[转载]【苗东升】复杂性研究的成就与困惑

2011-05-07 10:46 · dshu

在2001年1月北京大学现代科学与哲学研究中心举办的第一次复杂性研讨会上,笔者的发言把世界复杂性研究划分为三大学派[1]。本文将分别就此三家在复杂性研究中的成就和困惑进一步作些考察。1.欧洲学派复杂性研究的成就与困惑1.1欧洲学派复杂性研究概况所谓欧洲学派,实为多个学派的总称,主

在2001年1月北京大学现代科学与哲学研究中心举办的第一次复杂性研讨会上,笔者的发言把世界复杂性研究划分为三大学派[1]。本文将分别就此三家在复杂性研究中的成就和困惑进一步作些考察。

1.欧洲学派复杂性研究的成就与困惑

1.1欧洲学派复杂性研究概况

所谓欧洲学派,实为多个学派的总称,主要包括普利高津(比)的耗散结构论、哈肯(德)的协同学、艾根(德)的超循环论、托姆(法)的突变论、切克兰德(英)的软系统方法论、巴克(丹)的自组织临界态理论,以及莫兰(法)的复杂思想论等。巴克的影响较小,只有几篇文章译成中文,普、哈、艾、托、切、莫各家的主要著作都已译为中文,在国内学界都有追随者。其中,普利高津和哈肯对中国复杂性研究产生的影响最为广泛而持久。

欧洲学派复杂性研究有三个特点。(1)大多是在基础科学层次上探索复杂性(切氏、莫氏除外),理论视角高。普、哈、艾、托、巴等人都是理论自然科学家,他们的复杂性研究都建立在物理学、化学和生物学现代成果之上,追求精确数学模型,注重揭示复杂性形成和演变的内在机制。(2)自组织理论是他们共同的学术旗帜,强调自组织产生复杂性。(3)重视从哲学高度审视复杂性,提出大量深刻的思想。最突出的是普利高津,他把自己的研究明确划归复杂性科学,本文将重点谈这个学派。

1.2普利高津学派的主要贡献

1.2.1就目前接触到的文献看,最早把复杂性研究称为复杂性科学,并对之作出系统论述的,是普利高津学派[2]。这可见证于1984年问世的英文版《从混沌到有序》,对复杂性科学的历史、目标、基本问题、方法、意义、产生的文化环境等都有独到的论述。本书原名《新的联盟》,1979年出法文版,估计他们在1970年代就已开始倡导建立复杂性科学。

1.2.2扩展了对复杂性的理解。传统见解认为,复杂性只存在于生命以上层次,物理化学领域谈不上复杂性。普利高津从理论上证明,复杂性是客观世界普遍具有的,即使物理层次也存在,只不过不同层次的复杂性有显著差别。他说的物理层次的复杂性即物理耗散结构,属于“最低复杂性”[2]。这一发现的意义不仅在于揭示出物理化学领域开展复杂性研究的客观依据,而且有助于沟通无生命和生命两大领域。有了物理层次的最低复杂性,进一步演化出生命层次的复杂性就是合乎逻辑的事了。传统观点还认为,复杂性只存在于宏观层次,微观世界是简单的。普利高津则指出,微观世界同样存在复杂性。

1.2.3坚持在基础科学层次上探索复杂性。1940年代提倡复杂性研究的那批学者大多在技术科学层次上工作。理论生物学家贝塔朗菲是个例外,但受限于生物学当时的水平,自身又不善于应用数学模型,他的复杂性探索还够不上复杂性科学。普氏则不同,他是基础科学层次上复杂性研究的主要开拓者,至少表现在三方面。(1)他提出了复杂性研究的大量深层次问题,如复杂性的诞生,复杂性的普遍性,复杂性的动力学基础,复杂现象的随机特征,复杂性的识别等。(2)以非线性动力学和非平衡态物理学为基础,用不稳定性、多定态、分叉、对称破缺选择、长程秩序等概念刻画复杂性。(3)提出一系列属于基础科学层次的观点,如自组织使人可以设想复杂性如何在自然中出现;当具有适当条件时,复杂性是物理学规律的一个必然结果;可积系统不可能是复杂性的发祥之地;复杂性的起源只有通过不可逆性才能理解,等等。这一类内容,在同一时期复杂性研究的其他代表人物那里基本看不到。

1.2.4第一次梳理复杂性科学的概念体系,也称为“复杂性词汇”[3],包括:非线性、非平衡、近平衡、远平衡、稳定性、自发性、不可逆性、有序、无序、反馈、突变、涨落、自组织、耗散结构、信息等。自组织是生物学早已使用的概念,哲学家如康德也讨论过自组织。把自组织引入系统科学是控制论学者的贡献,但控制论本质上是技术科学层次上的他组织理论,在其理论框架内论述自组织十分受限制。经过普、哈、托、艾等人的努力,自组织理论才上升到基础科学层次,成为复杂性研究的强有力的理论武器。

1.2.5普利高津的贡献还在于对复杂性研究的哲学思考,其思想之丰富、深刻为其它学派难以匹敌。(1)科学哲学方面,普氏最先就科学整体的历史演化考察复杂性研究,断言以往的科学是机械论科学,科学作为系统正处于历史的重要转折点上,复杂性科学作为科学系统新的历史形态正在产生中。(2)基于非平衡物理学和复杂性科学的成就,探索物质观、时空观、规律观、运动观等深层次哲学问题,得出一系列极为深入的见解,对复杂性研究提供了强有力的哲学支持。普氏堪称20世纪复杂性研究的首席思想家。从历史的大尺度看,他关于复杂性研究的哲学思想或许比他关于复杂性的具体科学结论更有价值。

总之,通过欧洲(特别是普利高津和哈肯)学派的努力,复杂性研究上了一大台阶,复杂性科学初步形成,基础科学层次复杂性研究的一条进路初步开拓出来了。

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