探究复杂系统

复杂系统的特征

世界一直在熵增,我们在过去2个世纪形成的科学逻辑帮助我们的世界飞速的向前发展,可是了解的越多,我们越发现自己无知。万物之间的因果关系不断的被发现,人们将研究的触角从因果性移动到相关性,去探究更为复杂的系统。

生活中,复杂系统无处不在,比如天气、股票、以及人的思考过程。比如影响天气的因素很多,举例天气来说,地形、云层、海拔、气压,甚至几千公里外一只蝴蝶翅膀的偶尔振动,都会引起天气的变化,那怎么分析呢?

抓住复杂系统的主要特征,所有系统都有如下架构特征。

  • ** 输入 ** :系统的输入。
  • ** 处理 ** :系统内部的处理加工过程。
  • ** 输出 **:系统的输出

输入端

输入端主要包含两部分,即信息和噪声。信息中有真实信息,也有可能有错误信息。

处理过程

处理过程在复杂系统内部来说更多的是个黑匣子。目前假设仍然不可探究。

但是所有的信息之间的关系我可以分为以下几种。

  • 因果:信息与信息存在因果关系,比如数学公式推导。
  • 非因果、相关:信息与信息之间不存在因果关系,只存在相关关系,比如啤酒与尿布。
  • 非因果、不相关:信息与信息之间不存在因果关系,也不存在相关关系(或者说是弱相关,可以忽略)。

输出端

经过处理过程之后的系统输出,比如明天是否会下雨,这只股票是否会涨。

如何判断是否一个系统是复杂系统?我这里抽样出复杂系统的四个总体特征。

  • ** 多因素 ** :输入非常多,而非单因素输入,比如成功并不只由努力决定,产品成功也不仅由用户体验决定。
  • ** 互相关 ** :多个输入之间,输入与输出之间,存在很多并不明朗的相关关系。
  • ** 非即时 ** :多个输入之间,输入与输出之间,存在相关关系,并且具有一定的延时效应,这延时效应更不容易探究复杂系统。
  • ** 有反馈 ** : 输出会返回到输出端并以某种方式改变输出,从而影响处理过程。

一些面对复杂系统的处理方法

人生要面对无数复杂系统,而由于认知受限和有限理性。人类面对复杂系统决策的时候自然避免不了出现偏差。下面我们看看一些面对复杂系统的处理方法。主要有两类,一类是希望用有限理性去逼近,第二种是不关注内部黑匣子处理,只注重结果。

用理性逼近

权重法

这种是最基础的方法,输入因素有限,并且可以进行简单的有限或者客观度量,也就是对每一个影响输出的因素给予一个权重值,然后评估一个量值。

举例,我在15年租房的时候,首先确定了我的决策逻辑,如下图,然后对每次看房评估每一个因素的量值,算总分。(你觉得太麻烦了是吗?对于理性人的我可一点都不麻烦)


探究复杂系统_第1张图片

概率论

概率论是将逻辑真值从0、1,扩展到从0到1之间的所有实数。使用该范围的一个数值来表示某个命题真假的可能性。

举例来说,产生于20世纪70年代的专家系统,内部包含大量的程序性知识,即有个大量的内部逻辑。专家系统内部定义了一系列的规则(IF--then),IF部分是给定的输入,THEN是输入导致的输出。当然,其中最精妙的地方是引入了模糊逻辑。如下图(引用于《人工智能:智能系统指南》)


探究复杂系统_第2张图片

举个例子:TOM是个很高的家伙。

如何判断这句话的真假?比如身高181cm的男人确实是高的可能性是0.86。

由于人的认知吝啬局限性,决策过程中除开情感因素不说,更多的也是基于贝叶斯概率而非理性推导。

不关注黑匣子

由于复杂系统实在是太复杂了,从结果导向的角度出发,这里的方法就是不注重内部逻辑,注重输出结果。

基于大数据的机器学习是目前研究复杂系统的一个主流方式。

人工神经网络

这里主要说机器学习最常用的方法,人工神经网络,从仿生学的角度出发, 模拟神经元结构。


探究复杂系统_第3张图片

每个神经元有对应的输入与输出,利用大量的已知输入与输出序列,来不断逼近更为准确的权重值。机器不知道逻辑,从经验、实例、类比中学习


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目前机器学习领域对部分复杂系统已经有了很好的效果。比如用机器学习预测分钟级天气情况(彩云天气APP),利用机器学习预测股票市场(西蒙斯)。

一起其他想法

很久之前就在思考复杂系统,来提高日常决策中的正确性。因果性已经慢慢不是这个世界的竞争优势(人人都能掌握)。而对多因素、互相关、非即时、有反馈的复杂系统的更好的决策,才是竞争的主要差别。从信息源头减少误差、噪声,认知局限,从处理过程更多的考虑更加周全,更好的应对复杂系统。

本文写的并不畅快,信息也杂乱无章,很多点到为止,没有做更多深入扩展,仅仅是自己的一些关于复杂系统不成体系的思考。

愿你读到这,对你有启发。

写作时间 : 2017年3月5日15:12 - 17:01

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