那些科学家们彻夜忧虑的问题
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03 大失控:复杂系统的脆弱性

伦道夫·尼斯(Randolph Nesse)

密歇根大学精神病学和心理学教授,合著有《我们为什么生病:达尔文医学的新观念》(Why We Get Sick:The New Science of Darwinian Medicine)。

1859年8月31日早晨,太阳喷射出巨量的带电粒子(即日冕物质抛射)。18小时后,它们袭击地球,形成明亮的极光,导致在凌晨1点,鸟儿放歌,人们误以为天已大亮。电话线中的电流感应阻滞了信息传输,从电线上迸出的火花可以点燃报纸。依照来自冰芯即取自冰川内部的芯。在大气中的物质会随大气环流而抵达冰川上空,并沉降在冰雪表面,最终形成冰芯记录。——译者注的数据,这样强度的太阳喷射约500年一次。一份2008年美国国家科学院的报告得出结论称:与此相似的事件会引起“广泛的社会和经济混乱”。大停电将持续数月,没有GPS,没有手机通信,甚至没有空中飞行……

日冕物质抛射可能会引发地磁暴,这听起来像是一个相当严峻的威胁,不过,我其实对人们过度依赖超级复杂系统更担忧。许多以前可以很好控制的事情,现在却常常带来灾难性后果。像市场、交通和互联网这样的复杂系统,看起来稳定,但其复杂性使它们天生脆弱。因为高效,大规模复杂系统蓬勃发展起来,取代了低效的市场、小型农户、反应缓慢的媒体,还有本地信息处理系统。它们工作时,无疑是美妙的;它们失常时,我们会追悔为什么没能早点认识到依赖它们的危险。至少现在还没人有本事使用地磁暴,让那些为现代生活运输货物的卡车和飞机瘫痪,不过一场传染病或者生物恐怖袭击就足够了。就在几十年前,食品生产地点还要毗邻人口中心。现在,遍布全球的分销网络保证了世界各地不受饥荒的困扰;不过,一旦分销网络突然毁坏,大规模饥饿的可能性就增加了。GPS给平民提供精准服务也就是近20年的时间,可如果现在它失灵了,通勤一族肯定会备感不便,多数空运和航运也会寸步难行。互联网在设计上确实能抵抗各式各样的攻击,不过我们对它的依赖实在太惊人了。一旦它出了问题,工厂和电厂就要关闭,陆空联运停止,医院和学校会瘫痪,大部分商贸歇业。当人们不能采买杂货时,将会发生什么呢?就可能的场景而言,如果用“社会混乱”这个词来形容,显然过于轻描淡写了。

现代金融市场是依赖复杂系统的典型,高杠杆豪赌失败将导致经济体系混乱,其结局总是很早就能预计到的。想想2008年世界经济崩塌后的惨烈场景,你就会对各国政府事前绵软的监管措施感到不可思议。复杂系统千头万绪,这往往会使因果关系被遮蔽得严严实实,即使耗费大量精力去调查,也很难非常清晰地还原事情的原委。2010年5月6日的“闪电崩盘”在几分钟内就蒸发了过万亿美元的市值,最后发现这缘于高频交易算法之间以一种不可预知的方法交互运行。你或许认为随后出台的新规则能杜绝此类事情,不过,小型的闪电崩盘依旧持续,大系统依然脆弱。

我们能通过以上案例知道其危害巨大,是因为它们已经发生了。其实,更大的危险来自复杂系统隐蔽的脆弱性。混沌物理学家詹姆斯·克拉奇菲尔德(James Crutchfield)已经专门论述了这些风险。不过据我所知,关注他的人并不多。我们本不该如此。保护人们免受复杂系统带来的灾难是政府能做也应该做的,要把注意力转移到现代复杂系统的脆弱性可能带来的众多威胁上来。只有提前识别出那些最致命的危险,才能未雨绸缪,想出应对措施。