打字猴:1.70026788e+09
1700267880
1700267881 那么,什么是复杂的事物?我们怎样辨认它们?我们说钟表或飞机或小蜈蚣或人是复杂的,而月亮是简单的,若真如此,那是什么意思?谈到复杂事物的必要条件,也许我们第一个想到的是:它的结构是异质的。粉红色的牛奶布丁或牛奶冻是简单的,意思是说要是我们把它们一切为二,那两半都会有同样的内部组成:牛奶冻是均质的。汽车是异质的:车的每一部分都与其他的部分不同,不像牛奶冻。两个半部车不能形成一辆车。这等于说复杂的事物相对于简单的事物有许多零件,而零件不止一种。
1700267882
1700267883 这种异质性,或者“多零件”性质,也许是必要条件,但不是充分条件。许多事物都以许多零件组成,内部结构也是异质的,却不够复杂。举例来说,阿尔卑斯山最高峰布朗峰(Mont Blanc)由许多不同种类的岩石组成,而且它们组成的方式,使你无论在哪个地方将山劈成两半,那两半的内部组成都不会一样。布朗峰结构上的异质性是牛奶冻所没有的,但是在生物学家的眼中,它仍然不够复杂。
1700267884
1700267885 为了建立复杂的定义,让我们尝试另一种思路,利用概率的数学观念。假定我们试用下列定义:复杂的事物都有特别的组织,它的零件不可能完全随机组织成那样。从一位著名的天文学家那里借一个模拟来说吧,要是你拿到一架飞机的全部零件,然后将它们随意堆置在一起,就能组成一架能够飞行的波音客机吗?概率非常小。把一架飞机的零件放在一起的方式不知有几十亿种,其中只有一种,或者几种,会成为一架飞机。要是以人类身体的零件来玩这个游戏,成功概率更小。
1700267886
1700267887 这个定义复杂的路数令人觉得颇有可为,但是还是有些不足之处。有人也许会说,布朗峰要是拆成“零件”,也有几十亿种组合方式,其中只有一个会与原来的布朗峰一模一样。那么,飞机、人体是复杂的而布朗峰是简单的吗?任何早已存在的组成物都是独一无二的,而且以后见之明,都是不可能(概率很低)的存在。旧飞机拆卸厂的零件堆是独一无二的。没有两个零件堆是一样的。要是你将拆卸下来的飞机零件成堆地丢弃,任何两个废零件堆一模一样的概率,非常低,就像你想以零件丢出一架能飞的飞机一样。那么我们为什么不说垃圾堆或布朗峰或月亮,与飞机或狗一样复杂,反正它们的原子排列一样的独一无二(重复的概率极低)?
1700267888
1700267889 我的脚踏车上有对号码锁,它的数字轮有4096个不同的组合。每一个组合都一样的“不可能”—意思是说:要是你随意转动数字轮,每一种组合出现的概率都一样很低。我可以随意转动数字轮,然后瞪着出现的数字组合以后见之明惊呼:“这太神奇了。这个数字出现的概率只有4096分之一。它居然出现了,真是个小奇迹。”那与将一座山的岩石组织或废料堆中的金属组织视为复杂,是一样的。事实上,4096个不同的组合中只有一个—1207—是真正独一无二的,只有它才能将锁打开。这个数字独一无二的地位不是以后见之明看出来的,它是制造锁的工厂事先决定的。要是你随意乱转数字轮,第一次就转出了1207,你就可以将脚踏车偷走,那才像是个小奇迹。要是你以银行保险柜试手气,第一次就转出了正确的号码,那就不是小奇迹了,因为概率最多只有几百万分之一,你就能偷到一大笔财富了。
1700267890
1700267891 在银行保险柜上撞上幸运号码,在我们的模拟中,与用零件随意堆出一架波音747一样。保险柜的数字锁有上百万种组合可能,其中只有一个可以把锁打开,以后见之明来看,这个组合与其他组合一样“不可能”。同样,几百万种组合飞机零件的方式中,只有一种(或几种)才能飞行,以后见之明每一种都是独一无二的(“不可能”)。事实上,能够飞行的组合与打得开锁的组合,都与后见之明无关。锁的制造商决定了数字组合,然后告诉银行经理。飞机能够飞行,是因为我们事先就将它设计成飞行器。要是我们见到一架飞机在天上飞行,我们可以确信它绝不是以零件随意投掷组合成的,因为我们知道:金属零件的任意组合物能够飞行的概率实在太低了。
1700267892
1700267893 再谈布朗峰,要是你设想过布朗峰所有岩石的组合方式,的确,其中只有一种会是我们所知道的布朗峰。但是我们知道的布朗峰也是以后见之明定义的。岩石堆积在一起我们就叫作山,而堆积岩石的方式不知有多少种,每一座山都有可能叫作布朗峰。我们知道的这座布朗峰没有什么特殊之处,它没有事先指定的规格,与能够飞行的飞机毫无相当之处,与打开保险柜的锁(大批金钱因而滚出)也毫无相当之处。
1700267894
1700267895 也许你会问:有什么生物与能够飞行的飞机相当?与保险柜打开的锁(大批金钱因而滚出)相当?好问题。有时简直完全相当。燕子就会飞。我们已经说过了,飞行器可不容易随意组装出来。要是你有一只燕子的所有细胞,把它们随意组合在一起,得到一个会飞的玩意儿的概率,讲得实际一点,与零无异。不是所有的生物都会飞,但是其他的本领一样“未必会存在”,也一样可以事先指定。鲸豚不会飞,但是它们会游泳,而且它们游泳与燕子飞行一样有效率。拿一头鲸鱼的细胞随意组合起来,得到一个会游泳的玩意儿,概率已经很小了,更不要说像鲸鱼一样快速、有效地在海里游了。
1700267896
1700267897 说到这里,也许有个目光锐利如鹰的哲学家(对了,老鹰的眼睛可是十分锐利的—你也不可能以晶状体和感光细胞随意组合成一只老鹰的眼睛)要开始碎碎念什么“……循环论证……”了。燕子会飞,但是不会游泳;鲸鱼会游泳但是不会飞行。由于有后见之明,我们可以判断一个随机组合是否是个成功的飞行器或者游泳机器。要是我们同意事先不指定功能,一开始只是死命地任意组合零件,搞不好随意的细胞堆会是一只有效率的地道动物,像鼹鼠,或一只爬树动物,如猴子。它也许善于迎风滑翔,或者紧抓着油污的破布,或者绕着逐渐缩小的圈子走路,直到它消失为止。可能的事多着呢。然而,可能吗?
1700267898
1700267899 要是真有那么多可能,我的虚拟哲学家就有点道理了。要是无论你如何任意抛掷物质,成就的集合体—以后见之明来说—经常可以描述成“有一技之长”的话,那么你说我举燕子、鲸鱼做例子根本无效就是真的了。但是生物学家对于什么算是“有一技之长”可以说得更为具体。我们认出某个事物是动物或植物,最低限度是这个事物应该成功地过某种生活(更精确地说,它或它的同类得活得够长,以便繁殖)。不错,生活的方式有许多种—飞行、游泳、在林间穿梭等等。但是,不管生活方式有多少种,找死的方式更多,或者说“不算活着”。你也许可以随意组合细胞,一遍又一遍,玩它个几十亿年,却没有组成任何名堂,无论天上飞的、水里游的、土里钻的、地上跑的或者会干任何事的都没有—更糟的是你的成果远未达到生命体的标准,它在设法生存。
1700267900
1700267901 这个论证到这里已经很长甚至太长了,现在该提醒大家我们是怎么开始这个论证的。我们想找寻定义“复杂”的精确方式。有些事物我们认为复杂,怎样才能说得更精确一些?我们想找出人、鼹鼠、蚯蚓、飞机、钟表的共同之处,以及它们与牛奶冻、布朗峰、月亮不同的地方。我们得到的答案是:复杂的事物有某种性质,是事前规定的,而且极不可能单纯地随机造就。就生物而言,那种事先规定的性质以某种意义来说就是“高明”(proficiency);或者是高明地掌握某一特定能力如飞行,如果由一个航空工程师判定的话;或者是高明地掌握着某种比较一般的能力,例如避免死亡,或以生殖传播基因。
1700267902
1700267903 避免死亡是必须努力才能达到的目标。要是“随它去”的话—那也是死亡后的状态—身体就会朝向回复与环境平衡的状态发展。要是你测量活的生物体的某些量,例如温度、酸度、含水量或电位,你通常会发现它们与周遭环境有显著差异。举例来说,我们的体温通常比环境的温度高,在寒冷气候中,身体必须费很大劲才能维持这个温度差。我们死后,身体就停止干活,温度差开始消失,最后体温与环境一致。不是所有的动物都同样地努力避免体温与环境的温度平衡,但是所有动物都会干某种相当的活儿。举例来说,在干燥的地区,动物和植物都得努力维持细胞中的水含量,对抗水的自然倾向—从湿度高的地方流向湿度低的地方。不成功便成仁,这可是生死攸关之事。更广泛地说,要是生物不主动努力防止水分从体内散失,它们到头来就会与环境融合,不再是自主的存有物。那是它们死后发生的事。
1700267904
1700267905 非生物不会这么干活儿,人工机器除外—我们已经同意把它们视为荣誉生物。非生物接受那些使它们与环境平衡的力量,任凭摆布。布朗峰已经存在了很长时间,我知道,它也许还会继续存在一阵子,但是它不会努力活着。岩石要是受重力的影响而躺在某处,它就躺在那儿。它什么都不必做,就能继续躺在那儿。布朗峰现在存在,会继续存在,直到风雨磨蚀了它,或它让地震震垮。它不会采取措施修补磨蚀、龟裂,或者震垮后再复原,生物的身体就会。非生物只是服从物理学的一般定律。
1700267906
1700267907 这种说法等于否认生物服从物理定律吗?当然不是。没有理由认为物理定律在生物界就不灵了。物理学的基本力量,无可匹敌,任何超自然力都不成,“生命力”也不成。事实是这样的,如果你想利用物理学定律——以天真的方式——了解整个生命体的行为,你不会得到什么成果。身体是个复杂的事物,由许多零件组成,想了解身体的行为,你必须把物理学应用到身体的零件上,而不是整个身体。整个身体的行为是零件互动的结果。
1700267908
1700267909 以运动定律为例。要是你将一只死鸟抛向空中,它在空气中的轨迹,会是一个优美的抛物线,与物理学教科书所描述的完全一样,然后它会掉落地面,停留在那儿不动。它的行为与一个具有特定质量、风阻的固体没有两样。但是要是你将一只活鸟抛入空中,它就不会循着抛物线落到地面。它会飞走。理由是:它有肌肉,干起活来就能抵御地心引力与其他影响整个身体的物理力量。在它肌肉的每个细胞中,物理定律都灵光得很。结果是:肌肉运动翅膀,使鸟能在空中活动。这只鸟没有违反地心引力。它不断受到地心引力向下拉扯的力量,但是它的翅膀努力干活儿,它的肌肉服从物理定律,抗拒地心引力使它的身体停留在空中。要是我们天真地将一只活鸟看作一块具有特定质量、风阻(而没有特定结构)的固体,我们就会认为这只鸟违反了物理定律。我们得记住这只鸟身体里有许多零件,各自服从物理定律,我们才能了解整个身体的行为。当然,这不是生物独有的本领。所有人造机器都有这个本领,任何复杂、多组件的事物都有这个潜力。
1700267910
1700267911 这让我回到最后一个题目,以结束这富有哲学气息的第一章—什么叫作解释?我们已经讨论过什么叫作复杂的事物。但是,要是我们想知道一个复杂的机器或生物如何运作,什么样的解释才令我们满意?答案我们在上一段已经提过了。要是我们想了解一架机器或生物的运作,我们就从零件下手,追问它们如何互动。要是有个复杂的事物我们还不了解,我们可以从我们已经了解的简单零件下手。
1700267912
1700267913 要是我问一个工程师:蒸汽机如何运转?对于令我满意的答案我有一个相当清楚的概念,知道一般而言它该是什么样的。我与朱利安·赫胥黎(Julian Huxley,1887~1975,生物学家)一样,要是这个工程师说“牵引力”,我不觉得受用。要是他继续大谈什么“整体大于部分的总和”,我就会打断他:“别说那个了,告诉我它如何运转。”我想听的是:这台蒸汽机的各个零件如何互动,导致整个蒸汽机的行为。一开始我会接受以非常大的零件做单位的解释,那些零件的内部构造与运转也许非常复杂,迄今仍无从解释。一开始就令人满意的解释,使用的单位也许是“燃烧室”、“锅炉”、“汽缸”、“活塞”、“蒸汽阀”。工程师一开始不必解释它们每一个是怎么运转的,只要说出它们的功能就可以了。我会暂时接受,不追问它们怎么会有那些功能。知道了每个零件是做什么的,我就能了解它们如何互动,造成整个引擎的运转。
1700267914
1700267915 当然,然后我会随意询问每个零件的功能从何而来。我先接受蒸汽阀是调节蒸汽量用的,这个知识帮助我了解整个引擎的行为,现在我回过头来对蒸汽阀十分好奇。在零件中有个层级结构。我们解释任何层级的零件的行为,都以那个零件的组件为起点,弄清楚各组件的功能,暂时不问那些功能的来由。我们将层级结构揭开,一层层揭掉,直到那些组件简单到我们不再觉得需要解释为止—就日常生活需要而言。举例来说(这也许对,也许不对),我们大多数人都不认为铁活塞棒的性质是个问题,我们接受它作为单位来解释复杂机器,只要那些机器有铁活塞棒。
1700267916
1700267917 当然,物理学家不会认为铁活塞棒是理所当然的玩意儿。他们会问:为什么铁活塞棒是坚硬的?然后继续从事揭露零件层级的工作,直到基本粒子与夸克的层次。但是我们大多数人都觉得人生苦短,就不追随他们了。复杂的组织中,解释任何一个层次,通常向下揭开一两个层次就能令人满意了,不必穷究。汽车的行为以汽缸、化油器、火星塞就能解释。没错,这些零件每个都在一个解释金字塔的塔尖上,下面还有许多层零件与解释。但是,要是你问我汽车是怎么运转的,而我从牛顿定律与热力学定律讲起,你会认为我太虚矫了,要是我从基本粒子谈起的话,铁定是在蒙人(obscurantist)。汽车的行为,追根究底,得用基本粒子的互动解释,这绝无疑问。但是,以活塞、汽缸、火星塞的互动解释,最为实用。
1700267918
1700267919 电脑的行为可以用半导体电子闸门之间的互动解释,接下来,这些半导体电子闸门的行为,物理学家以更低层级的零件解释。但是,就大多数目的而言,要是你想从上述层次了解整个电脑的行为,根本就是在浪费时间。电脑里有太多电子闸门,它们之间的互动更难以计数。令人满意的解释只能容纳很小数目的互动,数量小,我们的脑子才能有效处理。要是我们想了解电脑的运转,我们偏爱的是以六个主要组件为基础的解释,这六个主要组件是内存、中央处理器、硬盘、控制组件、输入/输出控制组件,就是这个道理。了解了这六个主要组件的互动之后,我们也许会想知道它们的内部组织。只有专门的工程师才可能深入AND闸门与NOR闸门的层次,只有物理学家才会继续深入,到达追问电子在半导体中如何行为的层次。
1700267920
1700267921 对那些喜爱什么“主义”之类的词的人来说,我这种了解事物运作原理的路数,最俏皮的名字也许是“层级简化主义”(hierarchical reductionism)。要是你读时髦的知识分子杂志,你也许已经注意到了:“简化主义”是那种只有反对它的人才会使用的词,就像原罪(sin)一样。在某些圈子里,你说自己是“简化主义者”,会让人觉得你承认了你吃了婴儿。但是,没有人吃过婴儿,也没有人真的是值得反对的“简化主义者”。莫须有的“简化主义者”—人人反对,但只在他们的想象中存在的那种人—直接以最小的构成零件解释复杂的事物,根据这个神话的某个极端版本,他甚至认为零件的总和等于复杂的整体。另一方面,层级简化主义者对于任何一个组织层级上的复杂实体,只以下一层的实体解释;那些实体本身也可能非常复杂,必须以组成零件的互动解释;就这样简化下去。用不着说,适用于较高层级的解释种类,与适用于低层次的解释种类非常不同—可是据说神秘的食婴简化主义者反对这种看法。这正是以化油器而不以夸克解释汽车的关键。但是层级简化主义者相信化油器可以用更小的零件解释,更小的零件最终要以最小的基本粒子解释。以这个意义而言,所谓简化主义不过是个代名词,指的是了解事物如何运转的真诚欲望。
1700267922
1700267923 这一部分我们以一个问题开场:对于复杂的事物,什么样的解释才令我们满意?前面的讨论从机制下手:这事物如何运转?我们的结论是:复杂事物的行为应该以组件的互动来解释,而组件可以分析成有序的层级结构。但是另一种问题是:复杂的事物如何出现的?这个问题是本书的核心,我不打算在这里多做演绎。我只想提一点:适用于了解机制的一般原则,也适用于这个问题。复杂的事物就是我们不觉得它们的存在是不需要解释的事物,因为“那太不可能了”。它们不会因为一个偶发事件就出现了。我们解释它们的存在,是把它们当作一个演变过程的结果,最初是比较简单的事物,在太古时代就存在了,因为它们实在太简单了,偶然的因素就足以创造出来,然后渐进、累积、逐步的演变过程就开始了。前面已经讨论过,我们不能用“大步简化论”(以夸克解释电脑)解释机制,而应该以一系列规模比较小的步骤从事,就是从高层逐级揭露各层的组件互动模式;我们也不能说复杂的事物是以“一步登天”的模式出现的。我们还是必须诉诸一系列小的步骤,这一次它们是以时间序列安排的。
1700267924
1700267925 牛津大学的物理化学家阿特金斯(Peter W. Atkins)写过一本文字优美的书《创造》(The Creation,1981),他一开始就写道:
1700267926
1700267927 我将带你的心灵出外旅游。这是一趟理解之旅,我们会造访空间的边缘、时间的边缘、理解的边缘。在旅途中,我会论证:没有不能了解的事物,没有不能解释的事物,每个事物都极为简单……宇宙大部分都不需要解释。例如大象。一旦分子学会竞争,学会以自己为模版创造其他分子,大象以及像大象的事物,就会在适当的时候,出现在郊外,漫步。
1700267928
1700267929 阿特金斯假定:一旦适当的物理条件就绪,复杂事物的演化,也就是本书的主题,就是不可避免的。他问道:为了使宇宙以及后来的大象与其他复杂事物,有一天必然会出现,最小的必要物理条件是什么?一个非常懒惰的创造者至少该做什么设计?从一个物理科学家的观点来看,答案是创造者可以无限的懒惰。为了了解万物的生成,我们必须假设的基本原始单位,要不是零(空无)(根据某些物理学家),就是极为简单的玩意儿(根据其他的物理学家),简单到不值得麻烦他老人家。
[ 上一页 ]  [ :1.70026788e+09 ]  [ 下一页 ]