复杂系统理论

2.1.1　复杂系统理论

贝塔朗菲(1973)区分了累加性和构成性两种整体特征，将整体中需要将部分特征累加起来即可得到的特征称为涌现性(Emergence)。圣塔菲研究所SFI提出了复杂适应系统(CAS)理论及其研究方法。钱学森(1990)将复杂系统性质概括为开放性、复杂性和层次性，并认为复杂问题是开发复杂巨系统的动力学特性问题。^[1]成思危(1999)认为复杂科学管理理论的研究对象是复杂系统，提出将复杂科学理论分为五个学派。徐绪松(2005)提出了复杂科学管理的理论和方法，以进一步研究和解决各类复杂系统问题。^[2]Richard Callagher和Tim Appence(1999)，陈森发(2005)，刘兴堂等(2008)、王其藩(2009)从不同角度分别对复杂系统进行了论述。自然界和人类社会广泛存在着由无数个体组合而成的无限多样性和复杂性的事物，被统称为复杂系统。复杂系统是由相当多具有智能性、自适应性主体构成的大系统，系统中没有中央控制，内部存在许多复杂性，并具有巨大变化性，从而决定了系统主体间及环境间的复杂相互作用，使得复杂系统涌现出所有单独主体或部分主体不具有的整体行为(特性)——涌现性。典型的复杂系统有复杂工程系统、社会系统、人体系统和宇宙系统。复杂工程系统(如载人宇宙飞船、港珠澳大桥工程)具有非线性、不确定性、内外部扰动、多时空性、涌现性、演化性、进化性，数学模型上的高阶、多维、多层次、多输入和多输出等(刘兴堂等，2008)。^[3]王其藩(2009)^[4]认为从系统动力学角度给出的复杂系统定义为，复杂系统是一类具有多变量、高阶次、多回路和非线性的反馈系统。复杂系统行为的特性包括:反直观性、对参数变化的不敏感性、整体与局部的相矛盾性。

投资建设项目群具有复杂系统的本质特征:非线性、涌现性、演化性、自组织性、自适应性、自相似性，复杂系统区别于一般简单系统的本质特征在于它的复杂性，可见，投资建设项目群属于工程系统方面的复杂系统范畴。支撑复杂系统建模与仿真的理论基础既包括传统的理论，如模型论、相似理论、系统理论、辨识理论、网络理论、层次分析理论，又包括新的理论，如系统分形理论、系统动力学理论、互动理论、CAS理论、定性理论、云理论、模糊理论、元胞自动机和支撑向量机、自组织理论、灰色系统理论等，在新的建模方法中，比较具有代表性方法的包括基于Agent建模法、基于Petri网建模法、基于系统动力学因果追溯建模法、基于CAS建模法等，这些新理论、新方法的出现将对复杂系统建模与仿真起到重要的推动作用。李士勇(2006)在总结前人对非线性科学与复杂系统理论的基础上，提出六个相结合的复杂系统综合研究方法，即定性判断与定量计算相结合、微观分析与宏观综合相结合、还原论与整体论相结合、确定性描述与不确定性描述相结合、科学推理与哲学思想相结合，以及计算机模拟与专家智能相结合，这些方法都正确体现了钱学森倡导的“系统科学、思维科学与人体科学”相结合的本体论综合研究方法。