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复杂通向简单，复杂来自简单 蔡勖 (武汉430079，华中师范大学) 召集这次“复杂问题研讨会”。至少有一点动机：即不仅仅为了让 不同学科、不同领域的研究人员彼此了解各自从事的、研究的是什么， 更主要为了营造一个环境，让大家彼此感受别的学科、别的领域的工作 方式、研究方法和价值取向，尤其是思维模式。研究复杂性问题，至少 有一点共识：即物理的、生命的、精神的、社会的真实世界，都是多样 性的、非线性的、开放的、复杂的。这些特性，在物理层次上、生命层 次上和社会层次上，是关于状态和演化的重要特征。复杂性问题已经成 为自然科学和社会科学广为关注的跨学科的，热门”话题。有关复杂性 的研究，、不是解决科学问题的万能钥匙，但有可能是一种较好的思考问 。 题的方式。 正如李政道先生所指出的，在所有基础科学研究过程中，在没有完 成研究、没有了解这些基本规律时，我们不可能预测以后应用的广泛性， 甚至也不能预料如何应用。但是，可以断言，21世纪的新科技成果和文 化，必然是建立于20世纪末和21世纪初的基础科学发现之上。杨振宁 先生也说过，“我们愈研究自然，自然愈显得复杂。”我们已知道，今 年的诺贝尔物理学奖授给Eric A．Cornell、Wolfgang ——碱金属原子稀薄气体的玻色一爱因斯坦凝聚态；诺贝尔化学奖授予 William S．Knowles、Ryoji Noyori和K．Barry 们在手征催化氧化反应领域中的突出贡献；诺贝尔医学奖颁发给Leland H．Hartwell、R．Timothy 循环中的主要调节因子”方面获得的重大发现；而诺贝尔经济学奖授予 A．Akerlof、A。Michael George Spence和Joseph 彰他们在使用不对称信息进行市场分析领域所作出的重要贡献。问题： 通过2l世纪头一年的诺贝尔学术奖的评判，了解国际学术界在世纪之 交时的关注和导向，给了我们什么启示?回顾20世纪最重大的科学成 就，可以粗略地说有“2341”，即二大理论：量子论，相对论；三 大工程：原子弹工程，登月工程，基因组工程；四大模型：夸克模型， 大爆炸模型，大陆架板块模型，DNA模型；一大技术：计算机和信息技 术。在近代物理学的早期框架中，宇宙的多样化结构，从基本粒子、到 星系、到活物有机体，大体采用有边界条件的、有起始条件的、封闭的、 保守的的体系，采用平衡态相变和对称性破缺，来建造模型。从苏格拉 底的“复杂的自然现象可以按经验还原为原初，即原素”的理念，到哥 白尼的“简单性是真理的特征”、伽利略的“自然界的动力学都是由同 样的数学规律统治着”的判断，牛顿、莱布尼茨提出“物理学应从第一 原理出发”，爱因斯坦、霍金提出“宇宙的确定性的动力学模型”。 现有的理论和实验告诉我们，“宇宙的大小”约为5-25亿光年， “宇宙的年龄”约为130—200亿年。在超新星、中予星、蟹状星云、黑 洞等星际物质中，暗物质占宇宙物质的90％以上，而类星体具有的能量 是太阳的lO”倍。自1869年门捷列夫提出元素周期表以来，俄罗斯 号元素。关于物质微观结构的探索，汤姆逊1895年发现电子，普朗克 1900年提出量子假说，卢瑟福1909年通过a散射实验发现原子核。盖 尔曼1964年提出夸克。多样化的自然界是变得越来越简单，还是变得 越来越复杂?量子场论，低能量下的物理真空，在高能量下表现出极为 复杂的物理图象。为了探寻夸克物质，在美国的布鲁克海汶国家实验室 将先后进行人类有史以来最高能量的重原子核的对撞实验。在中国古 代，《老子’中就有“道生一，一生二，二生三，三生万物。”的哲学思 想。这里的“道”是老子用以说明宇宙本原的概念；“一”指原始未分 的混沌状态；“二”指阴阳、正反、前后、上下、左右…：“三”指阴 阳激荡、相反相成、互争互补，是为一统，是为和气；道经过演化而构 成万物，构成大干世界。 20世纪可以认为是科学分类的时代。前50年主要是对空观革命和 量子论革命，后50年主要是计算机科学革命和分子生物学革命．而在 21世纪，应当是科学整合的时代．复杂性科学的研究是否会带来一场新 的革命?这