1.2.2　復雜系統

復雜系統是相對于簡單系統和線性系統而言的，一般而言，復雜系統指的是由許多組分組成的系統，而且各成分間存在非線性相互作用，即各個組分之間有許多相互作用不是簡單的，從而使得整個系統表現出聚現特征。聚現特征是指僅僅單組分不可能獲得系統的聚合特征，它是多組分非線性作用的結果，也是復雜系統“整體”大于所有單個組分的“總和”的根本原因。也就是說，即使已知組分的性質和它們相互作用的規律，也很難把整體的性質推斷出來。

根據系統的組成結構特征，可以將系統分為三類：簡單系統、隨機系統、復雜系統。

（1）簡單系統

簡單系統的特點是包含的變量數目較少，可以用較少的變量來描述。這種系統完全可以用經典力學規律去加以認識。簡單系統可以精確預見，因而是可控的。

（2）隨機系統

隨機系統的特征是元素和變量數很多，但變量之間的相互作用是微弱的，充滿隨機性。這類系統可以用統計的方法去分析。

（3）復雜系統

復雜系統的特征是元素數目很多，且其間存在著強烈的相互作用。復雜系統也可能由各種小的系統組成，生態系統是復雜系統的一個最好的例子，它兼有簡單系統和隨機系統的各種特征。

復雜系統具有秩序與混沌的雙重特點。一方面，復雜性系統表現出混沌、不可預測的特點，如鳥群、魚群在捕食或躲避危險過程中表現出來的快速變化的聚集成群。另一方面，復雜系統具有潛在的結構模式和秩序，如生態系統的結構組成、河流山川的地形地貌、心肺氣管的分岔結構、礦石的結晶構造等。一個復雜性系統的復雜行為并非出自該系統復雜的基本結構，而主要取決于系統內部許多單元和變量之間的相互作用方式。在分形理論中，各種分形圖的結構相當復雜，表觀上看來，結構層巒疊嶂，無窮纏繞，具有隨機和復雜的特征，然而整體結構卻雜而不亂，擁有自相似性的無窮嵌套結構，這一根本性的模式是可以認識的、確定的。

簡單的數學分析方法不能處理復雜系統各組成單位之間的復雜非線性相互作用。這樣，對于復雜系統內在模式的理解，需要利用基于“整體論”的非線性分析方法才能得以深入認識。