我们经常认为，随时间进化的系统，一般都会变得越来越复杂。实际上却并非如此。复杂性随系统进化而增加的机制有三种：协同进化多样性的增加、结构深化和捕获软件。在这三种机制下，复杂性的增加都是间断性的和世代性的。由于前两种机制是可逆的，因此复杂性也可能随时坍塌。
我们经常认为，随时间进化的系统一般都会变得越来越复杂。这似乎是理所当然的、无须解释的。其实不然。1994年，在我写作本章时，对于什么机制可能导致进化有利于复杂性增加，我们的理解相当有限。本章指出，复杂性随着系统的进化而增加的途径有三种。第一种途径是，在共生，即进化的系统中，复杂性可能会通过“物种”多样性的增加而增加：在某些情况下，新物种可以提供进一步的生态位，从而使得更多的新物种得以涌现出来，导致物种总数稳定地以螺旋向上的形态增加。第二种途径是，在单系统中，复杂性可以通过结构复杂性的增加而增加：系统的内部子系统或子功能或子组分的数量不断地稳定增加，以便突破系统性能限制，或者增强其运行范围，或者用于处理异常情况。第三种途径是，复杂性可能通过“捕获软件”机制而突然增加：系统捕获更简单的元素，并学会将它们编写为“软件”，以便用它们来实现自身的目的。
在这三种机制下，复杂性的增加都是间断性的和世代性的。前两种机制是可逆的，复杂性坍塌的情况随时都可能随机地发生。这方面的例子不仅在生物学中有，在经济学、自适应计算科学、人工生命和进化博弈理论中也比比皆是。本章最早发表在由G.考温（G. Cowan）、戴维·派因斯和D.梅尔策（D. Meltzer）主编的《复杂性：隐喻、模型和现实》（Complexity: Metaphors, Models, and Reality）一书中。该书于1994年出版。
* * *
随时间进化的系统一般都会变得越来越复杂，这是一个人们普遍接受的观念，几乎可以说它是一个“民间定理”。但是，这种观点有什么证据吗？进化真的有利于复杂性的增加吗？如果是，那又是为什么呢？进化使得复杂性随时间流逝而增加，是通过什么机制实现的？而且，这个过程会不会向另一个方向发展，即复杂性会不会减少呢？在本章中，我将讨论这些问题。特别是，我将阐明在一般的系统中，进化使得复杂性增加的三种途径。
在生物学文献中，关于进化与复杂性之间的关系，向来是一个聚讼纷纭的主题。但是，大多数争论都流于粗疏，进一步的深入探讨由于如下事实的存在而滞碍难行：进化创新通常以平滑的变化或连续的塑性修饰的形式出现，如体现在生物体的大小、身体器官的形态、生物的行为等方面，因而使得“复杂性增加”很难定义和识别。因此，虽然大多数生物学家都认为复杂性确实会随着进化而增加，而且他们也提出了一些特定的机制，但是由于定义和观察的困难，这个问题仍然深陷在泥沼之中。有一些生物学家甚至怀疑，进化与复杂性之间根本不存在任何联系。
不过幸运的是，近年来，我们积累了不少关于不同进化情境的经验证据，而且它们不全是生物学的。这些情境包括：经济中不同技术之间、不同厂商之间的竞争，自我复制的计算机程序、自适应计算、人工生命系统，以及由竞争性的博弈策略组成的基于计算机的“生态”。它们不但可以用来替代生物学中的相关实例，而且还拥有两大优点：第一，它们的变化和创新通常是离散的和明确的，所以在这些情境下，我们可以更容易地定义和观察复杂性的增加；第二，它们大多数是基于计算机的，因此它们可以成为“实验室”，使得我们能够实时测量复杂性在进化过程中的变化并进行复制。
本章在讨论复杂性与演变之间的关系时，采用的例子有来自经济学的，也有来自上面提到过的这些情境的，当然还有来自生物学的。我将只关注看上去就是“复杂性”的那种复杂性。“复杂性”完整的准确定义取决于不同的具体情境，但是我希望，随着对复杂性因进化而增加的各种机制的讨论的深入，它的定义将会越来越清晰。我将经常在系统发育的意义上使用“进化”这个术语，因为在一个具有明显的遗传结构谱系的系统中，“发育”可能是随时间推移而展开的。这样一来，我们就可以讨论一种语言或一种技术的进化，而不必先假定该语言或该技术必定会在一个语言“种群”或技术“种群”中得到繁殖。
