【文末有福利】如何理解我们所处世界的复杂性?
1986年初的一個冬日,距離“挑戰者號”航天飛機爆炸事件發生還不到一個月,著名物理學家理查德·費曼(Richard Feynman)在調查委員會的聽證會上公開了一份調查報告,揭示了事故原因出在用于密封固體火箭助推器各部分之間縫隙的O型圈上。
與此事件如出一轍的是發生在汽車業中的另一事件。2007年的一天,有人駕駛的豐田凱美瑞突然加速,并失去了控制。事實上,在豐田公司生產的汽車中,有多種型號的汽車都曾出現過此類奇怪且危險的故障。業內專家大量分析后認為,豐田發動機軟件系統的過度龐大和極度復雜,以及糟糕的設計都應該承擔相應的責任。根本無法將事故責任明確地歸咎于某個設計或部件出了錯。
這個“診斷結果”與我們熟悉的“技術失敗”并無二致。費曼找到了導致“挑戰者號”航天飛機爆炸的單一原因,有所不同的是,我們無法確定導致豐田汽車出現事故的單一原因。無論如何,如果部件堆積得越來越多,設計也越來越復雜,那么災難便只會越來越多。
事實上,即使找到了導致失敗的單一原因,但在極度復雜的系統中,那很可能也只是掩人耳目的東西罷了。1996年,阿麗亞娜5型火箭在發射升空39秒后爆炸,火箭上搭載的4顆衛星均毀于一旦。事故分析表明,發生爆炸的原因是,火箭在新環境下使用了一些較為陳舊的軟件代碼。但是,沒有任何一個承包商被追責。這次爆炸并不是某個決策失誤所致,而是整個發射系統的極度復雜性所致。
當我們試圖將這種復雜性拆解開來時,難免會陷入“挑戰者號”航天飛機的主流事故中。盡管航天飛機的發射和操作是一項異常復雜的工作,但是很多人都相信,只要徹底核查復雜系統,將其分解開來,確定每個部件如何工作,在什么情況下會出故障,我們就應該能夠理解它們。這無疑是一種過于自信的想法,其根源在于:人類的思想擁有無限潛力。人們總認為,只要足夠努力,就可以完美地理解身邊的一切事物,特別是人類自己所構建的那些東西。
我們觀察到,這種情緒在所謂的輝格黨式的進步觀念中體現得最為充分。他們認為陰郁昏暗的時代行將結束,人類將迎來一個更加美好的未來,一個更幸福、更開放的世界。在那個美麗新世界中,一切都是測量好的、經過精心設計的,并達到了最高效的完美狀態。
然而,這種理解復雜性的方法如今已經失效了。是的,我們正處在一個新時代,正在建立一個新系統,而這個系統是無法從整體上被掌握的,或者說,無論對誰而言,它都太復雜了。我們發現,在分析豐田汽車意外加速事故時,無論是不是專家,上述那種陳舊的思維模式都不足以應對其復雜性了。不僅如此,這些情況不只附著在我們缺失的經驗中,它們已充斥了我們的整個生活。
究竟什么是復雜系統?
在這里,我們必須先花些時間討論一下“龐雜”(complicated)和“復雜”(complex)系統的含義。
請想象一下,有許多水上浮標被綁在一起,漂浮在水面。當一艘船經過時,其尾流會形成一個個小波浪,從而使浮標一個個動起來。但是,每個浮標都無法單獨“行動”。因為每一個浮標都通過繩索連接著不同重量和大小的其他浮標,所以任何一只浮標的行動,都會帶動其他浮標產生相應的行動。這些行動還可能會引發意想不到的反饋過程,也就是說,浮標的行動會間接地影響到自身。于是,船的簡單尾流,在這個復雜的浮標網絡中引發了大量級聯式(cascade)的行動。如果船以其他方式駛過,比如以另一種速度或角度駛過,那么浮標的行動可能會完全不同。
接下來再想象一下,人們把這些浮標從水中撈了出來,扔在了碼頭上。它們可能被排列得非常巧妙,卻很難描述清楚,我們需要頗多文字才能講明白它們之間的相對位置,或許還需要附上一些圖表,以便日后能復制出同樣的排列方法。但是,無論被排列成什么樣,這里也不會有趣事發生。因為在這個精巧的網絡中不存在級聯效應,也不存在反饋過程。說到底,只不過是一堆可以漂浮的東西被放在了碼頭上。
水中的浮標形成了一個復雜的系統。那么碼頭上的浮標呢?它們的排列也許看上去很巧妙,但其所構成的系統最多只能說是龐雜的。
任何一個系統,要想成為一個復雜的系統,僅僅包含很多組成部分是不夠的,各部分之間還必須相互關聯,并在“嘈雜的舞蹈”中相互作用才行。在這種情況下,我們可以觀察到某些行為特征,那是復雜系統的標志:微小的變化通過網絡被級聯式放大,并引發反饋過程,同時敏感地依賴于系統的初始狀態。這些特征,與其他一些特征一起,使系統從“龐雜的”變成了“復雜的”。
如果將技術定義為人類為特定目的而設計和構建的各種類型的系統,那么就不難注意到,當今最先進的技術幾乎都是復雜的系統:動態、功能復雜、規模龐大,而且擁有近乎有機生命體般的復雜性。這些復雜的系統遍布我們周圍,從汽車軟件到電腦設備,再到城市基礎設施。那些龐大的、高度互聯的軟件,其規模足以與百科全書相比,據估計,微軟的辦公軟件就有數千萬行計算機程序代碼。
在我們的生活中,復雜的技術系統無處不在,這通常是一件好事。正是在這種龐大的復雜性中,我們發現了驚人的彈性,也就是復原力。這些系統通常擁有許多功能各異的工具箱和故障保險箱,可以幫助人們完成任何“想要”完成的事情。這些系統也為我們提供了連古代皇室都無法想象的生活:免除了辛苦的重復勞動;把水電送到家中;讓我們一年到頭都可以生活在舒適的溫度下;還能幫助我們快速地傳遞信息。
那么,我們該如何理解復雜系統呢?
無論是分析一個現象,還是了解一個系統,都不是非此即彼的二元選擇。這種理解其實是一條內涵豐富的光譜。換句話說,你可以只從整體上去理解一個系統,掌握它的全局情況,而不一定非得理解其各個組成部分的細節情況;你也可以只理解它的所有組成部分,而不太關注其整體功能;你還可以只了解各部分是如何相互關聯的,或者只探究這種關聯的最終效應。
此外,所有的“理解”都會涉及一些具體活動:描述事物是如何運行的,在不同層面上預測其未來的行為,并在時間充足和資源豐富的情況下通過構建模型來復制它。
對于人類構建的系統而言,亦是如此。計算機代碼既可能是難懂的天書,也可能是解決難題的優雅方案,這一切都取決于你到底了解些什么。不過,當我們無法完全理解它們時,就會遭到某種特定的失敗或打擊,也就是某種意想不到的結果。
人類的認知能力終歸是有限的,隨著時間的流逝,我們所構建的各種技術系統變得越來越復雜,系統之間的關聯性也變得越來越強,越來越難以理解。無論人類有多聰明,記憶力有多強,都無濟于事,因為這些系統的構建方式與人類的思維方式不一樣。人類不具備同時應對數百萬個組成部分及其之間的大量交互,并將所有結果都記在腦袋中的能力。我們的大腦會“嚴重超載”,繼而宣告失敗。
《為什么需要生物學思維》(OVERCOMPLICATED)
作者:(美)塞繆爾·阿貝斯曼(Samuel Arbesman)
譯者:賈擁民
出版社:湛廬文化/四川人民出版社
《為什么需要生物學思維》內容簡介:
人類的技術,從網站到交易系統,從城市基礎設施到科學模型,甚至是為大型企業提供配套服務的供應鏈系統和物流系統,都已變得過于復雜且相互交錯。
為什么復雜的技術系統越來越難以理解了呢?
我們應該如何看待這個復雜的世界呢?
復雜的技術系統更接近生物學系統,因此用生物學思維理解技術系統是個不錯的選擇。
認識復雜系統的正確態度是:對于難以理解的事物,要努力克服我們的無知;一旦理解了某個事物,也不會認為它是理所當然的。
謙卑之心,加上迭代的生物學思維,就是洞悉復雜世界的正確方式。
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總結
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