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复杂性科学的哲学反思

2012-12-22赵光武

党政干部学刊 2012年1期
关键词:复杂性科学系统

赵光武

(北京大学,北京 100871)

复杂性科学的哲学反思

赵光武

(北京大学,北京 100871)

复杂性科学的兴起是当代科学形态转化的必然趋势;自组织是产生复杂性、增殖复杂性的动态过程,是复杂性之源,自组织概念是复杂性科学的基本范畴;自组织动态系统的“系统质”、“稳定态”是以涌现形式呈现出来的,涌现概念是复杂性科学的核心范畴。

复杂性科学;自组织;他组织;整体涌现性;还原释放性

哲学来自非哲学,科学是哲学的基础;哲学作为科学的理论升华,有方法论功能,是科学的向导。辩证唯物主义哲学只有随着科学前进,才能指导科学前进。当今,世界范围的复杂性科学的兴起与高涨,必然从更大范围、更深层次、更复杂的关系上,触及哲学的世界观、本体论、发展观、历史观、认识论等根本性问题,为马克思主义哲学的运用与发展提供了大好机遇。

中西医结合治疗2型糖尿病的研究较多,绝大多数的研究显示中西医结合治疗可以提升疗效,主要表现为提高血糖控制率、调节血脂、控制体重等。一项基于8个研究的Meta分析了六味地黄丸治疗2型糖尿病的系统评价显示,总有效率达到80%~97%。观察组对对象的总有效率也达到97.73%,优于Meta分析[3]。可能原因为:①该组对象采用二甲双胍血糖得到控制;②治疗时间为8周,其它文献多在4周;③该组对象的病情较轻,症状积分在14~15分,而其他文献报道主要在16~22分;④相较于六味地黄丸,加味六味地黄丸的辩证效果更显著,有助于控制兼证,采用煎剂有助于药物有效成分的析出。

哲学作为时代精神的精华,应以科学发展的前沿成果当做直接的研究对象,通过对科学成果的哲学反思,反思出哲学。这样,既可以对哲学进行充实深化,又能进而夯实科学的哲学基础。

一、复杂性科学的兴起

现代科学技术的发展,在高度分化的基础上呈现了高度综合的大趋势,其中蕴含着从简单性科学向复杂性科学的转向。

新技术革命时期的新机器,已发展到由工具机、传动机、动力机和控制机、计算机等几部分组成的机器系统。现代机器的主要性质与功能是整体性的,比如,信息流、反馈这些性质是整体性的,自调节、自适应的控制功能更是整体性的,只有在动态的相互联系相互作用中,才能存在,才能被把握。一旦将它分解拆卸,这些性质和功能就不复存在了。如果说第一次技术革命时代要求人们具有机械观和分析方法,那么新技术革命则要求人们并训练人们具有整体观念和综合方法。

这不仅是客观需要,也有实现的可能。首先应该看到,电子计算机就特别能帮助人们综合地普遍联系地考虑问题。从前人们考虑问题受智力条件的限制,不能同时考虑大量的因素,不得不用少数的原因来解释一些现象。这种方法尚能应付第一次技术革命时期的一些相对简单的问题,但却解决不了当代各种特别复杂的问题。电子计算机延伸了人脑,它能以敏捷的运算速度、精确的逻辑判断力、巨量的贮存信息和不会遗忘的记忆力,帮助人们“记住”大量的原因,并把它们联系起来加以综合地筛选,提出解决问题的方案。

其次还应看到,新技术特别要求进行跨学科的研究。对于像制造蒸汽机、汽车、电动机的工业技术,只要受到专门训练的专家、工程师就能驾驭了。可是解决像航天、环境污染那样复杂的问题就不能不进行跨学科的研究,打破狭隘的专业分工界限。比如,阿波罗登月飞行计划就是一个十分庞大复杂的系统工程。正是新技术革命所需要的跨学科综合研究和科学发展的一体化趋势,进一步增强了人们的整体观念,促进了系统科学的发展。二次世界大战以后,各类系统工程学科犹如雨后春笋迅速发展起来。这些学科都带有跨学科的性质,都是以一般的系统整体,特别是以开放复杂的巨系统为研究对象的。

在新技术革命的推动下,20世纪 70年代左右,面对着各种开放复杂的巨系统,不同国家、不同学科的研究人员,从不同的角度用系统方法在物理、化学、生物、天文、地理、数学、经济等学科领域开展了一系列有关复杂性或复杂系统的跨学科交叉研究。于是一个用系统方法,以复杂性探索为中心内容的复杂性科学应运而生了。

复杂性研究,目前已遍及所有发达国家,以及中国、巴西、俄罗斯等国,成为一种具有世界规模的科学思潮,一种文化运动。按照钱学森关于现代科学技术体系结构的观点,每门科学都有三个层次(基础科学、技术科学、工程技术)、一座桥梁(科学通向哲学的桥梁)。到了今天,复杂性研究已不只是某个学科层次的现象,而是从工程技术到技术科学,到基础科学,再到科学通向哲学的桥梁,四个层次都有大量工作。

所谓复杂性科学就其外延来说,就是运用系统论的方法,研究各类复杂系统、各种复杂性问题取得的理论成果。大致包括三个部分:①各学科领域进行复杂性研究取得的理论成果。②跨学科领域在一定学科范围内进行复杂性研究取得的理论成果。③关于对复杂性研究的理论方法与技术的探索取得的理论成果。复杂性科学已形成学派林立、观点纷呈、新见迭出的繁荣局面,代表现代科技发展的一种全局性的新动向。其主要流派有:欧洲的有包括比利时普里高津的耗散结构论、德国哈肯的协同学和德国艾根的超循环论在内的自组织理论,即所谓欧洲学派;美国的新墨西哥州圣菲研究所,以盖尔曼、霍兰为代表的复杂适应系统(CAS)理论,即所谓美国学派;我国以钱学森院士为代表的开放的复杂巨系统理论,即中国学派。还有,作为复杂系统的高度抽象 (把要素抽象为结点、把关系抽象为边、把结点连边的多少抽象为度)和形式化的描述方法的复杂网络理论,是研究复杂系统的一种新的角度,了解相互作用拓朴结构的一种新的途径。

随着复杂性探索,复杂性科学的产生、发展,人们的学术视野向宇宙的广度、深度大大地拓展了,人们逐步领悟到:在世界上,虽然存在着大量可以用还原论方法认识、解决的简单性问题,但同时更存在着无数不能用还原论方法认识、解决的复杂性问题。人们面对着世界在演化过程中不断涌现出的日益增多的复杂系统与复杂性问题,即所谓“规模巨大的、组成要素异质性显著的、按照等级层次组织起来的、具有各种非线性相互作用的、对环境开放的动态系统”。总之,开放的复杂巨系统比比皆是。诸如,人体系统、人脑系统、经济系统、社会系统、地理系统、天体系统、天地人系统等等。所以,从根上说,世界是复杂多变的,绝不是恒定简单的。因此,我们对宇宙的奥秘,越是进行广泛、深入地探索,越是走向科学发展的深处,就会越来越多地发现复杂性问题。

对待复杂性问题,有原则上两种不同的简化方法:一种是把复杂性约化为简单性来处理。例如,把模糊性约化为清晰性,把非线性约化为线性关系,把混沌性约化为周期运动,把分形对象约化为整形对象。这是传统科学处理复杂性的还原论方法。另一种则是把复杂性当做复杂性来处理,即在保留复杂性的本质特征前提下加以简化。例如,把模糊性当做模糊性来处理,把非线性当做非线性来处理,把混沌当做混沌来处理,把分形当做分形来处理。这是复杂性研究的方法论原则。

自然语言的动态语义很多。如Kamp, Heim等关于代词的复指解释,主要基于会话表达结构以获得对言语行为所做的修改的初创工作[1]。现存逻辑的“动态修正”中,一阶逻辑是对静态真值条件的尝试,但它也可以做赋值程序的模型,同时会涉及到变元和个体之间的转换关系。对于存在量词所涉及的真值条件:

全方面地展示岗位,以“工薪”、“经验”、“学历”三大基本指标进行组合为每个岗位设计分级标准,针对性地将岗位分为三个等级。

贝塔朗菲(一般系统论的创始人)早在1924年至1928年,为了反对当时在生物学理论和研究中的机械论方法,就强调应当把生物机体当做一个整体或系统来考察。上世纪30年代,他进而提出了机体系统论概念以及用数学和模型来研究生物学的方法。这就是他的一般系统论萌芽。到40年代贝塔朗菲把他的萌芽思想推而广之,有意识地把系统作为研究对象,运用类比同构的方法,对于各种现实系统,如社会集团、个人、技术结构等等进行全面考察和比较研究,提出了“适用于综合系统或子系统的模式、原则和规律”[2]并借助数学和逻辑工具把系统的因素、层次以及系统与系统之间的综合复杂联系定量化、精确化、模型化,从而创立了一门称之为一般系统论的新学科。这就是他的一般系统论由萌芽到诞生。

复杂性科学的兴起,意味着科学的发展,从古代的直观思辨,经近代的经验分析进入现代的辩证综合阶段之后,在当今正沿着辩证综合的方向蓬勃发展,呈现着既高度分化又高度综合,而以高度综合为主的一体化趋势。

在整个科学发展进程中,都贯穿着科学研究方法论的演化。所谓科学研究方法论是指一切具体科学的研究共同遵循的方向与路线,既不同于各门具体科学从事研究活动的具体方法,又不同于对理论与实践有普遍指导意义的更高层次的哲学方法,它是哲学方法与具体科学的具体研究方法的中介层次,内在于整个科学发展过程之中,随着科学前进并直接制约着科学前进。

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在古代的直观思辨阶段,由于科学尚未与哲学分化开来,通常与不同哲学派别的自然哲学掺和在一起,用哲学思辨方法整理直观经验,所以在它对现象知识的经验总结中常常渗透着猜测性思辨,用逻辑推理的思辨的方法,来弥补具体知识之不足,因而具有直观思辨的特点。这时科学与哲学混在一起作为“爱智慧”的内容,直接受哲学的影响,其探索自然的主导方法是整体论的,基本思路是强调对自然现象的比较笼统的整体把握,是直观的朴素的,没能把整体把握建立在对部分的精细了解上,特别是对部分之间相互关系的精确了解上,既没有精密的科学实验,又未形成严密的逻辑体系。科学发展从古代直观思辨进入近代的经验分析阶段之后,随着以还原论作为方法论基础的近代实验科学的兴起,这种直观笼统的整体论就被超越了。

在近代经验分析阶段,科学发展沿着还原论的方向,用分析、分解、还原的方法,不断把整体分解为部分,把高层次还原到低层次,揭示了大自然的许多奥秘,取得了巨大成就,如原子能的利用,遗传密码的破译等。20世纪50年代以来,生物学的蓬勃发展充分证明了这一点。人类对生命现象的研究就经历了一个从整体形态水平、器官水平、细胞水平,进而深入到分子水平的分解、还原过程,DNA双螺旋结构的发现意味着对生命现象的研究进入了一个新阶段。与此相适应,一个全新的产业在分子生物学研究的基础上诞生了,它的影响已经展现在医学、人类营养学、农业、动物繁殖等领域。可以预期,21世纪将是生物学和医学蓬勃发展造福人类的世纪。可见,还原论对科学技术的发展、生产实践的推动起到了重大作用,功不可没,以后它仍将继续发挥其应有的作用。

众所周知,在生物学的发展中,曾一度出现过机械论(还原论)和活力论。机械论力图用分析的方法,把生物运动简化、还原为机械运动、物理运动和化学运动,用物理和化学原理来说明生命的生理现象和心理现象。它虽然正确地指出了要搞清生命现象的奥秘,必须研究生命现象赖以发生的机械的、物理的、化学的过程,但是把生命现象归结为机械的、物理的、化学的过程则是错误的。恩格斯在《自然辩证法》中曾经指出:“终有一天我们可以用实验的方法把思维‘归结’为脑子中的分子的和化学的运动;但是难道这样一来就把思维的本质包括无遗了吗?”[1]意识和思维是人类大脑这个开放的复杂巨系统的整体涌现性,不是物质原子、分子本身固有的,它是物质的一种组织特性。

21世纪科学技术发展的最主要特点是:科学是研究复杂性的科学,技术是调控复杂系统的技术。复杂性探索、复杂性科学集中体现着现代科学发展的辩证综合的总体特征与发展大趋势。探索复杂性的价值取向与思维方式已日益渗透进了社会存在与社会意识的方方面面。正如法国当代著名哲学家、社会学家、复杂性研究思潮的开拓者埃德加·莫兰在《复杂性思想导论》中所说:“复杂性的观念在日常生活的语汇中比在科学的语汇中使用得更普遍,它总是带有一种警告理智,当心作出过于仓促的说明、简化、归纳的含义。事实上,复杂性也有它首选的地盘 (虽然在那里这个词本身没有被使用),那是在哲学中:在某种意义上它是辩证法;在逻辑的层面上,黑格尔辩证法曾是它的领域,既然这个辩证法把矛盾和变化引入了同一性的核心。”

自贝塔朗菲创立并倡导系统论以来,已有几十年的历史。期间,由于研究者们各自的出发点不同,建立理论的目的与方法不同,解决问题的深度不同,先后形成了几种一般系统论。

20世纪40年代以后贝塔朗菲针对当时生物学理论和研究中存在的还原论方法,认为只有把生命当做有机整体(系统)来考察,才能正确解释生命现象,他说:“我们被迫在一切知识领域运用‘整体’或‘系统’概念来处理复杂性问题。”[3]认为系统科学本质上是研究复杂性的科学。

“20世纪60年代以来,随着科学转向复杂多变量系统的深入研究,各种关于非线性复杂系统的研究才取得了实质性进展。耗散结构理论探索了远离平衡态系统的非线性相互作用的自组织特性;协同学研究了系统从一种组态向另一种组态转化过程中各组成部分协同行为的规律性;超循环理论研究了类似生物催化循环的自催化系统的非线性模型;分形论从非线性的角度探讨了多样化与统一性的关系问题;突变论研究了各种系统出现突变的众多非线性模型;混沌学则将决定性与非决定性在非线性关系中统一起来。最近的研究表明,在自然、社会、思维中更为普遍存在的是非线性。”[4]

系统科学是通过揭露和克服还原论的片面性和局限性而产生发展起来的。而朴素的整体论没有,也不可能产生现代科学方法,但是它包含着还原论所缺乏的从整体上认识和处理问题的方法论思想。理论研究表明,随着科学越来越深入到更小尺度的微观层次,我们对物质系统的认识越来越精细,但对整体的认识反而越来越模糊。而社会实践越来越大型化、复杂化,特别是一系列全球问题的形成,也突出强调要从整体上认识和处理问题。

可见,实践与科学的发展迫切需要超越还原论,发展整体论,把还原论与整体论结合起来。

系统科学的产生发展表明:“不要还原论不行,只要还原论也不行;不要整体论不行,只要整体论也不行。不还原到元素层次,不了解局部的精细结构,我们对系统整体的认识只能是直观的、猜测性的、笼统的,缺乏科学性。没有整体观点,我们对事物的认识只能是零碎的,只见树木,不见森林,不能从整体上把握事物,解决问题。科学的态度是把还原论与整体论结合起来。”[5]系统科学的使命在于超越还原论,发展整体论,实现还原论与整体论的统一。按钱学森的说法,“系统论是还原论和整体论的辩证统一”。辩证统一,绝不是两者的机械相加,而是在对两者实行“辩证否定”基础上的有机结合。所谓辩证否定,用黑格尔的说法叫“扬弃”,就是既克服又保留,所谓对还原论、整体论实行辩证否定基础上的有机结合,就是在克服抛弃它们的片面的消极的东西的同时,保留和发扬它们的有益的积极的东西,并把这些积极的东西在新的形态(系统论)中有机地统一起来。可见,系统论超越了还原论,发展了整体论,实现了还原论与整体论的有机结合与内在统一。这就是:从古代的朴素整体论到近代的还原论 (从肯定到否定),从近代的还原论到现代系统论(从否定到否定之否定),正、反、合,在更高基础上回到了原来的出发点,螺旋式上升。任何事物的发展都不是直线前进的,也不是首尾衔接团团转的,而是螺旋式上升的,或称作波浪式前进的。由肯定、否定、否定之否定所表示的螺旋式上升运动,是自然界、人类社会和思维发展的普遍规律,即唯物辩证法所揭示的“否定之否定”规律。我们通过对整个科学发展过程中,科学形态演化的正、反、合,以及科研方法论演化的正、反、合的哲学反思,不难发现,现代科学技术的飞速发展所凸显的从简单性科学向复杂性科学的转向,直接体现着客观世界辩证发展的普遍规律的作用,是不依人们的主观意志为转移的。

药敏结果分析表明,主要肠杆菌科细菌(大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌)对碳青霉烯类、头孢替坦、哌拉西林/他唑巴坦均无耐药性,对阿米卡星、头孢吡肟耐药率均<20%,对氨苄西林耐药率均>80%且明显高于氨苄西林/舒巴坦(P<0.05)。除氨苄西林外,肺炎克雷伯菌对其他所有药物的耐药率均低于大肠埃希菌;其中产超广谱β-内酰胺酶(extended-spectrum β-lactamase,ESBLs)菌株19株,占革兰阴性杆菌的25.3%,以大肠埃希菌多见(20%)。见表2。

二、自组织与他组织(或称被组织)

自组织是描述动态系统由于其内部组成部分之间相互作用而产生的一种有序状态,是复杂性科学的一个基本范畴。他组织是自组织的对应范畴,在内容、特点上与自组织是彼此规定相互照应的。

自组织作为复杂性科学的基本范畴,它的产生绝不是偶然的,而是在实践经验、理论思维经验积累到一定程度的基础上,在一定的科学技术背景下形成的。对此,吴彤、曾国屏在《自组织思想:观念演变、方法和问题》一文中进行了考察和论述。就实践经验与理论思维经验的准备来说,该文指出:近代最重要的德国哲学家康德首先在哲学上提出了“自组织”的概念,从自组织观点看,康德理论的现代意义之一,就是其中蕴含的自组织思想。他认为,自组织的自然等物具有这样一些特征:它的各部分既是由其他部分的作用而存在,又是为了其他部分、为了整体而存在;各部分交互作用,彼此产生,并由于它们间的因果联结而产生整体。只有在这样条件下而且按照这样规定,一个产物才能是一个有组织的并且是自组织的物,而作为这样的物,才称为一个自然目的。他比较准确地界定了自组织的性质,对自组织的理解与现代意义的自组织理解几乎一样。康德晓得自组织所带来的自然演化过程中的趋向目的性,在自组织中,他特别指出一个系统内部的各个部分的相互依存性,它们通过相互作用而存在、成长,又通过相互作用而联结成整体。这里,他虽然没有使用 “无序”、“有序”这样词汇,但是自发地由无序转化为有序的思想已经呼之欲出。从康德之后,一些哲学家对自组织问题虽然没有像康德那样准确的说法,但是认识关于如何发生、如何演变的问题一直就是哲学家思考的重要问题。

关于实践经验的准备问题,文中着重阐述了工程技术科学的自组织控制概念问题。维纳1948年创立控制论时,自动控制已经成为控制中最重要的问题;其中,根据目标或对象的运动进行反馈,从而调节控制系统的反馈过程已经包含了一定意义上的自组织思想。与此同时,阿希贝在1948年出版了一部著作名曰《自组织原理》,因此现代意义的自组织概念似乎可以追溯到阿希贝这里。控制科学界大致在20世纪50-60年代开展了自组织控制的研究。现在计算机科学领域中特别是智能研究领域的“自复制”、“自适应”、“自学习”等概念与“自组织”概念具有较大的关联。现在在计算机科学领域,自组织已经成为使用频率最高的词汇之一。

关于自组织范畴形成的科学技术背景,该文作了这样阐述:[6]历史进入20世纪 70年代,当代科学前沿出现了一大批研究演化的科学理论,如“耗散结构理论”、“协同学”、“超循环理论”、“突变论”、“混沌理论”、“分形理论”。由于这些演化理论的诞生,研究演化的科学家队伍一下子壮大起来。通过这些理论的卓越研究,“一种新的统一性正在显露出来;在所有层次上不可逆性都是有序的源泉”。这使得我们的自然观……在过去几十年这相对说来较短的时间间隔里就发生了如此根本的转变。“经典科学不承认演化和自然界的多样性”,而现代科学正发生“向非永恒性、向多样性过渡的根本性转变。”现在,物理学或自然科学关于自然界的观念已经发生了根本变革,演化的观念正在成为新物理学或新自然科学的主流观念。

在这种科学技术背景下,对具有非线性的复杂系统的研究,使人们更深刻地认识到在这类复杂系统中尤其引人注目的是自组织系统及其特性。自组织系统无需外界指令而能自行组织、自行创生、自行演化,即能自主地从无序走向有序。自组织系统不仅极为普遍,而且与人类关系密切。于是,复杂性科学的自组织理论就应运而生了。

“每一阵风过,我们都互相致意,但没有人,听懂我们的言语。”是对上句的进一步抒写。风吹幡动,实乃仁者心动也;而风吹树枝婆娑摇曳,实乃男女动情心生情思也。“互相致意”更提醒接受者这份情意应建立在相互尊重的基础之上。“但没有人,听懂我们的言语。”“没有人”意味着男女双方身体与心灵互为所属,是男性与女性之间情有独钟,一往情深的体现。“我们的言语”更说明两人心灵的高度契合,心有灵犀、心心相印。

关于孟晚舟被扣押后的事态进展,华为品牌部一位负责人回应《中国经济周刊》记者称,现在谣言很多,需要等候政府部门发布的权威消息。这位负责人还表示,外交部已经明确“孟晚舟是中国公民”。

通常讲的复杂性科学的自组织理论,一般包括比利时普里高津的耗散结构论、德国哈肯的协同学和德国艾根的超循论,即所谓欧洲学派。

特别是在如何认识与解决整体涌现性与还原释放性的矛盾关系问题上,必须改弦更张,从400年来还原论一味重视的从大到小从上到下分析、分解还原释放;转向从小到大、从下而上的整合,综合的整体涌现上。在多层次的非线性相互作用中合乎规律的实现整体涌现性避免还原释放性,是复杂性科学关注的核心问题。也可以说涌现性是复杂性科学的核心概念。所谓复杂性就是复杂系统的整体涌现性;所谓简单性就是解构复杂系统所呈现的还原释放性。复杂与简单具有本体论意义上的质的区别。不能说复杂是尚未认识清楚的东西,简单是已经认识了的事物。把本来客观上存在的简单与复杂的区别,说成是由人们的主观认识决定的,是值得商榷的。认识对象自身的复杂性,即本体论意义上的复杂性,原则上是认识主体无法约化的,需要主体把复杂性当做复杂性来对待,付出更多的认识代价。但即使你对它有了清楚的认识,能够用语言表达,找到解决问题的办法,它仍然是复杂的。

普里高津探索了远离平衡态系统的非线性相互作用的自组织特性。它准确地反映了如贝纳尔流、B-Z化学波和化学振荡反应以及生物演化周期等自发出现有序结构的本质。哈肯的自组思想主要源于对激光理论的研究。他发现诸多相互独立发光的原子及其所产生的光电场在一定的约束条件下,能产生出相位和方向都协调一致的单色光——激光。进而把激光研究中得到的一般原理,运用于解释其他自组织现象。通过与其他的物理学、生态学、经济学、社会学中的典型现象的类比分析,发现了完全不同的系统之间的惊人的类似性,认识到自组织系统从无序到有序的演化,不论它们属于什么系统,都是大量子系统之间协同作用的结果,都可以用类似的理论方案和某几种数学模型进行处理。并于1976年,第一次在科学意义上提出了“自组织”概念,用一个通俗的例子解释了自组织与组织的区别。他说:比如说有一群工人,如果每一个工人都是在工头发出的外部命令下按完全确定的方式行动,我们称之为组织,或更严格一点称它为有组织的行为,如果没有外部命令,而是靠某种相互默契,工人们协同工作,各尽各的职责来生产产品,我们就把这种过程称为自组织。艾根研究了生命系统的自组织问题,1971年提出了超循环理论。他认为在化学演化与生物演化之间存在着一个分子自我组织阶段,通过生物大分子自组织,建立起超循环组织并过渡到原始的有细胞结构的生命。

再举一个关于“狼孩”的例证。上世纪20年代初,印度某地居民从狼窝中救出两个由母狼哺养大的人类的女孩,大的约七八岁,小的约两三岁,给她们取名叫卡玛拉和阿玛拉。这两个“狼孩”的遗传基础、素质虽然与同代人基本相同。但是,由于她们从小离开了人类社会,与狼生活在一起,是在很强的他组织作用下,不能从事社会实践活动,只能模仿狼的动作,没有学会直立行走而是四肢爬行。所以,她们的发音器官——喉头和声带的运用受到阻碍,因而得不到正常的发展,也就发不出音节分明的语言。当然,由于脱离社会,她们也不会有产生语言的需要,也是因为爬行,她们只能从下方取得感觉,不可能使头脑获得比其他四脚动物更多的认识,也就直接阻碍了她们反映器官的正常发展。这就使得她们有嘴不会说话,有脑不会思维,几乎和狼一样,白天睡觉,夜晚嚎叫,爬着走路,用手抓食,回到人间之后,经过四年的训练才学会讲一点话。可见,脱离社会实践就会使素质变坏,甚至向一般动物的方向蜕化。

组织与复杂性有天然联系,组织当做动词用时就是自组织,或称“组织化”。组织化意味着事物从无序、混乱朝有序结构方向演化,或从有序程度低向有序高演化。包含着三类过程:第一过程,是从非组织到组织,从混乱无序状态到有序状态的演化,它意味着组织的起源。第二过程,是一个组织层次跃升的过程。第三过程,是同一组织层次中或同一组织水平上复杂性的增长。这三个过程形成了组织化的连续统一体。可见,自组织演化过程就是一个产生复杂性、增殖复杂性的过程,是复杂性之源,经过长期研究科学家已经认同自组织是复杂性的特性之一,自组织概念是复杂性科学的一个基本范畴。

他组织与自组织是对立统一:内容特点,彼此规定、相互照应;运动变化,相互依存、相互制约。从自然界到人类社会,从物质实体到观念形态,从人造机器到人造符号系统,他组织无处不在。

系统与环境、内部与外部是相对划分出来的,一个系统能够从它的环境中产生出来,乃是环境大系统对称破缺的结果。一切系统都在一定的环境中生长、运行、演变,环境对系统的生成、存续、演化起着一种特殊的组织作用。环境是组织者,系统是被组织者,两者的地位显然不对称,环境是系统外在的他组织者。

“一般地说,外部环境给系统施加的制约作用都代表一定的组织力,一种关于系统整体行为的指令信息,而且常常是必须接受的强制性组织力,没有环境的约束限制这种他组织作用,任何自组织都不可能发生。贝纳德花纹,固体激光器,没有特定结构的仪器设备这种外在条件,就不可能产生内在的自组织运动。有人反对这种说法,认为生命系统的组织力完全来自内部基因,地理环境之类外因不能起组织者的作用……

古语云:橘生淮北为枳。同样的橘树基因,长在淮南为橘树,长在淮北就变成枳树,原因何在?单靠基因理论不能给出答案。从树苗到大树的成长是一种组织过程,既然基因相同,组织力的不同只能源于不同的地理环境,环境会引起基因的某些变化。当然不同系统所承受的环境他组织力的种类、模式、性质和强弱程度很不相同,却不可简单化;但环境因素作为一类他组织力,其存在是普遍的必然的。外在约束、压迫也是导致系统内部对称破缺的组织力。不论何种结构有序的系统,环境施加的外在限制条件虽然不是充分完备的组织力,却是不可或缺而且必须接受的组织力,一种整体性的组织力。”[9]

自组织范畴是与自组织理论同时形成的。“经过协同学、耗散结构理论创始人们的努力,‘自组织’概念定义和内涵已比较清晰,哈肯的定义在自组织科学共同体内获得了公认。”这就是“如果一个体系在获得空间的、时间的或功能的结构过程中,没有外界的特定干涉,我们便说该体系是自组织的。这里‘特定’一词是指那种结构或功能并非外界强加给体系的,而且外界是以非特定的方式作用于体系的。”[7]换句话说:自组织,是指事物朝向空间时间上或功能上的有序结构的演化过程,即事物自发自主走向组织的一种方式。“在系统整合其组分的过程中,如果无法明确区分组织者与被组织者,即没有出现专职的组织指挥者,所有组分都在行动,发挥的作用大体相同,处于基本相同的地位,……不同组分在地位和作用上没有发生对称性破缺,那就是自组织。人得了病而不去看医生,未经打针吃药过一段时间却痊愈了,就是人体系统自组织战胜了疾病,医学上称为自愈,属于一种生物学自组织。”[8]

可见,环境的他组织作用,可以引起自组织演化系统的质的变化。从哲学高度来看,自组织与他组织及其相互关系探讨的是关于事物变化发展的原因问题。毛泽东在《矛盾论》中指出:“唯物辩证法的宇宙观主张从事物的内部、从一事物对他事物的关系去研究事物的发展,即把事物的发展看做是事物内部的必然的自己的运动,而每一事物的运动都和它的周围其他事物互相联系着和互相影响着。”事物的内部矛盾性是事物发展的内因,一事物和他事物的互相联系和互相影响是事物发展的外因。“外因是变化的条件,内因是变化的根据,外因通过内因而起作用。”动态系统内部组分之间的相互作用(自组织)是发展内因,环境对系统的他组织作用是发展的外因。外因作为变化的条件,是在矛盾关系中,通过对内部矛盾的某一方面的加强或者削弱,而对事物发展变化发生作用的。在一般情况下,即当外因不能或没有立即改变了事物内部矛盾主要方面的地位时,它对事物发展进程只起量的加速或延缓的作用。在特定条件下,当外因强大到可以立即改变事物内部矛盾主要方面的地位时,它可以立即引起事物质的变化。“狼孩”脱离社会以后,与狼生活在一起,在很强的他组织作用下,使人性向兽性蜕变,几乎发生质的变化。

三、整体涌现性与还原释放性

任何开放复杂系统,都是由大量异质性要素相互作用组成的,其中包含着若干不同的层次,是等级层次结构。在这种等级层次结构中,低层次对高层次有上行因果关系,可呈现整体涌现性;高层次对低层次有下行因果关系,可呈现还原释放性。因此必然存在着整体涌现性与还原释放性的矛盾。高层次的整体涌现性是以把低层次的性质屏蔽起来为条件而产生的,因而在高层次上看不到这些低层次的属性。反之,解构高层次,高层次一经瓦解,回到了低层次,使那些被涌现性屏蔽的属性就能还原释放出来。比如,H有易燃性,O有助于燃性,H与O化合为H2O时,它们原有的这些特性就被屏蔽起来了;而水被电解后,H与O被释放出来了,它们在处于独立状态下的特性又会显现出来。

近代的还原论否定了古代的整体论 (从肯定到否定),还原论对于认识解决复杂性问题又无能为力了,不灵了。怎么办?系统科学则在揭露、克服还原论的片面性、局限性过程中,应运而生了。

还原论不是不考虑对象的整体性,而是强调为了认识整体必须认识部分,用部分说明整体、用低层次说明高层次,即认为经过分解、还原,把一个个部分、一个个低层次弄清之后,再把它们累加、整合,整体的面貌就清楚了。把整体当成部分的相加,整体不会大于部分的总和。这实质上是把部分之间的关系,把层次之间的关系,简化为可和、可分的,或成比例发生变化的线性关系,把产生复杂性的非线性关系(不成比例的、曲折反复的关系)简化掉了。这就是建立在线性基础上的,把复杂现象简化,略去非线性部分,在分析、分解的基础上,把部分、低层次累加、整合为整体的方法。

这种方法对认识物理、化学领域的简单系统是有效的,如认识按照力的平行四边形作用的机械力;认识像砖堆或杂物堆等被称为“堆”的复合体。在某种程度上也适用于对生物的认识,如心搏;神经的活动潜力不论孤立研究和在生物整体当中研究结果都是一样的。但是,对于认识诸如生物系统、人体系统、人脑系统、地理系统、社会系统、天地人关系等开放复杂巨系统,情况就不同了。这类复杂巨系统的特点是,它的微观组成成分数量巨大,而且种类繁多;有许多中间层次,存在多层次的自组织性;微观成分之间、不同层次之间具有动态的非线性相互作用。至于社会系统是特殊复杂巨系统,它的构成元素——人本身就是复杂系统,具有思想感情等因素,对系统行为有重大影响。

任何复杂系统都具有由组成元素的动态的非线性相互作用涌现出来的整体特性,称为整体涌现性。比如,生物系统表现出来的“生命力”、“活力”就是物质要素相互作用的结果,即物质组织的结果,而非物质要素自身固有的某种东西。人工生命的倡导者兰顿说:“无论核苷酸、氨基酸或碳链分子都不是活的,但是,只要以正确的方法把它们聚集起来,由它们的相互作用涌现出来的动力学行为就是被我们称为生命的东西”。[10]这是很有说服力的。组织在细胞中的分子同处于非细胞实体中的分子并无两样,令人迷惑的‘生命力’和‘活力’只能是物质分子按照细胞这种结构模式进行组织所带来的涌现性。它们不违反量子力学规律,但不能完全归结为量子力学规律,符合物理学规律并不意味着物理学规律足以解释这些现象。生命现象是如此,一切涌现现象都如此,都应作为组织的产物来理解。我们在大自然中看到的至今难以解释的那些整体特性,都是物质世界通过自组织涌现出来的。用还原论方法,生物学揭示了生物遗传密码,但未能解开生命起源的奥秘。实践证明还原论用分析、分解、还原的方法是揭示不了生命的本质的。正如理论生物学家贝塔朗菲所说:当我们对生物中各个分子都了解清楚时,我们对生物的整体图像反而模糊了。可见,还原论对认识复杂系统是无能为力的。反过来说,凡是用还原论不能解释的系统就是复杂系统,探索复杂性,研究复杂系统必须超越还原论。

消毒供应中心外来器械处理工作的开展,其根本目的在于保障器械的质量,避免出现感染问题,所以,应当构建起一套长效的质量监控体系,从源头处保障外来器械的安全。这一目的的实现,需要医院院感科牵头,加大质控部门、护士长以及护理部间的业务合作力度,对医院消毒供应中心进行日、月、季度的三级监控[4]。在此基础上,采用定期检查与不定期抽检相结合的方式,全面掌握对外来器械的清点、交接、清洗、检查、杀菌、打包的过程,并做好相应的信息记录。一旦发现有不符合管理流程与质量标准要求的现象,应当立即启动责任追溯系统,避免不达标的器械投入到医疗使用之中,为广大医护人员及患者的安全提供强有力的外部保障。

我们迄今未能写出一个中国村庄的完整历史,让我们从中国乡村生活丰富多彩的变奏中把握其主旋律。也许我们永远做不到,而只能将就一点,东一块西一块地拼凑出我们对中国乡村社会的认识。[注][法]劳格文、[英]科大卫主编:《中国乡村与墟镇神圣空间的建构》(序论),卜永坚译,社会科学文献出版社,2014年,第21页。

1.重复法:其特点能加强新陈代谢,活跃营养过程,迅速提高肌肉力量,增大肌纤维横断面。随着训练负荷强度的变化,肌肉力量增加应逐渐负荷重量。

所谓认识论意义上的复杂性未必一定是本体论意义上的复杂性,它可能仅仅是认识主体、认识中介在认识过程中造成的,或由于知识储备不够、知识模式、认识方法不对,造成的人为的复杂性,“问题本来简单,你把它复杂化了。”

按照库恩的范式理论,一个学科的范式形成,大致有内在和外在两方面的标志。就外在方面来说,应该出现专门的学术机关,形成有一定学术影响的科学共同体;从内在方面来说,科学共同体内形成了共同的“学科基质”,即通用语言、共同信念,共用的基本范畴与核心概念。欧洲学派的普里高津、哈肯、艾根等虽然有贡献,但他们是分门别类地进行研究,而没有更多地考虑它们之间的联系,更没有思考建立一个复杂性科学的统一范式。只有到了20世纪80年代,随着美国圣菲研究的建立,步入了复杂性科学的新阶段,创立了复杂适应系统理论,连续出版了《隐秩序》、《涌现》等专著,才提出了复杂性科学核心范畴——涌现,在国际上形成了巨大的反响。

智能医疗作为未来移动互联新的入口,在于硬件背后收集到的医疗云端数据[6]。可见,选择一款正确的信息采集硬件是极为重要的。一般而言,智能手机并不携带专门的生理信号传感器,而是借助无线网络或硬件接口与生理测量仪器相连接[7],实现数据采集与传输。手表式血压计是一种真正的可穿戴医疗器械,具有轻便、可连续穿戴的特点,克服了传统血压计无法长期佩戴使用的问题。其作为可穿戴设备与用户端软件结合,有助于高血压等慢性疾病的辅助治疗。

关于涌现范畴的内涵。圣菲研究所的约翰·霍兰在《涌现》一书中,给出了八个要点。其中主要的是前三点:

一是涌现现象出现在生成系统之中。这些系统是由那些种类相对较少并遵循着简单规律的一些基本元素组成的。一般来说,这些元素互相连接起来形成一种排列(西洋跳棋、网络、物质空间中的点等等),这个排列在转换函数的作用下可以随时间变化。

二是在这样的生成系统中,整体大于各部分之和。系统各部分间的相互作用是非线性的,所以系统的整体行为无法通过相对独立的各组成部分行为的简单叠加得到。换句话说,在系统行为中存在一些规则,这些规则是无法通过直接考察各组成部分所满足的规律得到的。这些整体行为规则不但可以解释(或部分地解释)系统的行为,而且能够用以说明特定的行为控制方式(例如,在国际象棋中依靠棋子特定的组合,一个策略就能够使棋手持续取胜)。

生成系统的定义尽管决定了其他方面,但也只是简单描述的起点而已;以后的活动则要通过进一步的考察和试验决定。从这种意义上讲,输出大于输入。

三是GDP“绿色成分”更浓、“生态账簿”更厚。特色生物、清洁能源、现代林产业、休闲度假养生四大绿色产业基地建设成效明显。各项生态环境指标节节攀升、持续领跑,好生态换来好生活,好环境支撑好发展。“十二五”全市GDP、人均GDP和农村居民人均可支配收入实现翻番,绿色GDP占比达94%,2016年全市生态系统生产总值(GEP)达5028.1亿元。党的十八大以来的五年,全市贫困人口减少38万多人,贫困发生率从30.4%下降到14.09%,宁洱哈尼族彝族自治县成为云南省首批脱贫摘帽县,脱贫攻坚取得阶段性重大成果。全市呈现出经济持续健康发展、民族团结进步、边疆繁荣稳定的大好局面。

三是生成系统中一种典型的涌现现象是,组成部分不断改变的稳定模式。涌现现象使我们回忆起湍急的小溪中不断冲击石块的水流形成的驻波,其中的水分子不停地变化,而驻波的形状基本不变;在这一点上,它们同那些由固定成分组成的固态物质,如岩石和建筑物不同。典型的例子是运动并变化的棋子形成的棋局,或者一系列神经元的反射。有机体中也存在一些稳定的模式;在不到两年的时间跨度里,所有组成成分的原子都会更新,而且大部分成分大约一周就会更新一次,而器官整体从外形到功能一般不会有大变化。

只有这样的稳定模式才会对生成系统将来的结构产生直接的可追踪的影响。

杨琳是欧阳橘红的救命恩人,他是代欧阳橘红护理、照顾杨琳。欧阳橘红的救命恩人,就是他的救命恩人。欧阳橘红不知道救命恩人的癌细胞开始扩散,在世日子可用手指头来算了,如果知道,她一定会回滨湖。欧阳橘红离开滨湖十二年了,杨琳记得,欧阳橘红走前,说是南京化工厂,她没问详细地址,现在还在不在南京化工厂,杨琳也不知道了。他往南京化工厂发了四十多封信,有三十多封退回来了,有十来封没退回来,估计是在路上丢了。所有退信签上,都是“查无此人”。

整体涌现性说的是,自组织演化系统的“系统质”、“稳定态”是以涌现的形式呈现出来的。从哲学上来看,一切事物都有质的规定性和量的规定性,都是质与量的统一;相应的就有量变与质变两种状态,以及它们的相互联系与相互转化。涌现是属于质变而不是量变。但一切事物的变化发展都是从量变开始的,量变是质变的先导,量变的积累引起质变。引起质变的量变形式的具体表现是多种多样的,但大体可以归结为两种基本形式。一种是由于数量的增减而引起的质变。这就是马克思在《资本论》中指出的:“单纯的量的变化到一定点时转化为质的区别。”[11]其具体表现是各式各样的:有的表现为数目与数值的增减引起的质变;有的表现为程度水平的升降引起的质变;有的表现为规模大小伸缩引起的质变;有的表现为运动速度的快慢引起的质变,等等。另一种是事物组成要素在排列方式上的变化引起的质变。这种形式也是普遍存在的。化学运动中的同分异构体和同素异性体就是明显的例子。如金刚石与石墨都是由碳元素组成的,由于碳原子的排列组合不同,它们的物理性质有显著不同:金刚石属轴晶系,为立方晶体,其中碳原子均衡排列,每两个原子之间的距离都相等,因而拉力强,结构坚固,硬度很高,透明,不导电,不易传热,超过700oC会燃烧。石墨属六方晶系,为六角形鳞片状晶体,其中碳原子在水平方向上每两个之间还比较紧密,但在纵向排列上每两个之间距离却大大拉长,质地松软,不透明,导电,传热,耐高温,可制成耐2000oC—3000oC高温的坩锅。如果对石墨加20万个大气压、5000oC高温,改变其原子排列组合、内部结构,石墨可以变成金刚石。这种现象在社会领域中也是常见的。同样素质、同样数量的军队,战斗部署不同、战术运用不同,会产生截然不同的战斗结果。同样人力、物力排列组合不同、调配使用方法不同,会产生截然不同的生产效益。

总之,通过对涌现范畴的哲学反思,我们不难发现,涌现范畴所揭示的内涵——在生成系统中呈现出来的,整体大于部分之和的 “系统质”、“稳定态”,就是唯物辩证法的发展观所说的,“事物组成要素在排列方式上的变化引起的质变”的一个例证。辩证法告诉我们“共性存在于个性之中,并通过个性来存在”。据此,我们从共性与个性的相互联结上,对科学成果进行哲学反思,并从中反思出哲学,既可以对哲学进行充实、深化,又能进而夯实科学的哲学基础。这是颇有理论价值与实践意义的。

[1]恩格斯.自然辩证法[M].北京:人民出版社,1971:226.

[2]冯·贝塔朗菲.一般系统论的历史与现状[J].王兴成译.国外社会科学,1978,(2)

[3]冯·贝塔朗菲.一般系统论:基础、发展和应用[M].林康义.魏宏森等译.北京:清华大学出版社,1987:2.

[4]赵凯荣.复杂性哲学[M].北京:中国社会科学出版社,2001:2.

[5]许国志主编.系统科学[M].上海:上海科技教育出版社,2000.

[6]许国志主编.系统科学与工程研究[M].上海:上海科技教育出版社,2000:86.

[7]许国志主编.系统科学与工程研究[M].上海:上海科技教育出版社,2000:88.

[8]苗东升.开来学于今——复杂性科学纵横论[M].北京:光明日报出版社,2009.

[9]苗东升.开来学于今——复杂性科学纵横论[M].北京:光明日报出版社,2009:194.

[10]苗东升.系统科学是关于整体涌现性的科学[M].见许国志主编.系统科学与工程研究.上海:上海科技教育出版社,2000:175.

[11]马克思恩格斯全集(23)[M].北京:人民出版社,1972:342.

责任编辑 姚黎君

B0

A

1672-2426(2012)01-0003-08

赵光武(1931- ),男,河北滦县人,北京大学哲学系教授、博士生导师,主要研究方向为复杂性科学与辩证唯物主义哲学。

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