122思维模型：局部互动模型一简单规则“涌现”复杂现象
美丽的大自然充满了无尽的美妙，没有指挥中心的鸟群可以在天空形成美丽的风景线，蚂蚁通过分工协作能够涌现出集体智慧，860亿神经元通过组合反应形成了变幻莫测的的人脑意识，无数人类个体交互协作又形成了复杂的人类社会。
所有这些现象都是微观的组合，这些组合都遵循着最简单的规则，却在宏观层面涌现出令人赞叹的复杂智慧现象。人类一直想从充满复杂性的混沌当中寻找基本的普世规律，一直想找到在微观尺度个体所遵循的基本规则是如何在宏观尺度上产生复杂现象的。
在《模型思维》一书中，作者斯科特佩奇用局部互动模型很好的解释了简单规则背后的复杂现象。它包含了局部多数模型和生命游戏。
这两个模型都是建立在一个由单元格组成的棋盘上，棋盘由处于两种状态之一的元胞组成。元胞是棋盘的最小单元。
在局部多数模型中，元胞通过与它的大多数邻居的状态相匹配来更新。而在生命游戏中，元胞的更新规则要更加复杂，它依赖于多个阈值。这两个模型的结果也不同。局部多数模型总是收敛到均衡，生命游戏则取决于其初始条件，可能会产生任何类型的结果：均衡、周期性、复杂性或随机性。
1、局部多数模型
局部多数模型假设元胞是排列在棋盘上的。每个元胞处于两种状态中的一种：开或关。初始时，我们随机地给元胞分配状态，此后，元胞的状态取决于它“邻居”的状态。邻居可以通过多种方式加以定义。
我们将元胞C的邻居定义为位于它东、南、西、北的4个元胞以及4个对角上的相邻元胞，因此它的领域大小为8。也就是每个单元有8个邻居。在每个周期中，随机选择一个元胞。当且仅当其中它的5个或更多邻居处于另一个状态时，这个元胞才会改变自己的状态。
假如设计一个自动化调整的程序，棋盘上的每个元胞都是一盏灯，都有开关两种状态，在原始状态下C灯处于关闭状态，如果C灯周边有5个以上的灯点亮，那么C灯就从关闭状态转化为打开状态。按照这个简单的规则，运行一段时间，最终发现整个棋盘上的灯处在开与关的均衡状态。
局部多数模型中的局部互动是一种正反馈，元胞要与其他元胞的状态相匹配，最终达到均衡配置。
见下图：
这个模型可以解释很多现象，例如奶牛身上的斑点为什么呈现均衡分布，这是因为基因排序通过简单的规则最后达到的均衡状态。
人类社会中不同的文化也是通过局部多数模型形成的。比如，日本人喜欢鞠躬礼，西方人喜欢握手礼。如果一个美国人生活在日本，在交往中很快就会像日本人一样使用鞠躬礼。社会中这种和周围人保持一致的做法，是一种生存策略，可以让个体获得安全感，最终形成局部多数均衡。
局部多数模型造就了多样性和差异化，不同的国家拥有不同的文化。让我们体会到丰富斑斓的世界。而有些差异化却给我们带来了烦恼。
例如不同国家的插座使用不同的标准，导致商务旅行需要携带不同的电源插头。在不同的国家，汽车有的靠左行驶，有的靠右行驶。像一些次大陆国家，如英国、日本、印度、巴基斯坦、印尼、泰国、澳大利亚、新西兰等采用了靠左行驶，像典型大陆国家，如美国、中国、俄罗斯、德国、法国、巴西等，采用的是靠右行驶。
早期的英国为了区分贵族和平民，采用的是贵族靠右走，平民靠左行，也就是左右共存的方式。但是随着车辆的增多，出现了混乱，于是统一改为靠左行。早期的瑞典政府决定将靠左行驶改为靠右行驶，以便与欧洲大陆其他地区法国、德国等国家保持一致。这件事非同小可，转为靠右行驶的那一天在瑞典被称为“H日”（Dagen H）。
1967年9月3日凌晨4点45分，瑞典行驶在路上的所有车辆以及许多特意在凌晨时分上路参加这个活动的瑞典人都突然停下来，然后，在接下来的15分钟内，所有的汽车都从左侧行驶到右侧。凌晨5点，所有汽车开始在道路的另一侧再次启动，开始靠右行驶。
瑞典的调整是成功的，但是在现实中这种协调非常困难，人们很难做到，例如虽然英国已经通过隧道连接到了欧洲大陆，但是英国的车辆至今仍然靠道路的“错误”一侧行驶，虽然中国已经有了港珠澳大桥，但香港的车辆仍然靠左行驶，期待着有一天香港也能像瑞典一样，一夜之间改为右侧行驶，与大陆保持一致。
物以类聚，人以群分。不同的群体有着不同的行为方式，但在一个群体里，个体往往表现出一致性，有着共同的思想、习惯和行为方式。如果一个人从一个群体加入另外一个群体，其习惯和行为就要和新团队成员保持一致，这是一种互动，也是一种博弈，最终会达到均衡。
2、生命游戏
生命游戏没有游戏玩家各方之间的竞争，也谈不上输赢，可以把它归类为仿真游戏。事实上，也是因为它模拟和显示的图像看起来颇似生命的出生和繁衍过程而得名为“生命游戏”。
生命游戏是一个二维网格游戏，这个网格中每个方格居住着一个活着或死了的元胞。一个元胞在下一个时刻的生死取决于相邻8个方格中活着或死了的元胞的数量。如果相邻方格活着的元胞数量过多，这个元胞会因为资源匮乏而在下一个时刻死去；相反，如果周围活元胞过少，这个元胞会因为孤单而死去。
方格上的每个元胞都或者是活的（开的）或者是死的（关的）。每个元胞的邻居由网格上的8个相邻元胞组成。元胞根据如下三条规则同步更新自己的状态：
出生：对于一个死元胞，当恰好有三个活的邻居时，这个死元胞就会变活。
生存：一个活的元胞要继续生存，至少需要 2 到 3 个活的邻居，因为生命需要其它生命的支持；
死亡：对一个活元胞，当活的邻居小于两个时或当有三个以上的活邻居死去时，这个活元胞就会死去。
在游戏进行中，杂乱无序的元胞通过简单的规则，初始状态的不同，会逐渐演化出各种精致、有形的结构，呈现出任意的复杂现象。例如：
图：生命游戏中的“闪光灯”
图：生命游戏中的三种涌现结构
图：生命游戏中稳定与重复
生命游戏运用简单的规则进行更新，可以生成精美的图案，可以根据初始状态产生任何类别的结果。通过适当的编码，还可以变成一台通用计算机。物理学家斯蒂芬·霍金就这样写道：“我们完全可以想象，像生命游戏这样的东西，只有少数几个基本定律，就可以产生高度复杂的特征，甚至可能产生智能。”
生命游戏能从简单规则中产生出任何结果，科学家把这种行为称之为“涌现”。所谓涌现，就是指系统中的个体遵循简单的规则，通过局部的相互作用构成一个整体的时候，一些新的属性或者规律就会突然一下子在系统层面诞生了，这个现象就是涌现。
就像人体是由一堆分子的组合产物，每个分子都必须遵循固定的物理规律，但这些分子组合在一起，就可以超越单个分子，涌现出新的生命体，没有哪个分子在“领导”者其它分子，而是分子和分子之间相互作用后的涌现。这就是复杂现象背后的奥秘。
总结
局部多数模型，它总是可以达到某个均衡。虽然均衡配置取决于各元胞的初始配置，但是该模型对初始条件没有表现出极高的敏感性。改变一个元胞的状态最多只会导致最终配置出现很小的变化。最终的模式还取决于元胞被激活的顺序。
而生命游戏完全是探索性的，对初始条件表现出极强的敏感性，初始条件的微小改变就会带来结果的完全不同，开发生命游戏的目的就在于探索简单的规则如何集结并产生各种复杂的现象。在生命游戏中，周期性模式、复杂序列和随机性都可能从相互作用中涌现出来。生命游戏突显了整体大于部分之和。
就像人脑通过简单的规则涌现出情绪、认知和意识一样。
参考资料：
《模型思维》
著者：斯科特·佩奇
浙江人民出版社