基本内容

谁都知道任何一样活的东西的寿命都是有限的，一个人从出生、长大、慢慢衰老、最后死去；神龟虽寿，犹有竟时。除此之外的其它复杂系统也有类似现象，例如一个王朝也会经历从建立、兴盛、腐朽、衰亡这些过程；一个生态系统从先锋物种进入，然后其它物种定居并改造非生物环境，逐渐达到一种复杂的结果，最后可能毁于一场大火。不过，这些都只是故事的一个部分，瓦解后的系统还会经历新生，似乎又开始了一个新的轮回，但却又不完全相同。 这些现象是如此的普遍，不禁使人猜想其中是否有一条复杂系统演化的重要理论呢？

扰沌理论简介

这里所要介绍的扰沌理论是由霍林等人提出来的，他们在2002年写了一本书：《Panarchy: Understanding Transformations in Systems of Humans and Nature 》其中说到：扰沌是作为层次一词的对偶出现的（照字面意思是神圣的规则）我们的观点是：扰沌是一个自然规则的结构框架，其中也暗含了希腊自然之神潘的名字。

要理解扰沌，首先一个概念是适应性循环。

所谓的适应性循环大致可以看作某个复杂系统的一个生命周期，分为4个阶段。首先是r阶段，系统经历比较快的增长，然后进入到一个缓慢而保守的K阶段。在这 期间，系统的连接度和稳定性增加，并且积累了资本。对于生态系统，如养分、生物量、物理结构，对于经济或社会系统，其积累的资本如技术、人际关系网等。这 些增加的资本不仅可被本系统所适用，也可能被其它系统所使用。当进入K阶段的时候，聚集的养分和生物量越来越为系统所固持，而排斥其它竞争者对其的使用， 即系统的连接度增加、控制力越来越强，而这最终导致过度连接和僵硬的控制，系统的恢复力(resilience)降低了，最后意外不可避免地将要发生。这 时系统进入 Ω阶段， 此时，在某种外界的干扰下，系统将发生一种突然变化，将其逐渐积累和固持的资源释放，而系统的组织严密性也丧失了。随后系统进入α阶段，系统进行重新组 织，有可能重复上一循环，也可能进入新的不同的循环。也可把适应性循环看做由两个半环组成，即r阶段和K阶段组成front roop，omiga阶段和alpha阶段组成back roop。在前半环，系统的发展基本上是确定的、可预测的，而后半环则是不确定和不可预测的，发生了一种“创造性毁灭”。

在适应性循环的描述中，有三个量来刻画系统状态变化：

1)潜力：即系统可接受的改变量，它决定了系统未来的可能性范围。

2）连接度：系统内部的控制力大小，即内部控制变量和过程的连接度，它是系统是灵活或僵化 的度量，如它们对外界干扰的灵敏性。

3）适应能力：系统对于不可预测的冲击的脆弱性。

前面那个图只用了前两个维度，若加上第三个维度，则适应性循环看起来 是这个样子：

令人困惑的是，在现实中，有些物理行为并不完全按照此规律进行,并不完全按照此四个阶段进行。如自组织的行为系统（其实是残缺的），只经历了前半的环，这是因为沙堆作为一 个物理系统太过简单了。

有了适应性循环的概念之后就可以介绍扰沌了，简单的说，它是由适应性循环为层次而组成的一个等级系统。

在扰沌不同层次之间的不同阶段，会存在各种联系。其中比较关键的是两类：一类是“反抗（revolt）”，一个低层次的关键变化可能会级联到高层次即较大较慢的层次，尤其是当高层次处 于其K阶 段，处于僵化和脆弱状态时。生态学上的一个例子是森林火灾。一般情况下一点零星小火是不会蔓延开来的，然而在某些情况下，一个局部的火星首先造成一个小范 围的地面着火，然后蔓延到树冠，接着到整个斑块，再到整个区域。

另一类是“记忆（remember）”，即当某一层次发生灾变后的重生过程中，其处于K阶段的上一层次会对其起很大影响作用。一个生态学的例子，森林中的一场小火过 后，留下一片迹地，高层次的过程和资源减缓了养分的流失，并且提供了种子库、幸存种等“生物遗产”促进其更新。