在处理复杂系统问题时，还原论失败了。
可以设想一下，如果一个系统对初始条件极其敏感，微小的变化会导致巨大的不同（混沌），那么人们将很难对此进行数值模拟，仅仅通过对简单个体行为的研究已远不能理解复杂的集体行为。
我们的生活中充满了各种各样的复杂系统，从蝴蝶效应和湍流，到沙子的阻塞行为，到候鸟的集群效应、冰河时代的变迁，再到复杂的神经网络，所有由个体简单行为相互作用产生的集体行为系统，都可以称为复杂系统。在材料科学领域，典型的复杂无序体系即为各种各样的玻璃态物质，比如地球上久远存在的黑曜石玻璃，还有人们广泛使用的硅化物玻璃、新型的金属玻璃等。
