出現

哲学、システム理論、科学、芸術において、創発とは、複雑な実体が、その構成要素が単独では持たない特性や振る舞いを持ち、それらがより大きな全体の中で相互作用することによってのみ出現する現象である。

創発は、統合レベルの理論や複雑系の理論において中心的な役割を果たす。例えば、生物学で研究される生命現象は、化学や物理学の創発的特性であると言えるだろう。

哲学者はしばしば、創発をシステムの特性の起源に関する主張として理解する。この文脈におけるシステムの創発特性とは、そのシステムのどの構成要素の特性でもないが、システム全体としての特徴である。創発的な全体は、しばしばその部分の総和よりも「大きい」または「異なる」と表現される。 ^{[ 1 ]}

物理学では、弱い創発とは、巨視的システムが非常に大きな微視的システムの集合体として見なせるにもかかわらず、巨視的スケール（空間または時間）では発生するが微視的スケールでは発生しない性質、法則、または現象を記述するために使用される。^{[ 27 ] [ 28 ]}

物理システムの創発的挙動は、微視的構成要素の数が無限大に近づく極限においてのみ発生する定性的な特性である。^{[ 29 ]}

ロバート・ラフリン[ ^{30 ]}によれば、多粒子系の場合、微視的方程式から正確に計算できるもの^はなく、巨視的系は対称性の破れによって特徴づけられる。微視的方程式に存在する対称性は、相転移のために巨視的系には存在しない。その結果、これらの巨視的系は独自の用語で記述され、多くの微視的詳細に依存しない特性を持つ。

小説家のアーサー・ケストラーは、ヤヌス（開いている／閉じている、平和／戦争など、相補的なものの根底にある統一性の象徴）のメタファーを用いて、2つの視点（強い視点と弱い視点、全体論的視点と還元主義的視点）は排他的ではなく、創発の問題に取り組むために協力して取り組むべきであることを説明した。^{[ 31 ]}理論物理学者のフィリップ・W・アンダーソンは次のように述べている。

すべてを単純な基本法則に還元できるからといって、それらの法則から出発して宇宙を再構築できるとは限らない。構成主義仮説は、規模と複雑性という二つの困難に直面すると破綻する。複雑性の各レベルで、全く新しい特性が現れる。心理学は応用生物学ではなく、生物学も応用化学ではない。全体は単に部分の総和よりも大きいだけでなく、大きく異なるものになることがわかる。^{[ 32 ]}

一方、他の研究者たちは、強い創発の分析的証拠の開発に取り組んできた。理論物理学における繰り込み法は、物理学者が、その構成要素の組み合わせとしては扱いにくい臨界現象を研究することを可能にする。^{[ 33 ]} 2009年、Guらは、計算不可能な巨視的特性を示す無限物理システムのクラスを提示した。^{[ 34 ] [ 35 ]}より正確には、これらのシステムの微視的記述からこれらのシステムの特定の巨視的特性を計算できれば、コンピュータサイエンスにおいて決定不能であることが知られている計算問題を解決できることになる。これらの結果は無限システムに関するものであり、有限システムは計算可能とみなされている。しかし、相転移や繰り込み群など、無限システムの極限でのみ適用される巨視的概念は、実際の有限物理システムを理解しモデル化する上で重要である。Guらは、

巨視的な概念は私たちの世界を理解する上で不可欠であるが、基礎物理学の多くは、すべての素粒子の振る舞いを完全に記述する方程式の集合である「万物の理論」の探求に費やされてきた。これが科学の目標であるという見解は、そのような理論があれば、少なくとも原理的には、すべての巨視的な概念の振る舞いを導き出すことができるという論理に基づいている。我々が提示した証拠は、この見解が楽観的すぎる可能性があることを示唆している。「万物の理論」は、宇宙を完全に理解するために必要な多くの要素の1つであるが、必ずしも唯一の要素ではない。第一原理から巨視的な法則を発展させるには、体系的な論理以上のものが必要になる可能性があり、実験、シミュレーション、または洞察によって示唆される推測が必要になる可能性がある。^{[ 34 ]}

人間は社会システムの基本要素であり、社会システムは絶えず相互作用し、相互の社会的絆を創造、維持、または解きほぐします。社会システムにおける社会的絆は、その構造の継続的な再構成という意味で絶えず変化しています。^{[ 36 ]}社会形態の出現に関する初期の議論（1904～05年）は、マックス・ウェーバーの最も有名な著作『プロテスタンティズムの倫理と資本主義の精神』に見出すことができます。^{[ 37 ]}最近では、新しい社会システムの出現は、複数の相互作用する単位間の非線形関係からの秩序の出現と結び付けられており、複数の相互作用する単位とは、個々の思考、意識、および行動です。^{[ 38 ]}グローバル経済システムの場合、資本主義の下では、成長、蓄積、およびイノベーションは、技術プロセスが成長を維持するだけでなく、成長が再帰的で自己拡張的な螺旋の中でさらなるイノベーションの源となる創発プロセスとみなすことができます。この意味で、成長曲線の指数関数的傾向は、成長、蓄積、イノベーションの間に長期的な正のフィードバックが存在すること、そして成長のマルチスケールプロセスに関連する新しい構造と制度が出現していることを示している。 ^{[ 39 ]}これは、農業に基づく経済システムから工業に基づく経済システムへの移行において、労働と自然が商品に変換されるプロセスをたどったカール・ポランニーの研究に反映されている。 ^{[ 40 ]}この変化は、自己調整市場の概念とともに、別の経済だけでなく別の社会の舞台を整えた。創発の原理は、社会的および生態学的限界に直面している成長に基づく現在の経済システムの代替案を考える際にも持ち出される。脱成長と社会生態経済学の両方が、人間の幸福が経済成長に依存することを克服する変革について理論化するための共進化的視点を支持してきた。^{[ 41 ] [ 42 ]}

出現する経済動向やパターンは、経済学者によって集中的に研究されています。^{[ 43 ]}グループファシリテーションと組織開発の分野では、最小限の有効な初期条件を提供することで、出現と自己組織化を最大化するように設計された新しいグループプロセスが数多くあります。これらのプロセスの例としては、SEED-SCALE、アプレシエイティブ・インクワイアリー、フューチャーサーチ、ワールドカフェまたはナレッジカフェ、オープンスペーステクノロジーなどがあります（Holman、2010 ^{[ 44 ]} ）。国際開発では、出現の概念は、 SEED-SCALEと呼ばれる社会変化の理論の中で使用され、標準的な原則がどのように相互作用して、文化的価値観、コミュニティ経済、自然環境に適合した社会経済開発（より大きな社会経済生物圏から出現するローカルソリューション）を促進するかを示しています。これらの原則は、再帰的な評価基準を使用して個別に固有の方法で自己組織化する一連の標準化されたタスクを使用して実装できます。^{[ 45 ]}

社会やシステムの変化という文脈で創発を考察すると、部分と全体、そしてそれらの相互関係についての私たちの考え方を再構築する必要が生じます。機械とは異なり、生命システムは、知覚のある身体、木、家族、組織、教育システム、経済、医療システム、政治システムなど、あらゆるレベルの再帰において、絶えず自らを創造しています。それらは周囲の要素とともに絶えず成長し変化しており、したがって、部分の総和以上のものです。ピーター・センゲと共著者が著書『存在：人、組織、社会における深い変化を探る』で述べているように、「私たちの思考が習慣、特に制御、予測可能性、標準化、「速いほど良い」といった産業的、機械時代の概念に支配されている限り、私たちは、より大きな世界との不調和や、すべての生命システムが進化する必要性にもかかわらず、これまでと同じように制度を再創造し続けるでしょう。」^{[ 46 ]}変化は予測可能なほど一定ですが、その方向は予測不可能であり、多くの場合、システム関係の2次およびn次レベルで発生します。^{[ 47 ]}創発を理解し、潜伏的な創発であれ、生命力を養う創発であれ、さまざまな形態の創発が起こる条件を作り出すものは何かを理解することは、深い変革を探求する上で不可欠である。

ノーラ・ベイトソンと国際ベイトソン研究所の同僚たちの研究はこの点を掘り下げています。2012年以来、彼らは、生命システムが変化する準備を整えるには何が必要か、予期せぬ変化への準備は育むことができるか、といった疑問を研究してきました。彼らは、変化への「準備」には柔軟性を育むことが含まれると主張しています。彼らの論文「準備に関するエッセイ：変化の序曲を育む」^{[ 47 ]}で説明されているように、「変化の方向性を直線的に管理または制御することは望ましいように見えるかもしれませんが、システムがどのように準備を整えるかを育むことで、これまで想像もできなかった可能性の道筋が開かれます。」これは、社会やシステムの変化における創発の分野に、創発前のプロセスを育むという新しい視点をもたらします。ウォームデータラボは彼らの実践の成果であり、アファニポエティックな現象が展開する、文脈を超えた相互学習のための空間です。^{[ 48 ]}数百のウォームデータプロセスを数千人の参加者とともに開催してきた彼らは、こうした文脈を超えた共有された多元的学習の場が、潜在的な変化の領域、目に見えない、語られない、未知の柔軟性によるワイルドな相互作用の必然的に隠された領域につながると主張している。^{[ 47 ]}

社会変革のための創発の概念に取り組むもう 1 つのアプローチは U 理論であり、「深い創発」は、意識の層を通して U に沿って成功した旅の後に自己超越的な知識の結果である。^{[ 49 ]}この実践は、内なる存在レベルでの変容を育み、新しい存在の仕方、見方、関係性の出現を可能にする。創発の概念は、ファシリテーションの分野でも使用されている。エマージェント ストラテジーで、アドリアンヌ マリー ブラウンは、創発戦略を「人間が比較的単純な相互作用を通じて複雑さを実践し、未来を成長させる方法」と定義している。^{[ 50 ]}

In linguistics, the concept of emergence has been applied in the domain of stylometry to explain the interrelation between the syntactical structures of the text and the author style (Slautina, Marusenko, 2014).^[51] It has also been argued that the structure and regularity of languagegrammar, or at least language change, is an emergent phenomenon.^[52] While each speaker merely tries to reach their own communicative goals, they use language in a particular way. If enough speakers behave in that way, language is changed.^[53] In a wider sense, the norms of a language, i.e. the linguistic conventions of its speech society, can be seen as a system emerging from long-time participation in communicative problem-solving in various social circumstances.^[54]

The bulk conductive response of binary (RC) electrical networks with random arrangements, known as the universal dielectric response (UDR), can be seen as emergent properties of such physical systems. Such arrangements can be used as simple physical prototypes for deriving mathematical formulae for the emergent responses of complex systems.^[55] Internet traffic can also exhibit some seemingly emergent properties. In the congestion control mechanism, TCP flows can become globally synchronized at bottlenecks, simultaneously increasing and then decreasing throughput in coordination. Congestion, widely regarded as a nuisance, is possibly an emergent property of the spreading of bottlenecks across a network in high traffic flows which can be considered as a phase transition.^[56] Some artificially intelligent (AI) computer applications simulate emergent behavior.^[57] One example is Boids, which mimics the swarming behavior of birds.^[58]

宗教において、創発は宗教的自然主義や総合神学の表現の基盤となっており、そこでは、より複雑な形態がより単純な形態から生じたり進化したりする、完全に自然主義的なプロセスの働きの中に神聖さが認識される。その例は、ウルスラ・グッドイナフとテレンス・ディーコンによる『自然の聖なる創発』 、スチュアート・カウフマンによる『還元主義を超えて：聖なるものの再創造』（いずれも2006年）、アレクサンダー・バードとヤン・セーデルクヴィストによる『総合神学 ― インターネット時代の神の創造』 （ 2014年）、ブレンダン・グラハム・デンプシーによる『創発主義：メタモダン世界のための複雑性の宗教』（2022年）に詳しく述べられている。

マイケル・J・ピアースは、現代神経科学との関連で芸術作品の体験を説明するために創発という概念を用いている。^{[ 59 ]}一方、アーティストのレオネル・モウラは、自身の「アートボット」に、創発原理に基づいた、初歩的ではあるものの真の創造性があると述べている。^{[ 60 ]}

物体は、物体自体とは異なる特性を持つ構成要素から成り立っています。これらの特性は、構成要素レベルでは存在しなかったため、創発的特性と呼ばれます。これは、人工物（構造物、装置、道具、さらには芸術作品）にも当てはまります。人工物は特定の目的のために作られるため、主観的に創発的と言えます。つまり、目的を理解していない人は、それを使用することができないのです。

人工物は発明の結果である。コンポーネントを巧みに組み合わせることで、創発的な特性と機能を持つ新しいものが生み出される。^{[ 61 ]}この発明は予測が難しいことが多く、そのため通常は偶然の発見に基づいている。発見に基づく発明はフィードバックループによって改良され、より応用可能になることが多い。これは下方因果の例である。

例 1 : ハンマーは、それぞれ異なる特性を持つ頭部と柄部の組み合わせです。これらを巧みに組み合わせることで、ハンマーは新たな創発的機能を持つ人工物となります。下方因果律によって、頭部と柄部の部品を改良することで、ハンマーの機能を向上させることができます。例 2 : スズと銅の混合物から、新たな創発的特性（硬度、低い融点）を持つ合金ブロンズが生成されます。スズと銅の適切な比率を見つけることは、下方因果律の一例です。例 3 : 高温（つまり室温）で超伝導体を作り出すための適切な化学物質の組み合わせを見つけることは、多くの科学者にとって大きな課題であり、偶然が重要な役割を果たします。しかし、逆に、これらの発明された人工物の特性はすべて、還元主義的に容易に説明できます。

自然界でも同様の現象が起こります。遺伝子のランダムな突然変異によって、新たな特性を持つ生物が生まれることは稀であり、それによって変化する生態系における生存の可能性が高まります。これが進化の仕組みです。ここでも、下方因果関係を通じて、新たな生物が生態系を操作することで、生存の可能性をさらに高めることがあります。

人工物と生物の両方において、特定の構成要素が最終的な結果に決定的な影響を与える場合がある。つまり、最終結果はこれらの構成要素に依存する。例としては、構造上のミス、ソフトウェアプログラムのバグ、遺伝子コードのエラー、特定の遺伝子の欠損などが挙げられる。

付随性と、出現する結果の予測不可能性という両方の側面は、強い出現の特徴である（上記参照）。（ただし、この定義は哲学文献^{[ 62 ]}の定義とは大きく異なる）。

創発という概念は、長年にわたり数多くの哲学者や科学者によって大きく形作られ、議論されてきた。