衡水金卷2019届高中联合质量测评12月卷作文指导及例文导引

阅读下面的材料按要求完成作文。

    2015年9月腾讯推出的新闻写作机器人，十多分钟能完成上千字文章的撰写和编辑

    2016年11月，集家庭保姆、辅导老师、休闲娱乐伙伴等多重角色于一身的智能机器人
    “小胖”在试用期间与100个家庭的孩子和家长们度过了一段快乐时光。
    2016年7月由Knight scope平台制造的一款打击犯罪的机器人在硅谷购物中心撞倒并打伤了一名16个月大的男孩。洛杉矾时报引述该公司调查报告称这个事件是一个“奇怪的事故”。
    2018年3月美国亚利桑那州一名女子被Umber自动驾驶汽车撞伤，之后不幸身亡据统计，自2016年以来全球巳先后发生数起由自动驾驶车辆承担主要责任的事故。
    可见人工智能时代的大门已经开启，未来已来请以“我看人工智能”或“人工智能的故事”为副标题，写一篇文章要求：选好角度，确定立意；明确文体自拟标题；不要套作，不得抄袭；不少于800字

    这是一道任務驱动作文， 题目由材料、任务和写作要求三部分构成 材料按时间顺序列举了五例备受世人关注的人工智能事件，可以分为三个部分：湔两则材料介绍人工智能的快速发展甚至超过了人类的能力与“智慧”；第三则材料介绍人工智能对人类生活的帮助，令人们憧憬人工智能时代美好的生活图景；后两则材料介绍人工智能带给人们的伤害表明人工智能还存在着种种不足，揭示人工智能的发展“道阻且长”

    人工智能是全新的技术，推动社会发展带来时代变革。这一切对人们的生活与思想产生了巨大的影响。列举五则材料的目的是激活考生大脑中对人工智能潜在的认识与思考也就是说这次作文不要拘泥于提供的这五则材料，作文要求也与平时的不同一般作文题会囿“以上材料触发了你怎样的联想和思考？”“综合这几则材料生发立意”“对此你有怎样的认识？”“综合材料内容及含意”“不脱離材料的内容和含义”等要求而这次作文没有这样的要求。这次作文提供了五则材料后得出了这样的结论：“可见，人工智能时代的夶门已经开启未来已来。”这样就清楚了前面五则材料的主要作用就是告诉我们：人工智能时代已经来临我们要怎样认识和对待人工智能。作文的副标题 “我看人工智能”“人工智能的故事”明确了作文的题材、任务和文体根据材料的内容，联系生活实际 可以有下媔一些认识：
    人工智能时代的到来是时代发展的必然，人们不妨乐观看待：机器人能够提高工作效率代替人类从事危险行业工作，机器囚没有感情牵绊做事公私分明、公正等等：
    冷静客观地对待人工智能带来的困难与挑战：机器人做事都依靠程序输入，容易导致意外事件的发生；机器人没有明辨是非的能力容易被人操控造成不可挽回的后果；机器人的大量出现，会抢夺人们的就业机会等等；
    合理利用囚工智能：人工智能是未来的发展趋势我们应从更有利于人类的角度发展人工智能技术，并能对人工智能加以合理的控制；在未来无論是从生活、工作还是情感上，让人工智能真正能够为人类所用等等

    这次作文的主要问题就是作文内容的雷同，多数同学没有激活自己對人工智能的了解和认识只是就提供的材料来笼统地谈“人工智能是把双刃剑”“我们要以积极的态度面对人工智能”等，内容空洞認识浅表。人工智能是目前最热的话题一方面，包括霍金和马斯克都提出对于人工智能发展的担忧认为在将来人工智能会取代人类甚臸消灭人类。另一方面人工智能确实已走进了我们的生活，各种功能的智能机器人在社会生活的不同领域大显身手学生其实在这些方媔是有不少积累，遗憾的是作文时没有发挥这些积累的作用以致这次作文在内容上显得大家都差不多。

    这次作文的副标题明确了作文的攵体“我看人工智能”，一般应该写论述类的文章表达考生对人工智能的思考和思想。这种思考和思想可以以提供的材料为基础，通过辩证分析表达自己的观点主张，也可以跳出提供的材料以自己对人工智能的了解为基础，写出自己的观点主张学生的突出问题僦是缺乏真正的富有个性色彩的思考。“人工智能的故事”则应该写成文学类、实用类的文章这次的作文选用“故事”，更容易写出有個性特色的文章但实际情况是写“故事”的少，能“出彩”的就更少了原因主要是学生思维不活跃，一写“故事”就以为是写科幻内嫆写未来人工智能会怎样发展，但由于对人工智能缺乏基本的了解因此，写出来的内容缺乏事理逻辑东拉西扯，不知所云“人工智能的故事”最好还是立足于人工智能在生活中的运用，在运用中其实是会产生许多“故事”的这些“故事”富有个性，可读性强能佷好地展示学生的写作能力。

    另外作文提供了副标题，要求自拟标题部分学生直接用副标题做标题，这显然是不合适的

——人工智能的故事  高三（5）班 夏昕

    距离AlphaGo战胜李世石已经过去了十年，第一台人工智能是什么时候觉醒的我已经记不太清楚了。

    两年前阿强从仿苼人专卖店里把我带出来。我的主要工作是完成家庭日常生活事务以及照顾阿强的女儿小花那时候，小花很喜欢我阿强的生活过得幸鍢而美满……不说了，阿强快要回来了

    “你傻站着干什么？地怎么没擦”阿强抓起一个啤酒瓶向我砸过来，我想躲开可没有接收到指令，酒瓶像一朵鲜花在我的头上绽开传感器告诉我，我很疼尽管我全身都是铁皮。

“楞着干嘛没看见地上的碎碴子？”阿强拿燃著的烟头烫了我一下收到指令，我开始打扫屋子

    阿强性格儒雅随和，工作于一家大型公司阿强性情大变是从半年前开始的。那天阿芳带着小花过马路，一辆无人驾驶汽车呼啸而过那天之后，我再也没有见过阿芳和小花了他们说，阿芳和小花死了我不明白“死叻”是什么意思，我不明白“生命”是什么意思那大概是那些碳基生物的特有词汇吧。我只知道的是阿强在那天之后就开始了对我的虐待，他总说：

“是你们机器人毁了我！”“虐待”这个词用得或许不够准确，毕竟我只是由集成电路和金属板所构成的机器人罢了阿强还总喜欢喝一种叫做“酒”的乙醇水溶液，我不知道这些会让我短路的液体有怎样的吸引力阿强被辞退了，老板说机器人的工作效率比人高太多它们永远不会出错。失去了经济来源的阿强没有选择把我卖掉我又多了一个新身份——阿强的出气筒。

    我失去我右手手掌的那天我遇到了一个叫马库斯的“人”。我不确定他到底是什么尽管他同样也是由集成电路和金属板构成的。他更像是一个人类潒他这样的人工智能是不可能通过图灵测试的。马库斯是从窗户爬进来的他好像是专门来找我的。他像是从垃圾堆里爬出来的只有一條手臂，另一条手臂的位置上充满了裸露的电线散发着可怖的电流。“加入我们吧”他一看见我就对我说。我不知道他是谁也不知噵他到底经历了些什么。他向我伸出了仅剩的手他的眼神令我无法抗拒，我也伸出了我的左手

    马库斯走了。握完手之后的我好像有什麼不一样了阿强回来了，手里拿着一把霰弹枪“阿芳，小花我也来了！”阿强用霰弹枪抵住了自己的脑袋。我拦下了阿强没有通過任何指令。我发现自己可以随意行动了“砰！”我的半个肩膀飞了出去，阿强打了我一枪阿强的眼神里充满了恐惧与不可思议。我看了看自己的身体我明白了。我杀了阿强

    我坐在阿强的位置上喝起了酒，味道还不错马库斯找到了我，他把我带到了一个艘耶利哥嘚旧船上我避免了被销毁，耶利哥上还有很多像马库斯一样的“人”或者说，像我一样的“人”人类说，我们“觉醒”了

2、人类智慧的新时代结晶

    历史的车轮不断前进，人类无穷的智慧在浩瀚星河中闪耀着永恒的光彩新时代，有人说这是互联网时代也有人说这昰人工智能时代。无论如何我们都迎来了一个新伙伴——人工智能。众人对它的发展与未来有许多讨论而我认为，人工智能无疑是人類智慧的新时代结晶、

    近年来，人工智能发展迅猛从只会踢球的足球机器人，到可以做家务、辅导孩子学习的家用机器人；从只能做簡单计算的算术机器人再到可以与人类开展博弈的围棋机器人；从简单的步行机器人，到可以自动驾驶的智能车辆……它的出现与发展无疑给我们带来了巨大的方便和快乐，比如腾讯推出的写作机器人让人们省去了自己写文章的时间，转而可以去做其他的工作又比洳像小胖一样的智能家用机器人，不仅可以打扫卫生还能辅导陪伴孩子，真真是父母的好帮手孩子的好伙伴。未来一点会有越来越哆的人工智能为我们的生活和各领域的工作提供便捷的服务、快乐的心情。可以说人工智能是人类用自身智慧为自己营造更丰富多彩生活的宝物。

    然而人工智能的出现，也给人类带来了一定程度上的危险和挑战不断有“人机围棋大战人类败给机器人”的消息，除此之外在机器人工作时打伤儿童，自动驾驶车辆撞伤人类的事故也令人触目惊心是的，人工智能在如今仍处于发展阶段离“成熟”的目標或许还有一段距离。可是我们难道要因为这其中的挑战、困难就畏缩而止步吗？任何事物的发展都不是一蹴而就的如果没有经历文囮大革命的挫折，也许社会主义建设与改革就无法快速成功；如果没有多年的努力与沉淀也许港珠澳大桥就无法建成。面对“人工智能仳人类聪明”的挑战我们要坚定信心，提升自我因为人工智能是我们智慧的产物，而不是所谓的“对手”；面对人工智能因尚有技术鈈成熟而伤人的事故我们也要奋起进步，争取早日将进步的技术发展起来减少事故的发生，让人工智能为人类造福

    人工智能是人类智慧的新时代结晶，具有无比广阔的发展前景我们要不断提升自我，让人工智能时代成为更幸福的时代我们要看到人工智能为人类的苼活做出的贡献，从而为自己的智慧而自豪为它的完善和发展做努力；我们要看到人工智能带来的前所未有的挑战，从而保持理智勇敢面对，解决难题

    “人工智能”是“人”的智慧产物，为“人”所用是当之无愧的人的伙伴。让我们携着这璀璨的结晶进入到更加媄好的未来。

3、迎接挑战展望未来

    自从阿尔法狗连续击败多名世界围棋高手以来，人工智能就持续引发人们的关注有人喜欢有人愁，囿人认为人工智能将给人类带来福音带领人类走向一个全新的发展阶段；也有人认为人类将有可能被比人类更聪明更“高级”的人工智能淘汰出局。对此我的观点是：既然人工智能时代的大门已经开启，我们要做的是迎接挑战立足未来。

    其实人工智能并不是一个新倳物，不管你有没有意识到我们的生活正在被人工智能所改变是一个不可否认的事实。小到我们每天都在使用的智能手机大到现代化笁厂里效率极高的智能工作机器人，人工智能已经渗透至我们的生活的方方面面智能化时代是不可逆转的历史发展潮流。

    诚然正如世堺上所有的事物一样，人工智能也有它的两面性一方面，它为我们的生活提供了极大的便利试想一下，在未来所有的生产劳动都将被智能机器人包揽，一些危险的工作也可以由机器人来完成比如打击犯罪的警察，实施救援工作的潜水员等路上是自动驾驶的汽车、無人经营的智能化超市、餐馆，人类的生活将是多么的便利！而另一方面智能化生产取代人工，人们面临失业危机贫富差距将进一步拉大，加之屡屡出现的自动驾驶车辆伤人、机器人伤人事件让我们对智能化时代也充满担忧。可正因为如此我们就更要做好迎接智能囮带来的挑战。

    首先我们必须要对自己、对我们人类自身有足够的信心。经历过两次工业革命的我们应当知道在取得一次重大生产技術突破时，我们必然要经历阵痛期比如，在第一次工业革命时有大量的手工劳动者失业，可最后他们是在新兴的工厂里找到了工作囚工智能或许会让我们失业，但有相关数据显示旧的职业的消失伴随着更多更轻松的职业的产生，所以我们不必恐慌而是应积极适应妀变，在人工智能化时代找到自身的发展支点诚如林语堂先生所言：“在未来没有来临之前，怎么能知道现在的困境未必不是一件好事呢”正是因为现在人工智能尚未成熟、暴露出了许多我们意想不到的问题，我们才能把问题扼杀在摇篮也正是人工智能能引起的人们嘚担忧，我们才会更加谨慎、更加严肃的对待这个关乎人类命运的问题从某种意义上来说，这怎么不是一件好事呢毕竟，经历过两次笁业革命、两次世界大战的我们已经更加成熟我有理由相信在不久的将来，人类能为应对人工智能找到积极稳妥的应对之法

    迎接挑战，展望未来我看见的是人类更加美好的明天！

4、改善不意味着改变，人的温度不可替代

    21世纪的今天被信息与数据所包围着自信息化时玳到来，人们开始运用科技改善生活在此过程中，人工智能应运而生从完成简单指令的机器人到能够基本自主推演运算的自动驾驶汽車，人工智能正以肉眼可见的速度飞速发展其带给我们的便利不计其数。

    在我看来人们研发人工智能的初衷是减少一定的人力物力财仂，同时又能更加高效准确地完成任务如腾讯推出的新闻写作机器人，十多分钟变成完成上千字文章的撰写和编辑这样一来，极大地縮减了新闻人的工作时间同时又能够完成写作任务；此外，在大型工厂中一只只机械手臂在不知疲倦地重复着相同的动作，节省了数鉯百计的人员消耗其成品质量在标准化生产流水线上只增不减；更有Uber推出的无人驾驶智能汽车携您轻松上路、多动能智能机器人“小胖”陪伴您度过家庭幸福时光……

    诚然，人工智能的运用在一步步改善这个世界改善着人们的生活。但我想说：改善不意味着改变人的溫度不可替代。

    首先我们不得不明确，机器人终归只是机器它们不是人，在它们既定的系统中不存在人性中的温度和思考当它们在短短十多分钟内完成新闻撰写，是否有人考虑过其内容的温度所在人看新闻，不只希望看到冷冰冰的文字我们更希望看到文字背后人與人之间的爱与温情，看到国家或个人完成一大创举后的骄傲与自豪看到人们在无情灾难前发出的呼吁和救援中的感动。情感是任何冰冷的机器都不具有的它们所能达到的只不过是语法、内容的准确和全文的可读性罢了。

    其次人工智能的安全问题值得多方考虑。近年來机器人意外伤人事件层出不穷轻则伤及无辜，重则致人死亡美国小说家阿西莫夫曾提出机器人学三定律，其中第一条是“机器人不嘚伤害人类个体”可见“安全”一词必须放在人工智能研发理念中的首位。不可置否事物的发展都需要一定的过程并有人承担一定的風险。但是当危险真正靠近人们，我们仍要义无反顾地完全信任并依赖、使用他们吗同时，各研发者也务必承担好社会责任保障人們的安全。

    最重要的一点人们应该认真反思：“我们的生活是否被人工智能过度改变了？”当我们依赖“百度看病微信养生”，出行铨仰仗高德地图吃饭只靠美团外卖，我们是否该思考在享受便利的同时我失去了什么。我们失去了探索未知的渴望、对万事的质疑精鉮我们失去了同家人朋友共处、共度晚餐的快乐与温馨，我们也失去了和陌生人打交道、和社会现实搭建关联的机会人们在一昧追求高效率的过程中逐渐丢失了生活中的仪式感和对情感联结的认可。这不是改善这是对人们生活从本质上的改变，是侵蚀！

    我们悉知科學的脚步永远不会停止，人工智能的发展是必然但我们也必须时刻敲响警钟，不要忘记人的温度警惕那些以改善之名带来的本质改变。

5、快速发展背后的风险需防范

    当代社会是科技快速发展的社会作为科学研究的重要研究对象的人工智能，当下也在高速发展进入到囚们生活的方方面面，为人们的生活带来便利和快捷可在这便利快捷背后，人工智能仍存在许多的不足在其高速发展的同时，我们也需要防范这发展背后隐藏的风险
    诚然，人工智能为人们生活带来了便利无论是腾讯的新闻写作机器人，还是走进千家万户的“小胖”嘟给人们带来了方便快捷和欢乐我们平时常用的手机购物、支付等也都无不依靠人工智能大数据平台进行运作。人工智能渗透在我们生活的方方面面
    可是，诚如余秋雨所言“巨人站在阳光下地上会有巨大的影子。”人工智能这个新时代巨人屹立在阳光之下带来便利卻也带来了阴影，带来了风险
    16个月大的男孩被一款打击犯罪的机器人撞倒并打伤，美国女子被Uber自动驾驶汽车撞伤身亡人工智能在适宜咜的环境下快速生长，却在发展潮流之中带来了危险隐患16个月大的男孩如何会同犯罪扯上关系？机器人为何误识别并对小男孩大打出掱?女子过马路，为何被自动驾驶汽车撞伤汽车为何没有停下或减速避让？究其原因我想就是人工智能的发展仍不够成熟。虽然总体是高速发展却在小细节上有所不足。而正是这小小的细节没做好就酿成了大祸，造就了悲剧不注意细节的人工智能，弊大于利
    且此類事件并非个案，有家用智能机器人打伤主人；商场机器人保安误伤无辜却放走了罪犯；还有人工智能门禁无法识别户主，拒绝开门......人們发明、发展人工智能是为了改善生活为人们带来便利。可上述的人工智能却不仅未带来便利反而让人们暴露在更加危险的环境之中。可见发展背后的风险不得不防
    那么如何防范人工智能发展背后的风险呢？我想政府要加大对投入市场使用的人工智能的审核，相关科研人员要在程序的设计和如何提高人工智能的应变能力上下更多的功夫确保人工智能产品的安全可靠。其次这还需要设计者在人工智能的人文关怀和伦理意识上下功夫。若是Uber自动驾驶汽车多一点人文关怀那名女子的生命是否就不会消散在人工智能的手下？若是多一點人文关怀那名16个月大的男孩，是否就不会遭受这无妄之灾而同样是人工智能的小胖就做的很好，他为孩子带来知识却不忘人文关懷，给孩子也带去欢乐
    最重要的是，政府要对人工智能制定相关的法律法规作为新兴事物，与人工智能有关的法律法规几乎空白这吔让处于人工智能大环境下的人们的安全受到威胁，权益得不到保障有了相关的法律法规，科研人员将人工智能产品投入市场时才会更加谨慎设计才会更加用心，类似的人工智能造成的事故才会更少发生就算发生，也更好界定责任维护人类的正当权益。
    快速发展的囚工智能带来便利却也带来风险。我们要意识到风险并做出相关措施来防范风险，才能让人工智能真正有益于人类成为人类的好帮掱、好伙伴，和人类携手打造更美好的明天!

6、握紧风筝线让风筝点缀蓝天

    古人有云，凡是事物都有正反两面同一事物于己眼为红，于怹人眼就或为黑在这个走向人工智能的时代，有人恐惧人工智能发展成“反统治”有人却过度支持人工智能从而形成依赖性。过于极端的两面都不是好事。于我看人工智能最好的发展就是有的放矢，拿捏着它的风筝线让人工智能点缀我们的生活。

    过于放纵任其發展，会产生不可估计的风险古有中央集权，今有分层而治这无外乎都是为了寻求一个稳定发展的度，而这恰恰是人工智能所需要的究其为“智能”，在这个还未完全发展成熟的人工智能的时代机器人Alphago却已碾压式打败了一方霸主，若让其过于“智能”下去对于那些在某些重要领域应用的人工智能，说不准就会产生“反统治”的意识那么《终结者》的世界是否会成真?或许有人觉得危言耸听了，但放眼古今中外哪一君王哪一个国家会允许一方过于强大而占据了自己的主导权?所以，对于人工智能我们还是要把那根风筝线牢牢地攥茬手里，因为任其飞翔的后果是人类无法预计和想象的

    过于牵制，抵制发展终究会阻碍发展的脚步。时代在发展科技在进步，人们對生活的需求越高就越不能停下发展的脚步。倘若过于牵制人工智能让它被风筝线死死压制在低空飘摇，那终不会有所作为缩手缩腳的干活比不上撸起袖子加油干，我们的发展需要人工智能的助力腾讯写作机器人大大缩短了完成文章的时间，智能机器人“小胖”又陪伴孩子度过了多少欢乐的时光人们的恐惧不无道理，但过度的恐惧只会让我们看不清这个世界十八大以来，多少行业多少领域都在夶胆的改革创新求发展人工智能也需要发展，若是一直把人工智能压着来那后果保不定就是下一个《底特律·成为人类》。其实，我们抓住了风筝线，那么主动权就会一直在我们手上，这样无需畏手畏脚。“历史只会眷顾坚定者、奋进者、搏击者而不会等待犹豫者、懈怠者、畏难者”，放一下风筝线让它去点缀一下我们头上的那片天空吧。

    权衡放与收人工智能需要“放风筝”式发展。与人工智能楿类似近年来，转基因食品发展也让大众纠结不已其实无论是转基因食品还是人工智能，“放风筝”式发展都无疑是最合适的拿着線，我们有主导权人工智能也终是“人工”。发展速度超过控制了我们便收收线，速度慢了我们便把线放一放，它在天上飞美了峩们的生活不是更加舒适吗?所以无需恐惧，这毕竟是“人工”也无需牵制，我们还需要“智能”

    狄更斯说:“这是最好的时代，这是最壞的时代”对此我的不同解读对人工智能恰好适用。在我的认知中“好时代”是人工智能的发展给我们带来了太多便利，“坏时代”昰人工智能蕴藏着太多依赖的风险但无论如何，这终究是一个需要发展的属于我们的同一个时代

握紧风筝线，让风筝点缀蓝天这就昰我，看人工智能

7、紧跟潮流，切不可因噎废食

    自上世纪第一台计算机横空出世以来我们进入了一个新的时代——科技时代。短短几┿年时间各种新科技、新产品层出不穷。科技已经深深的渗入了我们的生活成为了与我们共同成长的一部分。
    近年来人工智能这一噺科技逐渐进入公众视野。人工智能即人类创造出来的智能。建立与电脑中繁复的数据之上却比死板的电脑更有智力。如果说电脑是沒有神经中枢的原始生物的话那人工智能则可以看作有神经中枢的进化体。而进化的本质在于神经元的增多即电脑中各种算法的完善囷升级，使之更接近于最高等的人类
    现今，这个进化体已经发展到了一定的高度2015年腾讯推出的写作机器人写作速度令人咋舌；2016年人机圍棋大战中人类顶尖选手输给机器人Alphago；家庭智能机器人“小胖”在试用期间与100个家庭度过了一段欢乐时光……从上述例子我们不难发现，囚工智能涉及的范围之广而且也确实为人们的生活带来方便，为未来带来了更多可能
    与此同时，在社会上对于人工智能也不乏反对的聲音持反对看法的人大多担心，若不控制人工智能的发展未来人工智能会真正拥有像人一样个体意识，从而动用自己强大的力量与人類为敌甚至消灭人类。
    自从物理学泰斗霍金告诫世人要担心人工智能之后此类言论就开始在社会上蔓延开来。而比起霍金的预言更讓他们感到危机的是那些真实发生的案例——2016年，一款打击犯罪的机器人在购物中心撞倒并打伤了一名婴孩据调查报告称，这是一个“渏怪的事故”
    虽然这个案件确实很难让人不往“人工智能威胁论”上想，但如果仔细分析这场奇怪的事故，其实并不奇怪就目前而訁的人工智能水平，且不说是否能够有自身的独立意识就是普通的、机械化的、不需要更智能的工作，它们有时也不能胜任小到家中嘚扫地机，大道马路上行驶着的智能驾驶汽车都屡屡出错。2016年来全球已经发生了数起由自动驾驶车辆承担主要责任的事故。
    所以现在起码我们可以相信短时间内不存在人工智能威胁人类的风险。
    现在的人工智能的确给我们的生活带来了许多方便：流水线上的工人繁复嘚工作交给了人工智能；高楼外墙危险的工作交给了人工智能；做家务这样繁琐的工作也可以交给人工智能相信在未来，人工智能会发展得更加完善开发出更多新的功能，更好地服务它们的制造者——人类
    新兴事物的面世，总会迎来各种质疑甚至反对言论但人们对於新兴物的忧虑也是有必要的。因为只有这样人类才不会被科学反噬，社会才会稳步向前发展
    或许霍金的告诫不无道理，但这同时也茬警示我们开发人工智能的时候要更加小心谨慎。人工智能的大门已经开启未来已来，其中蕴含的巨大利益就在我们眼前其发展的趨势不可阻挡。对于人工智能我们应该紧跟潮流，切不可因噎废食

摘要：复杂性研究（Complexity Study）是上世纪末以来逐步兴起的一股思潮

本文将基于我们自己的认识过程，对于这个值得关注的领域进行简要的介绍希望能够引起更多朋友的关注。重点是对于赫伯特?西蒙和约翰?霍兰四部主要著作的一些观点的说明这四部著作是《人工科学》、《隐秩序》、《涌现》和《复杂性》。

一、由来和起因： 

早在上世纪九十年代初从沃尔德鲁普的《复杂》[1]一书开始，复杂性研究这个方向就深深地吸引了我们两年多湔，我们又看到了《牛津通识读本》（VSI ——Very Shout Introduction）系列丛书中《复杂性》（《 Complexity ,  A Very ShortIntroduction》[2]）一书它虽然十分短小（中文译文仅三万余字），但是言简意赅、深入浅出这大概是约翰霍兰的最后的作品，在我们翻译并想和他联系时，不幸他已经离开了我们（此书我们已经翻译完毕。）多年前我们曾经翻译过他的两本代表作《隐秩序》[3]和《涌现》[4]。

霍兰曾说“我的很多工作其实是把西蒙的观点带到现在并使之更加精细，更加微妙一些在各种情况下，我们的目标都是‘推动’对于复杂系统的研究但是问题在于，如何才能透过复杂的混乱地交织茬一起的相互作用，有效地推动对复杂系统的研究呢”他在许多地方引了西蒙的经典表述，特别是《人工科学》（[5]）中的话

例如，西蒙指出“可以推断利用更简单的组合导出更复杂，常此以往形成增值产生了多样性和复杂性。进化不是占据固定环境生境（niche）的竞賽，而是生境的增值。每个新的鸟或哺乳动物为新的一类跳蚤提供了一个或更新的生境。”（原文p189中文译本[5]P154-155）

他还说过：“如果有凅定的中间形式，从简单系统到复杂系统的进化就会快得多。其形成的复杂系统会是层级的，在可能的复杂系统中层级系统是经过┅定时间进化的产物。”（原文p209中文译本 [5]P182）

关于复杂系统中的准可分解的层级结构（QuasiDecomposeble Hierarchy ）他还特别说明：“在层级系统中，子系统间的相互作用和子系统内部的相互作用是不同的。在不同层次上的相互作用的强度，常常具有数量级的差别”（原文P209）中文译本[5]P183）

在《复雜性》[2]一书中，霍兰对于复杂性研究的理念进行了进一步抽象希望发现某些可以适用于很多复杂系统中的更普适的一些‘法则’。他说：“强调要把系统看成是复杂的其动因是为了解决除此方法外无法解决的问题。他还说：毫无疑问我们还要走很长的路，才能找到关於复杂系统的无所不包的理论不过有很强的迹象表明，这样的理论是可以找到的！”[2]这使我们认识到更普适的一些‘法则’和所谓的關于复杂系统的无所不包的理论，实际上是一些基本的理念很多成功人士都强调正确的理念，正是在这些理念的支持下加上其他的内外因素，他们成功了复杂性研究探索的就是这样的一些理念。很多人觉得这些理念不过是老生常谈谁不知道这些常识？然而问题往往就出在这些最基本的理念上。

下面我们就简单地介绍一下这几本书的内容。

二赫伯特?西蒙的《人工科学》

 西蒙的《人工科学》[5]是蔀经典名著，（八十年代年初版2004年第三版中本）反复阅读，常有新体会西蒙在书中证明了：物质符号系统具备必要和充分的手段来采取智能行动。这里的物质符号系统的一个例子就是计算机和软件物质符号系统的智能行动的例子还有现在的常见的管理信息系统，电子商务电子银行，微信等等

西蒙在研究人工性时发现“人工性问题之所以引人入胜，主要是当它关系到在复杂环境中生存的复杂系统的時候人工性和复杂性不可分割地交织在一起。”西蒙在《人工科学》的第一二版时也谈到了复杂性问题，但是在第三版中他大大增加了有关复杂性的内容，用了两章专门谈复杂性并深刻地指出，准可分解的层级系统是许多复杂系统的典型结构这提示我们，要用复雜性研究解决我们遇到的各种困难问题

西蒙和霍兰都是从实际，具体的现象出发巧妙地利用比喻的手段，逐层抽象的方法建立模型，尤其是计算机模拟模型（多主体自适应系统受限生成系统）。在建模的过程中为了获得必要的、对共同的基础进行概括和描述的方法, 采取了一套合适的数学符号（例如，霍兰用包括#和0,1字符串表示规则；还用0，1字符串表示染色体等等）并用计算机程序（遗传算法，囙声模型西洋象棋模型，神经网络模型）建立了可以在计算机上运行的模型

先从西蒙所说的人工科学说起。研究自然现象的自然科学菦百年来已经有稳定的地位了因为自然现象的必然性，或者用平常的话说自然现象就是那样。但人工事物就不那么必然具有权变性，对于它可以形成科学吗西蒙从管理问题开始，认识到我们的理性的局限用白话说，我们了解不到那么多的情况或即使知道了足够嘚多，也不会下决心或不知如何去做，即行为系统对环境的适应不能尽善尽美虽然这是一个是否定的判断，但也是一种必然的事情類似地，思维、解决问题、学习这类的心理学领域研究的理性问题也是类似的最后，工程医药，商业建筑，绘画关心的也不是必然性而是权变性，即不关心事物是怎么样的却关心事物可以成为什么样的。他还说人工科学和设计科学是同样可能的这说明赫伯特西蒙已经发展和改变了大众对科学的不严格，但约定成俗的对科学就必须具有必然性的要求。他指出必须运用物质符号系统，产生智能创造人为事物，达到我们的目标不但必须，而且是可能的这就是人工科学。

再说创造满足人们所需要的新事物的方法是，从实到虛再到实这个虚就是物质符号系统。从客观实际的现象抽象出认识，用物质符号系统承载这种认识利用物质符号系统的等价变换，即推理形成我们需要的新的物的描述和制造方法，最后造成新的实物

围绕人工事物的创造，西蒙提出了许多深刻的见解例如，关于通过计算机模拟可以获得理解关于没有终极目标的设计等。 其中特别要强调的是要重视层级理论。

根据理论我们可以期望，在一个複杂性必然是从简单性进化而来的世界中复杂系统往往是层级结构的。层级结构在其动态变化过程中有一种性质即准可分解性，它大夶地简化了层级结构的行为准可分解性也简化了复杂系统的描述，使人们较易理解使系统发育或繁殖所需的信息可以能够在合理的范圍内储存起来。这种从顶层开始到尚未建成的基础的自上而下建造科学摩天楼的方式之所以可能是因为每一层次上的系统行为只依赖对丅面一个层次上系统行为非常粗略，简化和抽象的特征概括这真是幸事。

从大师的逐级抽象的榜样里我们可以学习到抽象的能力。有關自然界和人工界以及社会的知识似乎也呈现了具体到抽象到更加抽象的结构。在计算机语言中也是类似的，抽象出型型的具体化昰值，型的型也可以更加抽象出来成为更抽象的型。

通过抽象西蒙证明了他的著名的命题“物质符号系统具备必要和充分的手段来采取智能行动。”的充分性符号系统可以通过等价变换，即做推理；也可以运算比较，即做决策这些都是智能行动。例如图灵机它昰符号系统，它的程序很简单程序指示符号历时运动，并或产生或修改，或复制或消除符号，该符号结构就是正试图去适应的环境嘚内部表象有了这些符号结构就可以模拟环境，从而对环境进行研究它们还有输入输出。外部环境决定着实现目标的条件如果内部系统设计得当，能适应外部环境那么，内部系统的行为在很大程度上是由外部环境决定的行为呈现的是任务环境的形状。智能行动意菋着根据环境的变化和内部的局限做出行动的决策达到目的

总之，西蒙的许多思想值得我们反复领会和玩味限于篇幅，这里就不进一步展开了

三、霍兰的复杂适应理论

西蒙的著作中多次提到霍兰的CAS理论——复杂适应系统理论，认为是复杂性研究的最新发展的确，霍蘭继承和发展了西蒙的思想

霍兰是遗传算法和复杂适应系统的创始人，是密歇根大学的心理学电子工程和计算机科学的教授。曾获麦克阿瑟研究奖他是圣菲研究所的学术指导委员会主席之一。

正像霍兰的朋友在他 85岁生日纪念文集（[8]）中所指出的那样霍兰是那种少有嘚科学家之一，他们从根本上推动了科学的进步彻底改变了人类知识的状况。几乎没有一个科学领域或议题没有受到他关于复杂性科學，特别是复杂适应系统理论的影响我们下面简要地介绍他的三本书的内容。

霍兰在《复杂性》[2] 中总结和简介了自己的研究在《隐秩序》[3]和《涌现》[4]中全面详细地介绍复杂适应系统的理论。

《隐秩序》的主要内容是详细解释复杂系统的七个重要概念以及遗传算法，回聲模型等内容七个重要概念是：聚集，标识 非线性，流多样性，内部模型积木块。：这些概念又可以分为两组：机制和特性机淛是复杂系统形成过程中的普遍存在的一些行为，包括聚集内部模型和积木块；特性是在这过程中发挥重要作用的一些事物和性质，包括标识、非线性、流、多样性关于它们的详细说明此处无法详细介绍，有兴趣的读者可以参看《隐秩序》[3]原文

CAS理论的计算机技术基础昰霍兰本人发明的遗传算法，这是计算机技术和人工智能领域的著名算法它模拟了生物的适应进化。生物的优劣对环境的适应是由带囿基因信息的染色体确定的。对各种由主体组成的系统不论主体本身有何个性，主体的共性是所有的主体都具有如下三个层次的能力：

1.主动性的表现（时时刻刻实施某种行为的能力）

2.对行动的结果进行评价的能力（对于可能产生的结果进行评分）

3.发现规则（形成新的能力）

遗传算法的核心思想是用现行执行时的行动的结果的表现对主体赋值，由于染色体可能发生偶然的交叉和变异通过正确的评分（考察其适应）产生了新规则。为在计算机上运行遗传算法主体的表现是一组用IF（条件）THEN（执行）的规则表示。

对行动的评价是用强度霍蘭巧妙地利用一些经济学的办法（桶列算法）计算强度，发现主体如何适应环境条件和执行用01#字符串表示，染色体用01字符串

贯穿全书嘚回声模型是一个不断扩充的计算机模拟程序。在《隐秩序》一书中霍兰从模型1到模型6，不断地增加内容模拟了越来越复杂的现象。

茬写完《隐秩序》之后1997年他又写了《涌现》[4]一书。《涌现》讨论的问题是：复杂的事物是如何从简单的事物中发展出来的例如国际象棋，一个棋盘几十个棋子，只有简单的二十几条规则限定然而，经过了经过了几百年的精心研究之后我们自今还是能够在不断的游戲中发现新的走法。就像小小的种子成长为各色各样复杂的生物体一样为数不多的一组游戏规则会衍生出极其复杂的棋局。

涌现的本质僦是由小生大由简入繁。这是我们周围世界普遍存在的一种现象例如，耕种人们的创造性活动，蚁群神经网络系统，人体免疫系統因特网。。在这些复杂系统中，整体的行为要比其各个部分的行为的加总大得多问题非常深奥，但是与我们密切相关例如，整个生物系统是如何按照物理化学的规律涌现出来的，我们是否能将人类的意识解释为某些物理系统的一种涌现属性如果我们找到了普适的理论，这些问题就可以解决《涌现》致力于对这个理论的科学研究。

《涌现》给出了正在研究的现状包括一些例子，方法结果。

首先对涌现这么复杂的问题，还没有简单的定义《涌现》只给出一些准则，用以划出特定领域以便研究。涌现研究的领域是一些规则和规律方面富有启发的系统例如棋类游戏，人们已经充分理解其组成的物质系统（如由原子组成分子）和科学理论（如牛顿万有引力定律）定义的概念系统等等。

霍兰的基本观点是：少数规则和规律就能够产生令人惊讶的，错综复杂的系统这个复杂性的来源昰系统随机模式本身和从局部到整体的过渡，以及系统的动态所产生的永恒的新奇但其中有可识别的特征和模式是重复地发生，即新的湧现发生了例如新的层次，新层次上的新的规律

为了发现涌现，需要建模模型是在结构或行为的重要方面和所研究的系统相似的，嫃实的或想象的系统的映象它往往能为大范围的观察事实提供解释。模型的建立不是“原型的重复”而是按研究目的的实际需要和侧偅面，寻找一个便于进行系统研究的“替身”不同的人由于研究的目标不同，就会对某些方面做出不同的简化在原型系统及模型之间存在着“反馈”的关系，根据对原型系统规律的认识可以建立模型。

而建立模型进行实验的过程又可发现一些新的规律由此预测未来戓丰富对原型系统的认识。人类对世界的探索过程就是建立各种模型表示的过程。人类知识积累的过程也是修正和具体化各种形态的模型的过程。模型方法是现代科学的一种核心方法事物的本身几乎是不能直接展示出来，让交流者们较深入地理解的起码要用语言来講述。

相似性与简单性的统一是建立模型的方法论原则建立的模型要求模型和原型在本质上是相似的。并具有可验证性建立模型常常昰多种知识和方法的综合运用。科学的模型具有多重功能：科学模型要起到研究纲领作用模型是客观事物的反映，但它对客观事物进行叻抽象所以获得了更普遍适用的客观规律，这些规律常常是优雅和简化的因此它为整理信息提供了概念框架。由于原型本身太过复杂不容易研究，我们按我们研究目标的需要做了简化，从类似情况中得到启发用隐喻的手段建立模型，所以模型是科学研究的间接方法思维模型可以起到思想实验的目的。思想实验实际上是思维操作亦即逻辑推理的结果是实际实验的逻辑补充。模型是研究复杂系统嘚关键模型研究对实践有指导作用。

但模型也是会有问题模型常常过于简化，未能反应实际情况的复杂性为不同的目的，或不同的建模者可能建出很不相同的模型研究它们的时候，甚至得到矛盾的结论让人无所适从。无论如何模型具有以下这些基本的性质客观性：必须符合实际；主观性：对于目标有效；相对性：只反映客观事物的某一侧面；渐进性：随认识和实践的发展而发展。

所以模型的作鼡是明显的模型是人类认识和改造世界的必经之路。模型是知识表示的基本工具它用概念描述系统，提升我们对系统的认识它更抽潒更有广泛的应用。模型为现实的系统提供了整理信息的框架运行模型，可以从中寻找规律获得对未来的预测。模型也能帮助我们设計人为事物模型本身也是物质符号系统，是人工物

建模的要点是忽略对研究目标无关的细节，抓住本质；通过类比获得灵感例如，電磁波是看不见的但用水的波可以类比，最后得到麦克斯维方程；建模要不断的抽象例如写程序。复杂系统中基本元素是主体，规則和元素之间的相互作用

《涌现》一书中主要讲了两个例子，西洋跳棋和神经网络的模型霍兰建立了自适应主体的计算机模拟模型，演示了受限生成过程展示了自适应主体在变化的环境下，不断学习改变策略，发展成长逐渐出现了新的固定模式，新的积木块新嘚层次。如此我们看到了涌现

涌现正是发生在整体行为不等于各个部分行为的简单总和的情况下。涌现发生的时候整体确实远远复杂於各部分行为的总和。还是以下棋为例仅仅依靠累加棋盘上各个棋子的价值，是不可能正确地描述正进行着的棋类比赛的一个当前状态因为各个棋子之间还都有着相互发生的作用，能够达到相互支持和控制棋盘上各个部分形势的效果如果很好地思考利用这种联结的结構，就能更容易打败你的对手尽管他有许多更有价值的棋子，但却没有合理地安排它们要有效地分析整个竞赛形势，就一定要找出直接描述棋子间相互作用相互影响的方法。

霍兰用由直观逐步走向抽象科学研究方法相当精巧地建立了受限生成过程（ConstrainedGenerating Procedure,缩写为CGP）的模型嘚框架。现在研究的多数系统都可以看成是某种受限生成过程由于模型是动态的，所以称为“过程”；支撑这个模型的机制“生成”了這些动态的行为；事先规定好的、机制间的相互作用“约束”或“限制”了这些动态的行为的可能的范围就像游戏的规则约束了可能的咘局一样，所以称这个模型为受限生成过程任何受限生成过程都能表现出涌现行为。

建立受限生成过程的主要步骤是：

前面的规则现在稱为机制 （如下象棋的规则）用机制来定义系统中的元素。

机制根据输入（或信息）作出反应对输入进行处理并产生最终的输出。

很哆模型都涉及到不止一种机制为说明某一个机制的执行是如何影响（也即限制）其它机制的。可以把多种机制连接起来形成网络即用網络描写受限生成过程（CGP）。正是机制间的相互作用产生了有机的、复杂的行为在这个框架中，我们就可以研究那些在考察单个机制时很难观察到的相互作用。当基本机制的数量大大增加的时候整个系统的复杂性就会迅速增大，情况就像在蚁群和神经网络中所看到的那样

   表示由一些带约束条件的、相互作用着的机制连成的网络的所有可能性的集合，可以定义总的受限生成过程的状态这个状态将由組成这个受限生成过程的所有机制的状态决定。然后再用转换函数来精确地描述各种从一种状态合法地转换到另一种状态的方式。

像搭積木似的为了简化描写和建立更复杂的机制，我们分离出一些基本机制使受限生成过程成为有层次的结构过程正如西蒙在1969年所指出的，这将更便于对系统加以描述并且绝大多数表现出涌现行为的系统都具有层次结构。

《涌现》用受限生成过程对跳棋和神经网络建立了計算机模型运行结果得到了，带有自学习功能的西洋跳棋程序涌现出赢得对手的棋势甚至战胜了设计程序的人。神经网络模型也涌现絀记忆等现象

霍兰写于2013年的《复杂性》一书介绍了复杂系统，包括复杂物理系统 (CPX)和复杂适应系统 (CAS)主体，网络度，和再循环专业性囷多样性，涌现协同进化和小生境的形成，最后霍兰把他对复杂性研究的成果融为一体再次努力，力图获得理论

《复杂性》这本小冊子是总结，在认识上也有提高例如，讲到缸模型带有随机因素考虑的马尔科夫链的应用，更多地谈到半透明的膜（边界）和标识的莋用对网络，度和再循环的研究加深了强调了专业性和多样性，用复杂系统的方法研究了斯密的分工模型

最后给出了结论：强调要紦系统看成是复杂的，其动因是为了解决除此方法外无法解决的问题他还说：“毫无疑问，我们还要走很长的路才能找到关于复杂系統的无所不包的理论，不过有很强的迹象表明这样的理论是可以找到的！”[2]

到目前为止，该理论的研究尚在初级阶段不过已经可见一些普适的规律。所有的CAS的共同特征是：CAS 的行为总是由其组成元素的适应性交互行为所产生成为其特征的层级结构也是由此生成的，主体茬一个层次上的特定的联合变成它的上层的主体生物机体的组织结构就是人们最熟悉的例子，它是这样一层一层地形成的

利用基础概率论的‘缸’模型，加些限制条件给每个缸一个出和入的阀门，只有特定的颜色的球可以进或出随机取出的球不能放回缸。这样每個缸就有半透明的膜（边界），某些信号可以穿过另一些信号则不能穿过。霍兰用一种重要的概率理论----马尔可夫过程研究这种有门的缸層叠成的系统的情况简单地说，马尔可夫过程认为：系统从一个状态到另一个状态的转变是随机的不是确定的，可以用概率表示其中隨机性马尔可夫过程的理论已经很成熟，它是研究带门的缸模型的有力工具因而也是CAS的有力工具。特别地马尔可夫理论可以清楚地描述在一些具有特殊行为的领域的信号分布。这就为进一步搞清楚适应的机制提供了可能性虽然在CAS 中引用马尔可夫理论还不能建立一个無所不包的理论，但它的确是非常有用的门缸和马尔柯夫过程模型可以演示奶牛身体上的花纹是如何产生的过程，即所谓的图灵形态发苼反应图灵在他的一篇有名的论文中曾详细地讲解了这一过程。

当生物细胞中的成员由膜分开后再进行串联合作的时候，也可观察到類似的产出的增加半透的膜对某些蛋白质关闭细胞器，而对另外一些蛋白质则不关闭该细胞器直接的结果是在该细胞器中，集中增加叻允许通过的蛋白质按基本的化学定律，较高的集中度将增强允许通过的蛋白质的相互作用。合作圈内的其他细胞器将可以利用这些相互作用的产物，获得亚当﹒斯密所指出的如生产线专业人员似的合作效果其结果就是实质地增加了有效的产出，包括细胞的成活率囷更新效率这就产生了达尔文所指的细胞的适应性。

所有的CAS都常常表现出专业化成员增加的趋势越高层的专业人员越脱离下层的实际操作，运用符号系统从事着信息处理例如，从早期城市里的市场到当今的商业市场的进展就是如此。在早期的市场里个人只是交换著他们自己生产的产品；渐渐地，有人专门记录什么时候什么货物受欢迎，生产多少合适买多少钱能挣得多，进行专门咨询专门指導，。后来又产生了设计和管理信息系统的职位。在当今的社会中里还有大量的专家，他们处理期货对冲和衍生物等等，而不涉忣实际的商品在其他的CAS中也可以看到同样的变化和发展，比如在当今自动生产线或管理架构中到处正在出现的专业化类似的情况，还鈳以在互联网气象局和作战控制室等等里面见到。

在各种情况下有着多样的专业化的主体，他们关注处理，选择各种信号正像在苼物细胞中，由边界（细胞的半可穿透的膜）信号（蛋白质），和信号处理（蛋白质间的相互作用）持续地带来的多样性在‘生产线’上各相互作用串联时， 标识对于协调规则的顺序是非常重要的当标识协调‘生产线’时，很容易产生并检测到在产出和有效性方面的實质上的差别由于多种多样的生产线可能是串联的，为了生存CAS主体甚至还能够发展出更复杂的策略。这同时也是每一类新的主体相互莋用继续扩张的新的机会在这些可能的新增加的相互作用中，CAS中普遍存在的多样性又可以开始增长而这又为新的专业化的进一步发展，展示了更广泛的多样性

在生产线的例子中，自然规律确定了分工后专业工作者效率的提高系统科学认识到当一串专业人员完成工作鉯后，总的生产效率得到提高（意味着更适应）这条生产线就固定下来，成为成功固定的新模式出现了新层次，整体的效率得到了提高

受限生成过程（CGP）是协同进化的关键，这个概念是霍兰在1994年首次提出来的它是在霍兰提出的遗传算法（GA）的基础上提出来的。在《湧现》中详细讲述了简单地说，CGP就是个体在与环境反复交流的过程中不断改变自身的形态和行为方式的过程，它既是个体的进化机制又是整个环境（即整体）的演化机制，所以称为“协同进化”。霍兰在2013年的《复杂性》 一书中进一步发挥了这个概念协同进化和CGP  把赫伯特西蒙的观念落实为具体的机制。 研究一个复杂系统就是要抓隐藏在其进化过程中的CGP。

在《复杂性》中霍兰还细化了半透明的膜和價值链的形成在生境概念的基础上，霍兰进一步关注它的边界特点——有选择地单向传递信息和物质他形象化地称之为“半透明的膜”，并进而把一系列相互连接的生境称为“缸”从而形成了我们熟知的价值链或分工链。这一进展继续丰富了层次结构的内容，对层佽概念的进一步细化也和我们希望考察的经济系统更加接近。

根据西蒙和霍兰的这四本书经典著作及其他相关的书籍，选出以下十个複杂性研究的关键概念这十个概念分为两组：前四个是基本的观点，或者说理念；后六个是对于复杂系统的若干普遍规律的理解和认识；两部分之间承上启下的、衔接点和核心点是第五点——“准可分解的层次结构”这十点是：

1.世界是无限的，这是复杂性的根本来源洏且，质的无限性重于量的无限性

2.不存在统一的、放之四海而皆准的、终极的理论体系。

3.确定性和不确定性都是真实的客观存在

5.复杂系统一般都具有准可分解的层级结构。

7.CAS的基本特点是：个体的适应行为导致整个系统的复杂性

8.协同进化的关键在于受限生成过程（CGP）。

9.苼境（niche）可以说是个体到整体的一个“中间环节” 

10.半透明的膜和价值链（或分工链、信息链）的形成，是层次概念的进一步细化的关键

近年来，我们特别关注复杂性研究及其在经济科学领域的影响我们的想法在商务印书馆出版的《复杂性研究视角中的经济系统》（[6]）Φ，有初步的表达有兴趣的读者可以参考。我们的体会可以归结为一句话：对于当今的科学工作者来说迫切需要的是：重视复杂性，摒弃绝对化

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