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复杂适应系统（Complex Adaptive Systems，CAS）理论，也被称为复杂性科学（Complexity Science），是20世纪末兴起的前沿科学之一。它由比利时科学家普利戈津首先把“复杂性科学”作为经典科学的对立物和超越者提出来的，“在经典物理学中，基本的过程被认为是决定论的和可逆的”
。“复杂性科学”的概念对复杂适应系统的定义也是“复杂”的，至今尚无统一的公认定义。对复杂适应系统的研究将实现人类在了解自然和自身的过程中认知上的飞跃。其基本思想是：CAS的复杂性起源于其中的个体的适应性，正是这些个体与环境以及与其他个体间的相互作用，不断改变着它们的自身，同时也改变着环境。CAS最重要的特征是适应性，即系统中的个体能够与环境以及其他个体进行交流，在这种交流的过程中“学习”或“积累经验”，不断进行着演化学习，并且根据学到的经验改变自身的结构和行为方式。各底层个体通过相互间的交互、交流，可以在上一层次，在整体层次上凸显新的结构、现象和更复杂的行为，如新层次的产生、分化和多样性的出现，新聚合的形成，更大的个体的出现等
。
复杂适应系统是由适应性主体相互作用、共同演化并层层涌现出来的系统。霍兰围绕适应性主体这个最核心的概念提出了复杂适应系统模型应具备的七个基本特性，分别是聚集、非线性、流、多样性、标志、内部模型以及积木。其中前四个是复杂适应系统的通用特性，它们将在适应和进化中发挥作用；后三个则是个体与环境进行交流时的机制和有关概念。
复杂适应系统理论是现代复杂系统科学的一个新的研究方向，为第三代系统观，突破了把系统元素看成“死”的、被动的对象的观念，引进具有适应能力的主体概念，从主体和环境的互动作用去认识和描述复杂系统行为，开辟了复杂系统研究的新视野
。20世纪70年代，第一代系统观被提出，这一时期所说的“系统”，是以机器为背景的，部分是完全被动的、“死”的个体，其作用仅限于接受中央控制指令，完成指定的工作。任何其他动作或行为都被看作只起破坏作用的消极因素（噪声），在应当尽量排除之列。这保证了它在工程领域的成功应用，但也使得它在生物、生态、经济、社会这类以“活的”个体为部分的系统中的应用遭遇瓶颈
。20世纪90年代以来，人们认为个体的运动不是随机的布朗运动，而个体是有自己的目的、取向，会学习和积累经验，会改进自己的行为模式的“活的”主体，由此形成第三代系统思想。1984年在美国新墨西哥州成立了以研究复杂性为宗旨的圣塔菲研究所，研究人员把社会经济、生态、神经及计算机网络等的系统称为“复杂适应系统”，认为在这些进化系统中存在一般性的规律控制系统的行为和演化
。
1994年在圣塔菲研究所成立十周年之时，霍兰在多年复杂系统研究的基础上，提出了以进化的观点认识复杂系统，形成了复杂适应系统比较完整的理论
。其基本思想可以这样来概括：把系统中的成员称为具有适应能力的主体，简称为主体；所谓具有适应性，就是指它能够与环境以及其他主体进行交互，在这种持续不断的交互过程中，不断地“学习”或“积累经验”，并根据学到的经验改变自身的结构和行为方式，整个宏观系统的演化，包括新层次的产生、分化和多样性的出现等，都是在这个基础上逐步产生出来的
。他认为复杂适应系统都有通用的4个特性和3个机制。4个特性是聚集、非线性、流、多样性；3个机制是标识机制、内部模型机制、积木机制。通过这7个基本点的适当组合可以派生出复杂系统的其他性质和特征
。聚集指个体可以相互粘住，形成更大的多个体的聚集体，新聚集体如同个体般运动，如在市场经济条件下消费习惯与消费群体的形成。非线性指个体以及它们的特性在变化时，不完全遵循线性关系，涉及非线性因素。流指个体之间在信息、能量和物质交换过程中以及市场主体的经济交换过程中出现的信息流、能量流、物流、货币流等。多样性指个体之间存在差异性，而且有不断分化和扩大的趋势。标识指帮助进行信息识别和选择的指示。内部模型指复杂系统内部可分为多个层次，由低级层次组合产生高级层次，每个层次都可视为一个内部模型。积木指形成复杂系统的基本构件和简单个体
。
复杂适应系统理论认为系统演化的动力本质上来源于系统内部，微观主体的相互作用生成宏观的复杂性现象，其研究思路着眼于系统内在要素的相互作用，所以它采取“自下而上”的研究路线；其研究深度不限于对客观事物的描述，而是更着重于揭示客观事物构成的原因及其演化的历程
。复杂适应系统建模方法的核心是通过局部细节模型与全局模型的循环反馈和校正，来研究局部细节变化如何凸显整体的全局行为，其模型组成一般是基于大量参数的适应性主体，其主要手段和思路是正反馈和适应，其认为环境是演化的，主体应主动从环境中学习
。正是由于以上这些特征，CAS理论具有了其他理论所没有的、更具特色的新功能，提供了模拟生态、社会、经济、管理、军事等复杂系统的巨大潜力。
复杂适应系统理论的核心是主体。在特色小镇这个系统中，主体就是人。特色小镇能够脱颖而出，优于其他城市模式，是小镇的人和外部环境共同作用的结果。在特色小镇中，各种各样的异质主体之间存在非线性作用，甚至是无序的互动，因而会产生各种“隐秩序”，从而形成“特色”，这一过程充满“不确定性”。浙江省所有的特色小镇都不是政府规划出来的，而是涌现出来的，它也有一些能够“确定”的东西，即它们必定存在“差异”，必定有“创新”，必定是“绿色”的，必定是能够“协同互补”，必定是“能体验”的。
根据复杂适应理论，经济组织的各种复杂性是因为它们是由不同的异质主体的变异性、主动的适应性和相互作用共同产生涌现形成的。在特色小镇里，产业和空间的活力源于其个体的自适应性所形成的自组织性，因此政府管理小镇，是要激励企业去创立小镇，而不是取代，更不能取代企业家的功能。仇保兴根据复杂适应理论，提出了评价特色小镇的自组织、共生性、多样化、强连接、产业集群、开放性、超规模效应、微循环、自适应、协同十大标准
，这十大标准的提出，对各地特色小镇的创建具有重要的指导意义。
[1] Boudevil le J.R.. Problems of Regional Development ，Edinburgh University Press，1996.
[2] Christatller，W.， Die Zentralen Orte in Suddeutschland ，Jena：Gustav Fischer，1933.
[3] Lsch，（A）., The Economies of Location ，New Haven，Cornn：Yale University Press，1954.