第二章 文獻探討
第一節 複雜適應系統
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第二章 文獻探討
第一節 複雜適應系統
1984 年在 Gell-Mann 以及眾多著名科學家支持下，聖塔菲研究所(Santa Fe Institute)成立，主要針對一 ｢複雜系統｣(complex system)所存在的共同互動與 演化關係進行探討，並於爾後成為 ｢複雜理論｣研究之中樞。｢複雜理論｣認為，必 須由基本粒子物理學及宇宙學提升至複雜系統領域，不再針對系統中的個體進行 描述，而是強調個體間的互動關係和共同演進歷程。 ｢複雜系統｣主要包含兩大特 色：一、系統中必定存在大量互動的元素；二、系統本身具有突現(emergent) 與型態(pattern)的特質。在複雜系統中，大量元素的互動使系統行為呈現出動 態、非線性的特性，使其組合成份與行為特色看來十分複雜；然而，從另一方面 看來，大量元素的互動結果，集體行為卻又會產生某些特殊型態(pattern)或秩 序(order)(Morel and Ramanujam,1999;Anderson,1999)。許許多多的例子如：
蟻群、生態、胚胎、神經網絡、人體免疫系統、電腦網絡系統、全球經濟系統等，
都是｢複雜系統｣概念的最佳展現。
而複雜理論也發展出許多普遍為學界接受的重要典範，如：複雜適應系統 (Complex Adaptive Systems)、自我組織的臨界點(self-organized
criticality)、自我組織(self-organization)等，其中複雜適應系統的概念最 廣為組織與管理學者所採用(Anderson,1999;Frank and Fahrbach,1999;Brown and Eisenhardt,1998)。Holland(1994)提出複雜適應系統(Complex Adaptive Systems)，對於人們認識、理解、控制、和管理複雜系統提供了新的思維。複雜 適應系統包含微觀和宏觀兩方面：在微觀方面，複雜適應系統中的個體(agents) 是具有適應能力且主動的，這些主動的個體在與環境互動的過程中遵循一般的刺 激─反應模式，而所謂適應能力表現在其能夠根據行為的結果修改自身的行為規 則，以便更良好地在環境中求取生存；在宏觀方面，由這些主動的個體所構成的
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系統，將透過彼此間互動以及和外在環境之互動中發展，產生分化 (dissipative)、突現(emergent)等種種複雜的演化過程。
Anderson(1999)指出，複雜適應系統方法最主要的特性在於強調，在任何一個分 析層次，秩序都從低一層次個體之間的互動自然出現(emergent)的特性。複雜適 應系統有四大特性，以下將分別詳述：
一、 具有基模的系統成員(Agents with schemata)。
所謂基模(schema)，指的是個人用來對特定概念、個體、事件等有效地編碼和處 理外來資訊的一組動態、認知的知識結構(Harris,1994)。基模是個體的心靈地 圖，使個體得以依循其經驗自我導向，為未來闡釋過去與現在的經驗。不過，基 模雖然可以幫助個體意會這個世界，相對地也可能因為外界資訊威脅到基模的有 效性或者超出基模的視野，因此使個體對這些資訊視而不見。
Anderson(1999)指出，複雜適應系統中成員的行動遵循一組行為規則(基模)，不 過並不必然受限於一組固定的規則。根據情境，可以將成員的基模假設為一組或 多組規則，這些規則可以是固定或非固定的，而所有系統內的成員基模可以是相 同或不同的規則。這也是複雜理論觀點下多種不同成員基礎模型(agents-based models)中重要差異點之一。
複雜適應系統與演化但非調適性的系統相較，最大的差異在於複雜適應系統可以 將環境的規律納入基模之中。在有些情況下，這些環境規律可能化成一個以上的 基模，這些基模彼此競爭，最後決定出系統的方向。
二、 自我組織的網絡系統，必須依靠外來輸入的能源而維持(Self-organizing networks sustained by importing energy)。
Prigogine and Stengers(1984)指出，自我組織的行為僅在一個不斷從外界輸入
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新能源的開放系統下方能產生。Barnard(1938)指出，一個分散式結構只有在所 有成員被誘發持續貢獻能源於其結構中時才能維持。組織中具有影響力者可以藉 新能源的加入來調整組織熱度，這些新能源的來源，可能包括成員、供應商、夥 伴、顧客等。一般而言，當環境愈動盪，組織愈需要更多的能源使系統維持在臨 界點之上，組織方能自我維持。
三、 共同演化至混沌邊緣(Co-evolution to the edge of chaos)。
複雜適應系統假設，系統對環境的適應來自於系統中個別個體適應環境，以獲得 更好報酬的努力。在此觀點下，假設個別系統成員無法得知個別選擇對系統所造 成的結果，因此個體僅能追求個別適應函數(fitness function)的最適化結果，
而無法追求整體系統的最適化。因此，成員所需面對的環境將是持續變異的，因 為個別成員的報酬決定於其他成員的決策；更有甚者，透過此互動調節機制將使 成員得以共同演化，因為成員間的行為分配改變後，跟著影響的成員的適應函 數，而適應函數的改變，又進而影響成員的行為(Anderson,1999)。
而在上述狀況下，系統最終將演化至混沌邊緣。根據 Waldrup(1994)指出，系統 處於混沌邊緣，將正好有足夠的穩定性來維繫生命，也正好有足夠的創造力。
Brown and Eisenhardt(1998)則認為，最有效能的組織將是能演化至遊走於混沌 邊緣策略的組織。
四、 藉由不斷重組來達成系統演化(Recombination and system evolution)。
在複雜適應系統中，系統中的成員和成員的基模都可能因為改變與重組而得到新 穎性(novelty)。Harris(1994)指出，基模有兩種改變：一階改變與二階改變。
一階改變是指當基模整合了新資訊，會進一步擴充和精緻化，並隨著時間的經 過，在遭遇更多相關的資訊時，該基模會變得更抽象、更複雜、更有組織；而二 階改變，指的是當資訊與基模相衝突時，資訊可能因而被忽略，或者個體可能會 有意識地開始修正基模或產生新的基模子系統，亦即基模發生了基本性的改變。
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