摘要

　　目前，關(guān)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?yàn)樯钊氲街悄芟到y(tǒng)，我們看到的都是統(tǒng)計(jì)計(jì)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(shù)與應(yīng)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(chǎn)生的?為什么本來沒有智慧的物流系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生智慧?簡單的大數(shù)據(jù)分析就產(chǎn)生智慧嗎?針對上述問題，本文結(jié)合物理學(xué)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(shí)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(jìn)化的基礎(chǔ)上，宏觀系統(tǒng)在性能和機(jī)構(gòu)上的突變，在這一過程中從舊質(zhì)中可以產(chǎn)生新質(zhì)。

　　系統(tǒng)科學(xué)把這種整體系統(tǒng)才具有，孤立部分及其個(gè)體總合不具有的性質(zhì)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(jié)構(gòu)方式相互作用、相互補(bǔ)充相互制約而激發(fā)出來的特征，是一種結(jié)構(gòu)效應(yīng)。

　　不同的結(jié)構(gòu)方式，不同的相互激發(fā)產(chǎn)生不同的整體涌現(xiàn)性。整體涌現(xiàn)性的產(chǎn)生不是單一的，是規(guī)模效應(yīng)和結(jié)構(gòu)效應(yīng)共同的結(jié)果，是簡單個(gè)體信息連接并互相影響帶來的整體網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)的突變，是系統(tǒng)的質(zhì)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(gè)符號通過簡單地加減互相作用，進(jìn)化出了復(fù)雜的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和現(xiàn)在的數(shù)字世界，讓我們進(jìn)入了數(shù)字時(shí)代。其實(shí)中國古代哲學(xué)中也是通過陰與陽的哲學(xué)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(xué)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(xué)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(guān)于整體涌現(xiàn)性的重要案例。一個(gè)螞蟻軍團(tuán)，智愚而不知測量，視短而不及遠(yuǎn)望，但這樣一群無知而短視的個(gè)體在崎嶇不平的地形上同時(shí)作業(yè)，當(dāng)某只螞蟻偶然發(fā)現(xiàn)一條短路徑，這個(gè)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(xué)習(xí)所得就間接地成為整個(gè)蟻群信息遺產(chǎn)的一部分，依靠這種把個(gè)體學(xué)習(xí)到的知識有效地傳播給自己的群體的作用機(jī)制，就能讓螞蟻軍團(tuán)迅速找到穿越崎嶇地面的最短路徑。目前模擬蟻群網(wǎng)絡(luò)機(jī)制，發(fā)展的蟻群算法也已經(jīng)是人工智能中著名的計(jì)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(gè)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(dāng)于有了生命力，可以實(shí)現(xiàn)狀態(tài)感知、分析判斷、自動(dòng)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(jī)器主動(dòng)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(fù)我，就有了感情，就會(huì)分辨人類與機(jī)器，就可能激發(fā)人機(jī)對抗，將是人工智能的奇點(diǎn)，也是人類的災(zāi)難。所以自主性不等于自我性。

　　2、互感知：

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

　　3、自學(xué)習(xí)

　　自學(xué)習(xí)是群體系統(tǒng)智慧涌現(xiàn)的基本條件。我們說一個(gè)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(jìn)化，因?yàn)檎麄€(gè)群不具備自我學(xué)習(xí)、知識儲(chǔ)備和迭代升級的能力。

　　如果一個(gè)群體，具備了自主學(xué)習(xí)，知識儲(chǔ)備，自主訓(xùn)練，并迭代升級，則這個(gè)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(huì)，我們現(xiàn)在已經(jīng)可以很簡單的就設(shè)計(jì)出一個(gè)具有自主性的產(chǎn)品。按照自主性的特征，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，讓一個(gè)產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)狀態(tài)感知、判斷反饋、自動(dòng)執(zhí)行就可以了。比如蒸汽機(jī)通過自身溫度控制自身風(fēng)箱開關(guān)的大小、抽水馬桶通過水位線控制閥門開關(guān)等等，這些產(chǎn)品本身都具備“自主性”的這一功能。

　　在此基礎(chǔ)上，我們通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)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(nèi)的物品就可以建立互相感知、信息交互、相互制約的簡單機(jī)制，這個(gè)群體就會(huì)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(fù)雜系統(tǒng)的問題。還原理論的基本觀點(diǎn)是：(1)整體是由局部構(gòu)成的，因此局部決定整體;(2)整體的任一個(gè)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(xí)慣，也的確解決了不少問題，但是在遇到復(fù)雜系統(tǒng)相關(guān)問題時(shí)，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(jīng)系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、金融系統(tǒng)等復(fù)雜系統(tǒng)中的問題。因此人們開始發(fā)展專門針對復(fù)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(gè)。一般認(rèn)為，具有涌現(xiàn)性的系統(tǒng)被稱為復(fù)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(luò)回路達(dá)成信息交流，這樣的過程由量變到質(zhì)變，最終產(chǎn)生智能化群體行為。每個(gè)低級單位無法預(yù)測、判斷群體的行為，個(gè)體行為具有隨機(jī)性，但群體行為綜合起來的就是最優(yōu)方案。在這種運(yùn)營模式中，每個(gè)個(gè)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(luò)彼此影響、彼此干預(yù)，實(shí)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(dòng)化讓設(shè)備具有了“自主性”功能

　　物流自動(dòng)化設(shè)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(gè)部件或一個(gè)產(chǎn)品;通過“硬件”和“軟件”構(gòu)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(dòng)執(zhí)行的功能，具備了自主性的能力。

　　物流自動(dòng)化不是智慧物流，初級物流自動(dòng)化設(shè)備有時(shí)候連物流智能硬件都算不上，只具備了自動(dòng)的感知和自動(dòng)的執(zhí)行功能。隨著物流自動(dòng)化技術(shù)也在不斷進(jìn)步，陸續(xù)出現(xiàn)了主動(dòng)感知功能、無線感知功能，并對感知的命令可以根據(jù)預(yù)設(shè)條件進(jìn)行簡單判斷后自動(dòng)執(zhí)行的功能，是具備了狀態(tài)感知、分析判斷、自動(dòng)執(zhí)行功能，產(chǎn)生了自主性的智慧物流執(zhí)行單元。

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

　　如：物流機(jī)器人，可以自動(dòng)感知和接收系統(tǒng)命令，分析判斷行走路徑，自動(dòng)托舉或抓取貨物，走到目的地完成貨物的自動(dòng)搬運(yùn);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(shù)的發(fā)展，可以實(shí)現(xiàn)貨物與貨物之間聯(lián)網(wǎng)通信，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械與機(jī)械之間聯(lián)網(wǎng)通信，激發(fā)物聯(lián)網(wǎng)感知功能，可以實(shí)現(xiàn)貨物與設(shè)備的信息互聯(lián)互通，建立物流互聯(lián)網(wǎng)。此時(shí)，單元化的設(shè)備除了具有自主感知自動(dòng)執(zhí)行的能力，還具備了設(shè)備之間的信息通訊與互感知，多臺設(shè)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(shè)備之間具有了互感知的功能。在此基礎(chǔ)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(jī)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(shè)計(jì)出最短行走距離，托舉貨架實(shí)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(dòng)。

　　如：貨物互感知和互影響，聯(lián)網(wǎng)運(yùn)作時(shí)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(bǔ)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(shí)間，向配送車輛發(fā)出擁堵信息、與通過擁堵路段時(shí)間，智能引導(dǎo)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(shù)連接入網(wǎng)，在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施上架構(gòu)物流自動(dòng)化系統(tǒng)，可以按照模塊化理論對物流自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行柔性調(diào)整，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)感知、聯(lián)網(wǎng)互動(dòng)、判斷決策、自動(dòng)執(zhí)行，這樣的自動(dòng)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(xué)習(xí)”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(shí)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(shí)現(xiàn)迭代升級進(jìn)化，還需要通過人類賦能，重新設(shè)計(jì)軟件，制定升級的決策判斷算法與依據(jù)，實(shí)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(gè)物流大系統(tǒng)可以產(chǎn)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(xué)習(xí)的軟件程序，讓物流系統(tǒng)可以自動(dòng)的計(jì)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(xué)習(xí)系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)，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(yùn)作系統(tǒng)賦能，讓物流系統(tǒng)具備了自學(xué)習(xí)、自提升的功能。系統(tǒng)就產(chǎn)生了智慧的涌現(xiàn)性。

　　什么是智：按照智的本質(zhì)，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(huì)做為能，有才干和本事為能。根據(jù)自我知曉的信息自動(dòng)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(xué)習(xí)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(xué)習(xí)，自動(dòng)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(shù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)向物理世界延伸，互聯(lián)網(wǎng)與物流實(shí)體網(wǎng)絡(luò)融合創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)物流系統(tǒng)的狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、科學(xué)決策與精準(zhǔn)執(zhí)行，進(jìn)一步達(dá)到自主決策和學(xué)習(xí)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(shè)計(jì)一個(gè)物流系統(tǒng)，讓物流系統(tǒng)具備自主性、互感知、互操作、自學(xué)習(xí)、自提升，自然就會(huì)涌現(xiàn)出智慧，形成智慧物流。具備自主性的物流單元是實(shí)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(jì)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(dú)立單元的個(gè)體活動(dòng)

　　2、作用(關(guān)聯(lián))

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

　　其實(shí)市場就是一個(gè)關(guān)聯(lián)組織， 復(fù)雜系統(tǒng)給出價(jià)格是網(wǎng)絡(luò)相互作用導(dǎo)致的，我們都受到相鄰單元的相互作用。相互作用的關(guān)聯(lián)導(dǎo)致非線性的協(xié)同效應(yīng)，出現(xiàn)1+1大于2 或小于2， 但基本不會(huì)是1+1=2。比如為什么會(huì)有公司，那一定是某種合作導(dǎo)致的1+1大于2效應(yīng)才使得組織可以產(chǎn)生。市場是一個(gè)復(fù)雜巨系統(tǒng)，非線性的協(xié)同效應(yīng)讓我們難以通過計(jì)劃來協(xié)同市場關(guān)系，但通過市場價(jià)格競爭簡單地規(guī)則建立，就可以產(chǎn)生完美的協(xié)同效應(yīng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越計(jì)劃控制對系統(tǒng)協(xié)同的影響。

　　3、反饋

　　復(fù)雜系統(tǒng)多描述一個(gè)系統(tǒng)的時(shí)間變化過程， 如市場價(jià)格的波動(dòng)， 研究這個(gè)時(shí)間變化過程， 往往要考慮此刻的結(jié)果對下一刻系統(tǒng)結(jié)果輸出的影響。反饋分為正反饋和負(fù)反饋， 負(fù)反饋導(dǎo)致定點(diǎn)平衡態(tài)，如市場巨系統(tǒng)價(jià)格競爭就是典型的負(fù)反饋，商品供應(yīng)越多價(jià)格越低，最后在產(chǎn)品成本區(qū)域?qū)е露c(diǎn)平衡，其涌現(xiàn)出的市場經(jīng)濟(jì)本身的智慧遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人類的計(jì)劃經(jīng)濟(jì)智慧，人類想借助自己智慧調(diào)控市場經(jīng)過實(shí)踐證明難以導(dǎo)致市場均衡。但是，如果系統(tǒng)的正反饋則會(huì)帶來系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，如雪崩，股市崩盤。

　　因?yàn)樵谒袕?fù)雜系統(tǒng)中， 都存在正反饋和負(fù)反饋。反饋帶有回路的概念。一個(gè)單元通過相互作用傳遞給另一個(gè)單元，反過來另一個(gè)單元又可以把信息傳遞回來。反饋往往是指此刻的活動(dòng)對下一刻的活動(dòng)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(diǎn)變化，當(dāng)系統(tǒng)主導(dǎo)反饋的性質(zhì)發(fā)生變化，則會(huì)經(jīng)歷一個(gè)相變。相變在自然和社會(huì)中無處不在，自然中的相變當(dāng)然包括冰和水之間的轉(zhuǎn)化， 也包括磁鐵從一種相到另一種相的變化。

　　如磁鐵這個(gè)東西有兩個(gè)相， 一個(gè)是組織成分均勻一致(有序)的狀態(tài)，一個(gè)是無序和混亂的狀態(tài)。相變，就是當(dāng)你改變某個(gè)外部變量， 整個(gè)系統(tǒng)從一個(gè)相到達(dá)另一個(gè)相的過程。影響一個(gè)系統(tǒng)相變的主要是兩個(gè)要素， 一個(gè)是熵(無序性，系統(tǒng)信息的缺失)，一個(gè)是某種趨同的效應(yīng)。系統(tǒng)無序與有序的交替點(diǎn)稱為臨界，是相變時(shí)候的狀態(tài)， 這個(gè)時(shí)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(guān)聯(lián)作用，系統(tǒng)反饋，自組織臨界基礎(chǔ)上得到的。即：系統(tǒng)從微觀到宏觀性質(zhì)屬性產(chǎn)生質(zhì)的突破。涌現(xiàn)優(yōu)于權(quán)威，涌現(xiàn)優(yōu)于計(jì)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(huì)優(yōu)于權(quán)威?以維基百科和《大英百科全書》這兩種模式來分析，一個(gè)是靠全球非專家的網(wǎng)友“涌現(xiàn)”出來的，一個(gè)是靠幾位權(quán)威專家撰寫出來的，但維基百科更為優(yōu)秀，可以與時(shí)俱進(jìn)，隨時(shí)更新。

　　涌現(xiàn)而形成的智慧系統(tǒng)則為什么會(huì)更加穩(wěn)定，因?yàn)橛楷F(xiàn)是系統(tǒng)自身按簡單規(guī)則自下而上的構(gòu)成協(xié)同效應(yīng)，是分布式的。計(jì)劃的系統(tǒng)有中樞系統(tǒng)，攻擊計(jì)劃的系統(tǒng)時(shí)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(gè)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(chǎn)了。

　　我們的大腦，簡化來看其實(shí)就是一個(gè)個(gè)神經(jīng)元組成的，單個(gè)神經(jīng)元的機(jī)制，科學(xué)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(jīng)元的“涌現(xiàn)”結(jié)果。涌現(xiàn)并不是“人多力量大”，它是一個(gè)“一加一大于二”的現(xiàn)象，更像是一種群體的“進(jìn)化”，或者是大數(shù)據(jù)的進(jìn)化。從“簡單”的個(gè)體，到集合起來發(fā)展出高一個(gè)層次的“行為”，這一“涌現(xiàn)性”，可以用易辛模型、非線性動(dòng)力學(xué)模型來模擬，系統(tǒng)升級可以用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)等概率統(tǒng)計(jì)分析等自學(xué)習(xí)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。