什么是涌现？(9)

北爱尔兰的巨人堤道是复杂涌现结构的一个例子
涌现结构可以在从物理到生物的许多自然现象中找到。例如，气象（比如飓风）的形状就是涌现结构。在有利的自然的环境中，由水分子的随机运动驱动复杂有序晶体的发展和生长，是涌现过程的另一个例子，在这种涌现过程中，随机性可以产生复杂而具吸引力的有序结构。

在玻璃上形成的水的晶体是一个涌现现象，这是一个在适当的温度和湿度条件下发生的分形过程。不过，晶体结构和飓风都有一个自组织的阶段。
涌现结构可以被区分为的三种形式。一级涌现结构是空间相互作用的结果（例如，水分子中的氢键导致表面张力）。二级涌现结构涉及随时间变化的空间的相互作用（例如，当雪花落到地面时，大气环境的变化，会影响雪花的形态）。三级涌现结构是空间、时间和可继承指令的结果。例如，有机体的遗传密码影响着有机体系统在空间和时间上的形式。

无生命的物理系统

在物理学中，涌现被用来描述在宏观尺度（空间或时间）上的性质、规律或现象，尽管一个宏观系统可以被看作是一个非常庞大的微观系统的集合。
涌现属性不必比生成它的底层非涌现属性更复杂。例如，热力学定律是非常简单的，即使粒子之间相互作用的法则是复杂的。因此，物理学中的涌现一词不是用来表示复杂性，而是用来区分哪些定律和概念适用于宏观尺度，哪些定律和概念适用于微观尺度。
还有另一种关于涌现的设想，它也许更广泛适用，但这种方法涉及到一定程度的复杂性：从微观到宏观上的计算可行性可以告诉我们涌现的“强度”。如果考虑到以下来自物理学的涌现的定义，可以更好地理解:
“物理系统的涌现行为是一种定性性质，只有在微观成分的数量趋于无穷大的情况下才能发生。”
因为在现实世界中不存在无限的系统，所以一个系统的组成部分的属性和涌现的整体的属性之间，并不存在自然产生的明显的区分。正如下面所讨论的，经典力学被认为是从量子力学中涌现出来的，尽管在原则上，量子力学完全描述了在经典水平上发生的一切。然而，需要一台比宇宙更大的计算机，计算比宇宙的生命时间更长的时间，才能根据电子的位置来描述一个下落的苹果的运动，因此我们可以把这看作一个“强”涌现在宏观和微观世界的区分。