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第10章 从混沌到复杂(3)

作用者与自动催化组概念并不矛盾,它们同时存在于一个系统中,共同起着作用。作用者之间可以形成自动催化组,并使这个组织更加迅速地调整和建设。当然,如果是一种反作用的催化,也可以使这个系统起到极大的破坏作用。

笔者在其他的书中曾经举过这样一个例子。在中国的河北,或者河南,有一个小小的村落,这个村落里也许仅有十几个年轻人。他们也许同他们的祖袓辈辈一样,很可能要注定当一辈子农民,在一块很小的土地上耕作、收获,从生到死。但是,有一天,有一个外出回来的生意人说道:我听得外面说,日本人已经占了长城,很快就要打到咱们这儿来了。小鬼子们奸淫掳掠,无恶不做,要是真的到了咱们这里,哪还有我们的活路?

这个消息被甲青年听到,他首先义愤了一番,对乙青年说:我看不如参加八路军去,同小鬼子干!甲青年有妻儿父母,他回家一说,遭到家中的反对,他也就偃旗息鼓了。哪知乙青年真当一回事,不但同丙、丁、戊、己去说了,还说甲准备参军之事,这几位小青年顿时热血沸腾,其中丙青年家中没有负担,即使有负担,家中的人觉悟高,支持他的行为,于是,丙青年首先就报名参了军,而丙青年的行为不但影响了庚、辛,还对甲、乙产生了刺激。一下子,就引动了五六个青年都报了名。这时,难免有家中觉悟低的(家庭反对,有订了婚准备娶妻的未婚妻拖后腿),还有家中只有他一个劳力,若是他走了全家人无法生活的等等年轻人,他们正在彷徨、犹豫,被那五六个小青年一煽动,也热血沸胆,都报了名。自然,最后可能还有几个实在恋窝、怕死的,并不想去冒这个险。可是,这时这个小村庄已经成了一个自动催化组,从人们的情绪、从村子里的氛围来看,那些不敢去参军保家卫国的人成了全村人都瞧不起的狗屎蛋。他们在这种情势下,不是咬着牙去当兵,就是继续留在村子里在别人的白眼之下讨生活。

这样的情况,我们在过去的许多小说里和电影中简直看得太多太多。我们知道人的情绪是可以相互鼓动的,但我们并没有上升到科学理论上来认识,得出这就是作用者们相互之间的作用,这就是自动催化组的自催化理论。而实际上,我们人的行为在很多地方不是我们自己的,而是瞧着旁人的行为做事的。这就是:

1旁的作用者如何行事,决定着我这个作用者是模仿还是反其道而行之;

2环境中的催化作用的强弱非常影响我们的行动;

3你若在具体的一个小的生境之中,你将受到这个小生境作用力的影响,也决定着你如何的行动。

想在电子计算机上制造人工生命的朗顿博士,他在某一个时候被史蒂芬,伍尔弗雷德在加州理工学院所进行的分子自动机实验吸引住了。所有分子自动机规则都可以被归纳为四种普遍性等级。第一等级是所谓的世界末日规则:不管你以何种活细胞或死细胞的模型开始,所有的一切都会在一步或两步内死亡。电子计算机屏幕的方格会变成单一的色彩。第二等级则稍微有了一些生气,但只是稍微有了一些。在这些规则之下,最初任意分布在计箅机屏幕上的活细胞和死细胞的模型会很快结合成一组静止不动的团块。第三等级的规则走到了一极端:它们过于活跃了。这些规则产生了太多的活动,整个屏幕好像都沸腾了起来。一切都不能稳定,一切都不能预测,结构一经形成就又被打乱了。在动力系统术语中,这些规则对应于奇怪的吸引子一一这种状态通常被称为混沌。它们就像在大碗内飞快而猛烈地滚动,永远无法安顿下来的小石子。

最后是伍尔弗雷德的第四等级,它包含着那些罕见的、不可能停滞在某一状态的规则。这些规则既不会产生冰冻团块,也不会导致完全的混沌。它们是连贯的结构,是能够以一种奇妙的复杂方式繁衍、生长、分裂和重组的规则。它们基本上不能安顿下来。在这个意义上,第四等级规则中的最着名的例子就是生命游戏。朗顿继续了这一研究。他发现,第一等级和第二等级就像是冰一样的固体,其水分子被牢牢地固定在晶格上。而第三等级规则就相当于水的蒸气,其水分子四处发挥,相互碰撞,完全处于混沌状态。而第四等级则相对应于水一样的液体。液态分子通常会相互翻滚成切,每一秒钟都要几十次地相互结合、聚集,然后再次打散,与生命游伐非常相似。

于是,朗顿把他得到的印象做了一个类比:究中判定:固体和流体不只是物质的两种根本状态,就像是水和冰那样,而是一般动力行为的两种根本的等级。这两个动力行为的根本等级存在,意味着第三种根本等级的存混沌边缘的相变行为。在混沌边缘,你会碰到复杂的计箅机,也很可能会碰到生命本身。

朗顿意识到,也许生命起源于40多亿年前的原始汤中,当这种原始汤到达了复杂性的一定时期,走到了混沌和复杂之间的混沌的边缘上,就发生了真正的相变,因而产生了生命。朗顿当然无法用实验来证实,但也无法拒绝他这样想像:生命确实是氷远力图在混沌的边缘上保持平衡,一方面始终处于陷入过分秩序的危险之中,另一方面又始终被过分的混乱所威胁。他想,这也许就是进化这不过是生命学得越来越善于控制自己的参数,越来越学会了能够保持着边缘上的平衡。

这就是说,一个系统总是有着这样的三个阶段,第一个阶段是秩序,第二个阶段是复杂性,第三个阶段是混沌。这好比是固相的冰一冰水相混的相变一水,或者我们也可以比喩成水水气混合的相变阶段一气。

或许,不论是社会系统、经济系统,还是人体内的各种系统,都会有着这样的二个过程。

太受束缚的死板的阶段是不好的,就像中国的文化大革命前的某些阶段,人们都被束缚在严密的秩序里,不准有自留地,不准经商,一切按计划生产,也不准与外国人做生意。如果你有一个复杂的亲厉关系,某一个亲人在国外或在香港、台湾,那对你的使用与安排都将受到彩响。这也像苏联中央集权制控制社会的斯大林时代,无论对于人还是对于经济,都被严格控制着,个人的自由度很小。这样的阶段不但不能促使经济的极大发展,连人的思想开放和创造发明都会受到严格的制约。

第三个阶段是混沌阶段。这是指社会混乱阶段,就像中国的文化大革命阶段,亿万人发动起来了,开始是毛主席挥手我前进,到了后来,人们都开始乱动了,连毛泽东也失去了控制力,什么人都可以批斗,什么人都可以打倒,什么人都可以把权力夺到手里。各派之间充满着仇视、论战,甚至武斗不息,死伤惨重。一切人的一切注意力都被调动到关心政治和政权上面来。生产停滞了,经济停滞了,最后令国民经济达到了崩滨的边缘。这种阶段是什么事情也做不成的,不仅做不成,而且破坏性极大。

比较理想的阶段是处于复杂的那个阶段。

在这个阶段中,听有作用者都有一定的自由度。可以相对自由路进行着活动和交流,但又不至7混乱到舌。动与瞎动。因为还有一定的纪律在约束着。能比喻这个阶段的也许就是今天的中国现状一改革汗放的阶段。我灯每一个人的流动与交流加速了。我们的生。产与商业贸易的自由度也大得多了。不仅7以与香港、台湾人合伙做牛。意,而且也可以与任何资本主义国家进行贸易往来与学术交流。通过作用者与作用者之间的这种交流的加速、社会的活力体现出来了。学术思想的活跃、商品经济的活跃、人际交往的活跃,令科技进步的速率加大,创造发明的速率加大。产品更新换代的速车加大,人们的物质生活也得到了极大的提高。这是真正一天等于20年的时代!

把我们的整个系统(不论是什么系统)保持在复杂性阶段,保持在混沌的边缘,既不让它跌入混沌变成混乩,也不让它滑入秩序变成僵化死板。这大约是系统统治者或控制者的最重要的使命。如果能做到这一点,那么,我们就能永远保持住系统中的活力即是使系统进化的动力而使系统不断地在自组织中变得更完善更美好。

对于热力学第二定律,即熵增定律,我们已经介绍过了。根据热力学第二定律,一个系统由于墒总是增加的,最后的趋势是系统的崩坏。但是,从普利高津开始,科学家总觉得这个定律似乎并不令人信服,因为系统中有着许多自组织现象,即在系统组建后,虽然也有着日益毁坏衰败的趋势,但其内部也产生着调节建设的倾向。因此,桑塔费研究所的科学家们就极力想从系统中找出一个新的规律来,即系统本身能够自己组织以求达到使系统更加完善的规律。

法默也是桑塔费研究所的最重要成员之一,他开始研究混沌理论。但不久我就对混沌理论感到厌倦了,法默说,我觉得,那又能怎么样呢?混沌学最基本的理论已经探索尽了,这个学科的理论已经很明朗了,在其研究前沿已经没有什么可以令人激动的新发现了。另外,混沌理论本身也并不十分深刻。它向你解释了许多关于某种简单的行为规则如何产生令人吃惊的复杂动力的现象。但除了所有这些美丽的碎形图景之外,混沌理论其实很难解释生命系统,或进化的根本性法则。它无法解释这些系统如何从随机无物开始,自组以形成复杂的整体。最重要的是,它不能回荅法默的老问题,即宇宙在永不歇息地形成秩序和结构。

于是,法默同考夫曼、帕卡德一起合作研究自动催化组和生命的起源,并全力支持朗顿的人工生命研究。

这些科学家从各自的研究专题出发,逐渐走向共同的认识。法默说:我所厉的思想流派认为,生命和组织就像熵的增强一样,是永不歇息的。只不过生命和组织的形成没有什么规则,是由自我累积而成的,所以更要凭运气罢了。生命是一种更为广泛的现象反映。我相信,这种更为广泛的现象正好与热力学第二定律背道而驰。它是某种能够描述物质的自组倾向,能够预测宇宙中组织的一般性特点的法则。

法畎找到了一个关联论,这个关联论柢念说明,即使节点和单个作用者都是毫无头脑的死物,学习和进化的功能也能实现出来。这说明,重要的不是加强节点的力度即作用者的力度穴而是关联点的力度。这和朗顿的观点大同小异一一人工生命科学家所谓的生命的本质不在于分子,而在于组织。

在某个组织或者叫做系统中,要是关联点太稀疏了,整个网络基本上就处于静止及冻结状态,它就不可能有重要的事情发生;如果关联点苁稠密了,整个网络就会剧烈翻腾。呈完全混乱状态,也不可能有什么造就。惟独处于这两者之阃作用者与作用者处于不疏不密的适当地位保持在秩序与混乱中间的平衡,这个系统的作用者们就能在反馈与控制之网中调整自己,而同时又为创造、变化和对新情况的反馈留有充分的余地。

这也就是说,正是这种关联与组织,使我们的宇宙生命和心智从无到有,并且不断进化与发展。

于是,结论得出来了:热力学第二定律告诉人们,宇宙和生命不可逆地走向热寂和死亡;复杂学的第二定律告诉人们,宇宙和生命永不停歇地在形成秩序与结构,永不歇息地在发展与进化着。

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