第五章 经验解释

 《系统哲学引论》

  关于自然系统的假说性理论的主要命题已经形成,所有更进一步的定理都应当依照形式逻辑的规则从这些命题中推导出来。然而,如此的严密性在目前仍是一种理想;我们必须使自己满足于表明,对主要经验现象有说服力的解释都能够由上述命题推导出来。这样的解释不含有对现存理论的修改,而仅仅把它们转化到我们的理论所提供的概念框架中。毫无疑问,要在各种科学理论之间裁定或修正它们;任务是要把它们摹写进一个共有的、内在地一致的框架中,在这个框架中,其特殊命题相互补充,并作为用合乎理性地可知的、贯穿始终的秩序对现实进行描述和解释的一种方法。这样的秩序是对自然界的一个假设,在依次审视各种专门科学理论时,它不是显而易见的。但是,如果揭示出自然界有限种类秩序的这些理论证明能够与二级秩序理论——经验-理论模型中的一个——结合,那么自然界中一般秩序(即秩序性)的假设就会被证明是正确的:秩序不是直接经验的“已知物”,而是理性头脑的假说,而且,如果经验是有序的,那么容纳特殊秩序而排斥一般秩序就是毫无道理的。

  自然界为观察和实验提供了各种事件及其过程的广阔领域。在一本篇幅小于百科全书的著作中想要概述所有的自然现象是不可能的,即便概述其中的大部分也是不可能的。研究者(他已对当代知识系列,除了一小部分以外,特别有意识地作了扫视)的知识本来有限,又加之一本书的篇幅有限,所以我们所能做的就是在关键领域中选择科学理论,并且考虑它们能否被综合于前述的二级秩序框架中。如果一些通常被认为它们本身是非常不同的领域能够包含在一般系统论中,那么我们就有了支持自然界中一般秩序的有说服力的论证的证据,这可以借助二级秩序“元模型”(“meta-model”)得到证明。

  对自然界中出现的各种各样的有组织的复杂事物我们可以用无数的方式进行分类。然而,当探索一般范畴时,物理、生物和社会现象的概念就具有范式的色彩。在这些主要范畴中的每个主要范畴内部,许多不同的实体被归类;然而在这里,有些实体具有超过其它实体的范式价值。我们把物理系统领域内的原子、生物实体领域内的多细胞有机体和社会系统范围内的人类社会突出出来作为主要的研究对象。因此,倘若不低估关于有组织复杂事物的许多其它现象和中介范畴及等级层次的重要性,也不否认这些现实,那么我们将从原子、有机体和人类社会系统着手对前面所述的自然系统一般理论进行经验解释。相关的科学理论是原子物理学、生物学(及进化论)和社会学理论。我们的任务就是要考察这些在物理、生物、社会层次上的关键实体究竟能否被概念化为自然系统的下层系统,能否由相同的独立变量来描述,而因此具有共同不变的基本特性。

    第一节 物理系统(原子)

  理论:Ri=f(α,β,γ,δ),这里的α,β,γ,δ都是独立变量,具有共同的函数Ri(“原子自然系统”)。

  Ri=f(α)(系统状态特性)

  原子:整体性

  原子理论在本世纪经历了急风暴雨式的修正并已经提出了揭示原子结构的状态描述,它揭示原子的结构越来越像(譬如W.韦弗所说的)生物学的研究对象,即具有“有机复杂性的事物”。原子的机械“太阳系”模型时代已经一去不复返了;在这种“太阳系”模型中,不可分割的实体之间相互施加明显的决定性作用。现在我们获得了场系统的概念,其中包含了类似粒子的能量和自旋的集结。整个结构的特性不是出现在其内部的基本粒子的特性和粒子之间的作用力的特性之简单总和。相反,整体的特性等于严格有序化的组分的关系总和,人们在有序化中发现了这些关系。从数学上讲,原子的非加和性是以方程形式的变化来表达的,这种方程式描述了整体的变化和任何特定原子的组分的变化。用热力学的话来说,平衡中的粒子的熵之总和与原子结构整体上的熵这二者之间存在着差别。

  这种差别同样出现在信息论中,在那里,差别是用“比特”来度量的。整个原子的熵比平衡中原子各部分(电子+核子)的熵之和要小,但原子整体的信息量比平衡中的原子各部分的信息量之和要大。在现代原子概念中,这种情况被进一步强调,原子是由功能相互作用原子核场和电子场构成的,而不是由机械相互作用的各部分构成的。事实上,在量子理论中,原子的机械(加和)模型已经被明确地放弃了。

  原子:秩序

  尽管存在众所周知的与电子状态相关的测不准关系,关于原子结构内部秩序可精确计算的想法仍未放弃。只不过,描述统计规律性的随机概率规律已逐步取代了精确的动力学规律。虽然原子物理学家不再把电子看作是绕核旋转的小球体,但他们还继续把电子与原子核的关系(以及核内粒子与原子核的关系)看作是高度有序的。事实上,相应的情况是:原子结构展现了一种最为显著的数学秩序。让我们来考虑一下周期表中复杂化的原子结构里所包含的这种秩序。

  位于原子中心的核由类似“电子雾”(“electron-fog.”)的某种东西笼罩着,“电子雾”可以根据与电子的位置相关的概率计算出来。在概率最大的区域,雾最“浓”,越向边缘雾变得越稀薄,在整个区域内构成了特定电子的允许能带。最简单的原子——氢,具有与其原子核相联系的单一电子雾。氦在其核中有两个正电荷(即质子),而且在轨道“雾”中有两个相应的负电荷(即电子)。“配对的”电子,如氦的电子,可用自旋的概念区分开来,自旋可以区分为粒子的负自旋和粒子的正自旋。任何一种自旋都可极容易地由其对应者补充,并且两种自旋一起以一种方式完成电子雾,通常这种方式与其它轨道一起产生短程力,而且产生较小的化学作用。结果,我们就得到了由低结合性的一组配对电子所形成的一个电子雾,它笼罩着氦核;这就解释了氦为什么通常是一种气体。

  三个电子的原子引出了一种新的结构模式构型。这个原子就是锂,它由氦的配对电子外加一个电子组成。这个附加电子被原子核从附近的最低壳层(即轨道)里逐出而占据了一个比较远离原子核的位置。

  当一个原子的核包含四个正电荷时,它就能够接受四个带负电的电子。因此,理的第三个电子与第四个电子配成对,第四个电子占据了同一个轨道,但自旋与第三个电子相反。我们由此得到的这个原子就是铍。如果再加上另一个电子,我们就获得了硼。这时出现了新的结构原则。第一壳层和第二壳层可能的负自旋和正自旋已经被铍的四个电子用尽。棚的那个外加电子就被迫进入一个不对称的模式中,这第五个电子的空间取向将垂直于其它电子的振动平面。其动态形式就是p轨道。它是一种两环“振动模型”,占据空间所允许的三个独立方向之一:水平线、垂直线和横轴。

  随着我们把电子加入原有结构,即使不涉及具体的化合,我们也能够直接注意到所获得的有序结构模型。对应于核内的又一个附加质子,再加一个电子,我们就得到了碳。在此基础上再加一个质子和电子,我们将得到氮。氧有八个电子,新电子与占据最外壳层的三个电子之一配成对。氟的第九个电子与最外壳层的第二个电子配成对,氖的第十个电子与最外壳层的第三个电子配成对。所以,氖具有一种封闭的模型,因此与其它原子结合的潜力非常小。

  当我们构造各种各样的原子结构时,三环模型就让我们得到了八个化学元素,而且具有各种可能自旋和取向的相应较宽阔的范围的每一个附加壳层,会相继地产生较重元素的结构。结构的复杂化可以直接从波动力学的方程式来确定。我们得到具有两个元素的第一族(氢和氦),紧接着是具有2+2×3个元素的第二族,然后是2+2×3+2×5,最后是2+2×3+2×5+2×7,等等,直到电子数目为103的最重元素。这时我们得到了一个清晰美妙的模式的范例,原子的构造就是以这种方式反映数学结构。逐渐加重的原子种类之复杂化遵循着波动力学的规律,这充分地证明了秩序概念在原子现实领域中的适用性。(图4)

  原子中存在着关于数学秩序更深一层的引人注目的范例。例如,元素的丰度和其原子核的结构之间存在着明确的关系:就电子和质子数(原子序数)以及原子核中的中子数来看,自然界好像偏爱偶数。在地球上,原子序数是偶数的元素估计是奇数的元素的十倍,而在陨星中这个比率大约是七十比一。更令人惊讶的是:地球上百分之九十九的原子在它们的原子核中拥有偶数的中子。而且,质量数是偶数的原子核比质量数是奇数的原子核更为丰富。在已知的272种稳定的原子核中,162种具有偶数的质子和中子,55种具有偶数的质子和奇数的中子,49种具有奇数的质子和偶数的中子,仅有6种具有奇数的质子和奇数的中子。复杂的原子结构终究成了相对简单的最平衡和对称的数学关系。倘若有些数学物理学家激动地感叹可能存在一个造物主的话,那该造物主一定是个伟大的数学家(这基本上是柏拉图在《蒂迈欧篇》中所采取的立场),这是因为存在着一些确定的力,它们在原子内产生恒定的约束,并且这些力(电子的引力和斥力以及不相容力,原子核的交换力)还产生了具有高度有序参量的外部条件。因此,原子不是无序组分的不规则堆积,而是有序的整体,它能够充分地满足我们理论上的有关假定。

  Ri=f(β)(微观物理控制论Ⅰ)

  “微观物理控制论”的定义

  原子构成有序的整体,这一结论是比较明确和没有争议的。相反,紧接着的两个假定,也就是相当于一系列自稳和自组的控制过程的假定,就原子层次而言,似乎十分容易引起争论。事实上,乍看起来,这两个假定似乎与经验证据矛盾。但我坚信,这种评估是错误的,是由于对“自稳”及“自组”概念意义的一种误解所造成的。自稳的意思是,只要有序整体受到的扰动不大于整体的抗扰动能力,那么整体就保持其参量不变。自组则代表这样的过程:由于周围环境中作用于结构的连续不断的扰动过程,系统特有的参量凭借自组过程得到修正。很清楚,自稳和自组是以与环境的相互作用为先决条件的,因此,只有开放系统才能实现自稳和自组。

  从理论上讲,系统是可以完全封闭的,也就是说,系统的边界是绝热的,它阻止了系统与环境之间物质和热能的交换。这样的系统除了通过不伴随热和物质交换的机械功以外不能与外界相互作用。系统也可以是不太严格地封闭的,它们可允许有热能的交换,但具有阻止其它形式的物质和能量的交换(机械功除外)的透热边界。最后,系统可以是“开放的”,就是说,系统的边界允许某些形式(但并非全部)的物质和能量通过,因此它的作用像筛子一样而不像墙一样。很明显,如果自稳和自组是以系统与环境的相互作用为先决条件的,那么封闭系统就被排除在这种现象之外。一般说来,系统与环境之间的有效相互作用愈大,系统中由外部媒介物所引入的扰动作用也就愈大,所以对持久系统的要求也就愈高。持久系统能制止这些扰动,即在整个控制过程中适应环境条件。物理学表明,原子作为动态环境中的持久系统的确时时与周围介质相互作用,这些相互作用显示了功能的特性,这些特性则表明,这里所讨论的控制过程发生在微观物理学层次上(“微观物理控制论”)。

  原子;适应性自稳

  处于能量基态的稳定原子是具有透热边界的封闭系统。来自环境的扰动必须以热能或动能的形式接近它们,缺少这样的介质,稳定的原子就维持它们所处的中性状态而没有实际的相互作用。原子借助于其场内粒子的结合来达到能量结构的动态平衡。例如,从电子的角度来看,原子的行为像引力中心,引力存在于四面八方,其数值随着电子到原子核距离的增加而成比例地减小。由于这种负势能,电子如同“驻波”一样被束缚在原子核周围。

  正是当原子通常封闭的动态模型被暂时打开时,我们才能遇到“通过自稳而适应”的现象。在电子的轰击下,会出现一个暂时打开的结构。当用具有一定速度的电子或用具有一定波长的电磁辐射轰击原子时,就会发现,除非轰击物提供一定的最低限度的能量,否则它不可能把电子从原子中逐出去。原子中的电子与射入电子之间的相互作用是一种弹性作用,这是因为射入电子被弹回后没有失去能量。但是,当能量超过临界值时,有效的相互作用就会发生:原子吸收了轰击物的全部能量而把自己的一个电子逐出来。这个被逐出的电子具有以动能形式呈现出来的多余的吸收能量。

  弹性的临界值通常是极其明显的。当超过这一临界值并且一个电子完全地被逐出原子时,原子就能够捕获另外一个电子,靠一次或一系列的量子跃迁进行自我调整。于是,原子从缺少一个外层电子所形成的(籍此,该原子变为正离子)激发状态返回到其正常(中性的)状态。原子的正常状态是能量最低的稳定状态。借助于辐射掉多余的能量(激发电势),原子的这种再调整能够以极快的速度实现,对于某些激发状态来说,其时间不超过10-8秒。

  以上所述就是原子内的一个有效的自稳过程,它凭借输出(辐射)与输入(轰击力量)相抵消的作用重建原子的适当的稳定状态(能量基态)。在典型的开放系统中,自稳是瞬时性的而非连续性的。但是,这种现象确实出现并很明显,那就是无论何时,当从介质有效地输入扰动时,原子满足通过自稳而适应其环境的先决条件。能够被制止的扰动范围的下限包括了原子的弹性临界值,其上限是核裂变温度。低于弹性临界值的任何能量输入将被原子无损耗地弹回而不导致原子内部的结构变化;而超过“核燃烧界限”的每一次输入都会使现存的原子结构瓦解。但在这两个极限值之间,来自外界的扰动通过质子俘获和多余能量的辐射将正常地得到稳定。因为原子依靠这些过程维持自己处于典型的稳定状态(能量基态),所以我们可以有充分理由他认为,原子适应了来自周围介质的暂时性的扰动。在这个意义上,借助于模型维持的控制过程,原子事实上适应了其环境。

  Ri=f(γ)(微观物理控制论Ⅱ)

  原子:适应性自组

  类似于自稳的自组也是以系统与环境的相互作用为先决条件的。对于原子来说,超过了弹性临界值有效的相互作用就会发生。在这个临界值以上和在发生核裂变的界限以下,原子就会以上述过程发生反应。这些是自稳但不是自组。因此,只有在高于核裂变临界温度时自组才会出现。我们将要考察的正是这些过程。

  除了在反应堆和核裂变装置中人工创造的情况以外,核化学过程所需的温度仅在恒星中可以获得。最近,天体物理理论指出,重元素是在恒星内部核的连续嬗变过程中从较轻的元素逐渐形成的。这些理论似乎有些漠视与宇宙中的物质起源相关的宇宙学问题,并且设想最轻和最简单的元素——氢或氢核——是所有更进一步的天体物理过程的原始物质。

  可以相当肯定地推测宇宙的最初状态:在那时,1069个氢核松散地在星际气体中旋转,这些原始氢云被巨大的宇宙气流所携带,形成涡旋,在引力的迫使下凝聚成原生星(protostars)。于是,占老的星族Ⅱ恒星诞生了。这一族恒星开始经历它可识别的生命循环,包括形成、演化、最后爆炸(更新)以及从古老恒星的分散物质重新组成年轻的星族Ⅰ恒星。

  与恒星演化过程紧密相关和非常值得注意的事实是:越来越重的原子结构基本上是单向合成的。恒星演化是循环的;它们的生命史类似生物个体的历史:包括出生、发育和死亡,再从残老星的遗骸脱胎形成新的恒星。但原子的进化是直线的,类似于生物物种的进化。尽管有偶然的局部逆转,但它还是从简单到复杂、从轻元素到重元素向前发展的。

  有关的著作,尤其是福勒·M.伯比奇和G.伯比奇的著作指出,在构成恒星的所有已知天然生成的元素的全部过程中包含了多达八种核嬗变过程。主要的和最持久的嬗变过程就是氢转化为氦,这种转化或者通过碳-氮循环,或者通过质子-质子链。当一颗恒星的大部分氢转化为氦以后,迅速的结构变化引起所谓的氦燃烧过程,在该过程中合成了各种中等重量的元素。借助于普通的氢-氦嬗变反应,通过这些过程而产生的原子核的存在容许合成碳、氧、氖和氮的大部分不甚丰富的同位素。

  因此,氢和氦的转化过程解释了存在于恒星中的大量已知元素。但是,所有这些元素的合成需要不少于六个另外的原子嬗变过程为先决条件。这些过程包括α-过程、e-过程、慢中子和快中于俘获过程、P-过程(质子俘获过程)以及说明某些轻元素(如氖、锂、硼)在恒星大气层内和超新星的壳层内发生的核反应中的合成过程。这八种类型的核反应呈现出一个有说服力的理论框架,用以对可观察宇宙内的各种原子的丰度进行定量分析。尽管详尽的描述依赖于若干深层次的因素(包括恒星形成的速率和合成的物质返回到星际空间的方式),但大量证据表明:所有已知天然生成的原子是在恒星中从氢开始被连续地构造出来的。因为这些种类的原子是在恒星内部产生的,另外一些是在超新星爆炸的极高温度下合成的,所以很明显,尽管恒星的生命循环包括最初的凝聚、结构的变化、部分或全部的爆炸等阶段,但原子的进化却是一个连续的,从整体上看是一个不可逆的过程。恒星的毁灭——也就是超新星的爆炸——这一事件实际上代表着原子进化中的更深层次:超新星爆炸提供了某些较重元素合成所需要的温度。

  天体物理过程中重原子的逐渐进化为在原子世界范围内不断进化的结构发展过程提供了例证。原子是向其环境中的热能和动能所造成的扰动开放的持久结构。稳定的原子处于能量基态,而且,如果介质中的热能和动能低于核裂变值,那么,原子就仍能维持自己处于这样的状态。如果环境中的能量超过了这些临界值,那么原子场的封闭模式就被破坏(例如在极高的温度下),这时核裂变就会发生,在一定的密度和温度的条件下导致至此仍然分离的原子核聚合成为一个结构更为复杂的原子核。

  当考虑星球体内某一区域的一族原子而不是单独的原子结构时,原子核的嬗变过程可以看作是现存原子结构向较高负熵状态进行重组。这样的原子族把较简单的结构转化为较复杂的结构,并辐射出多余的能量。因此,原子结构的负熵倾向与热力学第二定律并不矛盾:尽管在合成过程中构造了元素的原子,但从整体上看,恒星物质的组织层次降低了。

  当从单个原子的层次上观察原子进化时,这充其量只是一种似是而非的隽语:进化的结构通过其原有力量的瓦解转化成为另外一种结构。因此,在该过程中,单个原子消失了,它重新出现在另外的结构中,曾经是个体的其它原子也参与其中(例如,一个氦原子就是由以前的四个氢原子构成的)。但从组成一层恒星物质的某原子族的层次上观察时,原子看来在进化:例如,太阳中心层的氢转化为氦表明了该族太阳原子朝着组织化程度更高的状态发展的自组过程,尽管从整体上看太阳具有较高的熵。输入系统的能量使得这些系统在组织程度较低的系统可能崩溃的条件下能够维持它们自己。但是,适应能力较强的合成系统并不意味着较高层次的结构稳定性撒。恰恰相反,有较高组织程度的重原子的结构稳定性较低。不过,它们具有在恒星条件下自我维持的能力,这些条件能导致组织程度不高的较轻元素的裂变。适应的组织性意味着同现有的环境诸力和谐相处,而不意味着结构稳定性。因此,原子的进化是朝向功能上更为适应,而不是结构上更稳定的形态发展。这样一来,它就与系统组织的其它部分的进化相一致(参看下面的第二节和第三节)。

  原子族,而不是原子个体,根据它们的特定环境条件而进化出功能上适应的(即使天生是不稳定的)结构。这一假说与目前的原子核理论及天体物理学理论并不相矛盾,只不过是把这些理论的命题转换到关于自然系统的一般理论的语言和概念框架中。

  Ri=f(δ)(整体性)

  原子:系统内的等级体系

  构成“整体性”两重性(相对于它的组分而言,它是一个整体;相对于环境中某些关系而言,它又是部分)之特性不是自然系统的独立特性,而是以上所讨论的全部特性之组合。像在图3中已排满的壳层之上的,这与原子核内中子的增加是相同的。增加一个新壳层,通过增添原子核中的电荷,同时通过新电子的出现,就改变了原先的壳层。于是,每一较高周期包含了加上新特性的较低周期的所有结构特性。新特性改变了其余特性。正如卡西迪指出的,这样的一个排列清楚地例证了一个系统的等级体系。

  原子:系统间的等级体系

  虽然系统内的等级体系在所有原子中被明确地证实了,但系统间的等级体系在这方面却不是必然的。在能量条件相对恒定而且允许形成更高秩序结构的环境中分子键得到生成,由此,原子在一个共同结构中共享未配对的电子。这种联合形成的分子系统比任何组分原子下层系统具有更高的层次(因为它包括了每一个下层系统和下层系统之间的联系),而且从一个特定原子的立场来看,分子的其余部分可以看作是其等级体系的“环境”。然而,只有在限定的条件范围内这样的等级体系环境才会出现,这些条件可用温度、密度、化学环境来规定。如果符合这些条件,那么就能建立一个微观等级体系,而且,如果满足更高要求的有利条件,那么就会导致一个进化的多层次结构,地球上的等级组织就是这种多层次结构的一个例证。如果条件不利,那么多原子的结构就会停止生成或退化,或被限制于相对分离的原子之间的微弱相互作用中(例如在星际空间中)。因此原子系统间等级体系的存在及发展水平(假定有的话)取决于环境条件,这些条件决定着微观等级体系的发展或其全部(或部分)的不存在。但如果微观等级体系只是初步地进化,那么在其范围内的一些原子将成为较大上层系统的组分。所以,这样的原子显示了这里所讨论的整体性:它们对于亚原子组分来说是整体,而对于超原子(分子、晶体,等等)环境来说则是部分。

    第二节 生物系统(有机体)

  很长时间以来,人们总认为物理界是完全不同于生物界的。直到20世纪30年代,物理学家和生物学家通常不过是偶尔提到与自己专业领域毫无联系的——即使有的话,也少得可怜——对方的领域。生物物理和生物化学的出现使这两个领域较为紧密地结合了起来,不过,这样做的代价是:在生物学内部出现了一元性-二元性问题。随着机械论和目的论方面的争论,这个问题日趋明朗。有些科学家满怀着在物理学和生物学之间建立沟通桥梁的希望,通过将物理学的规律和概念引申到生命有机体领域,研究探讨范畴的分界线,但他们被其反对者指责为“物理主义的还原论”。这些反对者要么支持在产生生物组织方面性质上完全新奇的事物的出现,要么希望看到把生物学概念引申到物理领域。于是,一方面,生物有机体被看作是特别复杂的物理和化学系统;另一方面,物理实体被认为应归因于生存意志(entelechy)或至少归因于“精神”或“灵魂”的种子。

  根据自然系统的一般理论并借助于分析物理现象和生物现象的简单方法,物理界和生物界的基本差异可以克服而不必再进行令人生厌的机械论-生机论争论、二者之间的具体差异虽不能用这种系统分析方法检查,但可以用结构同型性(而不是同一性)的思想方法来加以说明。同时在重要的组织性的各个方面这些同型性保证了既定现象的统一性。这种新的具有无限潜力的方法就是我们将要在这里探讨的方法,利用这种方法,我们可以用处理原子的同样方法来处理各种形式的生命有机体。也就是说,我们将探明目前的生物学理论是否允许自然系统的一般理论对“生命有机体”的适用性问题有一个肯定的答案。

  理论:Ri=f(α,β,γ,δ),这里的α,β,γ,δ都是独立变量,具有共同的函数Rii(“有机自然系统”)。

  Rii=f(α)(系统的状态特性)

  第一个疑问涉及到关于生命有机体的“整体性”和“秩序”概念的有效性。答案是如此明确以致只消用几句话就足以证明。

  有机体:整体性

  有机体的非加和性表现在处于热力学平衡时其各组分的熵与其整体的熵之间的差别。熵差也可以用信息的“比特”来表示(丹考夫〔Dancoff〕和库斯特勒),即称作信息熵(information-en-tropy.)。事实上,生物组织的真正本质在于有机组分彼此构成的相互联系——仅各组分特性之总和产生不了生物有机体,更不用说个体了。联系是如此重要,以致于数量相等的同一组分或同一组分的相互联系的最微小的变比也许会产生完全不同的结果。这一点在生物层次上十分明显。例如,DNA螺旋中的氨基酸链顺序的任何变化会全面地改变整体的特性。此外,甚至连复杂的结构也与涉及整个有机体的许多反应(例如普遍适应症候群的应激反应)一起高度地结合。我不希望在这里介入超自然的绝对的“机械论”和“整体论”的争论中,而且除了考虑整体以外将不论证某些生物反应是“无意义的”。以目前的透视法就足以建立这样的命题:有机体是由相互依存的组分“构成的”(非加和的)整体。并且,现代生物学充分地证实了这一命题。

  有机体:秩序

  那么,有机体的有序性怎么样呢?秩序涉及到时空结构和事情发生的先后顺序。空间秩序指的是有机体的“结构”或“形态”;时间秩序指的是有机体的“功能”或“生理”。在这些概念之间不存在对立。正如冯·贝塔朗菲指出的,“结构与功能之间、形态与生理之间的对立是基于有机体的静态概念之上的。机器中固定的安排能使机器运转,也能使机器停止。同样,预先建立的结构(如心脏)有别于其功能(即节律性收缩)。其实,预先建立的结构与发生在结构中的过程之间的这种分离并不适用于生命有机体。因为有机体是一个连续不断的有序过程的表现,尽管,另一方面,这个过程是靠基础结构和有机形态来维持的。形态学中被描述为有机形态和结构的东西实际上就是通过时空模型的一个瞬间横断面”。

  那么,当我们考虑生物有机体的形态时,我们就要考虑一个瞬间横断面(一列“缓慢移动的波”),在横断面上叠加了动态函数或动态模型(快速过程波)。结构中的秩序和过程中的秩序不是不同种类的秩序,而是有机体时空模型的基本秩序性的不同表现形式。首先让我们考虑表征空间显示的“慢波”模型特性的这种秩序,即生命有机体的形态秩序。

  生命有机体的形态显示出引人注目的对称形态。最早的原生动物门显示了球形对称性:它们的躯体都呈球形,其各部分从中心向各个方向伸展,或者说,其各部分都围绕中心排列。在所有适应于依附性生存的物种中,包括大多数植物,都可以发现呈辐射状的对称性。躯体的一般形态呈圆柱状或碗状,有一个中心轴线,各部分从中心轴线向外辐射,或者说,围绕中心轴线排列。轴线是多极的:它在两端是不同的。就动物而言,一端称为口端或前端,长有嘴巴;另一端是尾端或后端,长有尾部器官(例如肛门)。就植物而言,一端可能长有根,另一端可能长有花。某些生物门类中存在着双重辐射对称性,例如栉水母门就是如此。它不同于辐射状对称性,除了前后轴线以外,还有另外两条轴线,这两条轴线与主轴线垂直并且相互垂直(后两条轴线称为矢铀和横轴)。最后,两边对称性与双重辐射对称性一样有三条相同的对称轴线,不过,因为背部和腹部有区别,有机体仅有一对对称面(侧翼面)。这种对称性是绝大多数动物的特征。双边对称性表明了前端的变异,前端作为潜在头(potential head)(“头在形成”过程中),长有眼睛和其它的感觉器官,并且集中了神经组织。当个体进化到发达程度时,头颅的形成变得越来越明显。虽然这些形态为大多数物种所具有,但通过相关生长,变异也许是可能的,例如,相同的对称部分也许会以长的、短的、扁平的或尖锐的等不同形状显示出来。

  如果在生命世界中,结构表示过程,那么有机体形态中的对称性就一定具有功能的意义。韦耳指出,如果“自然规律中固有的全部对称性”对特定躯体来说,除了其位置P的偶然事件外不受任何事物的限制,那么它将采用围绕中心P的球形形状。因此,若悬浮于水中,原生动物门则趋向于成为球形。韦耳借助于下面的思考说明了辐射状对称性:对附着于海底的躯体来说,重力的方向作为决定性的因素出现,它使得对称性作用缩小了,从围绕中心P的各方向的作用缩小到仅在一个轴线周围的作用。对于在介质中具有自我运动能力的有机体而言,双重辐射的对称性就是其逻辑形式,因为对它们来说,前后方向和重力方向都具有决定性的影响。双边对称性似乎是最复杂的对称形状,对于有机体来说,这种形式具有功能的价值,因为在趋向于左、右两面之间产生遗传差异的环境中(在双边形状中,只有在这两面之间差异是任意的)存在着一些因素,这些因素倾向于受到运动器官的对称性所提供的优势的控制:不对称的发展也许导致介质中的螺旋状方式的运动。同时,双边对称性提供头颅形成的有利条件,以致可以预期它能够描绘出一种对生命世界而言最完整发达的形态设计。根据形态样式的对称性,综观进化过程,在组织程度与对称形式的复杂性之间似乎存在着明确的关联。韦耳在论证中用以下事实阐明了这种关联:维持复杂的组织需要能动性,而能动性又需要复杂的对称性来获取效率和控制。

  假如各种严格的对称性秩序存在于有机体的形态中,那么同样值得注意的种类秩序就一定表征了有机体的功能。(我重复一遍,“形态”〔结构〕和“功能”〔过程〕,这些概念是对相对缓慢、但单独看又很快的变化的时空模型的表达。)事实上,实在的生长和发育过程佐证了各种各样的对称性。和对称性的组分结合在一起而逐渐生长的例证有叶子的螺旋形排列、树的生长年轮的同心圆或圆锥形的增大、蜗牛外壳的螺旋形状、向日葵的盘旋状及牵牛花的螺旋状的爬行动作等。这些比较“缓慢的波”的模型是对有机体明显活动中更为快速的形式的表达方式。后者的例证充斥着生物学和生物物理学教科书。我们并不打算重新考察它们,而仅仅是注意(同辛诺持一起):所有生命有机体,不论是植物还是动物,它们多种实际的、显露出来的并为物种所具有的典型形状之功能似乎是经过精心安排的。最终形状在每一细胞和种子中被译为密码;它们能够控制许多细胞的分裂,由此,发育中的有机体以极高的精确性成长到该物种的典型形态。用辛诺特的话说,自我维持和发展的多种功能构成了“一个有机的自我调节系统,它被恰当地命名为‘有机体’”。

  Rii=f(β)(生物控制论Ⅰ)

  “生物控制论”的定义

  现在我们已经提出关于有机体的自调节问题,目前我们理论的有关命题是,自然系统(因此也包括有机体)通过稳态附近的一系列自稳作用而适应其环境。因此,可以把生物的自我调节现象看作是通过对有机体稳态的维持而适应环境的一个例证。

  我将主张把有机体作为在其环境中自稳定的开放控制系统来看待,这样就形成一个一致的观点,由此观点出发来考察有机物与无机物的自然组织方式。值得注意的是,与这一前提相反,直至1955年辛诺特还感到对有机体的自调节的考察本质上暗示着自然界有一种根本的二元性。他设想生命物质是有组织的自调节系统这一事实表明了“生命科学的基础与物理科学的基础是有区别的”(重点是我加的)。在冯·贝塔朗菲认为只有有机体的开放性才是它们的根本特性时,这一区别甚至又重新出现在他的论证中(贝塔朗菲一定不会希望受到二元论自然观的束缚)。但这里所采用的理论消除了这种二元论,仅保留基本同型的系统之间的具体差异。差异的产生归因于自然界等级体系上层的高度组织性:从热力学角度看,系统变得越来越不可能,并且越来越依赖于受到严格控制的与环境的关系。处于十分易变的稳态中的自我维持复杂系统为了从环境中输入自由能这一目的,需要系统边界的永恒开放。这决定了新陈代谢的一般机制——分解并同化负熵的输入品以及排泄熵废料的输出品。因此,由于有机体对控制稳定作用的需求,我们把有机体看作是连续开放的系统;而不是由于它们的连续开放性把它们看作是高度组织化的系统。

  自然系统开放的程度和持久性是在热力学非平衡中通过自调节使稳态得以维持的结果。由于控制论的自调节是一个普遍的系统特征,所以,这一概念框架通过生物控制论与其他(物理的、社会的)系统中控制过程的同型性显示了自然界的一致性。

  大多数有机体的稳定状态并不是完全静止不动的:它们的参量不完全与时间无关。在时间函数中,生物系统采用新的稳定状态。时间界限的变化就是区别胚胎、幼年、成年、老年有机体正常状态的那些变化。在其生命的每一时期有机体保持着合适的稳定状态。因为这些状态自身随时间变化,所以它们只是准静止的。它们借助各种过程维持这种状态,在这些过程中有一些属于“内环境稳定”(“homeostasis”)过程,另外一些则属于“学习”过程。二者之间的主要区别在于,内环境稳定通过行为的遗传程序维持现存的生物结构,而学习却是依靠基于个体经验的进化的行为模式维持生物的结构。因此,我们在这里把这两类过程归类于“生物控制论Ⅰ”这个总标题下,并将依次对之进行探讨。

  有机体:适应性自稳

  (Ⅰ)各种内环境稳定

  有机体生活在一个隐藏着敌意的环境中,它必须提防可能使其微妙平衡的组分遭到破坏的那些输入。超量的输入,即便是必需的能量和刺激,都可能是有害的,并且对有机体来说,首要的生存任务就是减少和避免偏离它们与环境相互作用所要求的标准。高度适应新环境的细胞和细胞器可能服从温度、pH值、氧饱和度和其它参量的微小变化。有机体的自调节——凭借它,通过适应性地抵消潜在的有害外界能量和刺激,有机体维持着它们必需的恒定性——用坎农最早提出的术语内环境稳定来表示。

  内环境稳定自调节可以作为控制过程来理解,这一过程包含了处于不断发展的与外界环境相互交流关系中的有机体。有关约束的特定分布的参数在有机体的控制中心译成密码,这些约束总起来就意味着有机体的正常状态(其合适的准静止稳态)。在进化程度较高的物种中,控制中心的功能在自主神经系统中得到体现。有机体为了维持自身处在这些状态及其附近就需要自调节,所以有机体的自调节是以针对环境的积极行为为先决条件的,而积极行为又需要自主的动力来支撑。后者靠躯体的新陈代谢来提供,因为躯体能够吸收并分解物质,而且为了自调节目的还能利用释放出的能量。相关的环境状态信号必须到达有机体的控制中心,因为正是根据这些环境状态来调节它自己才使得有机体能够达到并维持其准静止稳态。提供信息的功能是由感官感受器来完成的。有机体控制着一个内在能源,所以它不需要通过感受器所产生的信号为自我调节提供能量。一个低能级的外部信号能够被有机体转换为一个高能反应。这代表了一种“信息的或感觉器官的耦合(“informative or sense-organ coupling”),在人工伺服机构中它也能实现。由于反应不是由信息所携带的能量决定的,而是由信号与系统内“密码”(规范)的一致性决定的,所以微弱的信号能够与较强的反应相耦合。一个雷达信号能够与操作机械装置的重型马达相耦合;眼睛内视觉神经的一个低能级刺激能够与紧张的肌肉和神经活动相耦合。在每一种情况下,正是输入与系统密码的联系决定着所产生的输出种类,而且通过将输入的相应变化与能源相结合,输出可被放大。内环境稳定如同伺服机一样对输出加以选择,以便把来自系统组织要求的输入偏差降到最小。这就是减少偏差的负质馈过程,它靠密码(“程序”)来控制,并把输入与组织之间的特定匹配作为它们的目标。匹配是由有机体对其刺激所作出的合适的行为反应达到的。饿时要吃,渴时要喝,交配,睡觉等等都是减少偏差的负反馈过程,其目标直接指向信号(输入)与保持有机体正常状态的密码(按遗传程序的准静止稳态)的匹配。

  除了直接作用于环境的行为反应外,有些内环境稳定的反应通过对有机体状态的部分和暂时的调整来补偿环境状况的变化。这些都是内环境稳定的经典例子。(图6)例如,如果有机体发现自己位于高海拔处,它的反应也许不是下降到较低的地方(这可能行不通),而是通过刺激红血球制造系统以增加红血球的供应来补偿肺中空气的含氧量的减少。当空气中含氧量正常(也许是通过一个新近的行为反应把有机体带回到通常的居住地)时,红血球就会减少。当环境条件干燥时,情况与此类似。当有机体的水分摄入减少时,垂体后叶激素就被分泌出来,它有抗利尿的作用,并且能通过肾脏控制水份的排出。当水的供应充足时,垂体后叶激素的分泌就被抑制,通过肾脏的排出也加快了。如果几种物质(如蛋白质、脂肪、钙等等)中有某种没有通过正常渠道给予供应,那么体内贮存的这种物质就要释放出来。如果皮肤温度下降,那么较高速率的心跳会通过增加血糖和交感肾上腺的活动产生身体热量;自动的肌肉活动,如发抖,也会产生相同的效果。如果皮肤温度上升,那么就要出汗,而汗的蒸发会降低体温。借助于这样的刺激-反应模式,有机体维持了内环境的基本恒定。对人类而言,这些包括血压、血液的含氧量(坎农列举了不少于十四种单独指向这个目的的内环境稳定过程)、水含量(水含量与三天之内水的实际摄入量和排出量无关)以及糖、盐、蛋白质、脂肪的供应等等。在内环境稳定中,负反馈激活了反应模式,使得有机体感觉到的输入与其组织需要之间只有最小的误差幅度。

  内环境稳定偏差尚能还原的输入的临界值是值得重视的,特别是在拥有发达神经系统的有机体中尤其如此。例如,在界限以内出现这样的输入:一个尖锐的物体深深地穿入有机体的某一部位。如果受伤部分不是致命的器官(例如心脏或大脑),那么自稳定的临界值就未被逾越。在这种情况下,内环境稳定包括治愈过程,或许还包括更新过程。复杂的反应与输入相耦合,例如:某人的手瞬间离开灼热的表面。进一步的信号使得接近伤口处的细胞活跃起来,通过分裂产生数量充足的细胞,而且这些细胞能借助于目前仍未完全理解的过程流向受伤的部位而提供一个表面覆盖层,这一覆盖层比最终需要的要厚。当表面已经形成的时候,随着细胞退至正常密度,这一厚层就渐渐变薄。至此,治愈周期就完成了。

  通过非局部性的一般适应过程,由环境所产生的极度紧张也可以被减轻到与有机体的需求相一致的程度。这种情况下的扰动输入称作为“加压者”,而内环境稳定对它的反应是“由特殊的症候群所表明的状态,这种症候群是由生物系统内所有的非特殊诱导变比组成的”。在“普遍适应症候群”中可以区分出两种类型的反应:主要变化,它在形式上及因果关系上都不是特殊的;次要变化,它表明普遍适应症候群的特殊模式。第一种变化引起第二种变化。后者是由三阶段组成的:“警告反应”,“抵抗阶段”,“消耗阶段”。事实上,有机体的每一器官和比学成分都参与这三个阶段的紧张反应。该过程发生在出现“加压者”的情况下,“加压者”相当于种种扰动输入;这种反应是通过感觉和响应使有机体适应加压者的三个阶段反馈过程。例如,如果把身体暴露在严寒(加压者)中,那么肾上腺的皮质首先排出可利用的油脂颗粒,它含有表皮激素(警告反应);然后,体内充满了数量极大的油脂微粒(抵抗阶段)。不过,如果身体继续暴露在严寒中,那么油脂微粒最终就会消失(消耗阶段)。

  压力症候群描绘了一个受时间制约的内环境稳定过程,它减少了特定的输入(加压者)与有机体适当的准静止稳态之间的误差幅度。借助于有机过程的部分重组,它完成了一种匹配并可保持有限的一段时间。此后,加压者被证明是超过了有机体自稳的内环境稳定的临界值范围。

  也许内环境稳定形式的最值得注意之处就在于:整个有机体都是由它的一些适应新环境的细胞重新构成的,而且母体有机体的残余部分最终将腐烂(“死亡”)。个体的大量死亡是复杂物种为适应性而付出的代价。然而,繁殖只不过是内环境稳定的一种特殊表现形式。一个物种的现存组织依靠错综复杂的程序过程(包括个体的周期退化和周期更新在内)能够维持其个体成员所不能达到的一段时间。衰老和死亡同出生和生长相抵消,物种维持着表示其基因类型的组织。基因所携带的信息严格控制着这些过程,而环境仅仅决定着这些过程的实现。基因携带着全部“指令”以便用适应新环境和新功能的生殖细胞重建成成熟的有机体;于是,在为种系发生的重组提供工具的同时,生长过程在性质上基本上就是内环境稳定。为了通过旧结构的重新组合产生新结构,就必须生产信息,然后加以利用。如果旧结构包含了必要的信息,那么新结构就表现为对旧结构固有程序的实施,但如果以为所出现的结构意味着重组,我们就错了。从如此形成的特殊系统的立场上看,出现的结构也许是新的;但是根据母体系统的密码指令而产生的组织类型并不是新的。因此,生长虽然是发展适应性的一种机制(因为遗传指令的实施是由环境的特性所决定的),但生长本身是一个保守的(稳定的)过程而不是一个创新的(重组的)过程。

  利用沃丁顿的概念,我们可以把生长和发育分类为同流([homeorhesis]源于希腊语水流、流动之意)。在同流过程中,不变的不是一个静止状态而是一个流动过程(a flow-process)。例如,倘若扰动引起同流过程偏离其正常路线,那么它的负区馈控制机制并不是使它恢复到受扰动时它所在的位置,而是使它恢复到如未受扰动它应该发展到的位置。这种流动过程遵循着相对确定的轨线,沃丁顿称该轨线为必然路线([chreods]chre,指注定的或也、然的,Hodos,指路线)。生长中的许多错综复杂的过程,从受孕和胚胎形成,经过出生和成熟,描绘了程度不同地顺着确定的必然路线前进的同流过程。这种必然路线借助于遗传结构编入生物系统,并且在实现过程中由系统所处的环境决定。因此,表现型是通过基因所携带的密码的相互作用以及它自身所遇到的相关条件从基因型基础上建立起来的。例如,自然选择作用于表现型,而选择的却是基因型(正因为如此,基因型才被一代一代地遗传下来)。

  当我们把同流发育过程置入有机体存在功能的范围内时,它们就表现为有机体内环境稳定的特殊情况。如果一个复杂和生来受时间限制的系统的自我维持包含了退化和更新的交替循环,那么结构的更新过程一定受到系统的控制,而且这些控制在性质上一定是同流的,即,它们必须把过程恢复到其正常的发展模式(而不是恢复到受扰动时表示过程特征的标准)而使扰动减少。原先稳态的重新建立会抑制更新,并打乱生殖循环的所有内环境稳定。所以,发育系统内的动态多变量调节的复杂过程必须按照功能观点看作是内环境稳定系统现象。在那种情况下,如果不能清楚地了解其详细机制的话,那么至少可以清楚地了解其机能。

  (Ⅱ)各种学习

  我们区分了自稳的生物控制论Ⅰ的(1)遗传程序过程,和(2)从经验上学到的过程。后者可以归入学习这个一般概念中。

  传统上的“学习”是指,人们懂得所获得的“事实”、看法和信念并能对其进行回忆,以及相互关联的反应方式。今天,“学习”的含义已经扩展并被置入整体论的有机范围。例如,克劳斯在最近的一篇文章中将学习定义为极其普遍的过程,这一过程影响着人存在的各个方面:学问、智力、兴趣、观点、情感反应、社会的和观念的调整、思维方式和行为方式。在各种学习中共同的要素是,学习是由某种形式的能动性支撑的,以这种能动性有机体追寻着有意识或无意识的目标,进而达到摆脱一种处境或一个问题的目的。照这样看来,有机体的处境确被改变了。因此,学习就是“对行为的修正,这一修正是通过对环境关系对个体提出的问题的‘解决’来完成的”。

  学习过程已经用人工模型容易地研究过了,尽管按一定尺度简单化了,但人工模型显示了动物和人类的更为复杂的学习特性的操作类型。从控制论的观点来看,学习就是通过把系统的状况告知以后的系统从而改变编入系统中的程序(或规范)。“学习机”内这样的改变允许系统通过适当地重新排列其密码而适应这些环境状况。学习机与普通的非学习机不同之处在于它们具有维纳所说的“灵活的”(与“死板的”相对而言)性格:它们“向经验学习”而不连续不断地犯同样的错误。当然在这里,“错误”指一种相互作用,这种相互作用不能完成编码于系统中的操作,它归因于对实际环境状况的不适应性。灵活的编码(即“动态的程序”)允许系统重新组织其程序以适应通过感受器反馈的信息。因此,即使处于变化的周围环境中(这些环境使得非学习机无效),学习机也能实现预期的操作。

  从“死板”到“灵活”的程序范围可以用人们熟悉的例子给予说明。下列各等级可以区别开来:

  (1)单值固定程序。例如保持一定温度的冰箱或空调设备。

  (2)定值固定时间曲线。例如适合于化学制品、织物等等的逐渐加热或冷却系统。

  (3)系列值(以一定的顺序)固定时间曲线。例如具有洗、漂以及甩干循环组成的程序(以一定顺序)的自动洗衣机。

  (4)具有由信息反馈决定的短暂顺序的程序。例如依照过程中的每一步顺序协调生产过程各阶段的工业控制线路。

  (5)带有由信息反馈决定选择的备用于程序的程序。例如具有“管理”能力的工业控制线路,也就是具有中止程序能力,或者具有在紧急情况下改变程序的能力,或者具有依据工厂中现实情况使过程加快的能力的工业控制线路。

  (6)最优化的动态程序。这种动态程序具有按照信息反馈所提出的需要重新编排程序的能力。例如按照步骤上的成功与否修正自己策略的博弈机。

  以上列举的这六个等级把我们从一个具有完全死板特性的系统(例如一台预先装配好的空调机)带到一个具有完全灵活特性的系统(例如一台自我改善的博弈机)。每一系统都能完成基本程序中给定的一套操作。不过在变化的环境中,系统越是灵活,它就越能在较大的范围内成功地完成任务。程序(1)到(3)是无反馈系统,不能补偿其外界(“操作领域”)的变化。程序(4)和(5)是负反馈系统,在变化的环境中,它能够借助于改变子程序而维持特定的程序。在程序(6)中还加上了正反馈,在超出最初程序的可行性(即效能)的限度时,它能够发展为新程序以完成操作。这样的系统包含了一个高水平的决策者或程序选择器,它不仅能够识别最适合的现有程序,而且为了迎接环境变化的挑战而在系统的“自由度”内还能写出新程序。学习,就具有这种程序(6),人们常在高等生物中发现它的踪迹。在这方面,人类比其它任何物种更为杰出;事实上也许可以这样说,正是这种学习能力才使得人类与其它物种区别开来,而且保证了人类对其它生物的控制与支配。近年来,已经研制出了具有类似(尽管很简单)能力的人造系统,而且正是因为机器可能进化出更强的学习能力才助长了那些作家的想象力,他们预言了一个机器时代,在这个时代,机器人最终使它们的创造者沦为奴隶。

  学习,即使在能够写出新程序的高级形式中也不是必然要有一个通常称作“有意识”的过程,也就是说,它不是以人们精神活动的高级意识为先决条件的。(但另一方面,由于在形成新程序以改进那些子程序之前系统必须收到各种子程序获得成功的信息,所以它又是以某种程度的自我意识为先决条件的。)有时候,学习也许是一个与“心理”过程相对的“生理”过程:即使没有意识到所发生的情况,身体也能完成这一过程。这种情况属于有机体学习等级的较低层次,而且这种情况——当然同较高级的学习种类一起——也存在于人类中。现在发现的“生物反馈学习”的实际情况提供了这种生理学习最引人注目的例证:“生物反馈学习”就是对某些内环境稳定标准进行适应性的程序重编。心跳、肾功能、血压、血流量、肠挛缩和胃挛缩、甚至胞波可能都服从于有机体从整体上对其环境的适应性反应功能的调节。洛克菲勒大学的N.米勒已经率先完成了关于这方面的实验,并且利用了正增强原理和负增强原理。最初,用老鼠做实验,“为了快乐”而给它的大脑“装上电线”(也就是把电极嵌入大脑“愉快区”附近的神经未销中),然后逐渐过渡到用人来做实验,即把人也诱入一个产生奖赏的网络中(网络告诉他们何时已经达到了目的)。米勒和地在康奈尔大学与哈佛大学的同事们已经表明,有机体能够重组其遗传编码的内环境稳定标准作为优化奖赏频率的手段。虽然不清楚通过什么样的过程,但老鼠及人的受实验者可以放慢和加速它(他)们的心跳速率,可以降低和升高它(他)们的血压,可以减少和增加它(他)们的胃壁内的血流量。低级的学习是在复杂的热血生物体中的生物控制论Ⅰ的一个新的和引人注目的例证。当环境变得有利于生物体稳定状态中的某些种类的变化时,就逐渐产生这些情况:生物体由此把有益的(匹配的)输入增加到最大限度而避免有害的(不匹配的)输入。

  对于人类而言,生物反馈学习是最近发现的一种无意识的学习形式,但是与此相类似的东西已经以多种形式存在于各种有机体之中。学习,正像生理学家和心理学家现在所主张的,同生命本身一样古老,它是自调节系统对环境媒介中的变化的适应。随着有机体数目的增加(因为种和属的繁殖),生存条件更为多变,其风险也更大,有机体的遗传结构日益变得不足以保证其生存。这时,学习就是必需的了。它采用适应性反应的形式,这种反应引起遗传行为模式的调整以便适应现存的外界环境。用索普的话来讲,学习代表着“这样的过程,对多少有点固定不变的自主动作或行为模式进行调整,并且对多少有点死板僵硬的放松机制进行调整,以适应世界上的变化和生存机会”。它基于一个巨大的预先编制好的程序网络之上,在自主神经系统和其感觉运动神经反射弧中使多种多样的反射模式活跃起来。但是,学习意味着将经验习得模式建构在遗传密码模式之上。生物的学习范围从神经系统相对原始的有机体,只能对直觉模式进行较小的调整,一直延伸到具有高度发达的神经系统的有机体,采用理性和审美的顿悟形式进行的学习。索普把种种学习分为五类,正如我们将要看到的那样,它们复盖了从原始有机体到人类的整个范围。

  索普所区分的第一种学习过程是习惯形成(habituation):它是这样的一个过程,在变化了的环境中认遗传模式产生行为方式,变化了的环境使得遗传模式成为多余的或不相干的。例如,假如反复的噪声对鸟无害的话,它们就会习惯这些噪声,并且不再飞离。通过习惯形成,有机体保持行为成为经济的和高效的;由此有效地改掉多余的模式。

  第二,条件作用:对环境的某一相关特征所建立的行为反应,它是通过对一先于该特征的另一特征的反应而建立的。可以区分两种类型的条件作用:一类可能存在于亚脑皮层,它是为使先天释放机制活跃起来而通过用某个信号刺激来代替另一个信号刺激来实现的;另一类不可能存在于亚脑皮层,它是靠导致合适的释放体的一系列特殊行为的建立而实现的(“仪器条件作用”)。

  第三,试错学习:它包括问题的出现(在食欲行为方面尤为典型,通过改变在此环境下能够完成完善行为的外界状况而使问题出现),“假设”的建立和反复试验的证实活动。布鲁纳和波斯特曼认为,所有的认知过程都包含这样的“假设”(期望),“假设”是有机体在其行为活动过程中建立起来的。在较低级的生物种类中不是有意识地接受假设(也并不总是在人类中),不过,假设是以有机体的接受能力为条件的,而且需要进一步的探索活动以证实它们如果“来自于环境的信息输入”与“假设”相匹配,那么就证实了后者;如果二者不相匹配,那么就要修正假设,产生“合乎逻辑的假设”。根据过去对假设的证实程度,相互竞争的不同假设的限度,假设与满足生物体需求是否直接相关,以及如果详述的话,它们与其它人的假设的一致性程度,假设也有强、弱之分。总之,由证实了的假设导致的行为模式体现出有机体对新的(或者只不过是新近发现的)外界环境状况的适应性。

  第四,潜在的学习(latent learning):典型的试错学习,但没有直接的问题作为阻碍通向完善行为的动因。相反,这是一种不需要证据支持的探索活动。许多动物部沉迷于这样的探索中(黄蜂与蜜蜂沉迷于学习其环境的地形,老鼠沉迷于箱子中无食物的迷宫,猴子沉迷于并不指望得到食物的活动中,最后,人沉迷于并不指望得到任何奖赏的活动中),而且它们都显示出通过这样的探索已经学到了东西的迹象,因为它们在重复活动中的表现优于最初的表现。索普认为这类学习包含“顿悟”(“insight”),他把“顿悟”定义为对联系的理解。他接着说道:“那里暗含着所熟悉事物的高度组织化的背景,在这种背景衬托之下,某个需要研究考察的新事物被突出出来。待研究完成以后,这个新的对象对知觉世界来说就是‘固有的’了,像其它事物一洋,现在人们对它已经熟悉,再通过‘转移训练’,今后可能会被忽视。或者在不同的场合以后可能会被利用”。

  第五,直接的“顿悟学习”(“insight-learning);一种在试验性行为中未达到的新的适应性反应突然地产生了;通过对经验的突然的适应性重组解决了问题。”有关这方面的例子,从昆虫到人类,涉及很广:蜜蜂在定向和定位方面表现出了这一点;蚂蚁通过设法绕过其道路上的新障碍物表现出了这一点;鸟在工具的利用能力以及前语言的(pre-linguistic)计数能力方面展示了这一点;老鼠在穿越原先被阻挡的道路从而在迷宫中找到捷径的方面显示了这一点;而哺乳动物,从较高等的类人猿到人类,提供了无法计数的,对每个人都熟悉的实例。所有这些学习过程都表明了从顿悟中获得收益的迹象;考虑到与有机体环境需求的联系,这些学习过程也都表明了对环境中对象之间联系的理解日益增强的迹象。用索普的话来说:“从整体上看,最近几年的研究已经证实……在某种程度上,所有学习都是与顿悟基本上相同的过程的表现形式”。适应性导致学习,而学习导致对联系之网的某种顿悟,在联系之网中,有机体发现了自我。顿悟,若要充分明确表示它含义的话,成了经验认识的基础。

  完善适应性之链通过感觉过程将先天释放机制、动机明确的行为和学习导向智力。皮亚杰强调,智力并不就是人脑的一个独立的、唯一的功能,而是生物对环境的适应和生物在环境中的行为的继续。根据皮亚杰的观点,智力不与本能相分离,也不与试错学习相抵触:它是“精神适应的最高度发达的形式,也就是说,当主体与宇宙之间相互作用的范围超出了直接的联系和暂时性的联系时,就这种相互作用而言,智力是必不可少的工具”。

  皮亚杰从基本感觉过程和基本行为过程研究了儿童逐渐显现的智力,从而说明了人类智力的发展。在婴儿的成长过程中,新的因素被吸收到先天的反射行为图式中,而且凭借这种手段,逐渐形成高级秩序图式。靠彼此的联系,这些图式逐渐形成了行为的广泛适应模式。(例如,先天的吮吸机制被完善化,而且适应于不同的对象;这些都和身体的运动相互关联,身体运动导致对变化的环境状况更令人满意的反应的操纵和提供。)当儿童将知觉与行为协调起来并按照所期望的结果重复身体的运动时,智力便显示出来。成长的各个阶段都包含着知觉器官随客观对象的不同而进行的调节,也包括在运动、前景和背景(fore-and-background)图式下为区分它们而进行的学习。于是,在对先天激发因素与外界环境状况之间的联系的理解过程中,依靠知觉的定型化发展,通过组编“次级图式”,关于形状和大小的意识便发展了起来。通过不断的试错学习,更深层次的图式便被同化,并已,稳定的时空世界逐渐形成为一种自我在其中逐渐独立的环境。

  在这种从感官运动神经对知觉刺激的基本反应出发对智力的发展作出的说明中,试错学习扮演了主角,包括问题、假设和检验诸因素。(甚至婴儿的吮吸这一最基本的学习过程也是由一个问题引起的,这个问题是由于在婴儿赖以获得营养的整体环境的结构中缺少某种元素所形成的。)就完善的行为之刺激因素而言,某种基本假设看来是有效的,并且在最初的试错活动中,就能对它检验。根据皮亚杰的看法,试错学习的成功是由主体对要求完善的系统的元素间复杂联系的意识来衡量的。所以,成功是顿悟的一个要素:它导致有机体与环境相互关联的有关因素的了解。它是欲求行为的结果,这种欲求行为是由内在激发因素所促成的,并且通过完善的行为在环境中追求满足。

  智力可以定义为对与有机体同其环境协调一致有关的联系之顿悟,或领悟。皮亚杰的结论支持了这一定义:“事实上,生物与环境之间的每一个联系都有这种特殊的性质:前者并非被动地服从后者,而是通过把它自己的某种结构强加于后者从而改变后者……。精神的同化作用就是……把客观对象改编进行为模式,这些模式正是具有主动再现能力的全部行为,而不是别的”。因此,通过知觉与行为,客观对象就被编入行为模式,而且,对象(环境的特性)与有机体的联系就成为可解释的。正像索普一再强调的那样,顿悟就是对联系的理解,这里所包含的联系就是那些与理性有机体和其环境的一致性有关的联系。

  目前的研究已经被证明有能力解释对数理逻辑运算的掌握,同样有能力解释欲望-动机念头及其行为过程。比勒(Buhler)、珍妮特(Janet)、雷伊(Rey)和皮亚杰已经搜集了丰富多样的实例,这些例子说明了图式是如何被同化的,通过对察觉到的系统的整合性、可逆性、联合性、同一性和重复性的意识,使得这些系统的完美化成为可能。在儿童时期,这些“分类”是从感官运动神经和知觉过程发展起来的,它通过知觉思维中的想像力向前发展,直到需要在整体图式中把分类结合起来的具体行动。结果,发展中的顿悟把借助特定的联系所表明的种种行为强加于先天反应模式,这些特定联系不仅牵制着在联系之间观察到的客观对象,而且约束主体。于是,顿悟通过借助于问题、假设和检验的试错学习有助于最终完善欲求行为,通过不同程度的直接性导致完善的行为(即系列行为)。当然,这在由感官的需要直接激发的行为中要比在导致对联系自身图式的知觉理解的复杂思维过程中更为明显。(事实上,没意思的思维过程可以存在,而且的确存在,这种思维过程为了它们自己的目的也要利用在有机体的自我维持功能中本来就有的顿悟和理性。)智力——从我们人类来判断——已逐渐明确化,并且,(从包含在体力及肉体技能中的基本感官运动神经的顿悟,经过在机械性和技术性推理中出现的使用符号代表的顿悟,达到抽象推理,)以连续不断的精致方式逐渐发展,果真是这样的话,在相当大程度上智力有助于有机体的生存需要。

  不管学习过程怎样千差万别,从本能行为模式中的较小例证,直到人类智力中深刻的理性顿悟和艺术顿悟的例证,在这连续的一系列阶段中,学习过程仍居于首位。认为智力“只不过是”通过重组先天行为模式经验地适应环境的极为高级的形式并由此进行推论,这也许会导致遗传谬误(genetic fallacy)。但是,如果不注意下述明显事实也是同样荒谬的:所有形形色色的学习都是作为有机体对其环境逐渐适应的形式发展起来的。这里的适应并不意味着被动地适应,即一种主体对环境的制约适应;相反地,在学习中以及在生物学中,适应是一个主动过程,它通过适当地改变内源主动模式而对环境的挑战作出创造性的反应。它既包含着“适应”,又包含着“同化”。“任何生物学上的适应都暗含着两个极点。……一方面,它是一种‘适应’,即(按定义)在外部因素影响下对有机体结构的一种暂时的或持续的改变。但是另一方面,[……〕任何适应,即使是瞬息间的,都暗含着一个互补极,它可以被称为——用非常普通的术语说——‘同化’极,并且它担负着把外部因素综合到有机体的结构中去的任务;这必定暗含着一种早期结构与晚期结构之间的连续性。这就是为什么任何归因于有机体的反应或响应与任何归因于来自刺激(即环境)的压力的反应或响应一样都是对有机体连续组织结构化的表达方式”。皮亚杰补充说,不管有机体的发展还是认识的发展,适应和同化这两极都存在于各个层次的发展中,并且得出结论:“知识是生物适应性的一种特例,这正是按照这个词的最精确的意义来说的”。

  这样一来,学习就从生物适应的范围扩展到了有意识的认知领域。但是,学习不是物种进化的适应,因为有机体在其一生中所获得的知识——不论被证明是多么地有价值——不能传递给后续的各代。这里所讨论的种种学习都是对有机体的基本功能——心理的和行为的——的参数进行的暂时性重组。就新模式而言,只要存在着确定的增强过程,借助于学习所获得的重组通常就会延续下去。由于不可遗传,变异不会影响基因型,而且当站在物种的立场上观察时,后者一般属于保守领域,而不属于创新领域。

  奥巴林说:“发生于原生质中数万、数十万的比学反应不仅彼此紧紧地及时协调起来,和谐地组成单个系列过程,不断地重现它们自己,而且整个系列都指向单一目标,指向与环境介质状况一致的生命系统(作为一个整体)连续不断地自我保护和自我繁殖”。这段话刻画了生物控制论Ⅰ的所有内环境稳定的特性。他的话重申了以下论点:有机体作为一个有序的整体适应性地维特自己处于与其发展层次相称的状态,它不仅通过有目的的行为反应,而且通过对其结构参数和行为参数进行有限度的暂时重组,以补偿持续不断的扰动,从而相对于这种环境的扰动而作出修正。

  Rii=f(γ)(生物控制论Ⅱ)

  有机体:适应性自组

  内环境稳定表明有机体依靠负反馈的自调节而适应环境,这种情况由遗传密码所控制,代代相传下去。这些密码代表了有机体的规范和其固定的内部强制约束所决定的参数。学习,通过新的和灵活的行为模式,能够引起密码的暂时重组;不过,这种重组是不可遗传的。它们代表着只要成功就能延续下去的新的操作程序,而且具有维护其周围现存的有机结构的功能。以机器类比,它们是“最佳化动态程序”的例证。这种“程序”含有已写的程序和改写的程序,使得机器能够有效地发挥作用。然而,对于种系发生,我们碰到了一个不同的生物控制论过程。这时,重组在适应环境的同时,不仅仅影响着程序,而且影响着系统的实在结构。一个充分自组的机器会使自己进化,而不只是使其程序进化:通过逐步修改其本身基本的组织原则,它会创造出一个新的、适应性更好的机器。这样的机器目前尚属理论,还不是现实。但是,生物系统却都是这种机器。生物系统重组自己的基本结构所经历的过程就称为进化。它是由经受自然选择检验的生物突变所组成的,它不仅在有机体的行为模式(和“顿悟”)中完成变革,而且在其基因中完成变革。

  进化过程如同学习过程一样,是正反馈的偏差放大过程,在适应外界环境状况的需求时被激活。具有发达神经系统的有机体的短期适应产生学习现象;就具有足够丰富的遗传信息库的所有种系来说,长期的适应导致种系进化。马鲁耶马列举了发生于种系进化中不少于四种的偏差放大的正反馈过程。第一,在生物突变与环境之间存在着正反馈过程。不管是偶然的还是设计好的,一定类型的环境选择会有利于某些类型的突变体。而这些突变体又有利于环境的某些特征,这些特征决定着新突变体的生存力。这样,一种循环作用就发生了,它扩大了最初的偏差。第二,存在着种间的偏差扩大。某种突变体提高了的保护能力要求提高捕猎者的察觉能力和追捕技术。而这样又使突变体具有更强的保护能力,如此等等。处于食物链中的各种物种的能力相互增强,而且会一代一代地增强下去。第三,种内选择可以使偏差扩大。某些个体也许喜欢特定种类的刺激,导致了选择特定种类的配偶和协作者。通过对这些刺激产生更多的反应,种内的成员就能够扩大最初的偏差,这种情况可以在为了交配和协作而入选的偏差型个体中找到,并且还会产生更多的具有如此特性的后代。这样的选择也许是天生具备的,也许是在驯化条件下形成的。(在生物学中,马鲁耶马举出了当代美国文化偏爱具有不正常的长而细的双腿之女性作为后者的例证。)最后,近亲繁殖也能使偏差扩大,因为近亲繁殖的种群的特征在后来的各代中能被放大。倘若家族不进行异族通婚,那么每个家族都会发展成为一个独立的种族,从而扩大其差别性特征。另一方面,杂交繁殖在消除特定特征的压倒趋势中具有稳定的作用。

  人们很容易地注意到,所有这样的正反馈偏差放大互为因果关系的过程都涉及到个体群,而且也很容易地注意到,因果关系的过程包括连续的世代之间,个体与环境之间,或者不同物种种群的成员之间的偏差的放大。遗传性偏差放大并不是通过特定个体发生的,也不会在特定个体内发生。任何特定个体只不过是互为因果关系过程的一部分,只不过是共同产生该放大过程的一组组分中的一个。就这点而论,个体本身并没有控制过程;虽然进化结果体现在种群的每一个体成员中,但只有种群才在进化。

  种系进化的整个过程导致了具有更好适应性的物种的出现。从种系发生的观点看,生物物种通过产生最佳地适应外界环境条件的组织类型使它们自己适应环境。种系进化是一种朝向组织结构的有选择的进步,这个组织结构能够对付环境中所有可能类型的波动。这样的组织结构只有通过生物突变(不完全的遗传复制品)才能实现,这种生物突变要经受生存(自然选择)的检验,并伴随着这样的结果出现:适者——也就是对现有外界环境最好的适应者——生存和繁殖。这里的术语“适者”和“自然选择”具有特定的含义。“适者生存”不等于是“幸存者生存”,即一种同义反复,因为我们对“适者”的理解是,具有特定层次的适应性组织结构的有机体。事实上,正是由这种组织结构才使得“适者”趋向于比不太适应的有机体能够生存更长的时间,能够更为广泛地自我繁殖。“自然选择”不是淘汰不太适应的有机体的蛮横的外部力量,像在古典达尔文主义中所描述的那样,而是意味着一个适应性的系统-环境过程。用杜布赞斯基的话来说,它“不能比作一个筛子,但可比作控制系统中的一个调节器。生命物种的先天才能接受并积累它生活环境中的挑战的信息。进化的变化是对环境挑战作出的创造性反应”。自然选择对能够作出创造性反应的突变体的保护超过了对其它未受到同样挑战的物种的保护。因此,适应就是接受环境挑战的状态:在有机体内编制控制它必须生存在其中的外界状况的编码。

  适应状态并不能把有机体内的能量在结构上的均衡扩大到最大限度。导向增加热力学平衡状态的适应性既不能解释有机生命从无机物中出现(后者比前者更稳定、更均衡),也不能解释已观察到的、整体上不可逆的有机体进比过程(在那里,较简单的有机体一般地比热力学上极不可能的复杂有机体更为稳定)。相反地,在现在的用法上,“适应”(而因此“适合”)意味着有机体的控制稳定性的最大限度,即其应付环境的能力。

  尽管有极少数例外,适应性的进化包括结构复杂性的增加,这可以依据负熵或信息量来测定。在大多数情况下,进化不只是有机体形式的一种变化,而是有机体形式的一种复杂化。正如冯·贝塔朗菲指出的:“进化朝着更高级组织结构的一般发展……是一个现象学事实,也就是说,是一个关于古生物学的记录问题。这种朝着更高级组织结构的转变既不是一个对主观价值判断的表达,与生机论也没有任何关联,生机论是一种尽善尽美的驱策力或其它抽象的推测;它是关于事实的陈述,可以用解剖学、生理学、行为学、心理学等等学科的术语来详细地描述”。

  因此,由于适应性的重组趋向于导致有机体结构的复杂化,所以它既包括典型的进化有机体的结构稳定性水平的全面降低,又包括对付环境变化和挑战的更强的有机体功能。(这种降低结构稳定性和提高控制稳定性的倾向已在图2’中作为自然系统进化的一般特征给予了说明。)结果,我们得到了较脆弱的但较有效的较小种群,它们通过高度发达的控制功能来补偿其结构固有的不稳定性。用控制论的术语来描述,进化可以被看作是生物控制论Ⅱ的一个过程,它使得在有机体的实际外界处境中对生物控制论Ⅰ过程的展开完善化。(图7)所以,人们能够坚持认为:进化包括普遍不可逆趋势,并使我们避免了目的论的谬误。

  随机突变和随机自然选择的所谓“打字错误”理论,虽然提出了关于进化的统计理论依据和相反的“目的论”或“内部指向”的进化观点,但仍然是由于对种系适应过程的这个或那个方面的过度偏信而走到了极端。它们可以由基于下述基本公式的理论来取代:

  外部压力→内部约束=适应性自组

  该公式适用于各种各样的自然系统。这是整体论的系统观点,可应用于变化环境中的适应系统种群。适应成为进化的关键功能,且没有在整体上假定该过程的随机性。比较而言,进化是系统种群和其环境相互作用的结果,由种群的适应能力来控制。随机突变的基本概念和随后发生的自然选择的基本概念都未被抛弃,而是被综合到进化系统种群的整体论范畴中。

  的确,有充足的理由可以确信,随机突变和随之形成的自然选择的基本范畴是不可证伪的。这些达尔文主义概念也许被看作是任何关于进化的科学理论必不可少的组成部分。它们的不可证伪性应归于如下事实:每一种这样的理论都必须考虑环境对有机体生存的影响,以及不同有机体的不同生存潜能明显地起因于所继承的先天结构的变异。这样的变异不能归于环境中的原因因素,否则,就将不得不承认目的论过程:结果(突变)就会居先于原因(选择优势)。然而,有时被达尔文主义者所漠视的却是,相对于选择优势的突变的随机性对于产生更加适应的物种来说决不是一个无效的过程:随机突变补充了包含于种群中变异所需的材料,并且,即使选择进行了很长的一段时间,随机突变也将使种群不缺乏可利用的突变体。因此说,随机突变是连续变异的保障,在和自然选择、基因重组和处理环境问题能力的进化结合后,它将被证明的确是控制系统适应性进化的一个十分有效的工具。

  由赫胥黎提出的“科学的发展模型”(1953年)现在看来似乎在种群中实现了,而没有在由休厄尔(Sewell)、莱特、沃丁顿、勒内·托姆和其他人倡导的数学理论所探索的个体中实现。在这里,有机体整个种群的适应性可以用复杂的拓扑概念来考虑,如“拟合表面”(“fitness surface”)或“外成表现”(“epigenetic landscape.)。环境(“拟合空间”)与显型的相互作用、显型与发展的“表层空间”的相互作用以及通过“表层空间”与“基因型空间”的相互作用,提供了复杂适应过程的动力学,凭借该过程,有机体的种群对其环境中变化着的外界状况作出创造性的反应,并使得在显型和行为模式中所表现出的内部约束发展起来,变得比原先的有机体形态更有能力对付相关的环境波动、关于该过程的精确数学模型仍需在细节方面作出令人满意的解释,而对详细机制的认识目前尚未解决。但是,生物进化的一般系统现象已经能够清楚地加以概念化了。它似乎是一个适应性自组过程,靠这样的自组,生物系统的种群使它们自己适应于环境,并且使环境适合于其内部约束,这样就把它们自己逐渐地组织到更复杂、更脆弱但控制性更稳定的状态上去。

  Rii=f(δ)(整体性)

  有机体:系统内的等级体系

  即使最简单形态的生命有机体也是极为复杂的。丹科夫(Dancoff)和库斯特勒通过把原子作为基本的建筑材料,考虑需要多少信息才能(1)选择组成有机体的全部原子,和(2)确定在体温下热振动所允许的精度范围内所选定的原子的位置,从而计算出有机体中信息的比特数。他们发现,大肠杆菌——一种简单但自足的有机体——大约包含了2×1011个原子,他们还发现,每个原子的选择和确定需要24.5比特。作为一个整体来看,构造细菌所需的比特总数竟达5×1012。不过,这是上限,因为它忽略了由排列成分子的原子所引起的所有约束。经过对这些约束作出修正,大肠杆菌的信息含量总计达到了1×1010比特。使用类似的方法,人类有机体的信息含量为2×1028比特。作为一个下限,一个无冗余的自足有机体能够建立在103信息比特的基础之上。不过,冗余是所有自然有机体都具有的特征。但就是这样也相当于一连串的1000个双向选择,或者说,如果该有机体作为整体从原子不同排列的可能性中挑选出来,那么一个简单的选择就有21000种可能性。在一个把组分混合起来的随机过程中作出这样一次选择的几率是10-301!

  这就提出了如下问题:地球表面的自然条件所允许的时间跨度是否足以容许在原始化学“汤”的偶然联系基础之上进化出复杂有机体。因为获得这种复杂生物系统的几率远远超过了由天文学和地理学证据所显示的时间跨度所允许的数量级,所以在这一点上,无条件的随机混合假说陷入了困境。然而,当我们把系统作为有序整体,以补偿变化的功能适应其环境,并且认识到原子和分子都是这种系统时,我们就得到了一个更为保守的时间估计。根据西蒙的假说,系统从简单到复杂的进化所需要的时间取决于潜在中间稳定形态的数目及其分布,有机体的进化与可利用的自然时间长度相~致。尽管由于在生命形态的起源和分支中有许多未知变量,精确的时间不容易计算出来,但很明显,自然界通过利用原有的稳定系统作为建筑材料,并且在有利的条件下把它们结合为高级的稳定联系,从而能够相当迅速地构造复杂的结构。虽然倘若条件发生变化这些联系会中断,但混乱状态会中止于可抵抗扰动的下层系统层次;而且,由此可以继而形成系统间的新的联系。

  基于这些完全实际的考虑,我们认为人们愿意仔细考察的每种有机体都将展示其结构中的等级秩序。情况的确如此。各种有机体通过将系统综合为更高级系统而被构造出来,而且,这些高级系统又综合为更高层次的系统,直到我们遇到的作为整体的有机体为止。每个下层系统都发觉较高的系统强加于其行为上的约束,结果,整个有机体的功能行为通过连续的等级组织层次支配着它的所有部分的行为。

  有机体等级组织的一个显著特点就是在每一新的层次上都出现新的特性。只有当某一层次的特定结构构型被置于系统环境中时,这些特性方才显露出来,而这一系统环境又界定了下一层次:例如蛋白质中酶的活动不仅取决于氨基酸的顺序,而且取决于在有机体内建立的合适联系——合适支撑物(templates)的存在。格罗伯斯坦得出结论,新特性的出现与有机体等级秩序内的组合一超组合的转变有关。在较高层次的组合(或者说高级层次系统)中,组分定型的联系构成带有关系转换信息的构型,而不构成较低层次组合中的组成部分。因此,“生物系统中的等级组织……由精致而错综复杂的秩序的微妙排列刻画其特性,层次与复杂性稳定地增加,从而再生地导致了自然发生的特性”。(图8)

  有机体:系统间的等级体系

  自然界系统的等级体系并不中止在单个有机体的界面上:它继续深入到环境中。后者可以包括社会系统和生态系统相互贯穿的集合,在其中,下层系统都是共同行动的单个有机体。所有种类的有机体都在某种程度上将它们的生活方式与社会系统和生态系统结合在一起;它们的范围从沙漠和北极地区中的原始群落一直到人类在其中居于支配地位的复杂的社会-生态系统。正如我们将要说明的,就它们自身的条件来看,它们可以无可争辩地被看作是自然系统,这表明它们在特定组织层次上具有整体性、自调节能力和等级关系。

    第三节 社会系统(人类社会)

  在最近几十年中,人们对与有机体合为一体的环境系统特点的认识日益增长。我们目睹了生态学和生态系统分析的兴起,看到了将功能主义作为其方法和概念范式的社会学以及论述“结构”转化的文化人类学。要在一本涉及大量论题的著作(如本著作)的某一节内容里对这些发展作出详细阐述几乎是不可能的。因此,为了支持提出的理论,我将把讨论限定在某一领域,也就是人类的社会关系领域。(在目前的文献中,人们已经极为丰富地提供了关于生态系统的系统本质的证据;后面的第十四章将论及这些题目。)

  理论:Riii=f(α,β,γ,δ),这里α,β,γ,δ都是独立变量,具有共同的函数Riii(“社会自然系统”)

  社会哲学家一直在探究人类社会的本质。有些人认为它是一个为了相互的帮助和利益而由有自主权力的人参与的联盟(例如,卢梭和洛克的社会契约论);另外一些人则认为,在人类社会中,个人自愿放弃个人的主权以换取安全和需求(例如,霍布斯);更有人把它评价为由社会的人所形成的基本联系(例如,亚里士多德和马克思)。随着社会学理论在孔德的著作中出现,社会在本质上被认为是某种实体,出现了各种各样的结构模型和均衡模型以描述它的内部和外部状态及变量。然而,普通常识阻碍着人们去探讨看起来仅仅是个人之间关系的社会。而人本身就是实体,所以“社会实体”的最初模型就在与生物有机体相似的基础上得到了维护,这是可以理解的。社会达尔文主义者把在生物学领域内产生的概念引入社会关系领域。虽然斯宾塞强调“国家与生物体之间,除去它们共有的各部分间的相互依赖外,不存在相似之处”,但他坚持认为“社会有机体”是把社会作为单独的实体看待的最有说服力的方法。他与“唯名论者”的主张进行了斗争,“唯名论者”认为社会只不过是一些个人的名字集合而已。“由于把唯名论与唯实论的斗争带到了另一个领域,唯名论者也许会断言,就像一种物种,只有其成员存在,离开了其成员就不会存在一样,社会只有其组成单位存在,否则社会的存在只不过是语词上的”。然而,斯宾塞希望“始终如一地视社会为一实体,因为社会虽然由分立的单位所组成,但在贯穿整个占有区域的单位中的排列之普遍持续性却暗含着它们聚集中的某种结合”。

  这种从空间内聚性和时间持续性到社会现象领域中“实体性”的比较朴实的推理,已让位于最近在社会学理论中较少唯实论但正在探明实体真相的方法论的研究。赖斯指出,“科学方法使感性材料概念化,而且把这些材料作为仿佛是真实而确切的实体来对待。这种方法论过程像很多科学方法一样,基本上是虚构的。它的合理性只能从它导致的结果中找到。所以,对于科学家说来,探讨社会团体就像探讨一盎司以太一样地有确实根据,只要科学家能够用这观念来做进一步的事情”。

  不论社会实体是从方法论上概念化的理论实体,还是“本质上”就是具体的真实存在的事物,当代的社会理论在本体论问题上依然存在分歧。然而,日益增多的研究人员现在清楚地认识到观念的相对性,这种观念导致了仅把中等尺寸的实体视为“事物”,而把宏观实体和微观实体看作充其量也不过是理论实体(沃里纳[Warriner],坎贝尔等等),并且,任何社会科学家都很少拒绝把“实体性”赋予社会的组成单位。得益于一般系统论的发展——一般系统论视系统本身为尚待研究的实体,而不考虑它们的材料、起源及组成部分的本质——当代的社会学产生了功能主义和与欧洲大陆学派有关的结构主义。古尔德纳指出,“社会学中功能理论的理性基础是‘系统’概念”。由于唯名论与唯实论的阴影残存于现代理论中,所以这个概念的本体论解释仍有讨论的余地。然而,很清楚,除非我们承认在系统模型可适用的经验现象领域内存在着事件和联系,系统模型才保存纯粹形式上的特征。因此,例如,如果社会学家声称他们的模型具有相互依赖和自我维持的特性,那么他们必定意味着模型解释的人类关系网络显示了这些特性。换句话说,模型和现象在对全局有重要意义的战略方面是同构的,提出该模型的根据就在于这些战略方面。所以,我将得出结论:在社会学探究中,不仅谈及理论系统而且谈及具体系统是富有意义的,尽管也许正如列维·斯特劳斯认为的那样,对具体的系统进行直接的观察是不可能做到的。研究工具仍是理论系统,不过,其正确性要由具体系统来决定,理论系统为具体系统作出解释。

  Riii=f(α)(系统的状态特性)

  社会:整体性

  我们需要社会系统的内部状态变量:它们的内部特性。通过表明相反的假定所需要的是什么,我们就能清楚地回答这一问题。一组仅仅由空间或机械邻接物连接着的客观对象只不过是一堆或一团——虽有外部联系,但却是相互独立的——东西。因为它可以通过单个组分之总和来作适当的描述,所以它是一个加和性的合成体。减去一些或增加一些对整体的特性都没有影响。垃圾堆、零乱的顶层阁楼、粘在一起的两本无联系的书的书页等等都具有这种特性。每一部分都可以从它本身获得了解,而考虑其它部分既无补于事也无必要。纯粹的加和性排斥“系统性”。正像我们已经注意到的,这不能应用于原子或有机体层次上的任何自然组织。但它是否可能应用于社会层次上呢?

  倘若社会是一个加和性实体,那么通过对其各部分,即人类个体本身作出分析,这个社会是完全可以了解的。对于固体的结构、组织状态、经济、法律、政治及其它的实体和网络的任何涉及都将是既无用处,也无必要。而且,不管涉及到的数目是多少,增加或减少若干成员,对分析的结果都无影响。但是,当代社会理论的整体趋势直接同所有这些假定相矛盾。我们可以将它们与帕森斯的陈述对比一下,“成功的动态分析最基本的条件从整体上看就是连续不断地、有系统地涉及与系统状态有关的每一个问题”。社会行为总是在社会系统的范围内被解释的,它具有某些系统的、自身“不可还原”的特性。其中最常提到的是“部分的相互依赖性”和在某联系中“保持均衡”。“系统最一般、最基本的特性就是部分或变量之间的相互依赖性……这种秩序一定具有自我维持的倾向,这种倾向通常用均衡概念来表示……”。社会的非加和性,即整体性,在当代的社会理论中具有充分的记载,并且,坚持诸如“系统”和“特性的不可还原性”概念的有效性是其得到认可的一个合理标志。

  社会:秩序

  像其它学科一样,各种形式的社会学本质上都是对模型和秩序的把握。模型可能是一种不考虑时间因素的“空间”模型,它是一组能够共同持续下去的相互关系。倘若那样的话,它就界定了所研究的社会系统的(相对静止的)形态学。可是,模型也可能是一种事件历时秩序,它包含在其组分的下层系统的状态改变中反映出来的连续变化;这些模型界定了系统功能中的动态秩序。好了,如果在时间和空间上(这里意味着社会时间和社会空间)社会系统是无序的,那么当讨论形态和动态的特性时,社会理论家就会创造出想像的秩序,而且将不得不得出结论:这样的理论框架是不能应用于实际社会系统的。但是,尽管人们承认关于社会实体的任何系统模型都是一种理想化,但不能由此得出结论说它不能应用于它要作出解释的社会现实方面。只有当(理论)系统的假定形态与一组相关的社会关系中持久的模型有非偶然的同型时,当系统的动态秩序与人类关系的变化过程中的模型同样地同型时,它的解释才是有效的。在不断变化的状态中,不可能存在关于现象的科学:某些参量必须保持恒定,即在转化中保持不变。这些常项及不变项提供了系统的组成元素,根据这些元素,理论结构就能被建立起来,描绘出研究中的涨落现象。另一方面,既然这种描绘是适宜的,而且对现象作出了解释,所以要么现象在相应的方面是有序的,要么描绘就是不正确的。正是由于科学的假定,包括目前的社会理论,某些理论的描绘才是正确的。因此,果真如此的话,现象就一定在整体上显示了分立元素的秩序。

  社会系统的结构形态和动态功能的特定模型都是各种社会关系理论探索的主题。各种理论或直截了当地或含蓄地共同使用着如下假定:理论都正在论述一组(相对)有序的现象。这一事实是这里所要强调的重点。它有说服力地确立了这里所讨论的关于社会系统的系统状态特性。

  Riii=f(β)(社会控制论Ⅰ)

  “社会控制论”的定义

  我们可以从两种截然不同的观点出发对社会系统进行分析。第一,从形态上分析:在这里,我们正在考虑系统的结构。“结构”“表明系统的特征,从某些对整体有重要意义的方面看,我们可以把系统看成是该理论问题中在其它有重要意义的元素的行为的一定变异域里的不变的东西”。所以,定义系统的结构就是要揭示它的内部状态描述。分析社会系统的第二个方法是以其动态功能为中心的。给予系统以特定形态结构的一组内部约束与外部因素、“输入”和“输出”(即扰动和反应)是有关联的。

  功能分析最初的理论意义在于使外部因素和内部因素——“那些由结构的相对恒定性或‘给定性’(‘givenness’)所决定的因素和那些由系统外部的周围环境的给定性所决定的因素”——联系起来。所以,定义系统的动态功能就是要揭示使状态描述与输入-输出功能描述联系起来的一种描述。这样的描述构成了对社会变体做系统-控制分析,或称“社会控制论”。

  经过研究的系统的开放性概念隐含于对社会控制论的分析中。封闭的控制系统必须用其内在的一些约束来定义:所有过程都由这些约束控制。但是,开放系统涉及到环境干扰,并且其内部的过程都是由它与其环境中相关因素的相互作用决定的。帕森斯指出,依据经验,社会系统被设想为开放系统,并经历着与周围系统进行交换信息的复杂过程。

  可是,问题出现了——关于社会系统的环境问题。与社会系统相互作用并能发挥效能的那些实体是什么?再次引用帕森斯的话(他始终为社会理论提供了最清楚的系统分析),环境本质上是系统的,包括文化和人的系统,有机体的行为系统和其它下层系统,以及通过有机体作为中介的自然环境。社会系统最接近的分界面是文化、人和有机体,而不是自然环境:后者被基本的社会下层系统——生物有机体——作为媒介。这样,社会环境被解释为决非永恒不变的:例如文化规范在发展,人和有机体在连续的但各种特性的复制并不完善的演替过程中彼此更迭。因而,社会系统发现自己处于不断的变化之中,并面临着抉择:要么尽力维持自己,要么经历也许是不可逆转的更替。不过,控制机制明显地存在于社会系统中,因为它们将自己维持于动态环境中。这些机制具有明显的对付变化的能力:在某一特定范围内,它们能够保持现存结构的参数,而且在超过了这一范围时,系统将开始一种积累式的过程,使它逐渐地远离其习惯模式。我们正在论述社会控制论的负反馈和正反馈过程:在系统控制能力的限度以内,负反馈机制保持其现有模式,超过了这个限度,正反馈发挥作用,并使系统朝着新的方向发展。

  以上谈了两类主要的社会控制论功能。帕森斯把它们分别称为平衡(或模式维持)过程和结构的变化过程。前者相当于我们的一般系统的变量(β):依靠在动态稳定状态附近的自稳而带来的适应性。后者与变量(γ)有关,随后将予讨论。

  社会:适应性自稳

  社会学家(例如,佩雷,帕森斯,亨德森[Henderson])在内稳态的稳固状态的意义上使用平衡概念,而通常不在热力学平衡态的意义上使用它。因而,假如某些联系保持“在平衡中”,它就是稳定的,一个高水平的组织——从热力学上讲,它的存在是极不可能的——仍会被这样的理论家认为是一个平衡状态。个体集或下层系统集之间相互的需求满足(need-satisfaction)提供了平衡的例证。事实上,该概念唯一的规范意义涉及相对稳定的社会系统连续维持的习惯模式而不管这些模式可能是什么。因而,平衡状态就是稳定状态——在扰动的一定范围内维持的稳定状态。

  因为,无论在怎样的限定意义上,无论在什么时间周期内(假如时间周期比系统遇到的扰动的频率更大),都有可能谈论维持现状的社会系统,因此就有可能谈论维持系统模式自我平衡的社会控制论过程。由于在上述意义上的社会系统的持续性已被广泛地承认,所以社会理论的两项基本任务之一就是阐明功能的机制,系统靠这样的功能机制对变化的因素作出修正反应。(第二项任务就是阐明系统在扰动的冲击之下是如何变化的。)因此,毫不奇怪,动态分析应当使它自己与模式维持和结构变化这种互相关联的过程联系起来以解释变化的力量,它们的影响,这种影响在结构中变化所依据的因素,以及在系统中和通过系统所导致的反应。

  负反馈维持的模式能够追溯到系统内的大量控制因素,包括经济因素(参看李嘉图的作为经济波动标准的“自然价格”)和法律、政治及道德的约束。这些因素合成为一个制裁系统,易于把社会行为引导到预先存在的通道中,并借助于修正措施减少偏差。我们必须把这些控制要素视为系统的部分,以免在回答是什么支配这些控制因素等问题时要作出无限的让步。因而,人们把社会系统想象为自调节的、模式-维持的控制的开放系统。人们可以从系统的整体观点来分析它们,而且如果那样的话,人们就将讨论信息流通道、反馈、存储器、部分或下层系统的通讯、接收器、效应器等等。或者,人们能够把控制分析为对部分的一组约束,倘若那样的话,人们就将讨论个人的价值和目标、接收程序和因素、社会生活的一致与安全。两种分析方法之间的区别就是分析赖以实施的层次上的差异。在系统层次上,分析取社会本身作为“一个复杂的适应系统”,取个人作为相关的部分或组成元素;反之,在人的层次上,分析则取个人作为在社会中相互作用的开放系统,取社会作为他们的相关环境。虽然由研究者给予控制因素的标记会随着他们的分析层次的变化而变化,但是两套标记都表示减少偏差的负反馈机制,而这机制是为了维护现存社会价值和制度的,社会控制论的。如果缺少这样的控制,社会就会被环境中的每一次变化推入不受控制的变化道路上去。

  虽然社会结构的稳定性是主要现象,但应变能力也同样存在。社会究竟在变化还是在维持现状取决于其控制手段是否有能力对付环境的变化——通过内部调节使变化缓和下来,或者取决于为对付扰动是否需对制度结构和价值结构作出根本的重组。从自稳定的负反馈到自组织的正反馈的转换与自然系统各层次中的控制过程是并行不悖的。例如,通过用一般术语“被建立的”来代替社会特有的“习惯化的”术语,帕森斯的陈述可以同样应用于社会、生物和原子系统:“系统的控制手段是足够充分地把系统一直维持在某一方向上严格规定的一组定点:超过了那一组定点时,就存在着一种趋势——变化的积累过程开始,产生逐渐远离习惯化[→‘被建立的’]模式的状态”。

  Riii=f(Y)(社会控制论Ⅱ)

  社会:适应性自组

  巴克利清楚地认为,当代社会合适的模型是一个能够把改变它自己的结构作为其生存条件的开放系统。这样的“复杂适应系统”不仅对外是开放的,而且“对内”也是开放的,因为系统控制着不仅能使系统自调节而且能使系统自定向的调节机制。换句话说,巴克利主张一种既具有自稳能力又具有自组能力的社会系统模型:“构成越来越复杂的适应系统的进化的基础的范式开始于潜在地变化的环境这一事实,这一变化着的环境的特征是变化具有约束性;开始于一个现存的适应系统或组织,这个系统或组织在较高层次上的持久性和精致性取决于把某些环境变化和约束至少在半永久的基础上成功地摹写到它自己的组织中去。为了把与系统存在有关的典型的外界环境状况摹写到它自己的结构中,这样的复杂适应系统控制了必要的机制。一个良好的适应系统会有选择地与其环境匹配;在这过程中,系统逐渐地发展起来,而且结构变得日益复杂,行动变得日益有选择。

  “复杂适应系统”模型适用于(像巴克利本人指出的)自然等级体系的不同层次的系统。社会系统就是它的一个特殊变体,显示其层次的典型特征和典型流体,即与其内部结构(下层系统)的本性和其外部环境(上层系统)的本质相应。社会学的探究集中于这些系统和其特征,尤其要探究引起变化的原动力的来源,这些扰动对习惯结构的影响以及对社会结构适应性的一般影响。

  帕森斯列举了结构变化的外部来源和内部来源。外部来源包括从个人、有机体和作为系统组分的文化系统(注意,他把这些看作是组成系统的环境)引入系统的扰动以及发生于其它社会系统中的变化。就一个从政治上组织起来的社会而言,后者最重要的是其他从政治上组织起来的社会。因而,假如国家的压力来自于个人和文化系统而不是来自于社会系统及其制度内部,国家的压力和国际的压力就可认为是变化的外部动力。社会系统及其制度则是变化的内部来源,即应变(strains)。

  通过结构重组的应变调节仅仅是现存系统的组分为了获得最大的稳定性(“平衡”)而进行的一种调节形式。然而,因为反应系统并不包括变化来源,也不能控制其发展,所以对变化着的环境的反应构成了对社会生存能力的真正检验。因而,处于易变环境中的社会系统的生存首先取决于它对付环境变化的能力。所以,对付变化意味着靠调节的控制手段抵消由此进入结构的扰动,或者意味着对结构的基本参数进行重组。后一种过程据说是作为适应性系统看待的现代社会的本质特征。就这样的系统而言,控制论的术语是超稳定性。因为现代社会系统通过改变自身的结构和行为能够补偿环境的变化,所以它们就被证明是超稳定系统(社会控制论Ⅱ)。

  当把超稳定社会系统与同样超稳定的学习系统比较时,超稳定的社会系统与其它超稳定的系统之间的相似性是十分惊人的。一个学习系统——无论起源于生物的还是起源于人工的——都有能力在其输入(“经验”)的基础上重组其认知结构。它不仅通过将扰动与自己原有结构同化,而且通过发展自己以对付新的情况,并以此对环境中的变化作出反应。卡德瓦拉德认为,许多形式的社会组织通过学习与改革显示了超稳定性。可以用控制论的术语——如反馈机制、输入接受器、信息通道、存贮器、决策装置和效应器等——对其组分进行分析。既然超稳定性——通过自组而适应变化着的环境的特性——是大量系统所共同具有的,那么,这样的分析就显示了社会系统整体上独立的特性与其它场合的自然系统(乃至人造系统)的类似特性之间的同型性。

  结构的变化可以被想象为社会系统规范的文化的变化(帕森斯),这种变化在这里起基本固定力或内部约束力的作用,它规定了系统的典型参量。这些力——也就是系统的文化及制度规范——的变化就是社会结构本身的变化。在社会系统等级体系的最高控制层,变化影响着最重要的价值系统,而且,从这里开始逐渐地向较低层次扩展,一直到达个人角色层,影响其行为和动机。现在,我们把有利于变化或阻碍变化的错综复杂的机制和这些机制与各种类型的扰动的联系放在一边,转向讨论关于变化的普遍影响的决定性问题。就超稳定适应的社会系统的进化而言,我们可以对此作出重要的概括吗?

  尽管经典的进化理论存在着明显的弱点,许多社会学家们确信可以作出这样的概括。“专门化”和“复杂化”的概念现已由“分化”概念所取代。不过,为了理解社会系统中进化的自组倾向和过程,其内容仍是有意义的。

  “功能分化的过程是社会变化的基本类型之一,而且具有进化的特征和含义。在与该类型系统的联系中,它包含了更多的日益增大的复杂性——例如这一事实:对资源的灵活的自由处置依赖于这样的分化。对于散乱结构内的控制而言,这种依赖需要更高秩序的结合机制来代替与市场、权力系统等等有关的更为专门的控制过程”。通过逐渐地分化,社会系统就从相对原始的亲属关系社会向复杂的现代社会进化。在相对原始的亲属关系社会中,主要角色位置在归属的基础上分配,而且劳动的分配主要是根据家庭单位和亲属关系单位。在复杂的现代社会中,主要角色位置被制度化和组织化地安排在特定的明文规定的和组织化的框架中,在整合的社会系统中,这些框架在发挥作用的过程中逐渐成为相互依存的和共生的。

  分化是社会系统发展的总趋势。但是,这并不是说不同的社会与这种发展的主要阶段相平行,即并不是说不同的社会在相应的阶段产生相似的制度结构。在社会逐渐分化的过程中,特定结构的社会之间存在着极大的偏差,艾森施塔特提请人们注意部分未分化或“退化”的情况,部分或参差不齐地分化的情况。然而,正如他指出的,在分化的任何层次上各种整体化的标准和制度模式并不是无限制的。任何一个领域内的分化层次都为社会系统其它领域中的某些分化层次的有效制度化提供了先决条件。在这些限定条件内,多样性起因于几个原因。第一,不同的社会通过不同的历史道路和多种多样的结构形态到达同一分化层次。第二,像现代化这样的一个过程可以始干部落群体、特权阶层社会、农民或都市社会。每一种情况在树立和完成分化目标的手段和能力方面,以及在调整发展着的社会系统中日益复杂的关系的手段和能力方面,都极为不同。第三,在一定分化层次上的不同结构模式可以归因于主要杰出人物的差异。杰出人物可以在不同的制度领域内产生,也可以在相同的但具有不同的意识形态和行为取向的领域内产生。

  然而,如果不是把特定社会系统严格的制度结构形式作为其发展模式的标准,而是把逐渐分化这一事实作为发展模式的标准,那么,透过给人深刻印象的结构多样性我们就瞥见相对不变性:尽管有部分的或暂时的倒退,参差不齐的发展和结构表现的差异,但总的趋势是指向逐渐分化。情况类似于自然界其它部分的进化:总体倾向涉及分化的并且又是共同发挥作用的组分的组织层次而不涉及组分在整体内进行组织的方式。恰像物质进化“尝试”构造元素和组成多原子化学系统的各种道路和生物进化“探索”产生变异的复杂有机体的无数种可能一样,社会部分的进化在产生具有高度分化但共同发挥作用的下层系统的社会时,同样有着种类繁多的结构形式。这样的社会是高度适应性的——它们能够对付扰动,那些扰动对于无适应性反应和较少件比的社会来说可能是致命的。但是,正如在组织的各部分中一样,由更加分化的结构所给予的较高功能能力在总体稳定性方面付出了代价:现代技术和官僚社会比相对原始的部落社会稳定性要差得多。社会领域与生物和物理领域几乎一样,适应性与结构稳定性并不同义,它与控制稳定性同义,指对付实际环境扰动的功能效率。

  高度复杂的、从控制论角度看是超稳定的当代社会系统是进化过程的一个产物;博尔丁把它比作来自于鸡蛋的小鸡的成长。“‘蛋’是小农场主和小手艺人的相对未分化的、非组织化的生存机体,没有巨大的组织,更不用说复杂的设备和正式的教育了。‘鸡’就是发达的社会,有巨大而复杂的组织,有以物质、技能和受过教育的且有知识的人才作为复杂的资本积累,还有广泛的劳动分工和功能分化”。两个社会之间的差别就是组织程度的差别:当“蛋”社会的成员在较大的组织中获得工作,学到知识和技能并完成高度分工的任务时,散乱地组织起来的“蛋”社会就转化为分化的、整体化的“鸡”社会。

  虽然博尔丁并未自称已经解决了关于测量社会组织的层次问题,但是,他的确认为在从较低组织层次到较高组织层次的转化中的收益可以用熵的重新分配来解释。他的模型主要建立在经济学基础上,他论证说,消耗意味着使有序成为无序(例如,从食物到排泄物,从新产品到垃圾堆):这是典型的熵过程。相反,生产是反熵过程:它把较大程度的秩序强加于低组织层次的原材料上。由于其较高的生产水平,发达的经济就比下发达的经济有更多的负熵但由于社会在消费过程中颠倒了这种循环,所以人们也许必须寻求一个测量组织的标准(并且因此也必须寻求一个测量社会进化的标准),不过不是在社会积累的库存中,而是在其生产-消费的流动中。

  甚至连熵的重新分配概念在社会现象领域中都是有问题的,不过,信息包含量概念却是毫无困难地得到了应用。计算出由其组成部分构成一个给定的社会系统所需要多少比特的信息应该是做得到的(即使不是在实际上,也可在原则上做到),而且能达到某种统计近似值。具有明确的等级体系或官僚结构的高度分化的社会将比散乱的组织系统具有更多的信息含量,这一点应当是清楚的。因此可以说,社会进化意味着分化不断增加(不论它采取何种结构制度形式),而分化的增加就意味着(以某种客观形式来衡量)较高的组织层次。但是,这并不需表示要有某种目的论的终极原因——一个所有社会争取达到的共同目标所导致的结果。处在变化的环境中的社会系统的适应能力是一较为朴素和可检验的假定,它能够解释逐渐的分化和日益增加的组织层次,具体做法就是证明造成这些状态的结构变化是解决环境变化提出的问题和对付环境变化造成的挑战所必须的。它能够说明逐渐的分化和日益增加的组织层次。(图9)

  Riii=f(δ)(整体性)

  社会:系统内的等级体系

  为了考虑一个系统的系统内关系,我们必须定义其边界:我们必须知道系统在什么地方终止,环境从什么地方开始。就开放系统来说——它与其环境连接——这总是一个成问题的和有点任意的做法。就复杂的开放系统来说,问题就更大了。例如,系统可以被说成是仅延伸到在其特定层次上的关系集,可是,由组分在其自己层次上组成系统的关系集也许就被排除在该系统之外而被作为其(内部的)环境了。帕森斯把组成一个社会系统的单个的人和有机体定义为该社会系统的环境就是仿效了这种做法。然而,把组成下层系统的关系集作为所研究系统的辅助要素——尽管是在较低的等级层次上——同样是可能的和无法反驳的。在这样一种归类方法中,作为社会系统个体成员的人和有机体就是系统的基本构成部分,而不是其环境的构成部分。

  本书中我们采用第二种方案:我们把系统想像为中国套箱式的等级体系,所有辅助组分都属于系统的内部构造——“系统内的等级体系”,而不属于其环境。因而,我们认为社会系统的系统内等级体系是由逐级降低的等级层次所组成——系统内等级体系由作为系统个体(人类的)成员的人及有机体组成,人和有机体由这些成员的器官、组织和细胞系统组成,而器官、组织和细胞系统则由基本的分子和原子系统组成.于是,原子,甚至亚原子微粒就成了社会系统的组成要素,尽管就像把生物系统说成是原子系统不妥当一样,把社会系统说成是原子系统也是不妥当的。不过,根据这种归类方法,妥当的说法是,社会系统是由原子组成的,而原子又组成分子,等等,直到包括组成社会系统本身的组分的下层系统。在该归类方法中,我们揭示了社会系统的系统内等级体系,在“社会”层次之下,通过“生物”层次延伸到“物理”层次。

  社会系统本身的基本下层系统是各种制度和为控制个体成员行为而设立的各种机构。马克斯·韦伯把现代社会中制度约束的分布状态看作是“官僚政治机器’”,并且强调其相对于任何个体群的意图和思想的独立性。忙于该机器的人——“官僚”——仅仅是一台功能机械装置中齿轮的一个轮牙,这样的机械装置指定他按一套固定的程序办事。官员被赋予一套任务,他不能随心所欲地阻止和改变该机械装置。这样的指示或命令只能由居于首位的最高级官员发布,这表明了该机器的等级性质。而且,这样的机械装置不可能被某一群人——例如无政府主义者——所破坏,因为它并不存在于政府的文件内,而是植根于人类的倾向性中,人类把自身置于一套等级体系的约束中并服从它。统治者和被统治者都因此而习以为常了。因而,即使在官僚政治机器的形式结构遭到破坏时,由于社会上大多数人的习惯,它会再次重新构成。

  官僚政治结构不仅代表国家行政机关,而且代表能够有组织地实现一致行动的所有社会制度。不论我们考虑法律、政治、经济的,还是知识和文化的领域,控制功能的中央集权化以及从中心(决策集团)到边缘(执行决定的团体)的控制链就是社会制度的般特性。所以,任何特定个人发挥作用的场所是由与他有关的有序联系组中的其他个人所组成的。而且由于个人自身的人格结构通过社会客体和习惯文化模式的国际比而被定型,所以个人的行为动机因素同样地受社会制约。行为的现实可能性以及目的明确的期望和目标共同地构成了一些约束,凭借它,个人才担当了他们生活于其中的社会系统的下层系统的角色。在一个可生存的社会中,各种约束确保角色的结构不僵化在静态的官僚政治机构中而仍然能够把变化着的社会环境的有关因素摹写进一个发展的、动态的社会组织中。多伊奇指出,社会的组成部分越复杂越灵活,社会的发展潜力及其组分的协调性和自由度就越大。实质上,发展包括等级制度结构的分化,还包括在具有更高度联系和更为灵活的社会整体内使分化的单元功能的整体化。

  社会:系统间的等级体系

  很清楚,社会系统展现了一个多方面发展的,而且在我们的时代通常是高度结构化的等级组织,即系统内的等级体系。那么,关于社会系统的系统间的等级体系情况如何呢?

  帕森斯有时似乎认为一个特定的社会系统的外部环境是规定其制度的价值规范的文化系统。根据这一解释,高等级的社会系统(或社会系统之上的系统)[the superordinate social system(orsocial metasystem)]将是文化系统:正是根据这一点,我们才不得不为社会系统的系统间的等级体系进行定义。但不清楚的是,文化系统究竟是一个自由的具体系统呢,还只是一个抽象的理论系统,一个研究者概念化中的格式塔呢?斯宾格勒提出了把文化系统解释为具体系统的理由:文比系统具有有机的发展与衰退周期。而且,克罗伯最近的著作支持了这样的解释。但是,索罗金已经强调,把文化系统的“逻辑意义的结合”作为文化系统的定义特征与“原因或功能的结合”的定义方式并不相同,“逻辑意义的结合”使得文化系统只成为一个概念格式塔。

  然而,特定的社会系统的系统间的等级关系的根据并不唯一地随文化系统的具体性而变化。每一社会形态的相关外部环境,除了包括模糊不清的文化系统外,还包括各种更具体的超社会的共同系统。当今正在出现的那些社会共同系统包括联邦政府和性质各不相同的联盟,从正式组成的多民族国家,如苏维埃社会主义共和国联盟(苏联),经过经济集同,如共同市场,一直延伸到比较松散地构成联盟的政府间的组织(IGOs),如美洲国家组织在欧洲和非洲的类似组织以及在牵涉面最广的层次上进行努力的世界联盟——联合国。这些超社会(而本质上仍是社会的)系统把特定社会系统的中国套箱式的等级体系朝系统间的方向推向前进,总的来说,随着系统等级层次的提高,有机整体性成比例地降低。我们在这里正在讨论的是比较新的国际系统,凌驾于现存国家和国际形态之上,不过它仍然缺少后者的分化和整体化程度。

  的确,当审视当代政治科学和国际关系的理论著作时,我们发现人们日益把国际系统作为系统来认识和描述。像罗西瑙和莫德尔斯基这样的著述者就已注意到,在这些领域中的研究赶不上经验的发展步伐,他们因此需要一个“关联”模型,或者说,需要“把国际系统作为综合的、持续不断的、相互依存的和自我维持的实体来研究”。在他们的鼓励下,不少著述者专心于概括地论述超国家(“世界的”或“全球的”)系统的特性。最值得注意的这种尝试之一是辛格的《全球系统与其下层系统:一个发展的观点》。辛格在该论文中谈到了系统层次分析的长处和短处(系统层次分析对国际系统的描述比对国家下层系统层次的描述更综合、更全面,不过,它缺少后者的深度和也缺少比较详细、比较集中的描述。接着,他继续论述了全球系统的下层系统;系统与下层系统的特性;实体之间的联系和相互作用;系统属性的相互作用和变化,并把全球系统定义为:由国家社会实体、亚国家社会实体和国家外部的社会实体所组成,这些实体中的大部分在某种程度上是相互依存的,而且所有这些实体都在一个共有的更大环境内运转。其他人,如莫德尔斯基,同样进行过这种分析,莫德尔斯基主张;“(1)对国际关系进行研究的合适对象是国际系统整体,过去的、现在的、将来的和假设的。[……](2)国际系统是社会系统;(3)国际系统具有结构;(4)相同的功能需求在所有国际系统中都能得到满足;(5)具体的国际系统都是混合系统”。莫德尔斯基讲到众多的国际关系时指出,自从1961年以来,西方的国际系统被设想为已包括全部世界人口。因而,目前只有一个全球系统在战略选定的系统层次上可作为系统来描述。有关科学家和人文主义者把具体的、自我维持的世界系统的出现看作是人类生存的先决条件。他们倾向于认为这样的一个系统实际上就是当前存在的系统,而不只是存在于研究者的概念中。例如,美国原子能委员会主席格伦·T.西博格告诉我们,“以后三十多年将会看到我们从事于可能是最关键的人类生存斗争——这种斗争将证明,作为一个物质实体而恰恰不是作为一个辉煌灿烂思想的某个‘人类’可能被创造出来并生存下去。在这个意义上,我现在谈论的是作为全球文明的人类——在这个文明世界,不仅人类和民族共存,而且自然界作为一个有机的整体也要生存和发挥作用”。关于“世界系统”的研究已经提到了如世界协会、一般系统论研究会、罗马俱乐部和世界末来协会这样的一些组织的议事日程上。J.W.弗罗斯特、马歇尔·麦克卢汉、巴克明斯特·富勒、约翰·麦克黑尔、奥利弗·赖泽和肯尼思·博尔丁已经注意到了这个共同系统,他们目前把它想象为一个全球社会系统,想象为一个全球生态系统,甚至想象为一个全球心理系统。

  无论研究者用什么样的概念处理方法,除了最有偏见的人之外,对所有的研究者来说,有一点是明显的:超国家系统出现在当代社会的相互作用中,而且这些超国家系统形成系统的环境,在这种环境中,较小的国家系统以及亚国家系统必须找到一个稳定和协作的办法,否则就会灭亡。较大的系统是通过在所包容的系统结构之内进行综合而从较小的系统发展起来的。该过程和自然系统其它领域的进化一样,西蒙的论文对此找到了充分的证据。让我们重温他的结论:“……从基本的成分元素出发,等级体系组织将比包含相同数目元素的非等级系统发展得更为迅速。因而,几乎所有的巨系统都将具有等级组织”。

  对社会系统的等级层次理论的经验识别仍然是疑难问题。我们熟悉由家庭、氏族、村庄、城镇、都市、政府、国家这样的社会系统所构成的等级体系组织。但是,许多中介系统把它们自己卷入这个模式——经济的、法律的、政治的和文化的组织相互交叉,并构成它们自己的等级体系。不过,透过这种多样性可以看到某些普遍的不变性。例如,我们看到在通常的分化和整体化过程中,等级秩序不断地提高。系统分化着,而又在更大的功能系统上与其他系统结合成整体。由于系统的特定下层系统的结构将信息引入系统,所以每一层次都在质上出现新的特性。世界系统的出现也会同样随它一起产生现象学上独特的特性,其中大部分已被一些著述者,如台哈德、富勒、泰勒、赖泽、博尔丁及其他人作了相当详细的描述。然而,如果一般系统论适合于解释在经验中已知的社会系统,那么我们将证明,世界系统以及许多辅助的社会系统所表现出来的特性可以被分解为一切本质上自我维持和自我进化的系统的不变特性的持定转化形式。世界系统就是这样的系统,而且具有自稳和自组能力,这种能力使得世界系统与人类生命持久地保持一致。这是未来的希望,是对生存的理性信念的正当根据,尽管许多人在这方面是目光短浅和愚昧无知的。

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