为什么越是高度复杂的系统稳定性越高?

现在生态学主流的观点都支持生物的多样性有利于提供生态系统的稳定性。而复杂性是生物多样性产生的结果。

生物多样性有利于生态系统的稳定性比较好理解。以食物链为例,如果一个生态系统中只有一条食物链,那么链上的任何一个节点上的物种在外界干扰(自然灾害,人类活动)的影响下消失,都会影响到整条链上的物种。但是倘若这个生态系统是由多个食物链组成的食物网的话,当单个节点上的物种消失时,其他物种可以绕过它,走其他的路,完成能量的循环。

但是呢,每个物种都跟其它物种有着千丝万缕的联系,也使得系统在稳定之前极易受到扰动,初始条件略有不同,就会使系统的走向大相径庭。大家耳熟能详的“蝴蝶效应”说的就是这个意思。

复杂并不一定就能带来稳定。有人做过实验试图模拟稳定性,他们为电脑上为简单的网络回路编制出数百种变化,并系统地改变节点的数量和节点间的关联度。结果他们发现,当关联度超过某一临界值时,系统从外界扰动中回复的能力就会突然降低。

大自然形成一个复杂稳定的系统是一个漫长的“试错”过程,不断有物种被赶走,然后又有新的物种定居。但是人类想要一步到位,难度就在这里。

真正困扰那些想要建立起生态系统科学家的核心问题是,物种怎样组合,引入它们的顺序是什么?

如果你希望有蓝莓,你就需要蜜蜂。但是你想要让蜜蜂在准备好授粉的时候飞过来,你就要让它们在其他季节也有花采。可如果你要为蜜蜂提供足够的应季花朵以免它们饿死,那其他的植物就没地方摆了。

所以,我认为,打造一个复杂系统的最大难点在于,如何建立联系。

现在生态学主流的观点都支持生物的多样性有利于提供生态系统的稳定性。而复杂性是生物多样性产生的结果。

生物多样性有利于生态系统的稳定性比较好理解。以食物链为例,如果一个生态系统中只有一条食物链,那么链上的任何一个节点上的物种在外界干扰(自然灾害,人类活动)的影响下消失,都会影响到整条链上的物种。但是倘若这个生态系统是由多个食物链组成的食物网的话,当单个节点上的物种消失时,其他物种可以绕过它,走其他的路,完成能量的循环。

但是呢,每个物种都跟其它物种有着千丝万缕的联系,也使得系统在稳定之前极易受到扰动,初始条件略有不同,就会使系统的走向大相径庭。大家耳熟能详的“蝴蝶效应”说的就是这个意思。

复杂并不一定就能带来稳定。有人做过实验试图模拟稳定性,他们为电脑上为简单的网络回路编制出数百种变化,并系统地改变节点的数量和节点间的关联度。结果他们发现,当关联度超过某一临界值时,系统从外界扰动中回复的能力就会突然降低。

大自然形成一个复杂稳定的系统是一个漫长的“试错”过程,不断有物种被赶走,然后又有新的物种定居。但是人类想要一步到位,难度就在这里。

真正困扰那些想要建立起生态系统科学家的核心问题是,物种怎样组合,引入它们的顺序是什么?

如果你希望有蓝莓,你就需要蜜蜂。但是你想要让蜜蜂在准备好授粉的时候飞过来,你就要让它们在其他季节也有花采。可如果你要为蜜蜂提供足够的应季花朵以免它们饿死,那其他的植物就没地方摆了。

所以,我认为,打造一个复杂系统的最大难点在于,如何建立联系。


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