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序幕:“混沌边缘的生命
圣菲研究院坐落在坎宁街上,它的那些房子原本属于一个修dao院。举行这次研讨会的地方原先是个小教堂。伊恩·ma尔科姆站在讲台上,一束yang光照在他shen上。此刻他没有继续往下讲,而是戏剧xing地作了个停顿,
ma尔科姆今年四十岁。在研究院里是个无人不知的人wu。他是研究混沌理论的先驱者之一。可是,由于击哥斯达黎加时受了重伤,他那大有前途的事业曾一度中断。实际上,有好几家新闻煤ti都曾报dao说ma尔科姆已经遇难。“遗憾的是。我中断了在全国各个数学系的庆祝活动。”他后来说dao“不过我只是轻微的死亡。外科医生创造了起死回生的奇迹,他们舍最先把这件事告诉你们。现在指叉回来了——你们也可以说我叉复活了。”
ma尔科姆穿了一shen黑衣裳,拿着一gen手杖,给人以质朴无华的gan觉。在研究院里。他以分析不落俗tao和看问题有悲观倾向而闻名。他当年八月的一次题为‘混沌边缘的生命”的报告最典型地反映了他的思想。他在报告中提chu了他对混沌理论在进化论中的运用所作的分析。
使他非常满意的是,他的听众都ju有比较渊博的知识。圣菲研究院是八十年代中期由一批对混沌理论的han义非常gan兴趣的科学家组建起来的。这些科学家来自wu理学、经济学、生wu学、计算机科学等不同学科领域,他们都相信在世界的复杂xing背后有一个内在的秩序,这个秩序曾一度使科学gan到困惑。但它将被混沌理论,即现在人们所熟知的复杂xing理论所揭示。一言以蔽之,复杂xing理论就是“二十一世纪的科学”
研究所的科学家们探究了许多复杂系统的行为——市场上的公司、人类大脑中的神经细胞、单个细胞中的酶栅、迁徙鸟群的行为方式——这些系统异常复杂,在电脑产生之前,要想对它们进行研究是不可能的。这项研究是前所未有的,其研究结果令人惊讶不已。
科学家们很快就注意到,复杂系统表现chu某些共同的行为。他们逐步认为。这些行为是所有复杂系统的特点,他们意识到,这些行为无法用分析系统各组成bu分的方式来解释。长期以来一直采用的简化还原法——把手表拆开,看它是如何运行的——在复杂系统研究方面则显得无能为力,因为一些有趣的行为似乎是从各组成bu分间自发的jiao互作用中产生的。这zhong行为不是事先安排的,也不受外因引导,它是自发产生的。所以这zhong行为被称之为“自我组织的”
“在研究进化问题时,”伊恩·ma尔科姆说dao“我们对两zhong自我组织行为特别gan兴趣。一zhong是适应问题。这是随chu1可见的。公司适应市场,脑细胞适应信号传递,免疫系统适应gan染,动wu适应给它们的食wu。我们逐步认识到适应能力是复杂系统的特点——这也许能够解释为什么进化会导致更为复杂的有机ti的产生。”
他在讲台上变换了一下姿势,把shenti的重心移到手杖上。“然而,更为重要的问题,”他说dao“是复杂系统在需要秩序和必须变化这两者之间保持平衡的方式。复杂系统往往使其自shenchu1于我们称之为‘混沌边缘”的地方。我们可以认为,在混沌边缘有足以使生命系统产生震dang的新生事wu,同时又有足以使它不至于陷入无序状态的稳定因素。这是一个冲突区,它充满动dang,充满新东西和旧东西的不断对抗。毫无疑问,如何找到一个平衡点是个非常棘手的问题——如果一个生命系统离这个平衡点太近,它就有陷入无序和自取灭亡的危险;但如果它离开这个边缘太远,它就变得僵化、呆板、独断专行。这两zhong情况都会导致它的灭亡。变化太大和太小都是毁灭xing的。复杂系统只有置shen于混沌边缘才能兴旺。”
他顿了顿“所以,从其内涵上来看,wuzhong绝迹是变化太大或变化太小这两zhong行为方式的必然结果。”
听众中许多人频额点tou。在场的大多数研究人员对这zhong看法都持认同态度。混沌边缘概念的确已几乎成了圣菲研究院的信条。
“遗憾的是,”