专门研究蚂蚁习性的生物学家弗兰克斯写道，“单只行军蚁是已知的行为最简单的生物”“如果将100只行军蚁放在一个平面上，它们会不断往外绕圈直到体力耗尽死去”。然而，如果将上百万只行军蚁放到一起，它们就会组成一个整体，形成具有所谓“集体智能”的“超生物”。
这究竟是怎么回事呢？虽然科学家们已经很熟悉蚁群的习性，但集体智能的产生机制依然是个谜。
行军蚁是我们认为“复杂”的自然和社会的许多系统的缩影。单只蚂蚁都相对简单，它们受遗传天性驱使寻找食物，对群中其他蚂蚁释放的化学信号做出简单反应，本能抵抗入侵者。但整个蚁群构造出的结构却复杂得惊人，目前还没有人确切地知道其背后的机理。类似的还有，免疫系统如何抵抗疾病，经济系统中自利的个体如何形成结构复杂的全球市场。
这些正是复杂系统所关注的问题。这是一个交叉学科研究领域。在英文中“复杂”一词源自拉丁词根plectere，意为编织、缠绕。在复杂系统中，大量简单成分相互缠绕纠结，而复杂性研究本身也是由许多研究领域交织而成的。各种复杂系统，比如昆虫群落、免疫系统、大脑和经济，它们之间具有许多共性。
同蚁群一样，免疫系统的行为是通过大量简单参与者的简单行动产生的，并没有谁在进行掌控。免疫系统中的主角是白细胞，淋巴细胞是白细胞的一种。白细胞能通过其细胞体上的受体识别与某种可能入侵者（比如细菌）相对应的分子。大量白细胞哨兵在血液中不停巡逻，如果被激活——特定受体偶然遇到了与其匹配的入侵者——就发出警报，淋巴细胞就会分泌出大量能够识别类似入侵者的分子——抗体。这些抗体会到处去搜寻和摧毁入侵者。这时，淋巴细胞的分裂速度也会加快，产生出更多后代淋巴细胞，帮助搜寻入侵者和释放抗体。后代淋巴细胞会不断繁衍，从而让身体能记住入侵者特征，再次遇到这种入侵者时就能具有免疫力。
简单参与者（B细胞、T细胞、巨噬细胞等）的行动可以看作某种化学信号处理网络，一旦有一个细胞识别出入侵者，就会使细胞之间产生信号雪崩，从而产生精巧而复杂的反应。不过目前这个信号处理系统的许多关键细节还没有研究清楚。比如，目前仍然没有完全弄清楚相关的信号是什么，它们具体的功能是什么，它们又是如何相互协作，从而使得系统作为一个整体能够“知道”环境中存在何种威胁，并产生应对这种威胁的长期免疫力的。
经济也是复杂系统，在其中由人（或公司）组成的“简单、微观的”经济个体购买和出售商品，没有中央控制者，而整个市场体系则复杂且无法预测，比如不同地区的住宅价格或股价的波动。在微观层面上、个人、公司都试图通过研究其他人和公司的行为来增加自己的收益观上的简单自利行为会使得市场在总体上——宏观层面上——趋于均衡，在均衡状态下商品价格无论怎样变化都无法让所有人受益。能达到均衡状态就说明市场是有效的。18世纪英国经济学家亚当·斯密将市场的这种没有领导的自组织行为称为“看不见的手”：它产生自无数买卖双方的微观行为。
万维网诞生于20世纪90年代，此后呈爆炸性增长。与前面描述的系统类似，万维网可以视为自行组织起来的社会系统：每个人都看不到网络的全貌，只是单纯地发布网页并将其链接到其他网页，没有组织者。然而，复杂系统专家发现这个网络在整体上具有一些出人意料的宏观特性，包括其结构、增长方式、信息的传播以及搜索引擎和万维网链接结构的协同演化。万维网从简单规则中涌现出的复杂行为是目前复杂系统研究的热点。
（摘编自梅拉妮·米歇尔《复杂》，唐璐译）
