购买
下载掌阅APP,畅读海量书库
立即打开
畅读海量书库
扫码下载掌阅APP

2.1 导论

从能量、资本和劳力的巨大输入的工业社会,过渡到以信息和发明作为关键资源的技术高度发达的社会,毫不奇怪,应当出现新的科学的世界模型。

普里戈金(比利时科学家)于20世纪70年代提出了“耗散结构理论”,他提出的范式之所以令人感兴趣,就在于它把注意力转向了现实世界的那些方面:无序、不稳定、多样性、不平衡、非线性关系(其中小的输入可能引起大的结果)以及暂时性——对时间流的高度敏感性。这些方面标记出今天加速了的社会变化。简而言之,他们主张当宇宙的某些部分可以像机器那样运转时,这些部分就是封闭的系统,而封闭系统至多只能组成物质宇宙的一个很小的部分。事实上,我们所感兴趣的绝大多数现象是开放的系统,它们和它们周围的环境交换着能量和物质(人们还会加上信息)。生物系统和社会系统肯定是开放系统,就是说,企图用机械论的方法去认识它们,是注定要失败的。现实世界的绝大部分不是有序的、稳定的、平衡的,而是充满变化、无序和过程的沸腾世界。一切系统都含有不断“起伏”着的子系统。有时候,一个起伏或一组起伏可能由于正反馈而变得相当大,使它破坏了原有的组织。在这个革命的瞬间——普里戈金把它称作“奇异时刻”或“分岔点”,根本不可能事先确定变化将在哪个方向上发生:系统究竟是分解到“混沌”状态呢,还是跃进到一个新的更加细分的“有序”或组织的高级阶段上去呢?这个高级阶段他们称作“耗散结构”,因为比起简单结构来,这些物理结构或化学结构要求有更多的能量来维持它们。有序和组织可以通过一个“自组织”的过程从无序和混沌中“自发地”产生出来。

让我们想象一个原始部落。如果它的出生率和死亡率相等,则人口的多少保持稳定。假定食物和别的资源都足够,这个部落就成为处于生态平衡中的局部系统的一部分。现在增加其出生率,少数新增加的出生者(与死亡人数相抵之外的出生人数)可能对系统只有很小的影响,该系统可能运转到一个接近平衡的状态。但是,假如出生率突然猛增,该系统就被推入一个远离平衡的状态,而这时占统治地位的就是一些非线性的关系。在这个状态下,系统就完全走样了,它们变得对外部影响特别敏感,小的输入就能产生巨大而惊人的效果。整个系统可能以我们觉得异乎寻常的方式重新组织它自己。

普里戈金和斯唐热所描述的“化学钟”更为壮观。想象一百万个白色乒乓球与一百万个黑色乒乓球随意地混合在一起,在一只箱子里杂乱地弹跳,这只箱子上有一个玻璃窗口。多数情况下,通过该窗口看,箱子里是灰色的,但有时候,在无一定之规的某些瞬间,通过窗口所见到的样本可能都是黑的或是白的,这取决于这些球某个瞬间在窗口附近的分布。

现在让我们想象一下,窗口突然呈全白,过一会儿呈全黑,再过一会儿又呈全白,依此循环,以一定的间隔完全改变其颜色,就像钟表的滴答一样。

为什么所有的白球和所有的黑球能随着时间而突然地组织自己,从而交替地改变颜色呢?

按照传统规则,这是无论如何不可能发生的事。但是,如果我们抛开乒乓球不说,而去看一看某些化学反应中的分子,我们就会发现,这种自组织或有序能够发生而且果然发生了,超出了经典物理学或玻尔兹曼概率论的运作方式。

在远离平衡的情形下,还会发生别的一些似乎是自发的、富于戏剧性的、在时间和空间上的物质的再组织过程。如果我们开始考虑二维或三维的情形,这种可能出现的结构的数目和多样性就会变得非常大。在远离平衡的状态下我们发现,非常小的扰动或涨落,可以被放大成巨大的破坏结构的波澜。而这就带来了一切种类的“本质”的变化过程或“革命”的变化过程。当人们把这种对远离平衡态的研究的新见解与非线性过程结合起来,并考虑到这些复杂的反馈系统时,便开创了一种全新的方法,使得我们能把所谓硬科学和较软的生命科学关联起来,甚至还会和社会过程关联起来。

在社会科学中,时间在很大程度上依然是一个空白领域。人类学告诉我们,各种文化在对时间的想象上是极为不同的。在某些文化看来,时间是循环的——历史永无止境地重演。在另一些文化(包括我们自己的文化)看来,时间是一条伸向过去和未来的大道,人们或整个社会沿着它前进。还有其他一些文化,在那里,人的生命被看作是相对于时间静止的,未来迎向我们,而不是我们走向未来。有的社会生活在过去,有的社会迷恋着未来。

在牛顿及其追随者所构造的世界模型中,时间是一个后来添上去的概念。某一时刻,无论是现在的、过去的还是未来的时刻,都被假定与另一时刻完全相同。反过来说,如果整个宇宙都是有年龄的,那么时间就是一条单行路,它不再是可逆的,而是不可逆的。如果从达尔文的进化论而言,它远不是指向组织性和多样性的减少,而是指向相反的方向。从人的观点来说,所有这一切都十分乐观。宇宙随着其年龄的增长而组织得越来越“好”,随着时间的逝去,不断地向着更高水平发展。从这个意义上说,时间的科学观点可以概括为矛盾之中的矛盾。普里戈金和斯唐热要说明的正是这些佯谬,他们提出的问题是:“容许在过去与未来间作出区别的动力学系统的特殊结构是什么?所包含的最低复杂性是什么?”在他们看来,答案是:时间是随机地出现的——“仅当一个系统的行为具有足够的随机性时,该系统的描述中才可能有过去和未来间的区别,因此才可能有不可逆性”。

不仅如此,不可逆过程还是有序的源泉,与随机性和开放性相连的过程导致更高级的组织,比如耗散结构。熵不仅向着无组织性滑去,在某些条件下熵本身会成为有序的根源。普里戈金和斯唐热还削弱了热力学的传统观点,指出至少在非平衡条件下,熵不会削弱而是会产生有序和组织——进而会产生生命。

在机器时代的世俗文化中,毫不妥协的决定论甚至在海森堡及其“测不准关系”的挑战下也多少起着支配作用。

按照耗散结构概念中的变化理论,当涨落迫使一个现存系统进入远离平衡的状态并威胁其结构时,该系统便达到一个临界时刻或称分岔点。在这个分岔点上,按照普里戈金的理论,从本质上说不可能事先决定该系统的下一步状态。偶然性决定了该系统的哪些部分能在新的发展道路上保留下来。而且这条道路(从许多种可能的道路中)一经选定,决定论便又开始起作用,直至到达下一个分岔点。

正如牛顿模型带来了在政治、外交以及似乎与科学相距万里的其他领域中的类似模型,普里戈金的模型也同样适合作类似的扩展。例如,他们为构造质变的模型提供了一些严格的方法,从而弄清了革命的概念。他们解释了逐级的不稳定性怎样产生形态变化,从而阐明了组织理论。

更重要的也许是对于研究集体行为的意义。许多被认为在生物学上事先安排好的事情,并不是由自私的决定论的基因产生的,而是由不平衡条件下的社会相互作用产生的。例如,在一项研究中表明,蚂蚁分为两类:一类由勤劳的工蚁组成,另一类由“懒惰”的蚂蚁组成。人们可能过急地把这个特点归结成是基因的倾向。但是这项研究发现,如果把该系统打破,分成彼此隔离的两群,那么每一群本身又会分出自己的工蚁和“惰蚁”两个子群来,相当多的“惰蚁”会一下子转变成勤奋的“斯达汉诺夫”式工作者。

牛顿的体系诞生在西欧封建主义正在崩溃的时代,即所谓社会系统处于远离平衡态的时期。这不仅由于它的科学威力或者它的“正确”,而且也由于工业社会的出现,这个基于革命原则的工业社会为牛顿学说提供了一个特别能容纳它的环境。

最后,我们又一次遇到永远在向人们挑战的偶然性与必然性的问题。偶然性在分岔点或接近分岔点处起作用,此后决定论过程再次接替,直到下一个分岔,但是我们当然绝不可能确定下一次分岔将会在何时发生。

当前,人类的历程正处在一个转折点上,科学似乎扮演着一个重要的角色。因此,保持自然与社会之间通信渠道的畅通比以往任何时候都更加重要。

难道科学不是一种交流的手段,不是一种人与自然间的对话吗?今天,研究工作使我们距离人与自然的对立越来越远,代替这两者的决裂和对立的,是我们不断增长着的对人与自然的认识的一致性。这些知识使我们更接近中国古代先贤所提出的“天人合一”的观点。

西方思想总是在两个世界之间摆动,一个是被看作自动机的世界,另一个是上帝统治着宇宙的神学世界。最近的科学进化论给我们一个独有的机会去重新考虑西方思想在总的文化中的地位。17世纪欧洲近代科学起源于一个特殊的历史环境,随着我们进入21世纪,科学更多地为我们带来某种更加普适性的信息,这信息关系到人与自然以及人与人之间的相互作用。

我们在讨论自然科学与人文科学的对立时,可引述以赛亚·伯林的观点,他把特殊和唯一列在与重复和普适相对的地位。但是值得指出的是,当我们从平衡态走到远离平衡态时,我们便离开了重复和普适而达到特殊和唯一。诚然,平衡态的定律是普适的,近于平衡态的物质是以“重复”的方式动作的。另一方面,远离平衡态时却出现了各种各样的机制,对应着发生各种各样耗散结构的可能性。我们还能得到一些自组织过程,导致非平衡态晶体的不均匀结构。

一种新型的有序已经出现了。我们可以说它是一种新的相干性,一种分子之间的“通信”机制。但这种形式的通信只能在远离平衡态的条件下出现。令人十分感兴趣的是,这种形式的通信似乎是生物世界的惯例。这在实际上可被用来当作定义某个生物系统的恰当基础。

用带有拟人化的语言来说,处于平衡态的物质是“瞎”的,但在远离平衡态条件下,它开始能以它的机能去感知,去“考虑”外部世界(例如弱引力场或电场)的差别。

生命好像在用一种特殊的方式表达着我们的生物圈得以寄身的那些条件,其中包括化学反应的非线性以及太阳辐射给予生物圈的远离平衡态的条件。

我们已经讨论了使我们能描述耗散结构形成的一些概念,例如分岔理论。值得指出的是,靠近分岔点的系统呈现出很大的涨落。这样的系统好像是在各种可能的进化方向之间“犹豫不决”,通常意义下的著名的大数定律被打破了。一个小的涨落可以引起一个全新的变化,这个新的变化将剧烈地改变该宏观系统的整个行为。人们无疑会把这些和社会现象进行类比,甚至和人类历史进行类比。

时间与空间之间有着根本区别。我们可以从空间中的一点移到另一点,但是,我们不能把时间倒过来。我们不能交换过去和未来。我们将看到,这种不可能性现在正在得到精确的科学含义。用某个无限的熵垒,可以把被允许的那些态和被热力学第二定律禁止的那些态区分开。在物理学中还有另外一些垒,其一就是光速,按照我们今天的观点,它是信号传播速度的极限。这个垒的存在是很重要的,假如不存在的话,因果性就会被摔成碎片;同样,熵垒是为通信赋予某种意义的前提。想象一下,假如我们的未来对另一些人来说成了过去,那将会发生什么事情!

我们正朝着一种新的综合前进,朝着一种新的自然主义前进。也许我们最终能够把西方的传统(带着它对实验和定量表述的强调)与中国的传统(带着它那自发的、自组织的世界观)结合起来。

下面我们将介绍几个与系统论有关的理论,然后试图把它们统一起来。 seDfouhMvsfedQM+otFd8Yoqn19pk00K8651gsADrt81QMYafL1oZNNPUwtaR/Y1

点击中间区域
呼出菜单
上一章
目录
下一章
×