复杂适应系统理论及其对二语习得研究的启示

魏大为，许春燕

(1.西北师范大学外国语学院，甘肃兰州 730070;2.西北师范大学教育学院，甘肃兰州 730070)

复杂适应系统理论及其对二语习得研究的启示

魏大为1，许春燕2*

(1.西北师范大学外国语学院，甘肃兰州 730070;2.西北师范大学教育学院，甘肃兰州 730070)

复杂适应系统理论是Holland于1994年正式提出的新一代系统理论，迄今已在经济、生物、哲学以及社会科学等领域得到成功应用。同样，该理论也为学者研究语言提供了新的理论框架。本文就是在这一背景下尝试探讨其对第二语言习得研究中的个体差异研究、写作研究以及研究方法的启示。个体差异是语言、主体和环境互动的产物，是动态化和过程化的;写作过程的研究也可以用复杂系统理论进行指导和解释;在研究方法方面，二语研究方法上可以借鉴隐喻的思维方法和基于主体的建模方法。

复杂适应系统;个体差异;二语写作;二语习得研究方法

一、引言

自埃德加·莫兰(Edgar Morin)于1973年在《迷失的范式:人性的研究》一书中首提复杂性范式以来，复杂性研究逐渐兴起，现已成为国内外包括社会科学在内的众多学科领域的研究热点。1994年，约翰·霍兰(John Holland)正式提出的复杂适应系统理论(Complex Adaptive System，简称CAS)是影响最为广泛的复杂理论之一，迄今已在经济、生物、医学、哲学以及社会科学等领域得到成功应用。很多学者已从语言的演化、本质、功能等方面论证了语言也是一个复杂适应系统［1］－［4］。本文欲在这一理论观照下探讨其对于二语习得研究的启示。

二、复杂适应系统(CAS)理论

1.什么是复杂适应系统(CAS)理论

CAS系统是指由很多并行和恒常地运动着的主体(可表示细胞、物种、个人、公司、国家)构成的动态网络，这些主体对其他主体作出反应。CAS系统中基本构建是个体。它能在与环境和其他主体的主动适应与互动中“学习”和“成长”，并可以利用学到的经验改变自身结构及行为方式，从而影响其他层次乃至整个系统的演化。这也是复杂适应系统的基本思想——适应性造就复杂性。

CAS的核心理论是涌现性理论。涌现发生在复杂适应系统的混沌边缘，是系统由简单的初始条件逐渐演化而产生的复杂的非可预料的结果，是微观主体进化导致宏观系统在性能和结构上的突变［5］。这种新的演化观，为我们解决社会和语言等复杂现象提供了利器，也是霍兰理论的重要贡献之一。霍兰认为所有CAS系统都包含七个基本点即四个特征和三个机制。四个特征是指聚集(aggregation)、非线性(non－linearity)、流(flow)和多样性(diversity);三个机制包括标识(tagging)、内部模型(internal model)和积木(building blocks)。CAS理论借助计算机技术对现实复杂适应系统主体的各种行为特性进行模拟，建立了回声模型，尝试适应性造就复杂性的根本规律。可以说CAS理论为我们全面认识复杂系统问题开辟了新视域，是现代系统科学的继续和发展。

2.作为复杂适应系统的语言

我们每时每刻传情达意做事无不以语言为载体，也正是这一点，语言又常被人认为理所当然，“如入芝兰之室，久而不闻其香”。但是语言确是一个典型的CAS［4］，并且将语言视为一个CAS有其优势，我们可以把看起来没有干系的语言现象都作为同一个系统的性质因素来做统一的考量［3］。在人类由原始语言到现代语言的漫长而复杂的演进过程中，语言本身不断地自我调整适应，语言从动物交际系统渡越四个相变到人类语言［4］。王士元所领导的研究小组在这一理论框架下作了很多研究，在语言演化、语言习得、语言起源等方面取得了较多成果。Lee和Schuman基于进化生物学和神经生物学的研究结果勾勒出人类语言习得的独特视角，认为语言是富有文化内涵的手工艺品(cultural artifact)，是人与人的语言交流而涌现出来的复杂适应系统［6］。Steels重点回顾了在CAS理论大框架下的四类语言建模实验。这些实验主要尝试解决语言发声系统的发展，语义的涌现，语言的形意配对和语法的起源等问题。这些实验的设计都有一个共同的思想:预先设定一群主体，并把它们看成是一个复杂适应系统，由它们集体解决交际中的问题。作者分析了这几个实验的具体操作过程，主张可以将语言视为一个不断进化和适应的“活系统”(living system)［2］。至此我们可以总结一下语言作为复杂适应系统的基本特点:该系统包括有互动的多主体(即话语社区里的说话者);系统是自适应的，说话者行为是以其过去的互动事件为基础的，而当下的和过去的互动事件又共同影响到(feed into)未来的话语行为;说话者的话语行为是从感知机制到社会动机的多个因素之间竞争的结果;语言的结构是从人的经历型式、社会交际型式和认知过程型式三者相互联系中涌现出来的。

三、语言的复杂适应系统观对第二语言习得研究的启示

1.学习者个体差异的研究问题

从第二语言习得研究起步的1967年即Corder发表的经典论文The Significance of Learner＇s Errors到现在，四十余年已经过去。在这近半个世纪历程中，SLA研究迅猛发展，各种理论层出不穷，俨然一个“战国时代”。在几十年时间里，二语习得研究领域先后出现了60多种理论、模式、假说和框架，各门各派观点迥异，仁智互见，从一个侧面体现出二语习得的复杂性。有人在总结了行为主义理论，连通论、普遍语法理论、互动理论和社会文化理论等八种较有影响力的SLA理论后认为，这些理论只是探索了这个复杂过程的一个或几个侧面，同时忽略了SLA系统的其他重要因素［7］。我们知道学习总体上来说是一个动态的非线性的，其中各种因素交互作用，形成一个复杂学习过程。第二语言习得概莫能外，甚至因为要对第二语言作认知语言学、心理语言学和社会语言学的分析，涉及各方面的因素而变得更加复杂，“牵涉到一语以外的更多复杂性层面”［3］。

在讨论这个问题之前，我们先来看看《隐秩序》的有关论述。在该书中，作者霍兰说:“系统的行为更多依靠的是相互作用，而不是个体的行为。”这也即是说较之主体的行为，主体之间的相互作用更具决定性作用。CAS视角下的每一个二语学习者都是具有适应性的主体，“在CAS中，任何特定的适应性主体所处环境的主要部分，都由其他适应性主体组成，所以任何主体在适应上所作的努力，就是要去适应别的适应性主体。”这其实也与唯物辩证法关于相互作用相互联系在事物存在与发展中的作用的论述是一致的。CAS中的主体适应性思想改变了“那种把个体本身的内部属性放在主要位置，而没有把在个体之间以及个体与环境之间的相互作用置于基础的地位观察和分析的思想方法”［8］。CAS理论架构里的这一思想对二语习得研究关于个体差异的研究也有诸多启示。

个体差异的研究最早可追溯到19世纪末期。近年来，外语教学的研究重心向着多层次、多侧面、多元化方向发展，对学习者个体差异(Individual Differences)的相关研究蓬勃发展，其在外语学习过程中的作用得到了充分的重视。IDs主要指年龄、性别、语言潜能、认知风格、学习策略、动机、学习态度等因素。在语言、个体、环境的复杂互动关系中，个体在适应其他个体，适应环境的动态过程中其内在属性无疑也不断发生着微妙的嬗变。在前期IDs的研究中我们已经分离出诸如动机、学能、年龄、性别、学习策略、认知风格等因素，这为我们后来的研究奠定了基础，但是，也应看到，所有这些因素都不是独立于个体适应其他个体和环境的动态过程的，反之，仅仅研究这些因素与二语学习者的学习结果的相关关系是不够的甚至是危险的，因为“这种貌似综合和简洁的IDs的图景其实是经不住科学的考验的”。［9］回顾SLA领域几十年的IDs研究实践后，Ellis认为我们需要一个承认二语学习的情景性(situated nature)的理论，该理论既要能解释学习的快慢与成败，还应能够解释二语学习的过程［10］。所以我们在研究IDs的有关问题中，十分重要的一点是要把二语习得者看成是活的适应性的主体，要把学习个体的差异放在他与语言、环境和其他个体这三大块的交互作用的参照系中加以考量。

近些年来，学者们越来越意识到这一点的重要性。从现有的资料来看，我们会发现个体差异的研究出现了新的动向:将时间维度和空间维度纳入到IDs的研究中，对差异因素剖析与整合并举，力图动态而全面地解释个体差异现象。这也提示我们在研究学习者差异问题时，要非常关注主体与环境的联系，任何脱离时间纬度(即主体的学习特点随时间的波动)和空间纬度(主体的学习特点随环境的变化而变化)来谈IDs都是不科学的。Dornyei在复杂适应系统的理论框架下深入思考了SLA研究中的主体(agents)特征［9］。他认为绝大多数学习者特征不是单维的(monolithic)，而是复杂的和高阶的思维属性(high－order mental attributes)，它们涉及到若干个次成分和次过程的统合作用(integrated operation)。他把那种稳定的单维的IDs的传统观称之为“个体差异的迷思”(Individual differences myth)。他认为象学能和动机这样的高阶IDs，在某些层面上涵盖了不同的低价成分的合作(如认知的、动机的和情感的)，最终形成了“混合属性”(hybrid nature)。他指出今后的研究方向是要尝试并采取一种系统的方法(systemic approach)，找到认知、情感和动机三者作为整体作用的高阶个体差异混合体或集群(higher－level ID amalgams or constellations)。具体到个体差异本身，主要是探讨了动机和学习策略这两个方面。

一是动机。动机不是静态的，它是不断变化的，甚至在学生上课过程中都会因为教师的行为(如教师所讲的某一个笑话)而此消彼长。早在1998年，Dornyei和Otto就构建了关于动机与时间维度的过程模式，其包括了前行动、行动和后行动三个阶段。最近，Dornyei和Tseng采取基于情景与过程的视角(situated and process－oriented perspective)尝试分析学习者处理任务时的过程，构造了动机的三个次过程的结构方程模型，是动机研究领域值得关注的新发展。这里，先是评估系统对任务的执行作出评估并发出评估信号，信号激活相应的动作控制策略，后者反过来促进任务的执行，形成一个循环［11］。

二是从学习策略到自我调节的转向。Dornyei＆Skehan批判了 O＇Marlley＆ Chamot［13］在学习策略的定义和概念上出现的相互矛盾和模糊不清。鉴于在教育心理学的研究领域学习策略这一概念已经为内涵更广的自我调节所替代，所以他们主张在语言研究中也要做类似的调整。后者指的是学习者个体积极参与自己学习的程度，它整合了自我概念、归因理论、维果茨基文化历史理论、动机、意志、社会认知理论、信息加工等不同理论，是较之学习策略更为广泛和动态的概念。从学习策略到自我调节这一概念的转向虽然根本没有解决前者名下的理论问题，但是研究者们已经成功地把重点由结果型研究转向了过程型研究。

2.二语写作问题

近些年来，受维果茨基思想的影响，二语写作的研究开始关注文本的社会结构的维度，认为写作是发生在社会环境中。但是这些研究多为描述性的研究，解释性的研究相对较少，所以开展教学研究时必须既要实事求是地搞清教与学的过程，还必须解释它们。要解释这一过程，我们可以尝试用复杂性理论，因为它主要研究事物动态的过程和发展机制。在这方面Nelson做了不少开创性的工作，运用霍兰CAS理论中所包含的四个特性和三个机制来解释二语写作过程［14］［15］。他选择其二语写作课上的13名外国留学生作为受试，进行为期一个学期的个案研究。数据的收集主要采取三种方式:一是整个学期每个学生写的三篇议论文(包括多篇草稿以及经教师和同学审阅后的作文稿);二是学生撰写的与课堂活动相关的观察报告;三是师生一对一访谈。形式是半正式的，录音，学期开始和期中期末各三次，时间40－70分钟，问题27－42个不等。作者主要探讨了积木(building blocks)这一机制在解释二语写作过程中的作用。积木是一个隐喻，用来展示简单如何产生复杂的。在CAS理论中，系统演化的本质就是在于发现新的积木和进行交换(cross－over)和重组(recombine)。在写作过程中，写作积木(rhetorical building bolcks)与社会环境的相互作用产生出各种观点，每一种观点适应与一个社会生态位(social niches)，如政治演讲、学术论文和报纸社论等。在收集的数据中，Nelson发现过去起作用的积木在新的环境中得到复制(reproduction)，但是在碰到现有积木不适用于自己当下的写作意图时，这时出现的矛盾会促使主体(写作者)组合或者交换相关的、经检验有效的积木来构建模型以产生更好的写作结果。学生Maria在自评报告中坦言自己一开始就“种族间通婚能产生良好的关系”立论时感到沮丧，因为她找不到能支持论点的婚姻幸福的衡量标准。后来通过与学校写作中心的老师、授课教师(即Nelson本人)和她的朋友之间的交流后把自己的论点修改为“种族间通婚不全是糟糕的婚姻”。在这个写作过程中，Maria实际上在作者传授的Develop－Criteria－then－Match的写作构思模式加入了新的积木rebuttal，成为Develop－Criteria－Rebuttal－then－Match的模式。我们在这个实例中看到了积木的交换与重组为Maria催生了新的构思模式。由上可知，写作过程中，写作者通过现有积木的交换与重组，以及新的不同的积木的不断演进促使了学习与创新的涌现，并非彻底的发明创造(invention de novo)。这一研究结果对于写作的教学也有启示作用。主体通过在教室内外的环境中的观察和模仿，使得写作积木在有关个人之间流转，所以教师有必要采取措施促进写作知识在学生与相关人员中的流转，加强成员间的就写作任务的交流互动［14］。Nelson还进一步探讨了流的概念在L2写作中的应用。“流”指主体在人际网络中通过联结者(connectors)而形成的资源的流转。在L2写作中，“流”指的是与写作相关的知识在写作任务的研究和合作中形成的学生网络中的流转［15］。在CAS系统中，流有两个效应:扩充效应(multiplying effect)和再循环效应(recycling effect)。作者发现这同样适用于解释写作活动是如何使得学生掌握知识的。联结者则指口头和书面的交际互动，如小组活动(group work)、文稿同学互评(peer reviews)和成员之间的E－mail交流。每名学生都是其他同学网络中的节点。

以小组活动为例，教师先布置一篇阅读材料让学生预习，后设计小组活动以利于他们理解阅读材料中的有关概念。学生Neelum写道:“I discuss exercise 1 with［him］because we both picked same article from daily Texan.He has some difficulty with finding argument of character.I explained him what I did and He helped me to understand giving argument shape.This group study is good if partner is good.”就像Neelum所写的那样，在与同学的讨论中两人对于写作知识都有不懂的地方，但是小组活动使得他们最后都明白了这些写作知识。所以通过这项活动，知识在流转中得到了增殖。另一方面，学生和老师都是使得知识再循环的主体。学生对某一知识点的疑问会使教师在课堂上讨论或者教师发邮件予以澄清。而学生提出的改进教学设计的建议又使得教师重新设计某些活动环节，这样体现本班学生的知识又流转到下一届学生。另外，该班学生是外国留学生，来自多个国家。他们倾向于寻找那些以前上过同样的写作课的并且是来自同一个国家的学生的帮助，所以知识也在学生之间循环。

3.SLA 研究方法

复杂性科学从诞生到现在不到半个世纪，却被赞为“21世纪的科学”，这主要是因为它在方法论上对传统的还原论的突破。《科学》杂志曾在1999年4月登载了《复杂系统》专辑，科学家们从化学、物理、数学、生物医学、气象学和经济学等领域深入介绍了复杂系统方法论的最新研究成果，展望复杂新科学研究下的远景。该期的编者按更是以《超越还原论》(Beyond Reductionism)为题，指出还原论在现代科学的研究中的不足，号召人们关注复杂系统的研究方法。霍兰的CAS理论作为当今复杂系统科学研究的前沿理论之一，其跨学科的视角、独到的方法和深刻的理论思想对于SLA的研究方法也很有借鉴意义。

一是隐喻的思想方法(metaphorical thinking)。复杂性科学的研究者用隐喻就可以简单清楚地表达用一般语言难以表述的复杂概念和理论如蝴蝶效应、混沌边缘、涌现、奇怪吸引子、自组织临界性、复杂适应系统、模拟退火等。复杂性研究的代表人物Holland认为:“丰富的隐喻和类比，是创造性科学和诗歌的核心。”他用隐喻方法，创设了CAS系统中的四个特性和三个机制，创新地构建了适应性主体的重要概念如聚集、标识、非线性、流等，由此建立起回声模型并经过计算机模拟而建立起他的复杂适应系统理论。近年来，语言学领域也有不少隐喻运用的范例，例如，Lee和Schummann用“互动本能”阐明语言社区的成员的互动在语言的演化和习得中的突出作用，指出语言是因为人类语言交流而作为“复杂适应系统”而“涌现”出来的“富有文化内涵的手工艺品”［6］;“语言帝国主义(Linguistic Imperialism)”［16］则形象而科学地说明了英语作为一种世界性语言的统治地位，突出强调了英语这种语言的气势以及渗透到世界各地的英语教学对英语地位的强化，是语言研究中的经典概念之一。正如阿拉伯古谚所说:隐喻是沟通现实之桥。我国应用语言学的研究也可以借鉴来自复杂性科学，心理学，社会学、人类学、甚至自然科学里的一些隐喻和概念，尝试解释我们抽象而复杂的二语习得过程。

二是基于主体的建模思想(Agent－Based Model简称ABM)。霍兰采用基于主体的建模方案，将主体分解为七个基本元素，借助计算机模拟CAS系统中的主体各种行为，建立了Echo模型，由此揭示出适应性造就复杂性的基本原理。所谓基于主体的建模方法，简单来讲是指从系统中的个体出发，由下而上观察和描述系统的动态行为的一种建模方案。它具有三个显著的特点:宏观和微观的结合;过程和状态的结合;可操作性强，有建模软件工具。用这种方案我们可以考察语言学习者过去的经历是如何影响他的话语行为的，因为在这一模型中，我们较易仿真说话者不同的话语行为以及会与语言社区的不同人互动的复杂情况［3］。近年来，语言学界也成功的建立了语言研究的ABM模型，例如:Ke和Holland用Swarm软件构建了社会群体的相互作用促成了语言的演化的模型［17］;Scatterfield运用建模的方法来模拟克里奥语的形成，它综合了人口学、社会学和心理语言学等三方面因素，勾画了克里奥语的发展和涌现过程，第一次较为成功地揭示了在一定的历史环境中克里奥语生成和演变的认知和社会的机制［18］。但是，需要指出的是，在实际的建模过程中，研究者首先要对主体进行相关的参数设定，而社会科学的研究一般是不可能象物理等自然科学那样精确地模拟的，Doyne也认为定量的建模不仅在数学上难度太大，而且对于认知和社会系统来说是不现实的和不充分的［9］。在这样的背景下，“复杂性思想建模”［19］应用而生。具体分为5个步骤:找出系统的不同组成部分;确定系统运行的时间尺度(timescales)和各层次的社会组织(social and human organization);描述组成部分间的关系;描述系统和环境是如何相互适应的;描述系统的动态运行状况，即组成部分和它们之间的关系两者是如何应时而变的。笔者认为，要揭示二语习得复杂现象背后的规律，我们既要有定量的ABM建模，也需要定性的复杂思想建模，二者相互规约相互指导才会更准确的反映语言学习的客观规律。

四、总结和展望

CAS视角下，认知、意识、经验、体验、人脑、自我和人际互动、社会、文化和历史等等因素都在语言习得中以一种丰富、复杂和动态的方式相互交织缠绕在一起，只有厘清它们中的复杂的互动关系，我们才能真正认识这些现象，而这一语言理论框架为我们未来研究和理论发展提供了指南［3］。以上探讨了在这一视角下二语习得的个体差异问题、写作问题以及二语习得研究方法问题。要指出的是，现有的CAS理论还只是基于生命特征而提出的经验假设［20］，处于概念框架和计算机模拟的阶段，缺乏系统严格的理论结果，这在某种程度上也限制了其在语言研究中的应用。但是，可以肯定的是，复杂适应系统所代表的复杂性科学的新思维的影响会远远超越理论本身而成为改造语言研究的推动力量。

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Abstract:Complex Adaptive System as proposed by Holland in 1994，is a new system theory which has been applied in many social and humanities disciplines.It could provide a new theoretical framework for language researchers.The paper discusses its successful application into individual differences study，foreign language writing study and second language acquisition methodology.Individual difference is a product of interaction of language，agents and environment，which makes it a dynamic and process－oriented phenomenon.The theory also can be used to guide and explain complex process of foreign language writing.Metaphorical thinking and agentbased modeling are encouraged.

Key words:complex adaptive system，individual difference，foreign language writing，second language acquisition methodology

Complex Adaptive System and its Applications into Second Langauge Acquisition

WEI Da－wei，XU Chun－yan

H09

A

1009－5152(2011)01－0079－04

2010－11－26

魏大为(1982－ )，男，西北师范大学外国语学院应用语言学专业硕士研究生，兰州交通大学外语学院大学英语教师;许春燕(1985－ )女，西北师范大学教育学院心理学专业硕士研究生。