新的第二定律

新的第二定律

如果说，朗顿的言辞较之大多数科学性文章显得调门略高，那这在罗沙拉莫斯他的圈子里也绝非罕见之事。法默就因高调先导艰深科学的概念而著称。这方面的一个最著名的例子，就是法默和他的夫人，环境法律师艾莱塔·白林1989年共同执笔的一篇非科学性演说，题目是：“人工生命：即将来临的进化”。这是法默在加州大学庆贺马瑞·盖尔曼六十大寿的研讨会上做的演讲。“随着人工生命的出现，我们也许会成为第一个能够创造出我们自己的后代的生物……”他这样写道。“作为创造者，我们的失败会诞生冷漠无情、充满敌意的生物，而我们的成功则会创造风采夺人、智慧非凡的生物。这种生物的知识和智慧将远远超过我们。当未来具有意识的生命回顾这个时代时，我们最瞩目的成就很可能不在于我们本身，而在于我们所创造的生命。人工生命是我们人类潜在的最美好的创造。”

撇开华丽的词藻不谈，法默是当真把人工生命视为一门新兴科学（这篇“即将来临的进化”的演说的大部分，是对这门科学的未来做出并非夸大其词的评价）。很自然，他对朗顿的研究也给予了同样当真的支持。毕竟，是法默首先把朗顿带到罗沙拉莫斯来的。尽管他对朗顿延宕已久的博士论文深感焦虑，但却丝毫不后悔把朗顿带到这里来。他说：“克里斯（朗顿）无疑值得我这么做。这儿的人都喜欢他，他有一个真正的梦想，有人生的志向，像他这样的人太少。克里斯还没学会如何提高工作效率。但我认为他很有远见，一种真正的远见。我觉得他为实现自己的抱负而付出了非常出色的努力，他不畏惧对付繁琐而具体的问题。”

确实，虽然朗顿凑巧还年长他五岁，但法默却是全心全意支持朗顿的良师益友。1987年，当法默还只是少数几个被桑塔费研究所的内部圈子囊括其内的年轻科学家之一时，他就说服考温为朗顿的人工生命研讨会捐资五千美元。在法默的推荐下，朗顿被邀请到桑塔费研究所的研讨会上来做演讲。法默还倡议研究所的科学委员会为人工生命项目招收访问科学家，他还鼓励朗顿在罗沙拉莫斯，偶尔也在桑塔费研究所举办一系列的人工生命讨论会。也许最重要的是，1987年，当法默同意在罗沙拉莫斯的理论研究中心主持新的复杂系统小组时，他把人工生命、机器学习和动力系统理论列为这个小组的三大主要研究方向。

法默并非天生的行政型人物。他三十五岁，是个高高瘦瘦的新墨西哥人，还像个研究生似的流着马尾巴、着T恤衫、爱说“质疑权威！”这样的话。忙忙碌碌的行政工作对他来说不啻是一个痛苦，不得不撰写建议书，向“华盛顿的那些笨蛋”乞讨研究基金是他的另一大痛苦。但法默无论在获取研究基金上、还是在激发知识热情上都天赋盖人。他最初在数学预测这个领域脱颖而出，现在仍然将大部分时间付诸于该领域的前沿性研究，致力于寻找预测随机而混乱的系统的未来行为的方法，包括对股市这种人们非常希望能够预测未来的系统做出预测。他把小组用于“一般性功能”的大部分研究经费都拨给了朗顿和人工生命研究小组的成员，而让他自己的非线性预测研究项目和其他研究项目自食其力。“预测研究能够带来实际的效益，我能够保证投资人在一年之内得到回报，而人工生命研究却要等很长时间才能产生结果。在目前的投资环境中，人工生命几乎无法得到研究资金。当一个资助我的预测研究的基金会打电话向我问及他们收到的一份人工生命研究的建议书时，我便对这种情况看得十分清楚了。从他们的态度来判断，他们把人工生命视为飞碟、或占星术之类的东西。他们看到我的名字出现在人工生命项目推荐人的名单上，深感不快。”

从长远来看，法默目前所处的情况不如他想象的理想。他确实非常热爱预测研究工作，但陷于预测研究和行政事务，他没有多少富裕时间来从事人工生命的研究。但人工生命比其他任何工作都打动他的心弦。他说，人工生命会领你深入到涌现和自组这些深层次的问题之中，而这些正是一直萦绕在他脑海里的问题。

法默说：“我上中学时就开始思考大自然中的自组织现象了。虽然起初的想法很模糊，是因为读了科学幻想小说。”他尤其记得艾萨克·阿斯莫夫（Isaac Asimov）写的那本《最后的问题》（The Final Question）。在那个故事中，未来的人类向宇宙超级计算机咨询如何废除热动力学第二定律。即：随着原子的自我随机化，宇宙万物无情地趋于冷却、腐朽和消亡的倾向。他们问，怎样才能扭转不断增强的熵？（熵是物理学家对分子层无序现象的称谓。）后来，在人类消亡、星球冷却很久以后，宇宙超级计算机终于知道了如何完成这项伟绩。它宣告说：“让光芒照耀吧！”然后就诞生了一个崭新而低熵的宇宙。

法默读到阿斯莫夫这本书的时候只有十四岁，这个故事那时候就带给他这样一个问题：他问自己，如果熵一直在增强，如果原子层的随机化和无序现象是不可抗拒的，那为什么宇宙仍然能够形成星球、云彩和树木？为什么在一个很大的规模上，物质往往总是趋于越来越有组织，同时又在一个较小的规模上，越来越趋于解体？为什么那么很久了宇宙都没有解体成某种无形的潮气？法默说：“坦率地说，对这些问题的兴趣是驱使我成为一个物理学家的动力之一。比尔·伍特斯（Bill Wootters）即物理学家威廉姆·伍特斯，现在麻省威廉姆斯学院）和我在斯坦福大学时，经常在物理课后坐在草地上长时间地谈论这些问题，当时我们的脑海里不断跃出各种思想。好多年以后我才发现，还有其他人也一直在思考这些问题，在这方面已有资料和文献的记载了——从事控制论研究的诺伯特·维纳（NorbertWiener）、从事自组织研究的伊尔亚·普利戈金、从事合作反射研究的荷曼·海哈肯（Hermann Haken）。”他说，事实上，在赫伯特·斯宾塞（Herbert SPencer）的著作中也潜在着同样的问题。十九世纪六十年代，英国哲学家斯宾塞提出“适者生存”这句话，推动了达尔文理论的普及。其实斯宾莎只是把达尔文的进化论看作推动宇宙结构自发起源的宏大力量的一个特例。

法默说，当时很多人都在独自思索这些问题。但当时他感到非常困惑。“我没见到有推动这些思考的专门学问。生物学家并不是在研究这些问题，他们在忙着弄清楚哪个蛋白和哪个蛋白发生作用，而忽略了一般性法则。在我看来，物理学家似乎也不是在从事这方面的研究。这就是为什么我转向混沌理论的原因之一。”

关于法默他们转向混沌理论，詹姆士·格莱克在他的畅销书《混沌》中有整章的介绍：法默和他终生好友诺曼·派卡德七十年代末还是加州大学桑塔克鲁兹分校物理学研究生的时候，是如何开始着迷于轮盘赌现象的；计算在轮盘旋转中的滚球轨线是如何让他们敏锐地感觉到，在一个物理系统中，最初情况下的细微变动能导致最终结果的巨大改观；他们和另外两个研究生，罗伯特·肖（Robert Shaw）、詹姆士·克鲁奇费尔德（James Crutchfield）是如何开始认识到，新兴的“混沌”理论，即，更广泛地被称为“动力系统理论”，所描述的正是这种初始条件中敏感依赖性；他们四个人是如何立志从事这个领域的研究，并从此以“动力系统小组”而著称。

“但不久我就对混沌理论感到很厌倦了。”法默说。“我觉得，‘那又能怎么样呢？’混沌学最基本的理论已经探索尽了，这个学科的理论已经很明朗了，在其研究前沿已经没有什么可以令人激动的新发现了。”另外，混沌理论本身也并不十分深刻。他向你解释了许多关于某种简单的行为规则如何产生令人吃惊的复杂动力现象。但除了所有这些美丽的分形图景之外，混沌理论其实很难解释生命的系统，或进化的根本性法则。它无法解释这些系统如何从随机无物开始，自组发展成复杂的整体。最重要的是，它不能回答法默的老问题，即，宇宙在永不停息地形成秩序和结构。

不知为什么，法默认定，对此还有全新的认识尚未穷尽。这就是为什么他和考夫曼、派卡德合作研究自动催化组和生命的起源，并全力支持朗顿的人工生命研究的原因。就像罗沙拉莫斯和桑塔费的许多人一样，法默也感到，某种理解。答案旋律、法则正徘徊于门外。

“我所属的思想流派认为，生命和组织就像熵的增强一样，是永不停息的。只不过生命和组织的形成没有什么规则，是由自我累积而成的，所以更要凭运气罢了。生命是一种更为广泛的现象的反映。我相信，这种更为广泛的现象正好与热动力学第二定律背道而驰，它是某种能够描述物质的自组倾向、能够预测宇宙中组织的一般性特点的法则。”

法默不清楚这一新的第二法则将会是什么样子的。“如果我们清楚的话，我们就能知道如何发现这条法则。目前对此只是推测，也就是当你退后一步，拍着脑袋陷入沉思时所获得的某种直觉。”事实上，他并不知道这会是一条法则、还是几条法则。但他明白无疑的是，最近人们已经在这个方面发现了许多蛛丝马迹，诸如涌现、适应性和混沌的边缘，这些发现起码可以为这个假设的新的第二定律勾勒出一个大概的轮廓。