为了寻找建立一个统一的CAS理论模型的方案，作者讨论了科学研究的基本方式：先获取研究对象的完备数据，然后根据数据建立模型。他举了一个不知被多少人举烂的例子:从第谷的天文观测到开普勒发现行星运行三定律的历史（虽然如此，这个故事还是有令人激动的魅力，神圣而梦幻的星空、庞杂的数据、不懈的努力、流逝的光阴、简洁而丰富的定理和神意的启示，可以说科学的成功的精髓都包括在其中）。在把科学研究基本方式应用到CAS理论时，作者强调了计算机模拟的好处。计算机模型的定义明确性和可操作性使我们能够清晰地灵活地考察CAS理论的各个细节。特别是计算机模型作为思想实验工具发挥着重要的作用。为此研究者必须要有从特殊而多样的研究对象中抽出共同而简明的特征。他提出了回声模型的6个判据:
1.回声模型要尽可能简单，并与其他判据相容。
2.回声模型解释的行为应比较广泛。
3回声模型应有助于进行适应性进化的实验。
4.回声模型的理论构念应该在现实中有相似的对应物
5.回声模型应该尽可能包括著名的CAS特定模型(如军备竞赛模型、囚徒困境模型和抗原－抗体模型)。
6.回声模型在数学上应该尽可能严密。
在这六个判据的指导下，作者由浅入深提出了6个回声模型。我准备从作者在第六个模型后进行的小结开始，先总体上理解回声模型的基本要素，再顺着作者的思路理解六个模型。
作为考察主体交互关系的回声模型，首先要确定一个“工作环境”，也就是作者说的“由位置网络表示的地理环境”，作为主体活动的空间。每个位置含有资源和一系列主体。资源由一连串字母表示，可以随着时间而变动、更新。主体也用一系列字母串表示，可以简单地比拟为“染色体”。每个“染色体”有一个“仓库”用来存放资源。主体之间通过交换资源来生存、繁殖。“染色体”包括“标识段”和“控制端”。标识段包括三种标识进攻标志、防御标识和粘着标识。交互作用时主体将自身的进攻标识和对方的防御标识进行匹配，然后决定交换资源的数量。粘着标识决定主体间的粘着程度。控制端包括条件、资源变换和活动标记。条件有交换条件、交配条件和复制条件。在主体交互作用时条件会先检查对方染色体进攻标识，然后决定交换资源是否继续。交换资源每次指定一个源资源和目标资源，交换次数任意。一个主体的标记用来反映在多主体模型中该主体是否会被注意。如果标记是1，多主体会使用该主体的标识调节交互活动，否则就会被忽视。
了解了以上基本要素，我们可以看看作者介绍的6个模型
模型1进攻、防御和仓库
模型1中，主体只含有存放资源的仓库和由代表资源的字母组成的“染色体”字符串两个组成部分。“染色体”含有进攻标识和防御标识。两个主体相遇时进攻标识和防御标识相匹配，决定资源的交换。这里之所以用两个标识而不是一个标识代表主体，是为了防止单个标识所造成的交互活动的传递性。因为A影响B,B影响C，但A不一定影响C。
模型1是最基本的模型，模型2－6都是对模型1一步步的扩展，增加了一系列新的机制。
模型2条件交换
模型2相比于模型1，增加了选择性交互作用的机制。“染色体”被分成了两个部分——控制片段和标识片段。控制片段提供交换条件，用来检查另一个交互主体染色体的进攻标识
模型3资源变换
模型3增加了资源变换的机制。通过对控制片段的功能进行扩展，使之具有变换子片段的功能，来完成资源变换。资源变换的代价是主体通过收集足够多的资源（字母），来定义子片段酶，促进资源变换，通过其他资源生成主体所缺乏的资源。同时要考虑“变换速率”的问题，如能获得多少缺乏资源的副本和变换时间是否短于主体的寿命。这些都影响着资源变换的效率。
模型4粘着
模型4增加了主体之间互相粘着的机制。在标识片段加入一个粘着标识，每个主体的粘着标识与另一个主体的进攻标识匹配，计算粘着匹配分数。粘着同时形成了边界，边界又可以分成内边界和外边界，一个外边界内可以含多个内边界。边界由粘着匹配分数决定，两者匹配分数低，不会发生粘着。两者匹配分数接近且不接近于零，放入所选主体的边界内。一个主体的匹配分数远远高于另一个时，匹配分数低的主体放入匹配分数高的主体边界的边界内，即形成内边界。
模型5选择性交配
模型5增加了选择性交配的机制。在控制片段内加上交配条件。交配条件和资源交换条件相似，都与潜在配偶主体的进攻标识进行匹配。交配的选择性取决于交配条件的专一性。主体选择和它发生交配条件的主体的范围。选择性交配后为了控制主体数目，作者设置了随机死亡率，是出生率和死亡率互相平衡。
模型6条件复制
模型6增加了条件复制的机制。对于形态发生模型，作者强调用计算机模型直接描述，而不是传统偏微分方程的形式。这样能够更好的理解形态发生的动态过程。在多主体每一个区室的控制片段加上复制条件，考察其他区室的进攻标识，根据其是否满足复制条件，决定进行复制。模型6蕴含了作者小结中的各个要素。
回声模型是类比于生物中的细胞体建立的，但同时在很多方面也有了必要的简化：忽略了生物体新陈代谢机制的细节；用字符串直接表示的内部结构，类似于主体的基因型(genotype).同时主体的表型（phenotype）用标识来表示；因此，相比于适应性主体模型，并没有复杂的内部模型，而是广泛使用了标识，显得更为简单。
作者对回声模型进行计算机模拟，看它是否能够生成像生物界中那样多样性的形态。作者讨论了计算机模拟的本质：把要模拟的过程与计算机的计算过程一一对应起来。先把模拟的过程分成一个个状态，然后把状态和计算机程序中的数字对应起来。那么模拟的过程就等同于计算机的计算进程。作者重点指出任何规律都可以通过IF/THEN规则和恰当的算术计算都能在逻辑上得到精确的定义。
在回声模型的计算机模拟中，作者假定各个主体同时交互作用。主体之间的接触分为两种：交换接触和交配接触。所检验的条件如上面所述。作者为计算机模拟写了一个流程图：
（引自约翰霍兰《隐秩序》P143,上海科技教育出版社，2000）
回声模型计算机模拟的检验：
在检验中作者再次采用了囚徒困境的例子。主体之间互相接触，接触时进行囚徒困境的博弈行动。标识的作用在模拟过程中显现出来。在检验过程中使用标识的主体，对行为的选择更有倾向性，能够逐渐发展出有利于交互作用的标识和条件。它们更容易发展出“针锋相对”策略。
对于回声模型的意义，作者看来有两点：思想实验和飞行器实验。这两者是逐步递进的关系。先像伽利略那样设计出一系列思想实验，再像瓦特一样设计出一个“蒸汽机”的草图。而计算机就把这两段过程给巧妙的结合起来，并大大缩短了进程。总而言之计算机模拟既可以为我们提供洞见，又可以为我们设计蓝图。计算机在复杂性系统的作用是十分精妙和丰富的。
这部分令我印象深刻的几点，一是他对生物学模型的大量借鉴和巧妙而合理的简化，更重要的是他对科学研究方法以及计算机在科学研究中角色的讨论。从数据到模型再到应用，这是科学研究的基本流程。这一个流程在计算机模拟中得到缩短和简化。计算机模型作为一个直观化的模型，能够以动态的进程模拟各种可能情形。这使我们能够更加深入地理解模型的本质。对于模型的现实应用，计算机模型也可以以更形象化、更有针对性的方式进行转化。可以说计算机模型的潜力是无法估计的。我想对于计算机模拟的细节，自己还需要在以后多加学习、实践和体会。
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