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催化组为进化的飞跃铺平了道路。“分裂引发了各种新鲜事物纷至沓来。某种变异会被
扩大,然后再次进入稳定状态,直到下一次大崩散的到来。我们观察到了一系列自动催
化组的新陈代谢、相互取代现象。”
也许这就是一个线索。“如果我们在阐释‘进步’概念时能够包括涌现结构中的某
种以前从未有过的反馈环(为求稳定而有的反馈环),那一定会很有意思。关键在于,
是一系列进化事件构架了斯宾塞观念中宇宙的物质,在这之中,每一次涌现都为下一次
涌现铺平了道路。”
法默说:“其实我在谈论所有这一切时很感困扰。这里真的存在语言上的障碍。大
家都忙着试图给‘复杂’和‘涌现计算倾向’这类的概念下定义,而我却只能用尚未用
数学术语明确定义的语言来向你提供含糊的意象,现在就好像是处于热动力学出现之前
的阶段,目前我们处于上个世纪二十年代,那时人们知道有某种叫作‘热’的东西,但
那时人们只会用后来听上去非常荒唐的语言来称谓它。”事实上,那时人们甚至不能确
定热究竟是什么,更不了解热运动的机制。那时,最有声誉的科学家确信,一根烫得发
红的拨火棍上密布了无重量、无形状的被称为“卡路里”的流体,这种流体不可阻止地
从拨火棍流向较冷、卡路里含量较低的东西。只有少数人认为热代表了拨火棍原子的某
种微观运动。(这少数人的观点是对的。)那时似乎没有人能够想象到,像蒸汽机、化
学反应和电池这些复杂而无序的事物竟全都是被简单的、一般性法则所控制的。直到
1824年,一位名叫赛地·卡诺(Sadi Carnot)的年轻的法国工程师发表了他的第一篇
论文,这篇文章陈述的就是后来众所周知的热动力学第二定律:即,热不会自动从冷物
流向热物。(卡诺在为他的同事写一本畅销书时,十分正确地指出,这个简单而寻常的
事实对蒸汽机的效率设定了许多限制,就更别提对内燃机、电厂的涡轮机、或任何靠热
力运转的机器的限制了。对这个第二定律的统计性解释,即,原子不断力图使自己随机
比,直到七十年以后才出现。)
同样,直到上个世纪四十年代,英国的酿酒商和业余科学家詹姆士·焦耳(James
Joule)才为热动力学的第一定律奠定了实验基础。这个热动力学的第一定律就是众所
周知的能量不灭定律:即能量能够从一种形式转换为另一种形式,包括转换为热能的、
机械的、化学的、电能的形式,但能量却永远不可能被创造出来或被毁灭。一直到上个
世纪五十年代,科学家们才用准确的数学形式对这两条定律作出说明。
法默说:“我们正悄悄地朝自组现象的解密挺进。但了解组织远比了解混乱更难得
多。我们仍未发现关键的概念,起码还不能以清晰的、定量性分析的形式阐述自组织的
概念。我们需要像阐述氢原子那样清晰地阐述这个概念,能够把它拆解开来,对其机制
做出完美而清晰的描述。但我们现在还做不到这一点。我们对这个谜只有支离破碎的了
解,对其每一部分的了解都是孤立的。比如,我们现在对混沌和分形有了很多了解,混
沌理论告诉我们,由简单的零部件组成的简单的系统是如何产生极其复杂的行为的。我
们对果蝇的基因调节也已知之甚多。对在少数特定情况下大脑中的自组是如何发生的,
我们也略有所知。在人工生命领域,我们创造了‘玩具宇宙’的全景。这些模型的行为
略微反应了自然系统中的真实情形。但我们能够完全对它们进行模拟,任意对它们做出
改变,完全知道是什么导致它们现在的行为。我们希望我们最终能够退后一步,将所有
这些集成为一个完整的进化与自组的理论。”
法默说:“这个领域不适于那些喜欢对付定义明确的问题的人。但让人激动的,正
是这个领域尚未形成僵化的定见。事情还在发展,我尚未发现有谁找到了明确的解题途
径。但我们已经发现了许多初见端倪的线索,有了许多小巧的玩具系统和含糊的概念。
所以我预测,在今后的二三十年内,我们将会形成一个真正的理论。”
榴弹炮弹的轨迹
考夫曼真诚地希望新理论的诞生不需要耗费那么长时间。
“我听到法默说,现在有点像卡诺特出现之前的热动力学阶段,我想他的话没错。
我们真正期盼复杂性科学结出的正果,是宇宙间非均衡系统中型态形成的一般性法则。
我们需要有合适的概念来促使这个通则的诞生。尽管我们现在已经掌握了所有这些线索,
比如像混沌的边缘这个线索,但我仍然觉得我们还是处于突破的边缘,我们好像正处于
卡诺出现的前几年。”
确实,考夫曼显然希望新的卡诺会变成考夫曼的名字。就像法默一样,考夫曼想象
的新的第二定律应该能够解释涌现的实体在混沌的边缘是如何产生最有趣的行为,适应
性如何无穷无尽地将这些实体越变越复杂。但考夫曼不像法默那样因主持一个研究小组
而被诸多行政事务所烦扰。他在到达桑塔费研究所的当天就全身心地投入到对问题的研
究中去了。他谈起话来就像一个急需找到答案的人,仿佛为了解开秩序和自组现象之谜
所耗费的三十年的努力,已经使问题的答案变成了近在眼前却不得而获的肉体痛感。
考夫曼说:“对我来说,混沌边缘的进化这个概念,只差一步就会转为一种为了解
自组和自然选择之混合而进行的艰苦努力。我感到很恼火,因为我几乎已经可以感觉到
它、看到它了。我不是一个非常小心谨慎的科学家。一切都还没有结束,对许多事情我
只看到了一点苗头、我觉得自己更像是一个榴弹炮弹,射穿了一堵又一堵墙,留下一片
狼藉。我觉得我是在突破一个又一个的难题,力图看见榴弹炮弹轨迹的终点。”
考夫曼说,这个榴弹炮弹的轨迹始于六十年代,从他进行自动催化组和基因网络模
型的研究时开始。那时他真的希望自己能够相信生命完全是通过自组而形成的,自然选
择法不过是枝节因素。胚胎发育就是最好的证明。在胚胎发育的过程中,相互作用的基
因将自己组织成不同的形状,相应于不同的细胞类型,相互作用的细胞又把自己组织成
各种肌理和结构。“我从来都不怀疑自然选择的作用。只是对我来说,最深奥的道理一
定与自组织有关。”
“但在八十年代初的某一天,我造访了约翰·梅纳德·史密斯。”英国萨塞克斯大
学的史密斯是他的老朋友,也是一位著名的生物学家。当时考夫曼因研究果蝇的胚胎发
育问题而停顿了十年后又开始认真思考自组的问题。“当约翰、他的妻子希拉和我一起
出门到草地上散步时,约翰说,我们离达尔文故居不远。然后他又宏论滔滔地说,那些
认真相信自然选择的人差不多都是英国乡村绅士,比如像达尔文。然后他看着我微笑着
说:‘那些认为自然选择与生物进化没有太大关系的人差不多都是城市犹太人!’这话
使我忍俊不禁。我坐在灌木丛中大笑了起来。但他却说:‘斯图尔特,你真得好好想想
自然选择的问题了。’但我却很不情愿,我希望这一切都是自发产生的。”
然而考夫曼不得不承认,梅纳德·史密斯是对的。仅仅是自组本身不能完成这一切。
毕竟,突变的基因就像正常的基因一样能够轻易的自组。结果,当自组产生的是畸形果
蝇,其腿长到该长胡须的地方时,就仍然需要自然选择法来完成优胜劣汰的任务。
“所以,1982年我坐下来为我的书起草大纲,”(书名为《秩序之起源》,这是考
夫曼对自己三十年思考的总结,经过再三修改后最终于1992年出版。)“这本书是探讨
自组和自然选择法的:你怎样将两者并容?起初我认为这两者之间必有竞争。自然选择
也许想这么做,但系统的自组行为却由于局限而无法实现自然选择的这一目标。所以它
们之间会相互争执不下,直到达到自然选择能够推动事物发展的某种均衡点才算完事。
我的这一想象贯穿于全书前三分之二的篇幅。”更准确地说,考夫曼的这一想象或许在
他的思想上占有更大的分量。直到八十年代中期,在他来到桑塔费研究所之后,开始听
到混沌的边缘这个概念,他的这个观点才有了改变