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我们都会情不自禁地做一件事情——思考。
每时每刻，我们的大脑总是思绪不断。它有时指导我们，有时鼓励我们，有时告诉我们还可以做得更好。它分析我们过去的行为，告诉我们未来该做什么。它不断尝试着理解我们周围的世界。
但我们很少思考我们的思维方式。我们不会分析哪些思维过程是正确的，而哪些会误导我们。很多时候，我们没有思考怎样才能更好地塑造我们的思维方式。
我们总是关注如何照料好自己的身体这样的问题，并且不遗余力地达到这样的目标。为此，我们会去健身房或者控制自己的饮食。我们总是想提升身体的健康水平，并且为自己找到动力。我们认为工作时需要劳逸结合，还希望能减轻生活中的压力。
但我们很少停下来花些时间审视一下周围，问问自己我们对生活的态度是否有意义。
科学和数学的本质在很大程度上就是寻找更好的推理方法。但在观看宇宙起源、自然世界奇观或人类大脑及身体结构的纪录片时，我们很容易忽略这一点。从表面上看，科学关心的是事实。但这个说法是不对的，事实并非如此。对包括我在内的许多科学家来说，我们的首要任务是塑造自己的思维方式，让它带领我们接近真理。别人揭示的事实对我们来说则是次要的。
这本书讨论了升维思考的四种方式，它们可以帮助我们接近真理。
这四种方式的起源可以追溯到天才神童、杰出的理论物理学家斯蒂芬·沃尔弗拉姆在1984年写的一篇文章。当时，24岁的沃尔弗拉姆正在研究一种被称为元胞自动机的深奥的数学模型。他在全新的Sun工作站上模拟运行了这些自动机，并对它们产生的模式进行了系统的分类。他认为每一个过程——无论是生物过程还是物理过程，个人过程还是社会过程，自然过程还是人为过程——都可以归类于他在计算机模拟中观察到的四种行为中的一种。我们的所见所闻和行为可以分为四种类型：（1）平稳行为；（2）周期行为；（3）混沌行为；（4）复杂行为。
平稳系统是指会达到并保持平衡的系统。想想一块接一块排列的多米诺骨牌。轻推一下第一块骨牌，它们就会依次倒下，在地面上排成一条线，进入稳定状态。类似的例子还有：从山上滚下来停在山谷里的球，用杵臼研磨而成的稳定的香料混合物，走了很长一段路后安静睡觉的狗。
周期系统是指会表现出重复模式的系统。走路、骑自行车和骑马分别是我们的脚、自行车轮子和马腿做的周期性运动。保持均匀间隔涌向海滩的波浪，厨师将蔬菜切成大小相等的小块时菜刀的快速上下运动，我们日常生活中不断重复的早餐、工作、午餐、工作、晚餐、看电视、睡觉等活动，都呈现出周期性的特点。
混沌系统意味着无法预测，例如，明天是否会下雨（至少在英国是无法预测的），掷色子、抛硬币的结果，轮盘赌的旋转，煮意大利面时水分子在沸腾的锅中随机振动和旋转时冒出的气泡，以及在推拉门开合之间与某人的邂逅。
复杂系统在社会上随处可见，例如，在世界各地流通的货物和服务，文明的兴衰，政府和大型跨国组织的结构。复杂系统在离家更近的地方也能看到，例如，在与亲朋好友的交往中，我们有可能同时感受到爱和痛苦。复杂系统还存在于我们的身体内部，例如，大脑中数十亿神经元的放电过程。此外，你的个人经历，你到目前为止的成长过程，同样呈现出复杂性。
有时，我们的行为会让我们在不同类型间游离不定。以分歧和讨论为例。我必须承认，我是那种凡事都要刨根问底，一门心思追求“正确”答案的人。如果我觉得我不理解某个问题，或者有人采取了与我不一致的立场，那么我通常会一探究竟，直至问题的答案水落石出。
但我对争辩的热爱有时会给我带来一些问题，比如和生活及工作中与我打交道的人发生不快，因为他们不希望浪费时间去细究每件事的来龙去脉（这是可以理解的）。
因此，为了减少无意义的争论，我利用沃尔弗拉姆的理论来证明，只有两种争论是有价值的：达成稳定解决方案的第一类争论，和讨论重要新思想但可能永远不会得出结论的第四类争论。至于在同一个争论点上纠缠不休的第二类争论，以及你一言我一语、混乱不堪的第三类争论，我们应该尽量避免。
有了这种分类，就更容易确定我参与的是哪一类争论。然后，我会考虑如何把第二类争论转换成第一类，或者把第三类争论转换成第四类。我也会考虑如何使我参与的第一类争论更快地趋于稳定，就像超级高效的杵臼那样迅速“研磨”出真相。
注意，以这种方式思考会改变你的视角，使你跳脱活动本身，自上而下俯视这些活动。沃尔弗拉姆的分类可以让我们统揽全局，思考如何应对各种各样的挑战。
2002年，沃尔弗拉姆发表了他的著作《一种新科学》，在元胞自动机模型的基础上提出了一种科学方法。这本书（重5.6磅
，厚达1 192页）涉及的理论非常广泛，它大胆地宣称，元胞自动机研究是通往深层次理解生物性生命、物理宇宙以及几乎所有其他事物的一条途径。但是，在如何利用元胞自动机真正深入地了解我们这个真实而复杂的世界的问题上，沃尔弗拉姆没有给出具体的建议。
缺乏适用的洞见导致沃尔弗拉姆的研究始终没有得到科学界的认真对待，他的思想也没有进入公众的意识和视野。我在维基百科上搜索沃尔弗拉姆的研究时，找到了一个专门讨论元胞自动机的数学特性的网页。沃尔弗拉姆的分类仍然很抽象，没有与现实联系到一起。
而我现在要做的正是沃尔弗拉姆没有做的，即展示如何利用他提出的四种方式来塑造和明确我们对世界的看法。它们一点儿也不抽象。事实上，它们在日常生活中非常有用。我的方法不像沃尔弗拉姆所说的那样是一种新科学，而更像一种说服你的朋友和你一起慢跑的新方法，一种与伙伴讨论争议问题的新方法，或者一种抑制巧克力蛋糕成瘾的新方法。它会帮助我们理解为什么我们会在聚会上受冷落，甚至会让你看清自己作为一个独特复杂的个体的本质。
为了让你了解这些更实用的新思维方式，我在本书中用四章展开讨论了沃尔弗拉姆的分类法。
在我看来，第一类思维是统计思维。你什么时候应该相信那些数字，什么时候则应该持怀疑态度？更重要的是，你应该如何解读科学研究在饮食、锻炼、幸福、成功等方面给出的建议？虽然数据和统计是理解整个人类社会的关键，但我要告诉你，对你个人来说，它们似乎都没有我们以为的那样重要。
那么，我们怎样才能在生活中找到更大的成就感呢？这个问题将引出第二类思维，即互动思维：揭开人类社会的秘密。如何使团队更有凝聚力？如何改变沟通方式以消弭分歧？我将解释如何更好地理解我们自身的行为对他人的影响，以及当别人对我们不友好时应如何处理我们的感受。改善人际关系比你想象的要容易。
不过，这里有一个陷阱需要注意。我们越是努力地控制自己的生活，生活就会越不可预测。在一个不可能掌控一切的世界里，如果无法让事情回到正轨，往往就会造成混乱无序的随机结果。第三类思维，即混沌思维，能帮助你决定什么时候应该掌控全局，而什么时候应该放手。
问题越复杂，就越难解决。但是，说某个事物很复杂意味着什么呢？我的答案是，一个系统的复杂程度取决于描述它最少需要多少文字。学会用简洁明了的语言概括我们面对的社交场合、担心的问题和头脑中的想法，就能抓住它们的本质。与主要解决日常问题的前三类思维不同，第四类思维，即复杂思维，更侧重于内省和自我反思，其主要目标是了解之前发生的事，通过它们更好地了解我们自己以及周围的人。
从第一类到第四类的演变再现了过去100年来科学思维的发展历程，能帮助我们了解在这个过程中起到了重要作用的一些科学英雄（和反英雄）的思想。它不仅能帮助我们进入自己的内心世界，还能引导我们走出去，去了解我们共同创造的外部世界。它把我们从做普通事务时遇到的平凡问题中解脱出来，转而去考虑一个深刻的问题：是什么造就了我们？
现在，让我们和一个年轻的博士生一起，踏上这趟发现之旅吧。