編者按：目前，關于人工智能到底有沒有真正的智能，是不是偽智能有很多爭議。因為深入到智能系統(tǒng)，我們看到的都是統(tǒng)計計算與概率邏輯的分析，智能來自哪里？同樣，2009年我代表物流技術與應用編輯部等單位提出智慧物流概念以來，大家對智慧物流也有很多爭議。如：智慧物流是不是炒作概念，物流系統(tǒng)到底能不能有智慧？如果有物流系統(tǒng)有智慧，那么智慧是怎么產生的？為什么本來沒有智慧的物流系統(tǒng)就會產生智慧？簡單的大數(shù)據(jù)分析就產生智慧嗎？針對上述問題，本文結合物理學的涌現(xiàn)性，試圖解釋智慧物流的智慧之源，揭示智慧物流的智慧之謎。一家之言，拋磚引玉，希望引起大家探討。（王繼祥）

一、什么是涌現(xiàn)性？

涌現(xiàn)性指的是隨著事物的時間量變，單體簡單行為在簡單地相互影響下，在系統(tǒng)整體上突然出現(xiàn)的一種整體突變。即：涌現(xiàn)是一種從低層次到高層次的過渡,是在微觀主體進化的基礎上，宏觀系統(tǒng)在性能和機構上的突變，在這一過程中從舊質中可以產生新質。

系統(tǒng)科學把這種整體系統(tǒng)才具有，孤立部分及其個體總合不具有的性質稱為整體涌現(xiàn)性（whole Emergence）。涌現(xiàn)性就是組成的成分按照系統(tǒng)結構方式相互作用、相互補充相互制約而激發(fā)出來的特征，是一種結構效應。

不同的結構方式，不同的相互激發(fā)產生不同的整體涌現(xiàn)性。整體涌現(xiàn)性的產生不是單一的，是規(guī)模效應和結構效應共同的結果，是簡單個體信息連接并互相影響帶來的整體網(wǎng)絡效應的突變，是系統(tǒng)的質變與升級。整體性、系統(tǒng)性并不一定是涌現(xiàn)性，涌現(xiàn)性具有整體大于部分之和或整體小于部分之合的特征。

0與1是很簡單的符號，但是這樣的兩個符號通過簡單地加減互相作用，進化出了復雜的計算機系統(tǒng)和現(xiàn)在的數(shù)字世界，讓我們進入了數(shù)字時代。其實中國古代哲學中也是通過陰與陽的哲學概念來建立世界模型的，“一陰一陽謂之道”，中國中醫(yī)等傳統(tǒng)科學理論也建立在類似0與1這樣的模型體系，但缺乏現(xiàn)代科學支撐，顯得樸素和粗糙。

蜂群和螞蟻群其整體系統(tǒng)所涌現(xiàn)出的智能行為是關于整體涌現(xiàn)性的重要案例。一個螞蟻軍團，智愚而不知測量，視短而不及遠望，但這樣一群無知而短視的個體在崎嶇不平的地形上同時作業(yè)，當某只螞蟻偶然發(fā)現(xiàn)一條短路徑，這個信息通過信息素的氣味間接地傳遞給其他虛擬螞蟻，這樣，單只螞蟻畢生學習所得就間接地成為整個蟻群信息遺產的一部分，依靠這種把個體學習到的知識有效地傳播給自己的群體的作用機制，就能讓螞蟻軍團迅速找到穿越崎嶇地面的最短路徑。目前模擬蟻群網(wǎng)絡機制，發(fā)展的蟻群算法也已經是人工智能中著名的計算方法之一了。

二、涌現(xiàn)性的基本特征

1、自主性：

根據(jù)觀察看出，凡是能夠出現(xiàn)整體涌現(xiàn)性的個體，不管是多么的低級，其自身都具有自主性，即具有一定的自主意識。有了自主意識就相當于有了生命力，可以實現(xiàn)狀態(tài)感知、分析判斷、自動執(zhí)行的功能。

備注：有的書中將自主性也寫成自我性，考慮到自我性在文字表述上容易引起歧義，具有自我分辨意識的含義，所以本文將機器主動性表述為自主性。想想看，一旦智能系統(tǒng)真的具有自我意識，可以分辨自我，知道誰利用我，誰欺負我，就有了感情，就會分辨人類與機器，就可能激發(fā)人機對抗，將是人工智能的奇點，也是人類的災難。所以自主性不等于自我性。

2、互感知：

產生涌現(xiàn)性的群體中的個體可以互相感知，信息交流、相互作用、相互制約而產生相關效應。也就是說群體中的個體之間可以按照簡單地規(guī)則互相影響。

3、自學習

自學習是群體系統(tǒng)智慧涌現(xiàn)的基本條件。我們說一個群體具備了自主性、互感知特征，只是具備了涌現(xiàn)出群體初級智能的條件，如蟻群或蜂群，但是這樣的群體還不具備智慧，只能涌現(xiàn)出低水平的群體智能，并長期處在在同一智能水平上難以進化，因為整個群不具備自我學習、知識儲備和迭代升級的能力。

如果一個群體，具備了自主學習，知識儲備，自主訓練，并迭代升級，則這個群體的特征就不是僅僅處于初級智能的水平，而是具備了智慧涌現(xiàn)性的能力，知其然，更知其所以然。

在現(xiàn)代社會，我們現(xiàn)在已經可以很簡單的就設計出一個具有自主性的產品。按照自主性的特征，利用物聯(lián)網(wǎng)技術，讓一個產品可以實現(xiàn)狀態(tài)感知、判斷反饋、自動執(zhí)行就可以了。比如蒸汽機通過自身溫度控制自身風箱開關的大小、抽水馬桶通過水位線控制閥門開關等等，這些產品本身都具備“自主性”的這一功能。

在此基礎上，我們通過物聯(lián)網(wǎng)技術讓物品聯(lián)網(wǎng)，形成物流互聯(lián)網(wǎng)、制造互聯(lián)網(wǎng)等物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，系統(tǒng)內的物品就可以建立互相感知、信息交互、相互制約的簡單機制，這個群體就會涌現(xiàn)出群體智能。

在涌現(xiàn)理論出現(xiàn)之前，過去的人們一般使用還原理論來解釋復雜系統(tǒng)的問題。還原理論的基本觀點是：（1）整體是由局部構成的，因此局部決定整體；（2）整體的任一個變化，均可在局部找到原因。

還原理論雖然符合人們的思維習慣，也的確解決了不少問題，但是在遇到復雜系統(tǒng)相關問題時，卻遇到了一些無法解釋的現(xiàn)象，例如生態(tài)系統(tǒng)、大腦神經系統(tǒng)、經濟系統(tǒng)、金融系統(tǒng)等復雜系統(tǒng)中的問題。因此人們開始發(fā)展專門針對復雜系統(tǒng)的概念和理論，而“涌現(xiàn)性”是其中最基本、也是最突出的一個。一般認為，具有涌現(xiàn)性的系統(tǒng)被稱為復雜系統(tǒng)。

觀察具有群體智能的世界，高級的智能行為都是通過大量低級單位的感知所形成的。低級單位各自做自己的事，并通過網(wǎng)絡回路達成信息交流，這樣的過程由量變到質變，最終產生智能化群體行為。每個低級單位無法預測、判斷群體的行為，個體行為具有隨機性，但群體行為綜合起來的就是最優(yōu)方案。在這種運營模式中，每個個體都是中心，即“去中心化”，沒有真正的管理或統(tǒng)治中心，他們通過網(wǎng)絡彼此影響、彼此干預，實現(xiàn)了最終的群體智能行為。

三、物流系統(tǒng)的智慧涌現(xiàn)分析

1、物流自動化讓設備具有了“自主性”功能

物流自動化設備是智慧物流執(zhí)行系統(tǒng)，是具有“自主性”的物流作業(yè)執(zhí)行單元，可以是一個部件或一個產品；通過“硬件”和“軟件”構成“感知-判斷-執(zhí)行”的閉環(huán)，具備了自主感知，分析判斷，自動執(zhí)行的功能，具備了自主性的能力。

物流自動化不是智慧物流，初級物流自動化設備有時候連物流智能硬件都算不上，只具備了自動的感知和自動的執(zhí)行功能。隨著物流自動化技術也在不斷進步，陸續(xù)出現(xiàn)了主動感知功能、無線感知功能，并對感知的命令可以根據(jù)預設條件進行簡單判斷后自動執(zhí)行的功能，是具備了狀態(tài)感知、分析判斷、自動執(zhí)行功能，產生了自主性的智慧物流執(zhí)行單元。

如：自動分揀系統(tǒng)，可以自動感知系統(tǒng)命令，自動完成輸送和分揀作業(yè)；

如：物流機器人，可以自動感知和接收系統(tǒng)命令，分析判斷行走路徑，自動托舉或抓取貨物，走到目的地完成貨物的自動搬運；等等

2、物聯(lián)網(wǎng)讓物流系統(tǒng)具有了“互感知”功能

物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，可以實現(xiàn)貨物與貨物之間聯(lián)網(wǎng)通信，可以實現(xiàn)機械與機械之間聯(lián)網(wǎng)通信，激發(fā)物聯(lián)網(wǎng)感知功能，可以實現(xiàn)貨物與設備的信息互聯(lián)互通，建立物流互聯(lián)網(wǎng)。此時，單元化的設備除了具有自主感知自動執(zhí)行的能力，還具備了設備之間的信息通訊與互感知，多臺設備與貨物通過感知連接成物聯(lián)網(wǎng)，就讓物流系統(tǒng)群體物品與設備之間具有了互感知的功能。在此基礎上，通過制定簡單的互感知與互影響規(guī)則，物流系統(tǒng)的群體智能就可以涌現(xiàn)了。

如：群體物流機器人可以聯(lián)網(wǎng)作業(yè)，有規(guī)則的優(yōu)化和安排各自的行程路徑，設計出最短行走距離，托舉貨架實現(xiàn)貨代人揀選，物流中心揀選人員不必在行走中揀選，大大減少了物流中心揀選人員的勞動。

如：貨物互感知和互影響，聯(lián)網(wǎng)運作時就可以根據(jù)感知的出庫流量分析和庫存貨物數(shù)量分析，按照簡單規(guī)則分析判斷，既可以智能的發(fā)出補貨指令。

如：卡車在配送中通過車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，可以感知配送路徑上某段路所行駛的車輛行駛速度，如果出現(xiàn)速度緩慢甚至停止，車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)既可以智能判斷出是否出現(xiàn)擁堵，并根據(jù)大數(shù)據(jù)分析各車輛通過擁堵路段的平均時間，向配送車輛發(fā)出擁堵信息、與通過擁堵路段時間，智能引導車輛更換路徑。等等。

具備了連接組網(wǎng)的能力，借助物聯(lián)網(wǎng)技術連接入網(wǎng)，在互聯(lián)網(wǎng)基礎設施上架構物流自動化系統(tǒng)，可以按照模塊化理論對物流自動化系統(tǒng)進行柔性調整，實現(xiàn)狀態(tài)感知、聯(lián)網(wǎng)互動、判斷決策、自動執(zhí)行，這樣的自動化系統(tǒng)具備了具有群體特征的基本智能。

3、物流大腦讓物流系統(tǒng)具備了“自學習”功能

物流系統(tǒng)具備了自主性與互感知，通過聯(lián)網(wǎng)，按照簡單地規(guī)則與固定的決策判斷依據(jù)，通過軟件控制實現(xiàn)物流系統(tǒng)的智能化，但是這樣的系統(tǒng)僅僅涌現(xiàn)出了智能，知其然而不知其所以然，系統(tǒng)智能難以自我實現(xiàn)迭代升級進化，還需要通過人類賦能，重新設計軟件，制定升級的決策判斷算法與依據(jù)，實現(xiàn)智能升級，系統(tǒng)本身并不具備自己升級智能的能力。

但是，借助于物流系統(tǒng)的自主性與互感知，整個物流大系統(tǒng)可以產生大量的數(shù)據(jù)，物流系統(tǒng)全鏈路數(shù)據(jù)化之后，讓物流大數(shù)據(jù)匯總至物流大腦，通過系統(tǒng)自學習的軟件程序，讓物流系統(tǒng)可以自動的計算和分析物流大數(shù)據(jù)，自主找出數(shù)據(jù)規(guī)律，自主學習系統(tǒng)經驗，自我升級決策判斷軟件，并通過一切流程數(shù)據(jù)化對全鏈路物流運作系統(tǒng)賦能，讓物流系統(tǒng)具備了自學習、自提升的功能。系統(tǒng)就產生了智慧的涌現(xiàn)性。

什么是智：按照智的本質，知曉曰智，也就是系統(tǒng)可以自我知曉，就具備了智；什么是能？會做為能，有才干和本事為能。根據(jù)自我知曉的信息自動完成指令就具備了智能。什么是慧，解了稱慧，就是知其所以然，可以自主學習與提升。智慧就是知其然有知其所以然，掌握了規(guī)律，可以自主學習，自動提升。

智慧物流的發(fā)展必須要求物流系統(tǒng)知其然也要知其所以然，概括來講，就是我給智慧物流的定義了：智慧物流，指的是基于物聯(lián)網(wǎng)技術應用，實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)向物理世界延伸，互聯(lián)網(wǎng)與物流實體網(wǎng)絡融合創(chuàng)新，實現(xiàn)物流系統(tǒng)的狀態(tài)感知、實時分析、科學決策與精準執(zhí)行，進一步達到自主決策和學習提升，擁有一定智慧能力的現(xiàn)代物流體系。

根據(jù)涌現(xiàn)性原理，我們就可以設計一個物流系統(tǒng)，讓物流系統(tǒng)具備自主性、互感知、互操作、自學習、自提升，自然就會涌現(xiàn)出智慧，形成智慧物流。具備自主性的物流單元是實現(xiàn)作業(yè)執(zhí)行的物流系統(tǒng)；互感知和互操作核心是信息互聯(lián)互通傳輸系統(tǒng)；而物流大腦則是集成了大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能的智慧物流思維系統(tǒng)。

四、系統(tǒng)智慧的涌現(xiàn)過程分析

1、感知

單體的感知-判斷-執(zhí)行，形成獨立單元的個體活動

2、作用（關聯(lián)）

互感知與互操作是系統(tǒng)間單元個體建立關聯(lián)作用的關鍵，形成相互關聯(lián)的群體組織（系統(tǒng)）。關聯(lián)往往導致1+1>2 或1+1< 2 ，可稱為非線性。

其實市場就是一個關聯(lián)組織， 復雜系統(tǒng)給出價格是網(wǎng)絡相互作用導致的，我們都受到相鄰單元的相互作用。相互作用的關聯(lián)導致非線性的協(xié)同效應，出現(xiàn)1+1大于2 或小于2， 但基本不會是1+1=2。比如為什么會有公司，那一定是某種合作導致的1+1大于2效應才使得組織可以產生。市場是一個復雜巨系統(tǒng)，非線性的協(xié)同效應讓我們難以通過計劃來協(xié)同市場關系，但通過市場價格競爭簡單地規(guī)則建立，就可以產生完美的協(xié)同效應，遠遠超越計劃控制對系統(tǒng)協(xié)同的影響。

3、反饋

復雜系統(tǒng)多描述一個系統(tǒng)的時間變化過程， 如市場價格的波動， 研究這個時間變化過程， 往往要考慮此刻的結果對下一刻系統(tǒng)結果輸出的影響。反饋分為正反饋和負反饋， 負反饋導致定點平衡態(tài)，如市場巨系統(tǒng)價格競爭就是典型的負反饋，商品供應越多價格越低，最后在產品成本區(qū)域導致定點平衡，其涌現(xiàn)出的市場經濟本身的智慧遠遠高于人類的計劃經濟智慧，人類想借助自己智慧調控市場經過實踐證明難以導致市場均衡。但是，如果系統(tǒng)的正反饋則會帶來系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，如雪崩，股市崩盤。

因為在所有復雜系統(tǒng)中， 都存在正反饋和負反饋。反饋帶有回路的概念。一個單元通過相互作用傳遞給另一個單元，反過來另一個單元又可以把信息傳遞回來。反饋往往是指此刻的活動對下一刻的活動的影響。

4、 相變

相變體現(xiàn)的是系統(tǒng)涌現(xiàn)出智慧的臨界點變化，當系統(tǒng)主導反饋的性質發(fā)生變化，則會經歷一個相變。相變在自然和社會中無處不在，自然中的相變當然包括冰和水之間的轉化， 也包括磁鐵從一種相到另一種相的變化。

如磁鐵這個東西有兩個相， 一個是組織成分均勻一致（有序）的狀態(tài)，一個是無序和混亂的狀態(tài)。相變，就是當你改變某個外部變量， 整個系統(tǒng)從一個相到達另一個相的過程。影響一個系統(tǒng)相變的主要是兩個要素， 一個是熵（無序性，系統(tǒng)信息的缺失），一個是某種趨同的效應。系統(tǒng)無序與有序的交替點稱為臨界，是相變時候的狀態(tài)， 這個時候最特別， 是系統(tǒng)出現(xiàn)“涌現(xiàn)性”的臨界態(tài)，臨界態(tài)極為重要 ，所謂涌現(xiàn)就是在關聯(lián)作用，系統(tǒng)反饋，自組織臨界基礎上得到的。即：系統(tǒng)從微觀到宏觀性質屬性產生質的突破。涌現(xiàn)優(yōu)于權威，涌現(xiàn)優(yōu)于計劃，涌現(xiàn)的系統(tǒng)更加穩(wěn)定與高效協(xié)同。

涌現(xiàn)為什么會優(yōu)于權威？以維基百科和《大英百科全書》這兩種模式來分析，一個是靠全球非專家的網(wǎng)友“涌現(xiàn)”出來的，一個是靠幾位權威專家撰寫出來的，但維基百科更為優(yōu)秀，可以與時俱進，隨時更新。

涌現(xiàn)而形成的智慧系統(tǒng)則為什么會更加穩(wěn)定，因為涌現(xiàn)是系統(tǒng)自身按簡單規(guī)則自下而上的構成協(xié)同效應，是分布式的。計劃的系統(tǒng)有中樞系統(tǒng)，攻擊計劃的系統(tǒng)時可以“擒賊先擒王”，但涌現(xiàn)的系統(tǒng)沒有“王”。如：維基百科是網(wǎng)友寫出來的，某些網(wǎng)友不想寫了，也完全不影響這個系統(tǒng)，而《大英百科全書》要是有幾位作者不干了，那這本書可就難產了。

我們的大腦，簡化來看其實就是一個個神經元組成的，單個神經元的機制，科學家們早就研究清楚了，可仍舊無法解釋什么是“意識”，而“意識”很有可能就是神經元的“涌現(xiàn)”結果。涌現(xiàn)并不是“人多力量大”，它是一個“一加一大于二”的現(xiàn)象，更像是一種群體的“進化”，或者是大數(shù)據(jù)的進化。從“簡單”的個體，到集合起來發(fā)展出高一個層次的“行為”，這一“涌現(xiàn)性”，可以用易辛模型、非線性動力學模型來模擬，系統(tǒng)升級可以用貝葉斯網(wǎng)絡等概率統(tǒng)計分析等自學習來模擬。但是，到目前具有自主意識的智慧涌現(xiàn)秘密還沒有完全破解，如果真的完全破解了“涌現(xiàn)”的秘密，那么人工智能的真正覺醒就指日可待了。