第126章 20.5 自調節的活系統

斯圖亞特·考夫曼的仿真像任何數學模型一樣：縝密、新穎，備受科學家們的關注。也許還不只如此，因為他是在用真實的（計算機）網絡來仿真假設的網絡，而不是像往常一樣，用假設的網絡來仿真真實的網絡。儘管如此，我承認這只是將純數學的抽象概念應用於不規則現實的漫漫征途中的一點點進展。沒有什麼比在線網絡、生物基因網絡和國際經濟網絡更不規則的了。不過，斯圖亞特·考夫曼非常渴望將其通用試驗的結果外推到真實生命中。複雜的真實世界網絡與他自己運行在矽芯上的數學仿真之間的比對正是考夫曼苦苦追尋的聖杯。他認為他的模型“就彷佛是真實的一般”。他打賭道，群網絡在某個層面上的表現都是相似的。考夫曼喜歡說，“IBM和大腸桿菌看待世界的方式並無不同。”

我傾向於相信他的觀點。我們擁有把每個人與其他所有人連接起來的技術，但一些試著以那種方式生活的人卻發現，無論要完成什麼事情，我們都在斷開連接。我們生活在加速連接的時代，其實，就是在穩步地攀登考夫曼的小山丘。但是，我們很難阻止自己越過山頂，滑入連通性越來越強而適應性越來越弱的山坡。而斷開就是剎車，它能避免系統的過度連接，它能使我們的文化系統保持在最高進化度的邊緣。 進化的藝術就是管理動態復雜性的藝術。把事物連接起來並不難，但是進化的藝術是要找到有組織的、間接的、有限的連接方式。 考夫曼在聖塔菲研究所的同事克里斯·朗頓從其人工生命的群體模型試驗中得到了一種抽象性質，叫做λ參數。 λ參數能預測一個群體在某個特定規則集下產生行為“最佳平衡點”的可能性。在這個平衡點之外的系統往往陷入兩種模式：它們或者定格在幾個晶格點上，或者散落成白噪聲。那些落在最佳平衡點範圍內的值則使系統最長時間地保持有意義的行為。

通過調節λ參數，朗頓就能調節世界使之更容易地學習或進化。朗頓把在幾個固定點之間變化的狀態和無定相的氣態之間的臨界值稱為“相變”——物理學家用同樣的術語來描述液體轉化為氣體，或是液體轉化為固體。然而，最令人驚奇的是，朗頓發現，當λ參數接近相變——即最大適應性的“最佳平衡點”——時，它減速了。也就是說，系統趨向於停在這個邊緣上，而不會跑過了頭。在靠近這個進化的極致點時，它變得小心翼翼。朗頓喜歡將之描繪成這樣一幅圖景：系統在一個緩慢運動的永不消逝的完美浪頭上沖浪，越接近於浪頂，時間就走得越慢。 這種在“邊緣”處的減速對於解釋為什麼不穩定的胚胎活系統能不斷進化非常關鍵。當一個隨機系統接近相變時，它會被“拉向”並停靠在最佳平衡點，在那裡進化，並力求保留那個位置。這就是它為自己所建的自靜態的反饋環。由於最佳平衡點很難用靜止來形容，所以也許把這種反饋環稱為“自動態”會更好。

斯圖亞特·考夫曼也講到過將其仿真的基因網絡參數“調節”到“最佳平衡點”。上百萬個基因或神經元的連接方式數也數不清，但在連接方式之外，一些數目較少的設置對促進整個網絡的學習和適應要重要得多。處於這個進化平衡點上的系統能夠最快地學習，最容易地進化。如果朗頓和考夫曼是對的話，那麼一個進化的系統會自己找到這個平衡點。 那麼這一切是如何發生的？朗頓找到了一些線索。他發現，這個點就處於混沌的邊緣。他認為，最具適應性的系統是如此不羈，以致於與失控之間僅一線之隔。生命既非毫無溝通的停滯系統，也非溝通太多的死鎖系統。生命是被調節到“混沌邊緣”的活系統——就處在那個λ點上，信息流量剛好足夠到使每個事物都處於搖搖欲墜當中。

稍稍放鬆一點韁繩，死板的系統就會運轉得更好；而稍微加強一些組織，紊亂的系統也能得到改進。米奇·沃爾德羅普在他的著作《複雜性》裡這樣解釋朗頓的概念：如果自適應系統沒有運行在令人滿意的正道上，鐵面無私的效率就會將它推向最佳平衡點。如果一個系統停留在僵化和混亂間平衡的峰頂，那麼，如果它偏離原位，適應性就會將它拉回到邊緣。 “換句話說，”沃爾德羅普寫道，“學習和進化會使混沌的邊緣保持穩定。”——這就是一個自強化的最佳平衡點。我們也許應該說它是動態穩定的，因為它的位置會不斷變動。林恩·馬基莉斯稱這種變化的、動態恆定的狀態為“流動穩定”——即緊緊地攀附在一個移動的點上。正是同樣的持久的搖搖欲墜態，使地球生物圈的化學路徑處於有目的的失衡中。

考夫曼把建立在λ值範圍內的系統叫做“懸平系統”。這些系統懸停在混沌和嚴格秩序的交界處。懸平系統在宇宙中隨處可見，甚至在生物圈之外也不乏它們的身影。許多宇宙學家，如約翰·巴羅，認為宇宙本身就是個懸平系統，在一連串非常精密的數值（比如萬有引力參數或電子質量）上達成不穩定的平衡。這些數值如果改變一丁點，哪怕是微不足道的一億分之一，宇宙都可能在一開始就坍塌了，或是根本就不能成形。這類“巧合”太多了，足足可以寫好幾本書。按照數學物理學家保羅·戴維斯的說法，這些巧合“聚集在一起，有力地證明了我們所了解的生命是如此敏感地依賴於物理定律的形式，依賴於一些看似偶然實際上卻是自然為各種粒子和相互作用所選定的數值。”簡單說，我們所接觸的宇宙和生命懸停在混沌的邊緣。

如果懸平系統能夠不靠創建者而是自行調節自身又會怎樣？對於自平衡的複雜系統來說，它將獲得生物學意義上的巨大的進化優勢。它能更快地進化，更快地學習，也能更容易地適應。考夫曼說，如果進化選擇了自我調節功能，那麼，“進化和適應的能力本身可能就是進化的一大成就”。而自我調節是更高級進化的必然選擇。考夫曼提出，基因係統的確通過在其係統內部調節連接數量以及染色體大小等因素來調節自身，使其獲得最佳的靈活性。 自調節也許正是那把通往永不停止的進化——即開放進化的聖杯——的神奇鑰匙。克里斯·朗頓將開放進化正式表述為不斷地調節自身使其複雜度越來越高的系統，或者在他的構想中，是一個成功地掌控越來越多影響進化的參數並在邊緣位置保持平衡的系統。

在朗頓和考夫曼的架構裡，自然起始於一堆相互作用的聚合體，它們通過自催化作用生成新的聚合體，並連接成網絡，以使進化能夠最大限度地發生。這個富含進化的環境產生了細胞，而細胞也學會了調節自己的內部連接，以保證系統處於最佳進化狀態。在混沌邊緣所邁出的每一步，都小心翼翼地踏在最優靈活性的小路上，不斷地增加著它的複雜性。只要係統踏上這條進化的波峰，它就會一直向前衝。 朗頓表示，我們在人造系統裡想要的是些相似的東西。任何系統尋求的首要目標都是生存。其次是保證系統最大靈活度的理想參數。而最令人興奮的是第三個層級的目標：尋找系統在進化過程中不斷增強自調節的策略和反饋機制。考夫曼假設，如果系統構建為自調節的，那麼它就能很容易地適應，也就意味著它們是自然選擇的必然目標。能夠借力於自然選擇會是首選的能力之一。

就在朗頓和同事們在可能世界的空間中尋找生命所能停留的最佳平衡點時，我聽到他們說自己是在無盡的夏天裡衝浪，找尋著那波完美而緩慢的浪頭。 聖塔菲研究所的研究員瑞奇·巴格利告訴我：“我正在尋找的是與我相隔一層窗戶紙的東西”。他進一步解釋道，它既不是規則的，也不是混亂的；處在近於失控和危險的邊緣中。 “沒錯，”無意中聽到我們談話的朗頓回答道。 “確實就像拍岸的海浪，它們砰砰的拍著岸邊，就像心跳一樣穩健。然後突然之間，嘩——掀起一個大浪。而那就是我們所有人正在尋找的。”