在很多领域，有很多人一直都在积极追求简洁、消除冗余，并以此为豪，且深深地感受到了**“大繁至简”的——魅力、魔力与力量。**

因此，会有很多人觉得——简洁才是本质，简洁才是通向宇宙终极真理的唯一道路，尤其是那些描述宇宙的——数学公式与物理定律都是简洁、优雅与对称的，所以宇宙一定是简洁，而不是冗余的。

但，真的是这样的吗？——本文，将会探索冗余的力量、及意义所在。

主题目录如下：

• 冗余的形式与作用
• 冗余的意义与必然
• 结语
• 后记1：好奇心与冗余
• 后记2：简洁与复杂
• 后记3：简洁与简单

冗余的形式与作用

几十亿年的时间，足够任何脆弱的东西土崩瓦解，但大自然却越挫越勇地枝繁叶茂。

风险哲学家、随机性大师、黑天鹅之父——塔勒布，在**《黑天鹅》**一书中，曾说道：

“冗余是好的，大自然正是依靠冗余，才能在复杂未知的情况下保持稳定，人类是黑天鹅、环境变化是黑天鹅、陨石是黑天鹅、太阳风暴是黑天鹅、地壳变动是黑天鹅、气候骤变是黑天鹅、火山喷发是黑天鹅、生态破坏是黑天鹅、物种灭绝是黑天鹅——但大自然至今依然还算健壮稳定，不得不说，在地球上最善于对抗黑天鹅的就是大自然了（而不是人类，及人造之物）。”

这段话的重点，不是大自然善于对抗黑天鹅，而是大自然正是依靠冗余，才战胜了黑天鹅。当然，大自然也的确拥有无比强大的力量，但这个力量的来源，就是冗余吗？

接下来，就让我们来看看，冗余都有哪些形式和作用。

从某种角度来看，冗余可以划分为三种形式：内容冗余、功能冗余、与结构冗余。

第一种，内容冗余。

这是一种重复，或说是备份，其作用在于——多余过剩的部分可以抵御（或解决）未知的问题。

**例如，**人体有两个肾脏，这是一种过剩（或说浪费），也是一种冗余，因为一个肾脏就足以完成全身的代谢任务，但进化并没有消除这个冗余，这就为应对更加“艰难”的情况留下了余地。

**例如，**网络资源都拥有大量的重复拷贝，数据库系统会定时备份数据，云存储会同步所有设备的数据信息，这些冗余让网络拥有了健壮性。

**例如，**乘坐飞机的时候，通常都会留出富足的过剩时间（时间可以理解为内容重复的计算），以应对不确定性的突发事件。

另外，**“记录”**也可以看成是一种冗余——这相当于把大脑中的信息，重复备份在了大脑之外，这会带来意想不到的结果。

例如，历史上，欧洲瓷匠由于记录下来了各种陶瓷的——成分配比、工艺流程、以及所有的实验记录，所以他们的陶瓷工艺可以准确传承与叠加进步，而中国瓷匠则没有这个记录的习惯，所以中国的陶瓷工艺，会出现失传，然后再“重新发明”的现象，结果就是发展时退时进，并陷入了低水平重复的“诅咒”。

这种记录，其最初的目的可能是为了防止（大脑）遗忘，但显然，记录错误就可以避免问题，令后人少走弯路，记录正确就可以传承知识，令后人可以叠加进步，甚至可以说没有传承就没有颠覆，所以是记录这种冗余，才促成了颠覆性结果的出现。

那么，内容上的重复，有时还可以就是功能本身。

例如，缓存是计算机运行速度的基石。如果没有缓存，那么计算机将会慢的让人无法忍受——缓存，就是一份重复拷贝，存在于可以被更快访问的区域——这样访问数据的时候，就可以直接访问更快速的拷贝，而不是更慢的内容。

**例如，**重复的房子、车子、手机、电脑，等等任何事物，只有重复才能够满足重复，甚至大部分时候，我们也不得不去进行大量重复的创造——重复的想法、重复的产品、重复服务、重复的概念、重复的结构、重复实现——这就是重复的现实。

综上可见，内容冗余——不仅提供了防御性，还提供了成长性。

第二，功能冗余。

这是内容并没有重复，但其功能却出现了多余和过剩。

例如，药物阿司匹林曾经用于退热，后来可以止痛消炎，现在可以疏通血管防止心脏病发作。

**例如，**发明葡萄榨汁机的人怎么也不会想到，约翰内斯·古腾堡会把它改造成人类历史上的第一台印刷机。

**例如，咖啡因是一种植物生物碱，在许多植物中都能够被发现，其本来目的是作为自然杀虫剂，使吞食含咖啡因植物的昆虫麻痹。但对人类来说，致死性的剂量特别大，而安全剂量则被作为了精神饮料和药物，这是对咖啡因原有功能“中枢神经兴奋剂”**的另类使用方式，但已经完全偏离了其本来的功能目的。

**例如，**羽毛让今天的鸟类可以飞行，但是鸟类进化出羽毛，最初很可能是用来协助恐龙吸引异性的——这被称为“扩展适应”（Exaptation），它是物种进化过程的“旧物改造”。

以上这些功能，并没有过剩，但当切换环境的时候，由于与环境相互作用，导致延展出了多余的扩展性。

还有一些功能，并没有多余，但其本身是过剩的，这些过剩功能（暂时没有用），就提供了更多场景和需求的适应性。

**例如，**人类的嘴巴除了吃东西，还进化出了更高端的作用（如语言交流），当然还有更令人愉悦的功能。

**例如，**很多软件的复杂功能，对个人来说都用不到（如操作系统），但却可以应对各种人群的各种的需求。

**例如，**爱美的追求，其实是为了繁衍的一个功能，但在人类社会，爱美已经可以脱离繁衍本身，成为一种精神需求，进而衍生出了庞大的经济消费市场。

综上可见，功能冗余——有多余（即意外）的扩展性，与过剩（即超出）的适应性。

第三，结构冗余。

这是为了支撑，内容冗余和功能冗余，而不得不产生的结果。

例如，穿鞋就需要结构冗余，完全正好鞋码的鞋子，很容易在不确定的场景下出现挤脚问题，而大半码的鞋子，才是真正的“正好”。

例如，组织结构、建筑结构、空间结构，它们的结构冗余——都为上层的内容与功能，提供了有力的支撑。

例如，在程序源代码中，就充满了结构冗余，这些冗余目前没有发挥作用，但却为未来的功能实现提供了一定的支撑和影响（有正面有负面）。

可见，结构冗余——其实是内容重复、功能多余、功能过剩的必然产物。

事实上，冗余的一个重要作用，就是容错性。

其原理在于，让错误发生在“冗余”之上，从而就避免了“非冗余”的错误。

**例如，**基因编码氨基酸，会出现多种编码序列（即多个密码子）对应同一种氨基酸的情况，这种编码冗余性，就可以容错突变后的编码，仍然可以对应正确的氨基酸结果。

**例如，**利用多个麦克风的阵列，从不同位置录下嘈杂会场里的演讲，就可以利用（多个麦克风记录下的）冗余信息，判断哪些是信号，哪些是噪音，从而合成出更清晰的演讲录音。

事实上，除了容错性，冗余还具有纠错性。

其原理在于，利用“冗余”来携带与校验相关的信息。

例如，对于数据编码，可以在冗余的部分增加校验数据（如奇偶校验、海明校验），以在解码的时候利用校验数据进行，数据正确性的判断。

**例如，**对于量子计算机，冗余校验更是一个必要的功能步骤，因为量子计算的结果，是一个概率，验证概率，就需要用统计数据，即：利用“冗余”操作的统计结果，来对比判断“非冗余”操作结果的正确性。

最后，地球上的“冗余之王”——就是大脑。

大脑的进化，并不是为了获得某个高级功能——就“推倒重来”，而是在原有的功能基础之上，不断积累叠加，同时也不会移除过去没有用的原始功能，那么大脑的结构——其实是充满了冗余性的。

尤其是我们的记忆，不仅会存入我们主观意识没有察觉到的数据——等待着被潜意识读取，还会保存大量的旧数据——这不是我们主动想要遗忘就可以删除的。

**例如，**我们不断回忆同一个事件、情节或画面，就能发现更多的细节信息，得到新的感受、理解和观点。

可见我们的记忆，其实是记录了很多冗余数据的，而回忆的过程，就是冗余数据重新排列组合的过程——这会得到全新的数据结构，或许这就是短时间内，我们反复回想记忆中的同一个问题，就能得到答案的原因所在。

那么显然，正是大脑的结构冗余，让大脑拥有了——防御性、成长性、扩展性、适应性、与容错性，从而可以应对环境中的各种复杂情况，最终人类成为了自然界的**“故事之王”**——不仅会说故事，其本身就是一个故事。

冗余的意义与必然

首先，冗余是随机性的结果，所以是无可避免的。

虽然在确定范围内，可以排除冗余获得**“精致”**，但一旦信息发生交换，冗余就会被注入。因此，只有不再变化或发展的事物，才能够保持不冗余的状态。

否则，一旦添加新功能，新功能就会引入新冗余，而这个新冗余，甚至还会让过去的**“精致”**的系统，也都变得冗余。

可见，大自然必然是冗余的，生命也必须是冗余的，那么人工系统，只要是有**“生命力”**的就一定会有冗余，就永远可以改进优化，如：程序系统、制作工艺等。

其次，强行完全剔除冗余，会让系统变得极其脆弱。

因为，一个高度优化的设计，很可能会有很多不理想的性质，因为结构上最优，即没有结构冗余，等同于缺少内容冗余与功能冗余，这就常常会表现出对缺陷的高度敏感性，即特别难以应对破坏性的概率事件，从而就很容易发生巨大的灾变。

**例如，**在工程建造中，高度优化的设计常常具有不稳定性，当出现不可避免的制造缺陷（或使用磨损）时，由于结构高度敏感，其承载能力将会突然变小，而出现突然的全面崩塌。

**例如，**在代码工程中也是如此，高度优化的代码结构和设计，往往对错误和新需求的容忍能力，就会极其低下，稍有问题或功能变动，就会导致系统崩坏，或需要大规模重构（及重写）。

这种没有冗余的结构，就被称为——“紧耦合”（Tight Coupling），那么在工程结构中，一个好的设计的要素就是——“松耦合”（Loosely Coupling），也称**“低耦合”**。

事实上，在生物遗传上，基因就具有巨大的结构冗余，其不仅有很多“无用”的编码，还有很多重复的编码，但就是这种结构冗余，提供了上层功能的——扩展性、适应性与容错性，而如果没这些，生物种群就会对环境变化和自身突变高度敏感，进而容易产生灭绝性的灾难。

其三，冗余既是结构，也是原料，其代表着可组合性。

冗余结构的自由组合，就可以带来创造与创新，同时它也是重建与重组的基础原料。

例如，差不多的字词，差不多的意思，差不多的表达，差不多的想法，它们之所以存在（或说没有被淘汰），就是在等待着被自由组合，从而产生差异性与多样性。

**例如，**一个语言的冗余性越小，其多义性就会越大，因为字词不冗余，它的含义就会多变，这样只有通过上下文才能明确其含义——这是用字词之间的可组合性，代替了字词本身的冗余。

**例如，**同样的积木，同样的砖块，同样的沙粒，同样的基本粒子，却可以组合出万千不同的结果。

**例如，**为什么在数学上，往往越简洁的结论，就越难以证明，甚至显而易见的公理，都不需要（无法）去证明，这就是因为这些结论自身没有冗余，即：缺少与之相关的结构关系与连接路径。

事实上，与数学结论（即定理、公式、模型）的简洁相比，其证明过程却是极其复杂的，而这个过程其实就可以看成是——利用冗余或从冗余中，寻找或自由组合出，对现实有效映射的抽象演化。

同理，创造一个**“精致好用”的产品（如iPhone、高分电影、或3A游戏），其过程是极其复杂到难以想象的，但最终产品交付给用户的时候，所有过程的复杂性**却都不可见了，只剩下简洁易懂的用户体验。

那么，这种从冗余中创造简洁的过程，其蕴含着一个重要的设计哲学，即：把复杂留给自己，把简洁留给别人——用户会因为简洁而爱上复杂，即：通过简洁体验到复杂。

而从本质角度来看冗余，我们会发现：

• 有一种差异，本质上没有区别，即：本质相同，形式不同——这就是因为不够冗余，即没有结构与原料，无法带来真正的与众不同，这属于——没有区别的差异。
• 有一种区别，看起来没有差异，即：本质不同，形式暂时相同——这就是存在冗余，即有结构与原料，在未来某个时刻，就会体现出非同凡响的形式不同，这属于——没有差异的区别。

显然，大自然强大的演化力量，就是来自于**“多样性冗余”——其遍布了“没有区别的差异”与“没有差异的区别”**。

最后，减少冗余即是局部有序。

冗余本身可以是无序的，也可以是高度有序的，但当冗余出现在一个系统时，无论这个冗余是内容冗余、功能冗余、亦或是结构冗余，它都会给系统带来可组合性，即：增加了系统的状态数，也就是更无序。

相反，如果我们从一个系统中，剔除冗余，系统的可组合性就会下降，状态数就会减少，从而变得更有序。

需要注意的是，如果从系统剔除的不是冗余，而是非冗余，就有可能会使系统崩溃散乱，变得更加无序。

那么，从“减少冗余即是局部（系统）有序”就可以看出——这其实是顺应了熵增定律的一个必然过程，因为局部越有序，就会使得整体越无序。

例如，减少的冗余——如果是物质冗余，就会被释放到环境，接着被其它事物处理，直到成为能量，最终演变成熵增无序；如果是设计冗余（或逻辑冗余、构造冗余），就会由消耗的脑力转为能量，最终演变成熵增无序。

而简洁又意味着有序，因为简洁不是内容的多少，而是条理清晰、层次分明、层层递进、娓娓道来、徐徐展开、完整清晰、逻辑自洽——这首先需要积累，然后抽象，最后化繁为简——创造有序。

所以，从冗余到简洁——就是熵增演化下的必然趋势，也就是说，在熵增的过程中，会出现减少冗余的简洁（即局部熵减），以使熵增更甚。

这么看，简洁其实并不是最终目的，而只是宇宙熵增过程的一个副产物。同理，大繁至简——繁是熵增，简是熵减——巨大的熵增，对应着极致的熵减——亦是如此。

可见，尽管我们偏爱简洁，但冗余才蕴含着巨大的力量，甚至正是冗余的力量，才支撑了我们去追求我们所偏爱的简洁。

结语

我们无法预测黑天鹅，但冗余却可以对抗黑天鹅，如果说预测是为了应对，那么拥有冗余，我们就可以不需要（或减少）预测，因为冗余提供了应对的机制和能力，如扩展性与适应性。

就如塔勒布在**《反脆弱》**中，所说：

“如果你把多余的现金存入银行（再加上储藏在地下室的贸易品，如猪肉和豆泥罐头，以及金条），你并不需要精确地知道哪些事件可能会陷你于困境。这些事件可能是一场战争、一场革命、一场地震、一次经济衰退、一场疫情、一次恐怖袭击，或者新泽西州的分裂等任何事情，但你并不需要作太多的预测。”

事实上，社会协作网络的冗余性（即“社会冗余性”），可以承受一些（甚至是很多）人和组织的破坏行为，但依然保持正常的运转并最终恢复——从局部看，冗余让一切都可以被替代替换（永远有B计划）；从整体看，冗余让系统变得具有反脆弱性（越挫越强）。

然而，人类发自内心的喜欢——简洁优雅，而不喜欢——冗余繁杂，这其实是自组织系统（如生命、人类、大脑、心灵与精神）为了保持自身有序，而进化出的——对简洁有序的趋利，对冗余无序的弊害——因为只有吸收代表有序的简洁（即吸收负熵，获得熵减），才能够对抗（宇宙熵力驱使下的）自身的熵增无序。

那么，冗余的力量就在于——它提供了可组合性，让我们可以去构造局部（系统）的熵减有序，以及它顺应了熵增定律，让我们可以毫无副作用，并顺其自然地**“免费”**使用。

或许，正是**“冗余”才让一切皆有可能，而万物皆由“简洁”**构成。

换言之，世界的简洁（即可以用简洁的公式规律描述世界），是因为它本身源自简单，而它的复杂则来自其冗余的演化——别忘了，演化最擅长从简单构建复杂。

后记1：好奇心与冗余

害怕恐惧，只会让人远离和逃避，而只有不怕地去研究，才能了解和掌控。就像火与电，动物害怕远离，人类则研究控制。好奇心在这里，起到了战胜害怕恐惧的重要作用。

事实上，好奇心是一种冗余——过度奖励了对未知的探索，或从脑科学角度说，是过度奖励了对预测误差的消除——而只有足够安全，才会足够好奇，即：越安全越好奇。

所以，好奇心是安全冗余，产生的奖励冗余，来自大脑的奖励系统，属于功能冗余。

后记2：简洁与复杂

事实上，以同样复杂的模型得到更准确的预测，是等价于，以更简洁的模型得到同样准确的预测的——因为可以，通过降低复杂度来降低准确度，从而获得同样准确但更简洁的模型。

所以，在同样预测能力的情况下，更简洁就是更好——这不仅在于，应用复杂可以提高预测能力，还在于简洁意味着更少的假设依赖，这为对抗环境变化提供了强韧的准确性。

由此可见，复杂（即拥有复杂性，能更复杂地扩充模型）——可以提高预测能力，简洁（即拥有简洁性，能更简洁地简化模型）——可以保持预测能力，而简洁可以蕴含着复杂，即：把复杂压缩成简洁，也就是把复杂性封装在简洁性的背后，或说隐藏在复杂性背后的是简洁性。

那么，如何做到——把复杂留给自己，把简洁留给别人——把复杂压缩成简洁？

这就是，用复杂结构存储简洁模型，显然人脑就是一个典型，而这种冗余模式的结果就是——人类智能，即：简洁嵌套着复杂。

后记3：简洁与简单

简洁，是有序且没有冗余，即：简洁 = 有序 + 无冗余；简单，是容易且没有复杂，即：简单 = 容易 + 不复杂。

可见，简单不一定有序（如简单又混乱），也不一定没有冗余（如简单又多余），所以简单不一定简洁——当然，简洁也不一定简单（如简洁优雅却内涵丰富的公式）。

不过，简洁可以体现出简单（如相对容易会降低复杂），简单也可以体现出简洁（如相对有序会降低冗余）。

而复杂到一定程度，必然会出现冗余，否则复杂会因为极其脆弱而难以存在，即：生存周期非常短暂，大部分时间都处于不存在状态。

此时，“复杂冗余”一定不会简单，但可以通过**“压缩”和“封装”变得有序且消除冗余，从获得“简洁却不简单”**。

所以，简洁和简单的本质不同，就在于——对复杂性及其冗余性进行**“压缩封装”**的能力，这也就是“简洁人生”与“简单人生”的不同之处，即：前者可以解压出复杂，后者除了简单就空无一物。