子中，个体的行为和互动是随机发生的，你无法有计划地让某只蚂蚁遇见另一只蚂蚁，但这一套规则如此精美，使得蚁群产生了众多涌现行为。

并由此，涌现可以作为一个基层原理拓展到目前几乎所有的科学研究中去（无论是自然科学还是人文科学），这就需要我们去不断探索研究了。

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