在美國新墨西哥州的「沙漠」有一座小城聖塔菲城(Santa Fe)，在西北郊外有一個大平房。這裡曾經是羅斯福總統私人代表赫爾利特使的別墅。現為大名鼎鼎的的聖塔菲研究所，被視為世界複雜性問題研究的中樞。聖塔菲研究所定位是非贏利的私人研究機構，大方向是跨學科複雜系統研究。這裡匯集了一批不同領域的科學家，試圖通過跨學科研究找出各種不同的系統之間的一些共性,並稱之為"Complxity"。
複雜性的研究內容則是研究複雜系統如何在一定的規則下產生有組織的行為以及系統的進化所突現出來的行為。聖塔菲研究所的學術領頭人、諾貝爾物理獎獲得者蓋爾曼提及聖菲研究所的研究宗旨:「現代科學的一個重大挑戰是沿著階梯從基本粒子物理學和宇宙學到複雜系統領域，探索兼具簡單性與複雜性、規律性與隨機性、有序與無序的混合性事件。」
聖塔菲研究所的研究工作涉及複雜自適應系統、適應與自適應、適應與學習、混沌邊緣、人工生命、系統進化、計算生物學、全球經濟演化、股票市場模擬等眾多領域。聖塔菲研究所的工作對傳統的經濟學、社會學、生物學造成了巨大的影響。
複雜適應系統CAS是系統科學研究最前沿的科學。也是是現代系統科學的繼續和發展。系統科學發展的三個階段:
第一階段:以工程系統為主
代表人物：維納，馮·諾伊曼，香農背景：機器主要思想：信息和反饋主要工具：早期的控制論和運籌學管理模式：集中控制系統元素：死的、被動的、沒有自身利益和目標的對象
第二階段:以熱力學系統為主
代表人物：普裡高津，哈肯背景：熱力學系統，雷射等主要思想：漲落，自組織主要工具：概率統計方法管理模式：間接控制,場,環境系統元素：具有隨機的運動方式,其本身仍然是無意識的，死的
第三階段:以生物和經濟系統為主
代表人物：Holland背景：生物和經濟系統主要思想：適應和學習主要工具：計算機模擬,遺傳算法管理模式：機制設計,委託代理系統元素：活的、主動的、具有自身利益和目標,能夠積累經驗和學習
複雜系統的兩個研究方向：一個是「通信和控制」；一個是「適應和進化」。
通信和控制主要研究系統的結構、功能和控制。 理論基礎是系統科學的「老三論」：貝塔朗菲的《系統論》、維納的《控制論》和美國數學家香農的《資訊理論》。
適應與進化主要研究系統的自組織過程和進化。 主要理論基礎是自組織理論和複雜性理論：包括《突變論》、哈肯《協同論》、普利高津《耗散結構理論》、艾肯的《超循環理論》、《混沌理論》和《複雜性理論》等。
一、什麼是複雜適應系統(CAS)
複雜適應系統(Complex Adaptive systems，簡稱CAS)，也稱複雜性科學(Complexity science)，Holland教授在複雜系統的研究中，發現了一大類系統都是由一系列具有適應性的個體組成的,他把這類系統叫做複雜適應系統。
Holland於1994 年提出複雜適應系統(CAS) 理論， 迅速引起學界關注，被嘗試用於觀察和研究各種不同領域的複雜系統,成為當代系統科學引人注目的一個熱點。
複雜適應系統的一個重要概念是適應性主體的概念。所有個體都處於一個共同的大環境中，但各自又根據它周圍的局部小環境並行地、獨立地進行著適應性學習和演化。個體的這種適應性和學習能力是智能的一種表現行式，也把這種個體稱為智能體。
在環境中演化著的個體，為了生存的需要，不斷地調整自己的行為，修改自身的規則，以求更好地適應環境選擇的需要，大量適應性個體在環境中的各種行為反過來不斷地影響和改變著環境，每個智能體根據學到的經驗改變自身的結構和行為方式，通過相互間的交互、交流,湧現出新的結構、現象和更複雜性行為，如此反覆，個體和環境就處於一種永不停止的相互作用,相互影響，相互進化過程之中，形成一個新的複雜適應系統中，如此不斷的演化。
因為複雜適應系統是一些多元的或多主體的系統，它們大量的具有主動性的個體積極地相互競爭和合作，在沒有中央指揮的情況下，通過彼此相互作用和相互適應也能形成整體的有序狀態。聖塔菲研究所採取的研究思路是「多主體建模」,「非中心化思維」，由於它主要是從個體出發，採取自下而上的研究策略，所以又被稱為「基於個體的思維範式」。
舉例來說，計劃經濟體現了自上而下的「中心控制的思維方式」，而市場經濟則建立在「基於個體的思維範式」的基礎上，商品生產者根據價值規律的指示相互作用也能自發地形成宏觀經濟秩序。
二、CAS理論的7個基本點
適應性主體和CAS理論涉及到7個基本點，它們包括4個特性和3個機制。
1、聚集：主要用於個體通過「粘合」形成較大的多個體的聚集體。由於個體具有聚集的特性，它們可以在一定條件下，在雙方彼此接受時，組成一個新的個體——聚集體，在系統中像一個單獨的個體那樣行動。
例如：股票市場中，有散戶聚集形成的散戶群，有大戶聚集的大戶群，有代表國家意志的主權基金，有代表不同群體的各種基金，在交易中象單獨的個體行動。
2、非線性：指個體以及它們的屬性在發生變化時，並非遵從簡單的線性關係。特別是在與系統的反覆交互作用中，這一點更為明顯。近代科學之所以在許多方面遇到困難，重要原因之一是它把自己的眼界局限於線性關係的狹窄範圍內，從而無法描述和理解豐富多彩的變化和發展。
複雜適應系統理論認為個體之間相互影響不是簡單的、被動的、單向的因果關係，而是主動的適應關係。以往的歷史會留下痕跡，以往的經驗會影響將來的行為。
複雜適應系統理論把非線性的產生歸之於內因，歸之於個體的主動性和適應能力。這就進一步把非線性理解為系統行為必然的、內在的要素，從而大大豐富和加深了對於非線性的理解。正因為如此，霍蘭在提出具有適應性的主體這一概念時，特別強調其行為的非線性特徵，並且認為這是複雜性產生的內在根源。
複雜系統由大量粒子組成的系統，如果粒子間僅僅只有簡單的線性作用，這樣的系統並不複雜，它可以用統計的方式進行研究。僅僅包含很少幾個元素或狀態變量的系統，只要存在非線性作用，在一定條件下，就可能出現混沌，呈現相當複雜的現象。從這個意義上來說，非線性是複雜性之源。
雖然,複雜性 ≠ 非線性;複雜性科學 ≠ 非線性科學，但複雜性中必然包含有非線性，對複雜系統的研究，肯定離不開非線性。對複雜性的進一步探索，也必然會促進非線性科學的進一步發展。
例如：股市是非線性發展，充滿了不確定性、混沌性、突變性和隨機性。
3、流：在個體與環境之間存在有能量和信息流，這些流的渠道是否通暢、周轉迅速到什麼程度，都直接影響系統的演化過程。
例如：股市中信息流、資金流的高效程度決定了股市的演化進程。
4、多樣性：在適應過程中，由於種種原因，個體之間的差別會發展與擴大，最終形成分化，形成多樣性。
例如：股市裡面充滿了多樣性，有老韭菜和新韭菜，還有割韭菜的，有韭菜培訓班，還有忽悠韭菜的大師。
5、標識：為了相互識別和選擇，個體的標識在個體與環境的相互作用中是非常重要的，因而無論在建模中，還是實際系統中，標識的功能與效率也非常重要。
例如：在股市裡面，每個個體或群體都要標籤，有大戶、散戶和機構投資者，便於相互作用中的識別。
6、內部模型：在 CAS 中不同層次的個體都有預期未來的能力，每個個體都是有複雜的內部機制的。對於整個系統來說，這就統稱為內部模型。
例如：股市中每個投資者都有自己的分析模型，都有自己對股市預測的方法論。比如查理芒格的多元思維模型就是幫助巴菲特進行投資分析的內部模型。
7、積木塊：複雜系統常常是有簡單積木組合而成的。複雜性往往不在於塊的多少和大小，而在於原有積木塊的重新組合。
內部模型和積木的作用在於加強層次的概念。客觀世界的多樣性不僅表現在同一層次中個體類型的多種多樣，還表現在層次之間的差別和多樣性，當跨越層次時就會有新的規律與特徵出現。把下一層次的內容和規律作為內部模型封裝起來，作為一個整體參與上一個層次的競爭。
例如：從散戶到大戶，再從大戶到機構投資者，每一個層級需要的內部模型不同，所以升級需要不斷的學習新的模型，象積木一樣，建構自己的知識大廈。
通過上述七個基本特性的刻畫，複雜適應系統模型可以看做是以內部模型為積木，通過標誌進行聚集等相互作用並層層湧現出來的動態系統。
三、複雜適應系統的特點
複雜適應系統不同於一般複雜系統的特點，也是它吸引大量研究者進行研究的原因是：
(1)系統具有明顯的層次性:各層之間界線分明；
(2) 層與層間具有相對的獨立性：層與層之間的直接關聯作用少，各層的個體主要是與同一層次的個體進行交互；
(3)個體具有智能性、適應性、主動性：系統中的個體可以自動調整自身的狀態、參數以適應環境，或與其它個體進行合作或競爭，爭取最大的生存機會或利益，這種自發的協作和競爭正是自然界生物「適者生存、不適者淘汰」的根源。這同時也反應出CAS是一個基於個體的、不斷演化發展的演化系統，在這個演化過程中，個體的性能參數在變，個體的功能、屬性在變，整個系統的功能、結構也產生了相應的變化；
(4)個體具有並發性：系統中的個體並行地對環境中的各種刺激作出反應，進行演化；
(5) 個體具有隨機性。系統中的個體行為具有隨機或突發性。
以上這些特點使得CAS具有了許多與其它系統不同的功能和特點。
與複雜適應系統思考問題的獨特思路相對應，複雜適應系統研究問題的方法與傳統的方法也有不同之處。複雜適應系統建模方法的核心是通過在局部細節模型與全局模型(整體行為、突現現象)間的循環反饋和校正，來研究局部細節變化如何突現出整體的全局行為。它體現了一種自底向上的建模思想。
四、複雜適應系統的應用
複雜適應系統理論應用範圍很廣，可用在工程、生物、經濟、管理、軍事、政治、社會等各個方面,其中又在軍事和經濟上的應用為主要方向。
1、CAS在經濟學中的應用
在經濟學界，經濟理論的驗證一直是個難題。一般均衡理論認為各經濟行為主件為實現自身目標最優化而相互作用，最終達到供求各方面力量平衡的特殊狀態——均衡。在新古典經濟的一般均衡理論描述中，市場在虛擬的拍賣、(看不見的手)的中央控制下，整個經濟可達到一個均衡的價格。每一個人都是理性人。事實上是不現實的。因為沒有哪個人或組織有能力擁有整個市場的所有信息，也沒有誰具有確定合適市場價格的計算能力。這些都是傳統經濟學面臨的困境。
CAS理論最先應用於經濟領域是1987年Arthur與Holland等合作開發了一個模擬股票市場的電腦程式,聖塔菲人工證券市場， 以此來研究股票市場的泡沫增長或崩盤現象。他們的系統是由很多具有不同信念和期望的主體組成，這些主體依據市場的變化，通過歸納的方法不斷地學習，從而修正或拋棄自己已有的信念和期望，這樣個人的信念和期望對市場來說就成了內生變量，通過相互競爭，整個信念組成的生態式系統就隨著時間而共同進化。
他們用一種基於心理或認知的觀點來描述系統，如各種信念、預估、期望和解釋，以及所有的基於這些信念和期望的決策、戰略規劃和行動等。運用這樣一種觀點來看待經濟管理系統是很有幫助的，這是因為一切經濟人的行動或選擇，都是基於他們現在對未來的價格、競爭者未來的行動或者他們對世界未來特徵的假設或信念，而當這些選擇或假設累積起來後，反過來又會重新塑造價格、市場戰略以及他們所面對的世界。這個系統的計算機試驗結果解釋了新古典經濟學所不能解釋的一些困惑。
比如股票市場中存在的技術性交易、市場心理學、流行效應、從眾效應、過度反應效應等。
《演化證券學》理論是基於複雜適應系統(CAS)理論的應用研究成果，該理論認為股票市場是一個具有複雜性與多面性的複雜適應系統。
股票市場的複雜性主要表現在：
宏觀經濟與股市走勢之間存在複雜的非同步相關性；企業價值及其市場估值之間存在複雜的不確定性；股票交易者行為存在複雜的易變性和多變性；公司業績與股價波動之間存在複雜的非線性關係；多空消息與股價漲跌之間存在複雜的非邏輯關係。
股票市場的多面性主要表現在：
從生物學角度分析,股票交易是對人類本性的博弈；從行為學角度分析,股票交易是對未來預期的博弈；從數學的角度分析,股票交易是對漲跌概率的博弈；從投資的角度分析,股票交易是對企業價值的博弈；從投機的角度分析,股票交易是對股價趨勢的博弈。
作為介於生物學和證券學之間的邊緣學科，演化證券學的理論精髓，在於它摒棄了機械論的思維方式和理想化假設，揭示股市運作背後的生物進化邏輯，指出股市波動在本質上是一種複雜多變的「生命運動」，而不是傳統經濟學認為的鐘擺式的「機械運動」，其典型特徵包括：代謝性、趨利性、適應性、可塑性、應激性、變異性和節律性等。這就是為什麼股市波動既有一定規律可循，又無法被定量描述和準確預測的最根本原因。
2、CAS理論在管理領域的應用
在當前的經濟環境下，企業的生存與發展不僅取決於企業自身制定的戰略，更取決於與其它企業和組織之間的作用關係以及相應的應變能力。因而, 適應性成為企業生存與發展的一個重要能力，企業如何增強其適應性能力已成為當前管理領域研究的熱點。複雜性科學的發展，尤其是CAS理論的提出，正好滿足了管理科學對這些問題研究的需要。現在管理科學發展的一個趨勢，就是將企業管理作為一個複雜系統的管理來研究，利用複雜性科學尤其是CAS 理論的成果，探討複雜環境條件下企業管理的原理與方法。這也使得CAS 理論在管理領域的應用具有廣闊的前景。
總結
我們每時每刻都處在並能看到許許多多的複雜系統，如生態、人際關係網、神經網絡、人體免疫系統、計算機網絡和全球經濟系統。所有這些系統中，眾多獨立的智能體在許多方面進行著相互作用。每一個人做為一個獨立的個體，如何才能更好的適應這個社會是我們必須思考的問題。有時候不是你需要強大，而是對手強大了，你必須強大，不然就要被淘汰。於是每一個人都必須不斷的學習和進化來適應這個世界。因為這個世界是複雜適應性系統。人類社會是分層的，聚集的，多樣性、標籤化、非線性發展的，每個人都擁有適應這個世界的內部模型、智慧的積累是積木式的。只有通過跨學科的學習，學習重要學科的重要邏輯模型，才能應對複雜性，才能從單學科的「管窺思維」上升為全學科的「上帝視角」。
參考文獻:
聖菲研究所與複雜性研究 郝柏林
複雜適應系統理論及其應用研究 譚躍進,鄧宏鍾
獲取50個思維模型 公眾號 模型思維