2019年03月08日 星期五
领悟复杂世界的动力机制 探索人类可持续发展出路
——杰弗里·韦斯特和他的《规模》一书
《规模:复杂世界的简单法则》,[英]杰弗里·韦斯特著,张培译,张江校译,中信出版集团2018年6月第1版。

    生活和事业的双重转折使英国高能物理学家杰弗里·韦斯特(Geoffrey West)转向了生物物理学研究,令他没想到的是这一转竟是从物理世界到生命体、生物圈,一路通向城市、企业、社会创新和经济体系,以至指向走出全球可持续发展困境的路。凭借物理学家对底层基本原理的把握、信赖和对因果关系的穷追不舍,让他捕捉到深藏在这一切现象背后的进化动力机制。《规模:复杂世界的简单法则》一书是韦斯特对其所揭开的巨大奥秘的展示,以及最后给出的对可持续发展大一统理论的预期。

    □ 范春萍

    通过向微观层层剥茧、向宏观层层外推、向平行领域层层突破,将各种复杂的有机、无机、社会系统连接在一起,韦斯特和他的团队依靠对底层原理、因果关系的深入理解以及数据和模型的力量,捕捉到了贯穿从物理世界到生物世界以至公司和社会经济系统的复杂世界的简单法则——复杂自适应系统的进化动力机制——网络动力学(不同语境下又表达为组织动力学或涌现动力学),找到了理解这个世界运行机制的理论框架:复杂网络中的规模缩放、自相似、分形、涌现,即所谓“规模法则”。

    这个法则揭示出,只要找到适当的描述指标,就可以找到一种令人信服、可以成为万物尺度、所有复杂系统都遵循的简单法则,而这样的指标在相关系统中呈现为一些亚指数或超指数的比例缩放关系。例如:从仓鼠、猴子到人、大象、鲸鱼,心跳次数和体重关系的比例是一致的;城市不论大小,其专利数量、加油站数量等与人口的比例关系是一致的;公司不论大小,其净收入、总资产等与其雇员数量的比例关系是一致的,等等。找到了生命系统与社会系统之比例系数间存在可解释的相关性,在这个意义上城市和公司被理解为大型生命体;以数据和模型揭示了社会系统通过重大创新重启超指数增长以维持活力的不可持续性。

    当出生于1940年的韦斯特临近50岁时,“感受到衰老过程的入侵和生命的有限性”,这让他“开始通过学习衰老和死亡而思考生物学”。

    事业上的转折始于1993年10月美国政府叫停超导超级对撞机项目,当时韦斯特正在洛斯阿拉莫斯负责为对撞机制造探测器。而项目被叫停的原因之一是当时社会普遍认为“21世纪是生物学的世纪”,并且有一种观点认为物理学已经完成了自己的使命。韦斯特说自己不反对“21世纪是生物学的世纪”这一判断,但认为生物学要想撑起自己的世纪,不可不接受“物理学赖以成功的定量、分析、预测这样的文化”,“生物学需要在它们依赖于统计学、唯象学和定性观点的传统研究方式中整合一个全新的框架,即一个基于数学或可计算的基本原理而构建的理论框架”。为此,他开始尝试以物理学的范式和文化帮助解决生物学面临的挑战。

    令习惯于物理学严谨理性的韦斯特感到意外的是,生物学中充满无解的问题,仿佛一切都闪烁着答案又一切都含糊其辞。韦斯特借用著名物理学家、宇宙学家霍金之语表达:21世纪“其实是复杂性的世纪”;又借用知名生物学家桑德纳·布伦纳(Sydney Brenner)之语表达:其实,被预言并被寄予厚望支撑21世纪科学的“生物学研究处在危机之中”。

    他从物理学基本问题追寻包括生命个体及生态系统在内的生物学基本问题,期间发现又进入了社会经济学基本问题,以至全球可持续发展问题。这一系列研究使韦斯特走入复杂自适应系统研究的核心区,发现了scale,这个复杂世界的简单法则。

    其实,scale没有很好的中文对应词。在英文中它有名词、及物动词和非及物动词多种词性,有音阶、缩放、规模、尺度、比例、按比例等多种涵义,尤其指与其他事物相比较时。scale被译成“规模”并不能传达其全部词意,因此在内文的不同语境下,这个词被译为不同的中文。对于书名,如果译成“规模和缩放”,或许会因为加入了动词意向而在译文的“信”“达”方面略好一些,但这样的解释性翻译又不大符合“雅”则。

    目前,规模法则的解释力被限定在“亏克之上、星系之下、灵魂之外”的领域。

    全书充满基于基本概念和基本原理进行理论分析的逻辑通透性,以数据和理性引领打通结构、功能、尺度、空间层次殊异的学科和领域,发现从前难以想象的相关性、相似性、相通性时的诧异和兴奋,以及不同学科优秀科学家大跨度合作研究,优势互补,共同发现深层规律、找到共通理论框架过程中高智识碰撞、火花四溅的思维享受。韦斯特还介绍了研究中一段“美妙的经历”:经圣塔菲研究所(Santa Fe Institute,SFI)介绍,得以与美国生态学会主席、宏观生态学创始人、新墨西哥大学教授、著名生态学家詹姆斯·布朗及其博士后布里安·恩奎斯特,“在打破不同领域间不可避免的文化和语言障碍的坚冰之后”,在“令人耳目一新的开放环境下”“激动人心”、卓有成效的合作。后来,韦斯特成为SFI这座全球顶级智库的所长并带领研究所走出了一度的困境。

    韦斯特的“规模法则”横贯众多领域,从不同领域出发、以不同视角阅读可以得到不同的启示。韦斯特本人,看似将最重要的努力方向放在了关于可持续发展的大统一理论,寄希望于“在不久的将来,我们能够取得一个具有重大意义的突破,就是将有关全球气候变暖、环境、金融市场、风险、经济、健康、社会冲突以及作为社会构成的人类与周边环境相互作用的大量研究、模拟、数据、模型、理念和猜测等全部结合起来,提出一个大一统的可持续发展理论”,并在书中的一些相关部分指出了这一理论的方向:回归“生物范式”。尽管他也说了这“比西西弗斯推石上山还要艰难”。

    应该算殊途同归吧,这个“生物范式”与另外多支人类力量,如“循环经济”“生态经济”、博物学、E. O. 威尔逊的“知识大融通”等的可持续发展努力展现了深层的契合,同时也是相互印证。只是,韦斯特及其《规模》一书所追求的是以“量化、可预测的、机制性的理论”探索人类的可持续发展出路,这也是对人类科学研究再一次出现大综合成果的发展预期。

    (作者系北京理工大学人文与社科学院编审)

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