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        《混沌世界里的臨界點》的閱讀

        時間:2024-10-22 05:10:38 好文

        《混沌世界里的臨界點》的閱讀

          在法國的一個小村落外有一個小池塘。人們在里面取水,孩子在里面洗澡。池塘里面有一片荷花,每天荷花自由生長。按照傳統線性思維,這一小片荷花要覆蓋池塘,幾乎是不可能的。

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          然而有一天,一點污水流進池塘里面,污水里剛好含有荷花的助長劑,使得荷花的生長速度成倍增快,荷時的數目每天增加一倍。只需要30天,整個池塘就會布滿荷時。

          但是在前28天,根本沒人發覺池塘中的變化。到第29天,村里的人才注意到池塘的一半突然充滿了荷時,他們開始擔心,但這時候他們已無能為力。第二天早上,整個水面都布滿了荷葉。

          自牛頓以來,直線和簡化的思想在我們的頭腦中一直占據著主導地位,然而近年來,很多科學家們在各自的領域中發現,其實世界并不是那么簡單,它并非是直線發展的,而是在關聯和交互影響中進化的。也就是說,世界上充滿著各種不可預測的混沌,這是線性思維無法解釋的。多數生態危機的形成都是這樣。物種的滅絕也是如此:開始時通常不易發覺,慢慢地加速衰退一段很長的時期后,接著很快絕跡。

          美國前副總統小艾伯特阿諾德戈爾在其《平衡中的世界:生態與人類精神》一書中,介紹了美國物理學家普巴克和唐超所做的一個研究。在研究中,他們讓沙子一粒一粒落下,形成逐漸增高的一堆,借助慢速移動錄影和電腦模擬,精確地計算在沙堆頂部每落一粒沙會連帶多少沙粒移動。初始階段,落下的沙粒對沙堆整體影響很小。但是當沙堆增高到一定程度之后,即使落下一粒沙也可能導致整個沙堆發生坍塌。巴克和唐超由此提出自組織臨界的理論。

          沙堆達到臨界時,每粒沙與其他沙就處于一體性狀態。那時每粒新落下的沙都會產生一種力波,盡管微細,卻能通過一體性的接觸貫穿沙堆整體,將碰撞傳給所有沙粒,沙堆的結構將隨每粒沙落下逐漸變得脆弱。說不定哪一粒落下的沙就會牽一發而動全身,導致沙堆整體發生結構性失衡坍塌,也可以說崩潰。

          這就類似于那句來自阿拉伯文化的諺語:壓垮駱駝的最后一根稻草。往一匹健壯的駱駝身上放一根稻草,駱駝毫無反應;再添加一根稻草,駱駝還是絲毫沒有感覺一直往駱駝身上加稻草,當最后一根輕飄飄的稻草放到了它身上后,駱駝最終會不堪重負癱倒在地。在社會學里,有人把這種作用的原理取名為稻草原理。

          對于這種現象,科學家們研究認為,在線性系統中,整體正好等于所有部分的相加,因此系統中的每一部分都可能自由地做自己的事情而不需要關心其他部分,如此比較容易做數學分析。而在非線性系統中,整體并不等于所有部分的相加,它可能大于所有的部分的相加,因為系統中的一切都是相關聯的。

          觀察物理學、生物學或社會學上的非線性系統,我們往往會發現它們的基本組成個體和基本組織法則其實并不復雜。但是這些簡單的組成因素自動地相互發生作用,復雜性于是出現于組織之中:一個系統的組成個體有無數可能的方式相互作用。

          正是由于這些無數可能性的相互作用,非線性的系統展現出一系列與我們以往的認識全然不同的特點,突破了我們最為大膽的想像力。其中最能夠給我們帶來啟示,也最富有科學內涵和哲學魅力的結論是:一個非線性的混沌系統,一旦超越了它的多樣性臨界點,就會發生爆炸性的變化;而且原來的平衡一旦被打破,就不可能自行恢復。

          在問題被注意到的時候,或許已經太晚了。而起因,只是一片小小的荷葉,甚至比荷葉更小的東西。每一個相關對象的偶然性因素,都包含了對象必然發展的結果的信息。一個十分微小的誘因,在各內外因素參與下,有時會產生極其重大、極其復雜的后果。

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