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动态平衡。
通常，系统一旦偏离均衡状态太远就会分崩离析。当我们只考虑系统的运转时，均衡是一件好事。以这一模型为视角有助于我们理解在哪些方面可以进行干预以促进均衡，但它同时也提醒着我们，在复杂的系统中，对均衡所需的条件进行预测实属困难重重。
“均衡”是指系统处于一个稳定的状态，作用在系统内部和外部的所有力达到了平衡。当我们使用“均衡”一词时，通常指的是系统内部构成稳定、不再发生变化的状态，即静态均衡。但对于现实世界中的大多数系统，更常见的其实是动态均衡，即事物在特定范围内发生波动。这是借由平衡反馈回路实现的。如果某个变量高于或低于理想范围，反馈回路就会启动，使其恢复正常水平。
为了理解均衡这一概念，不妨想象一个家庭。整个家庭构成了一个系统，为了将所有家庭成员的利益最大化，需要将家庭运转中的诸多变量（值）控制在理想范围内，一旦超出这个范围，家庭就要做出调整以恢复平衡。如果无法使变量（值）回归理想范围，家庭可能就需要转向一个新的均衡状态。例如，为了满足生活开支，家庭每个月都需要一定的现金流入，还要适当储蓄以备不时之需。一旦决定让一个孩子去上钢琴课，因为这笔新增的开销，他们可能就要减少外出就餐的次数以维持均衡状态。家庭的清洁程度也需要保持在一定范围内以确保成员健康快乐。当他们决定养狗时，维持均衡状态就意味着要花更多时间打扫卫生，以弥补宠物不可避免会造成的脏乱。如果一名成员外出一周，其他成员就可以适当减少清洁量。回想一下自己的家庭，哪怕只有你一个人，你也可以想到无数为了维持理想状态需要不断调整的变量。
每个人的时间和金钱都是有限的，增加新的承诺就意味着要调整我们当下的均衡状态。
内稳态是生物体不断调整以使自身尽可能接近理想状态的过程。外部条件的变化会导致内部条件相应改变，这可能会使系统偏离其良好运行所需的条件。
沃尔特·坎农
医生在其出版于1932年的标志性著作《躯体的智慧》中首次提出了“内稳态”一词。坎农惊叹于人体将诸多变量（包括血糖、体温和钠浓度）控制在狭窄范围内的能力。虽然彼时系统理论这一研究领域尚未出现，但当时的坎农就已经抱有以下观点，即人体是一个整体系统，需要保持稳定的内部状态以应对不断变化的外部环境。
[1]
很重要的一点是，系统中可能存在多个均衡状态。某个系统正处于均衡状态，并不意味着它的功能运转已经达到最佳，而仅仅意味着事物是稳定的。有时系统达到均衡状态的方式非常低效。如果某一周你感觉身体不适，很难集中精力，你可能每天都要加班数小时才能完成日常工作任务。你虽然成功保持了均衡，但要是适当减轻自己这一周的工作量，总体效果可能反倒更好。短期偏离均衡往往是长期维持均衡的前提。与兄弟姐妹的矛盾需要花费精力才能解决，这可能会使你与他们的关系在几周内偏离均衡状态，但从长远来看，化解矛盾会让你们的关系更加稳定。
观察生物系统便不难发现，维持内稳态或动态均衡需要信息。就人体来说，从皮肤对外部温度的感知，到血液中的钾含量，各种成分无时无刻不在传递大量信息。离开准确的信息，人体就无法正常运转。以这一模型为视角，我们可以理解哪些情形下的均衡可能得益于信息的传递。不少医疗系统中的现代医患沟通方式就是这样一个例子。
就权力和知识而言，医患关系是普遍失衡的。医生对医学和医疗系统更为了解，这使得患者在就医时处于被动地位，既没有足够的知识，也没有机会决定自己的治疗方案。而在一些地方，这种关系已经悄然改变，患者可以更积极地参与诊疗过程。医疗系统也越来越深刻地认识到，当患者更积极地参与与治疗相关的决策时，他们的就医体验（有时甚至是健康结果）会得到改善。为提高患者参与度，一些医疗系统已经开始向患者提供更丰富的信息，帮助他们了解自己的病情和各种治疗方案（包括相关的风险）。
安东尼奥·达马西奥在《万物的古怪秩序》一书中探讨了内稳态在进化中的作用。他认为，内稳态“能确保生命在一定范围内得到调节，这一范围不仅与生物的生存相适应，而且有利于物种的蓬勃发展，是生命的一种投射”。他进一步解释道：“内稳态指的是一个过程，经此过程，物质涌向无序的趋势得到遏制，从而达到一个新的、最有效的稳定状态。” [2]
组织、社区、国家等系统都必须对环境变化做出反应并进行相应的调整，使其更接近理想状态。我们在经历外部挑战时，无论是战争、竞争还是极端天气，内稳态都会发挥作用，帮助我们回归周围系统运行的最佳状态。至于何为“最佳”，有时只是一种感觉，而非一系列精准的、可定义的条件。与生物系统不同，人类可以灵活改变自己希望达成的状态，比如当我们意识到其他事物其实更好的时候。
达马西奥认为感觉是理解内稳态的生物学作用的关键。我们的感觉是一个反馈回路，会向身体系统提供有关自身状态的信息。做出改变、回归正轨的前提是能够及时监控自己的调整和反应。实现这一点的手段就是对感觉的价值判断。例如，在灾难发生后，内稳态并不需要（通常也不会）将系统恢复到此前的状态，而只需要回归到在新条件下“感觉良好”的状态。
这就是内稳态的潜力所在。系统如何定义自己“感觉良好”将对它们适应压力和变化的能力产生巨大的影响。在生物系统中，感觉是问题评估的关键一环。血糖下降时你会感到不适，由此引发你做出让自己恢复良好感觉的行为。但“良好”是一个区间，达马西奥的观点是内稳态通常会让我们保持在这个区间的下限附近，使我们得以继续发展。随着变量偏低或偏高及外部条件发生变化，系统永远不会停止调整。内稳态从来不是静止的状态。
让患者更多地参与其中的部分原因是人们认识到医学诊断和治疗鲜少是非黑即白的。在一篇题为“容忍不确定性”的论文中，作者写道：“医生仅能依靠并不全面完整的信息做出决定，这就导致了诊断的不确定性。此外，患者对治疗的反应不可预测，而医疗结果也远非二元对立，因此进一步加剧了诊疗的不确定性。” [3] 由医生单方面为患者做出治疗决定毫不科学，因为任何治疗都会产生后果，而承担后果的主要是患者。让患者参与治疗方案的讨论也有助于最大限度地减少盲点和偏见。向患者解释各种方案意味着医生至少要承认这些方案的存在，通过与患者沟通确认的治疗方案也更具有针对性。
在医患关系中，增加有关治疗方案信息的方法之一是通过一个名为“共同决策”的流程。共同决策不会把做决策的责任推给某一方，而是为医生和患者共同做出可接受的决定提供必要的资源。在发表于1997年的一篇论文中，作者表示：“针对影响患者福祉的治疗决定，共同决策这一机制能通过增加患者获得的信息、自主意识和/或控制权，缓解医患之间信息和权力不对称的问题。” [4]
患者为了做出慎重的治疗方案的选择，需要了解各种方案的利弊，他们可能还需要亲人的支持、多次听取和评估信息的机会、提出疑问的能力，以及消化信息的时间。动态均衡的一个定义是“系统的组成部分处于变化状态，但至少有一个变量保持在特定范围内”
。医疗领域就是这样一个系统，因为许多元素都处于变化中，尤其是健康问题本身的确切参数。通常，在较为复杂的情况下也会有许多医生和专家参与其中。此外，患者的需求和愿望也并不总是一成不变的。共同决策试图将信息这一变量控制在一定范围内，使医生和患者都尽可能全面地掌握情况。
在医疗领域，为使医患双方的信息更趋近均衡状态，必须识别出可能影响信息流动的因素。仅分享原始信息是远远不够的，医生和患者间还必须建立信任，从而使得双方能够接受和处理信息。2014年开展的一项有关孩子被送入新生儿重症监护室的家长经历的分析显示：“当家属表达对重症监护室的不满时，往往不是因为他们认为自己的宝宝没有得到良好的护理，而是因为自己的需求没有被理会或满足。” [5] 记住婴儿的名字、承认父母的照护角色等行为有助于创造良好的沟通环境，使各方得以聆听并理解做出良好决策所需的信息。
医疗领域的情况往往错综复杂，可能涉及很多人，存在诸多不确定因素。此外，医疗情境几乎总会涉及非常强烈的情感。在这种情况下，让信息尽可能接近均衡状态，有助于确保在不断变化的环境中维持良好的运转。
要是太过依赖某一特定的均衡状态才能表现良好，你就很容易被不断变化的环境打倒。反之，在不同的条件下都能正常发挥会让你变得更加全面、灵活。拥有自己的内稳态调节机制同样重要，在你受到干扰后，它能帮你恢复到你希望达到的理想状态。在竞争环境中，那些被意外情况打破均衡状态而又没有调节机制的人往往会陷入困境。有时，你可以通过思考对手的预期或他们认为理所当然的事情来实现自我超越，也可以通过重新思考自己所在领域的均衡状态来取得更大的成就。
以纸牌魔术为例。观众在观看魔术表演时会有自己的假设和预期，专业魔术师观看同行演出时也是如此。他们的均衡状态由一系列假设组成，这些假设帮助他们通过观察或者从结果倒推找到魔术的秘诀。专业魔术包含各种惯例和假设。一个不言而喻的假设是，魔术师在表演某个特定魔术时，每次都会使用同样的方法、同样的技巧。要给魔术揭秘，就必须识别出这种技巧。
美国魔术师拉尔夫·赫尔通过颠覆纸牌魔术的均衡原理，发明了一种无人能解的纸牌魔术，即便是最聪明的魔术专家也百思不得其解。他称之为“听声辨牌”。 [6] 赫尔会给观众看一副纸牌，声称自己可以通过探测微小的振动来感知任何一张牌的位置。接着，他会让一名观众从中选一张牌，看一眼再放回去。然后，赫尔会将纸牌移来移去，再多次洗牌，最后抽出曾被观众选中的那张牌。他解释说，自己是通过这张牌独特的振动实现了定位。 [7]
专业魔术师反复观摩他的表演，却始终没能成功破解。直到生命的最后一刻，赫尔才道出了其中的奥秘：“听声辨牌”并非只用一个技巧就能完成。赫尔会混合使用不同的技巧，并根据观众是否识破来决定如何在不同技巧之间转换。如果有专业魔术师在旁边观摩，他可能会连续使用几种不同的方法，直到让观众彻底失去线索。真正的诀窍在于赫尔改变了均衡假设，即同一个魔术每次都会以同样的方式表演。
从20世纪60年代起，科学家开始提出以下这类疑问：人类如何在太空中长期生存下去，甚至在其他星球上建立永久定居点？在宇宙飞船或火星上的地下掩体等密闭环境中，维持生命需要什么？我们怎样才能在一个密闭环境中创造一个生态系统，并使其达到维持人类生存所需的均衡状态？
在提出这些问题的过程中，科学家们认识到地球本身就是一个封闭系统。无数复杂的过程共同作用，使人类得以生存至今。以将微生物样本永久密封在烧瓶中（其中一些至今仍然存活） [8] 的实验为起点，研究人员踏上了试图证明封闭系统能以某些方式自我维系的道路。这些小规模实验是俄罗斯和美国太空计划的重要组成部分。但“生物圈2号”（地球是生物圈1号）这个项目无论在规模、勇气还是野心上都是空前绝后的。
生物圈2号位于美国亚利桑那州图森市附近的沙漠中，占地180 000平方米。其地面结构由近204 000立方米的玻璃制成，由钢架支撑，最大高度为27.7米。
该建筑部分呈矩形，部分呈金字塔形，部分呈圆顶状。生物圈2号的内部包含以下五个模拟外部主要环境的独立生态系统：
1沿海雾漠
2热带雨林
3热带稀树草原
4红树林湿地
5海洋
生物圈2号还包括农业区及用于容纳维持整个系统运作所需设备的地下区。该项目是约翰·艾伦和爱德华·巴斯的创意。艾伦是一名冶金学家，哈佛大学工商管理硕士（MBA）。在20世纪60年代一次迷幻剂之旅后，艾伦在新墨西哥州圣达菲创建了一家名为“协同农场”的公社。 [9] 相较当时其他类似的项目，“协同农场”取得了成功，引起了爱德华·巴斯的注意。巴斯年纪轻轻就继承了价值亿万的石油财富，于是二人携手发起了几个颇具野心的项目，并于1984年决定着手探索建立一个可供人类居住的火星殖民地。在巴斯的财富和艾伦的雄心壮志的加持下，他们组建了一个专家团队，开启了“生物圈2号”的宏伟征程。
1991年，“生物圈人”——一支由8人组成的团队在经过多年筹备后，被封闭在生物圈2号内长达两年。他们的目标是维持一个自给自足、与外界隔绝（甚至连空气都无法与外界流通）的生态系统。团队要自力更生，种植庄稼、饲养动物，努力维持生存所需的一切条件。等到实验结束，团队成员已经苦不堪言。氧气含量急剧下降，最后只能依靠人为注入氧气维持生存。尽管实验中的生活方式让他们相比从前更加健康，在实验期间也没有出现重大健康问题，但在从事大量体力劳动的同时，他们摄入的能量很难满足身体所需。团队成员内部及其与实验控制者之间也常常出现矛盾。
生物圈2号在当代媒体的许多报道中和在大众文化中的形象都是一个充斥着欺诈和诡计的失败实验。但这其实是对项目目的和科学本质的严重误解，实验并不是为了“成功”，而是旨在提供有关现实世界的信息数据，以便我们将其作为未来实验的基础。生物圈2号的工作人员从一开始就没指望过一切能顺风顺水、完美无缺，他们明白对于一个系统（此处指的就是穹顶内由植物、动物、人类以及空气、水等组成的生物圈）而言，达到均衡的前提是诸多变量都要恰到好处。只有通过实验，他们才能明确变量具体有哪些。他们无法预知一切，如果他们真的认为自己清楚地知道生态系统良好运转所需的一切要素，那就太不可一世了。
作为一次探索之旅，生物圈2号表现不俗，它表明在密闭环境中维持生命极其复杂，因为生态系统本质上是错综复杂的适应性系统。在自然条件下，生态系统中存在无数的反馈回路以维持一种均衡。而人造生态系统就需要人类来维护这些反馈回路，一种方式是及早预防不利因素的出现，另一种则是通过学习感知何时、何事出了问题，以便创造一个新的反馈回路。
在常规状态下系统很容易达到均衡，可一旦我们试图控制系统或扰乱其状态，那就需要付出很大的努力才能使其再度实现理想的平衡。尽管该项目并不成熟，但“生物圈人”依然取得了非凡的成就。食物几乎完全自给自足，能获得足够的清洁水资源，还使数百种动植物一并存活下来。只要曾经尝试过在家种植蔬菜，甚至只是养过盆栽的人应该都能体会到这个实验的巨大规模。可以说，那些认为该项目荒唐、失败的人完全没有考虑到让这样一个系统达到均衡的复杂程度。光是维持“生物圈人”所达到的平衡水平，就已然是一项值得称赞的不朽壮举。
不仅如此，生物圈2号还时刻提醒着我们人类活动对生态系统造成的重大影响。它凸显了再微小的错误干预都可能产生灾难性的连锁反应，以及在任何时候干预自然都会造成巨大的破坏。进入生物圈2号中的一切都需要仔细检查，以防止其既无法保持自身的均衡，又破坏生态系统的整体平衡。帮助开发生物圈2号的琳达·雷也是8人团队的成员之一，据她所述，生物圈2号中的动物物种经过了慎重的筛选。 [10] 选择每种动物时都要评估它与其他动物的相互关系。比如，他们在咨询了一位蝙蝠专家后选择了一种可以为一些植物授粉的蝙蝠。然而，在考虑纳入该物种所引发的连锁反应时，他们才发现后果不容小觑：
其中一种蝙蝠每晚要吃20只两厘米长的夜蛾，而它每晚至少要遇到100多只夜蛾才能抓到其中的20只。这些夜蛾从哪里来？它们的幼虫吃什么？我们能为夜蛾的卵提供足够且合适的栖息地吗？此外，计划安装的空气处理器也会把夜蛾统统吸进去，使其丧生。工程师建议在风扇的开口处安装一面细纱网以保证夜蛾不被吸走。但如此一来，空气流通所需的电量就会增加，项目预算将超标。
还有一次，一位专家试图找到一种可以在生物圈2号内生活的蜂鸟。他们要对每个可能的选项提出许多问题，而这些问题可能是普通观察者根本想不到的。这种蜂鸟的喙是什么形状？其大小是否适合为足够多的植物授粉？它的求偶方式如何？在求偶过程中是否存在撞到玻璃的危险？要考虑的问题简直数不胜数。
即便是看似最无关紧要的事情，也有可能危及生态系统中万物的生命。正如肖恩·罗森海姆所述：“打造一个自给自足的世界，其部分意义就在于让现实世界中无比丰富的相互联系变得更加生动和具象化。”按照原始计划，为期两年的封闭实验只是共计50次的系列实验的开头，旨在通过反复尝试逐步实现改进。作为开端，第一次封闭实验效果远超预期。例如，其中30%的物种“灭绝”了，但研究人员起初的预测高达70%。
在撰写本书时，生物圈2号依然存在，于2011年被捐赠给了亚利桑那大学
。从外观上看，生物圈2号已经面目全非。由于缺乏资金聘请全职工作人员进行清洁，玻璃已经变得污浊不堪，钢架也早已锈迹斑斑。但在内部，生物圈2号依然洋溢着勃勃生机，不少微观生态系统仍在蓬勃发展，找到了同在外部世界运行一样所需的均衡。研究人员仍然将其作为一个独特的场所，开展在其他地方难以完成的对照实验。
系统很少是静态的，会不断调整直到达到均衡状态，但很少有系统能长时间保持这一状态。在日常生活中，我们常表现得仿佛自己可以达到某种均衡：一旦脱单，我们就会快乐；一旦搬家，我们就能提高效率；一旦某个事件发生，我们就会处于某种状态。但事物时时刻刻都在发生变化。我们不会在达到某种稳定状态后便从此一劳永逸。永无止境的调整才是生活的常态。
[1] Kevin Rodolfo,“What Is Homeostasis?” Scientific American , January 3, 2000, https://www. scientificamerican.com/article/what-is-homeostasis/.
[2] Antonio Damasio, The Strange Order of Things (New York: Vintage Books, 2018).
[3] Arabella L. Simpkin and Richard M. Schwartzstein,“Tolerating Uncertainty: The Next Medical Revolution?”, New England Journal of Medicine 375, no. 18 (2016): 1713-15.
[4] Cathy Charles, Amiram Gafni, and Tim Whelan,“Shared Decision-Making in the Medical Encounter: What Does It Mean?”, Social Science & Medicine 44, no. 5 (1997): 681-92.
[5] Annie Janvier, and John Lantos,“Ethics and Etiquette in Neonatal Intensive Care,” JAMA Pediatrics 168, no.9(2014).
[6] Daniel C. Dennett, Intuition Pumps and Other Tools for Thinking (New York: W. W. Norton, 2014).
[7] John Northern, Hilliard, Carl Waring Jones, Jean Hugard, and Harlan Tarbell, Greater Magic: A Practical Treatise on Modern Magic (Silver Spring: Kaufman and Greenburg, 1994).
[8] William F. Dempster,“Biosphere 2 Engineering Design,” Ecological Engineering 13 (1999): 31-42, https://ecotechnics.edu/wpcontent/uploads/backup/2011/08/Ecol-Eng-1999-Bio-2-Engineering-Design-Dempster.pdf.
[9] Jordan Fisher Smith,“Life Under the Bubble,” Discover, December 19, 2010, https://www.discovermagazine.com/environment/life-under-the-bubble.
[10] Lisa Ruth Rand, Peder Anker, Dana Fritz, Linda Leigh, and Shawn Rosenheim,“Biosphere 2: Why an Eccentric Ecological Experiment Still Matters 25 Years Later,” Edge Effects, updated February 12, 2020,https://edgeeffects.net/biosphere-2/.
