第1 章 踏上探索科學的旅程
如今，人類麵臨著全球型社會挑戰：金融危機、氣候變化、
恐怖主義、全球疫情，沒有哪個話題單純與某一特定學術領域精
確對接或單綫聯係。事實上，無論多麼微不足道的簡單部分，一
旦拼湊在一起，就能讓整體呈現齣新特徵。從古代市場到單細胞
生物變形蟲，從蜜蜂蜂巢到復雜的人類大腦，從城市發展到經濟
危機，我們身處的世界就是一部關於復雜性的百科全書。
科學之爭：復雜性與還原論
反饋：小波動引發蝴蝶效應
沙堆實驗：原來經濟和社會係統都有臨界點！
第 2 章 開始竟如此簡單：互動
世界上充滿瞭各種形式的“最美麗、最美妙”的物種，它
們或者是這個星球上本來就存在，隻是曆盡經年纍月的進化纔得
以攀爬到生物鏈金字塔頂端，又或者是人工構造齣來的，如紐約
證券交易所。達爾文敏銳地洞察到，在波瀾壯闊的生命藍圖中，
生物繁衍的變異與自然選擇隨處可見。於是，我們從平淡無奇的
簡單開始走嚮卓越非凡的結束。
什麼在操控貝殼紋路的形成？
怎樣使所有市場參與者利潤最大化？
第 3 章 從閃電崩盤到經濟垮颱：反饋
什麼因素導緻有些國傢的房價處於畸高狀態且居高不下？
首先要瞭解能將小事化大的積極反饋機製，而房地産市場就充滿
瞭這種積極反饋循環，並且能夠強化係統的每個部分。高房價鼓
勵更多的人買房，銀行降低瞭貸款標準，從而催生瞭低風險衍生
品以及簡化的政府政策，各個環節之間存在著相互反饋，從而加
強瞭連鎖效應。最終政府機構盡情享受著房屋所有者增多帶來的
高額稅收。復雜經濟係統嘲笑著人類的愚蠢和憤怒。
誰讓美股閃電崩盤？
是誰推動房價越來越高？
第 4 章 從一到多：異質性
怎樣避免一場社會運動的爆發？這轉化為異質性是否重要
的問題。研究結果錶明，如果想要避免社會運動，就需要保證人
口的同質性而且其臨界點相對較高，這樣就能防止小事化大。如
果政府政策無法使民眾趨嚮於同質化，那麼至少能夠通過改變個
體接受的信息或者控製激進分子數量來影響反饋迴路，從而抑製
社會運動。反之，如果希望四兩撥韆斤地煽動一場社會運動，就
要鼓勵觀點和意見的多樣化，盡量讓人人都參與，最終星星之火
纔可以燎原，這就是至尊魔戒可以煽動所有指環的要義。
蜜蜂是如何控製蜂巢溫度恒定的？
政府怎樣避免社會運動的發生？
第 5 章 從六西格瑪到新型雞尾酒混閤藥物：雜音的意義
未來十年，我們可能會進入個體化用藥的新時代。隨著人
類逐步進入基因分析更為廉價的時代，我們相信未來癌癥診斷很
可能與個體所得癌癥的基因類型相聯係。這種預想一旦成為現實，
我們就會進入這樣一個世界，即每個病人得的病都比較“罕見”，
隻有一少部分特徵與其他人相似。
爬山時怎樣找到最高峰？
開創個體化治療新時代
第 6 章 從稻草人到黏液菌：分子智能
大腦的作用被我們高估瞭？分子決策機製能夠促成理性或
錯誤的決策，與有著發達神經係統的人類做齣決策的過程很相似，
這就錶明上述兩個係統可能受到相似的原則驅動。如果簡單的分
子機製能使大腸杆菌、黏液菌以及它們的同類進行相當復雜的行
為，我們可能就會檢查其他信號係統是否也包含著思維過程。也
許，大規模社會係統，如蜂巢裏的蜜蜂、組織中的人類或者一組
相互關聯的市場，都可能錶現齣類似於思維的行為。
沒大腦的細菌為什麼也能趨利避害？
細菌也擁有思維過程？
第 7 章 從蜜蜂到大腦：集體智慧
政府支齣、收入不平等、就業機會、工業生産、投資選擇、
政治立場、偷稅漏稅的可能性，前社會係統的復雜性非常高，甚
至復雜到沒有這個必要。自發組織的理論可能指嚮一整套大大簡
化瞭的規則，卻可以産生更好的結果。也許很多看似非常智能的
係統，實際上是一些簡單微粒進行互動的結果。
如何做齣最聰明的決策？
次優選擇也是一種戰略智慧
智能：簡單個體的全局互動？
第 8 章 從草坪修剪到種族隔離：互動網
如果鄰居從不修剪草坪，你會勤勞地定期除草嗎？這個問題
轉化為：為什麼我要效仿傢人、朋友，甚至鄰居的行為，乃至“種
族隔離是怎樣形成的”。事實上，科研論文的閤著者、臉書上互相
關注的朋友、電力係統網絡、控製基因錶現的生物調控網絡、簡
單大腦中神經元的連接、各種網頁鏈接——許多證據錶明，這些
網絡擁有共同結構，而這為互動網絡的行為決策提供瞭理論基礎。
鄰居之間怎樣互相影響？
社交網絡的信息分享讓觀點越來越分化？
第 9 章 從心跳到城市規模：標度定律
人類的大腦體積能夠增大一倍嗎？既然心肺功能很重要，
是否可以將肺的體積增大幾倍？但標度定律錶明，復雜的生物體
本身也具有局限性，即身體某些器官的大小會影響營養物質的轉
換，比如循環係統中的毛細血管。給定戰爭死亡人數越高，這類
戰爭發生的次數就越少？而諸如語言學、城市人口規模估算、社
會資源分配等問題同樣遵循著標度定律。這錶明，整個係統受到
瞭相同的製約。
正常人血管擴大2 ～ 3 倍會有什麼影響？
文學背後的數學定律：就算莎士比亞也逃不過
第 10 章 從水神廟到演化機器：閤作的要義
受本性驅使，人們為瞭蠅頭小利而趨於競爭，殊不知閤作
能帶來更大的福祉。競爭會給你帶來蠅頭小利，而閤作能讓你獲
得巨額紅利。通過復雜係統研究中的各種方式，從人類對巴厘島
糧農宗教實踐的仔細研究，到人工進化驅動的計算機生態係統的
分析，再到自動機的抽象理論，我們發現閤作能夠齣現並得以維
持，即便是在看似更傾嚮於競爭的係統中也是如此。
復雜係統中的閤作如何形成？
納什均衡經典案例：囚徒睏境
背叛還是閤作——博弈論的詭計
第 11 章 從石頭到沙粒：自組織臨界性
公路山地災害、岩石破裂等斜坡重力災害以及電網故障、
客運模型構建等問題，無一不與自組織臨界性息息相關。法律法
規有時對社會行為幾乎毫無影響，但隨著情況變化，政策開始産
生約束力，迫使主體進入臨界狀態，即便微小的事件也能激起巨
大的社會反響。長時間的相對局部動蕩逐漸將係統朝更廣泛的臨
界狀態驅動，到達臨界點之後，大範圍“沙崩”被觸發。
社會矛盾臨界點：政權的崩塌
第 12 章 從中子到生命，從已知推斷未知：復雜的三位一體
復雜性無處不在，自組織臨界性也常常産生。復雜係統經
常自己組織成特彆的配置，體現齣並非齣自本意的秩序。這種秩
序就意味著某個係統已處於邊緣狀態。自組織臨界性係統會導緻
這樣的世界，即某種活動可以在各種規模上産生影響。大多數事
件往往隻會導緻小型的局部化沙崩，在極少情況下，一次小事件
會引發整個沙堆坍塌。
天氣預報是怎樣製作的？
選擇“最優解”還是“滿意解”？
結 語 如天書一樣雲裏霧裏
作者訪談 大自然的概念
· · · · · · (收起)