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出的？”
朗顿说，为了回答这个问题，“我拿出相变眼镜，观察计算机的现象学。这里有许
多相似性。”比如，当你上计算机理论课时，你首先要学的就是区分“停止”程序——
即接收到一系列数据就在一定的时间内产生答复的程序——和永远在运转的程序。朗顿
说，这就像区分在相变之上和之下的物质行为一样。在这个意义上，物质经常在用“计
算机”计算如何在分子层安排自己：如果很冷，则很快就能作出完全凝固成晶体的回答。
但如果很热，则完全无法作出回答，只能以流体的形式存在。
他说，这种区别也近似于分子自动机最终因冻结成固定的型态而停止的第一等级、
第二等级与分子自动机沸腾不止的第三等级混沌状态之间的区别、比如说，有一个程序
刚刚在屏幕上打出“你好，世界！”的字样，然后就消失了。这样的程序就相对于第一
等级分子自动机λ为0．0的低值，所以几乎立刻就停止安静了下来。相反，如果一个程
序有一个严重的错误，所以它在屏幕上打出一串串永不重复自己的乱码，这样的程序就
相应于第三等级的分子自动机，其λ值介于0．5，这时混沌程度最为严重。
接下来，假如你离开两个极端，趋于相变。在物质世界里，你会发现瞬变值滞留的
时间越来越长。那就是，当温度越来越接近相变，分子就需要越来越长的时间来做出自
己的决定。同样，当λ从0增至冯·诺意曼的宇宙，你就会发现，分子自动机在停顿下
来之前会剧烈搅动一会儿，而运转多久有赖于它们原初的状态。这就相当于计算机科学
中的所谓多项式时间算法——也就是在停止之前必须做大量的计算，但计算的速度相对
很快、也很有效。（多项式时间算法经常出现在碰到像名单分类这类繁杂的问题时。）
但当你进一步观察，当λ更接近相变时，你会发现分子自动机会剧烈搅动相当长一段时
间。这些相当于非多项式时间算法，某种永不停息的状态。这种算法完全无效。（一个
极端的例子就是用尽力前瞻每种可能性棋步的办法下象棋的软件程序。）
如果正好处在相变时呢？在物质世界里，一个特定的分子也许会在一个有秩序的阶
段，或流动的阶段兴奋起来，而在这之前却无法知晓，因为秩序和混沌在分子层紧密交
缠。同样，第四等级规则也许是一个冻结的型态，也许不是。但不管产生怎样的型态，
混沌的边缘的相变相对应的是计算机科学家所谓的“不可决定的”算法。这些算法也许
会因为某种输入而很快停滞下来，就像用一个已知的稳定结构开始玩“生命游戏”。但
它们也许因为另外一种输入而永不停止地运作下去。关键在于，你无法总是能预先知道
会出现何种情况，就是在原则上也无法预测。朗顿说，事实上，甚至有一个定理阐述了
这种效应：这是英国逻辑学家爱伦·图灵（Alan Turing）在三十年代证明的“不可决
定的定理”。这个定理基本上是说，不管你认为自己有多么聪明，总会有算法能够超越
你的事先预测能力。发现这些算法会产生什么结果的唯一办法就是运作这些算法。
当然，这些正是你想用来模拟生命和智能的算法。所以“生命游戏”和其它第四等
级的分子自动机与生命如此相似是毫不奇怪的。它们存在于唯一的动力王国，复杂，计
算机和生命本身有可能存在其中：那里就是混沌的边缘。
现在朗顿有了四个非常详尽的类比——
分子自动机等级：
Ⅰ＆Ⅱ→“Ⅳ”→Ⅲ
动力系统：
秩序→“复杂”→混沌
物质：
固体→“相变”→流体
计算机：
停止→“不可决定”→非停止
还有第五个和更多的假设：
过于稳定→“生命／智能”→过于喧闹
但所有这些又有什么意义呢？朗顿判定：“固体”和“流体”不只是物质的两种根
本的状态，就像是水和冰那样，而是一般动力行为的两种根本的等级，包括像分子自动
机规则的空间，或抽象算法的空间这样彻底的非线性王国的动力行为。他还进一步认识
到，这两个动力行为的根本等级的存在，意味着第三种根本等级的存在：混沌边缘的
“相变”行为。在混沌的边缘，你会碰到复杂的计算机，很可能碰到生命本身。
难道这意味着有一天你也许能写出相变的一般性物理规律，包括能够解释水的冻结
和溶解、以及生命起源的奥秘？或许吧。也许生命起源于四十亿年前的初始原汤，起源
于某种真正的相变。朗顿不知道。但他无法抗拒这样的想象：生命确实是永远力图在混
沌的边缘保持平衡：一方面始终处于陷入过分的秩序的危险之中，另一方面又始终被过
分的混乱所威胁。他想，也许这就是进化：这不过是生命学得越来越善于控制自己的参
数，以使自己越来越能够在边缘上保持平衡的过程。
谁知道呢？把这一切都搞清楚要花费毕生的精力。1986年，朗顿终于让工程学院接
受了他把他对计算机、动力系统和分子自动机中的相变的概念作为博士论文的题目。但
他还要做许多工作才能建立基本的框架，使其足以满足他的论文指导委员会的要求。
继续前进
两年以前，在1984年6月，朗顿曾参加了麻省理工学院的分子自动机会议。有一天
午餐时，他凑巧坐在一个又高又瘦、梳着马尾巴发型的家伙旁边。
“你在研究些什么？”法默说。
“我真不知道该怎么形容它。我一直把它称为人工生命。”朗顿答。
“人工生命！嗬，我们得好好谈谈！”法默惊叫道。
所以他们就谈开了。会议结束以后，他们通过电子邮件继续交谈。法默安排朗顿到
罗沙拉莫斯来参加了好几次学术讨论，（确实，正是在1985年5月的“进化、游戏和学
习”学术会议上，朗顿就他的λ参数和相变研究做了第一次公开演讲，给法默、伍尔弗
雷姆、诺意曼·派卡德和其他与会代表留下了深刻印象。）这段时间也正好是法默与派
卡德、考夫曼一起为生命起源问题忙于自动催化组模拟的时候——更别说法默那时正帮
着创建桑塔费研究所——那时他本人正好也深深卷入到对复杂性问题的研究中。他觉得
朗顿正是他需要与之协作的人。而且，法默曾经也是反战活动参与者，所以能够让朗顿
相信，在核武器实验室从事科学研究并不像表面看上去那么不可思议。法默和他的小组
的研究人员所从事的研究完全是非机密、非军事的，你可以把这种研究想成是把一些
“肮脏”的钱用于正当的用途。
结果，1986年8月，朗顿接受了罗沙拉莫斯非线性研究中心博士后的工作，偕同妻
子和两个小儿子一起南下新墨西哥。这次搬家让爱尔维拉大松了一口气。在密西根过了
四年雪雪雨雨的日子，她简直等不及再次回到阳光下。而对朗顿来说这也是件极好的事
情。非线性研究中心正好是他想去的地方。在完成博士论文之前他确实还有一些计算机
上的工作要做，但博士生在尚未毕业之前就接受第一份博士后工作也是很寻常的事。他
应该能够在几个月之内结束博士论文的全部工作，获得博士学位。
然而事情却并不那么顺利。朗顿要在罗沙拉莫斯完成他的计算机实验需要用工作站。
从原则上来说，这并不成其为问题。他到罗沙拉莫斯的时候，非线性研究中心的SUN微
机系统早已运到了，安装所需的所有电缆线和硬件也都早已到位。但真要在SUN上继续
计算机实验却变成了一场恶梦。计算机的各部件还分散在各楼和拖车里，研究中心的物
理学家们完全不知道怎样才能使系统运行起来。“既然我是学计算机的，他们就认为我
肯定知道该怎么办。所以我就变成了我们这个领域的系统维护员和计算机管理员了。”
朗顿说。
当时荷兰德和勃克斯共同主持朗顿的博士论文指导委员会，他在朗顿来后不久也作
为访问学者来到罗沙拉莫斯。他看到这种情况很吃惊。“朗顿真是个好人。任何时候任
何人在应用网络或工作站上出现问题，都会来找朗领。朗顿毕竟是朗顿，不管花费多少
时间都会帮他们解决问题。我到研究中心后的最初几个月中，朗顿在这方面花费的时间
比花在任何方面的时间都多。他把电线穿墙拉过来，把系�