李旭彤:挖掘五千年文明惊世宝藏(13)

【上篇】逻辑、科技和认知:中国古代VS西方近代

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8. 一般认知域

8.1 世界万物存在的一般状态和认知域

我们能够认识的这个世界,比照眼睛观察到的事物,可以做这样一个描述:有一个一个可分辨出的物体,这些物体之间有一些间隙,可以插入很多同样的物体。有一定数目的相同或类似物体同时存在。一个物体一般会有可分辨的边界,边界内物质凝实,边界外没有同样物质。

这个物体内同样又可分为物体颗粒,颗粒内物质更加凝实,颗粒之间的间隙能容纳很多颗粒。小,一直到最小的微粒,大,一直到最大的天体。如此这般,从小到大的层层嵌套。

人从个体人向外,先是组成家庭、班级、团队等基本的社会组织单元,然后组成社区、学校、企业等大一层的单元,一层一层,直到国家、国家联盟等。向内,人由器官和组织构成,器官和组织又由细胞组成,细胞由生物分子组成。生物分子之下,是否还有生命现象,现在不得而知。

人做事情,每天完成当天的工作,几天之后完成一个任务,一个团队一段时间后完成一个项目,几个团队完成的项目又会构成一个工程,层层如此。

可以讲,世界万物都是这样层层组合。对于一般的物体,一层坚实的个体,下一层可能就很稀疏,稀疏空旷中的个体又很坚实,层层组成嵌套。对于生物,同种生物个体相似且基本独立存在。生物个体中的组织器官则差异很大,有不同的功能和形态,不可独立存在,相互紧密协同工作,一般不可缺少任一器官。再下一层的细胞又基本相同,大量相同的细胞执行基本相同的工作,缺失一些个体细胞并不影响整体的生存。不同种类的生物个体又差异很大,共同构成一个生态,任一种类生物的缺失都可能导致整个生态系统的崩溃。

我们感官对这个世界的认知,主要是从分辨出这一个一个个体开始的。一块物体,一个生物,一件事情,一个念头,一个关系等等,然后会给这些个体一个名称。接着通过感觉和心智寻找这些个体之间的关系,以及关系之间的关系,如此类推。

在完成这个对当今对世界认知的最一般的描述时,还需回答一个问题:作为分辨这些个体的认识者是哪里来的。古希腊的哲学家们认为:冥冥之中,有一个体——认识者,有了自我意识,先分辨出了自身,然后可以分别出其他个体。这个个体一般就是可以认知事物的生命体。

另一种答案源自于古代中国:混沌之中,有了变化,分出天地阴阳两极,这阴阳两极的交合互动,产生了生命,这个生命本身继承了阴阳,同时具有分辨这种阴阳的能力。从天地和其中孕育的生命总体上来说,就是这种阴阳体,可分辨、认知自身。

这两种答案的前一种,产生了自我意识的生命就是前面章节中谈到的认识主体,这个个体生命可分辨的其他个体就是客体。在此基础上建立的认知理论中,为了保持客体的客观性,需要把认知主体排除在认知对象之外。这种答案逐步发展,也是借助于视觉观察的结果,最后形成了这样一种观点:世界可以由与观察主体无关的最小个体粒子组成,这些粒子没有内部组分,粒子之间的关系足够简单。最简单的关系是设定一组特定的约束条件,使粒子之间存在一种加法关系。

前面章节中提到的“线性无阈”假设就是这种约束条件的范例。含义是,如果一个粒子P受到N个粒子的作用,这些粒子之间的作用不会相互影响,作用的效果能够线性叠加。如一块砖上面并排的几块砖对这块砖的压力就是线性叠加的,但是压倒骆驼的最后一根稻草则不属于这种情况。

如果分辨粒子是由粒子之间的作用来实现的,粒子独立存在的含义就是粒子间的相互作用与其它粒子无关,那么这个线性无阈假设等同于假设粒子间相互独立存在。

进一步假设,如果还有M个粒子,这些粒子不能直接与P相互作用,必须先作用在前面的N个粒子上,然后这N个粒子会把这种作用传递到P上。与此类推,就会形成一个作用的序列。这就是一般空间概念的来源。

牛顿力学中,采用了绝对时空的概念,也就是时空中点之间是线性无关的。有质量的物体之间的万有引力属于这种情况,这种引力可以线性叠加。到了相对论力学,这种线性叠加只是在低质量情况下的近似,到了质量密度足够大时,物体之间的引力就不是线性叠加的了,或者按照广义相对论的话说,会引起时空弯曲,这也是时空点之间不是相互独立的另一种表述。

把这种空间粒子的概念推而广之,就有了集合的概念。当公理化集合论(ZF集合论)成为了近代数学的基础,而近代数学又成为了近代科学的基础的时候,整个近代科学就建立在了这种分离、线性个体的基础之上。

借助于计算机技术发展起来的数字化技术,希望建立的数字化世界,就是要把世界上各种不同的个体分解成为满足加法关系的基本个体,然后用这种加法关系和个体来还原其它事物。

这种相互之间独立存在,相互之间的作用又可以线性叠加的个体是这个世界中存在状态的极限情况,可以讲,这种理想状态并不存在,但存在一些近似的情况。如相隔距离遥远的星球,非常稀薄的气体,高度自由化经济体系中的经营个体等等。

如果认为世界的基本组成单元是这些可独立存在的个体,然后由这些基本单元组成其它的个体,而这些被组成的个体之间相互依赖而存在,就会出现非线性和复杂性等问题。

这两种答案的后一种,就发展出了阴阳八卦理论:宇宙从混沌中一分为二,清者上升为天,浊者下降为地,天地初开,分出阴阳。天有阴晴,地有山谷,分为四象,四象又可分为八卦。阴阳相互依赖而存在,两者之间的作用相互屏蔽而饱和。相对于其他的个体,这两个互为阴阳的个体就结合成了一个个体。其他个体只能与这个结合成的个体相互作用。

正负磁极是这种阴阳关系的最典型例子,有N极才会有S极。正负电荷之间的作用,就不是线性叠加的,它们之间的作用相互屏蔽而饱和。当等电量的正负电荷近距离相互作用后,更远处的其它电荷与这对电荷的作用就会显著减小。如正负电子对组成的偶极子,与其它带电粒子的作用就与单个带电粒子大不相同。

这种理论解决的问题是一些密切相关个体的组合,如稠密物质的内部结构,生物个体内的器官组织,人类社会组织等。

这两种答案对应于描述事物个体的两种极端视角或说两个分离的认知域,就相当于我们站在一个密实个体与虚空的边沿,一种只看这种事物的外部,外在的描述事物个体,一种是只看事物的内部,内在的描述事物个体。这两种认知域分别对应的源自于亚氏逻辑学的理论体系和中国古代以《易经》为基础的观点与理论体系,就是反映了事物一般存在方式的两个不同方面。

那么我们有没有可能建立一种认知域,可以更一般地描述事物,同时涵盖上述向内和向外认知域呢?

8.2 系统论的认知域

8.2.1 系统论概述

人类社会目前发展起来的高度复杂的分工协作,人类活动对环境生态的严重影响,人类自己制造的各种复杂的设施和设备,都需要对各种具有复杂性、非线性、不确定性等特征的存在进行研究。因此系统这个概念应运而生。在近代科技认知域中,从上世纪中期,系统论逐步开始升温,“系统”这个概念被应用到了几乎所有的领域,各个领域以系统命名的理论层出不穷。

为什么需要系统这个概念,以及这个概念的特征,贝塔朗菲在其代表作《一般系统论》中有着很好的解释:当时确立了“严格机械决定论的自然观”,“它指出,宇宙是建立在随机地、无秩序地运动着的无个性粒子活动的基础上的。这些粒子由于数量极大,才产生了统计性的秩序和规则”。这“迫使我们几乎把所研究的每样东西都当作由分离的、零散的部分或因素所组成”。贝塔朗菲是个理论生物学出身的学者,他说他痛感到“当时流行的机械论方法所忽视的并起劲地加以否定的,正是生命现象中最基本的那些东西”。而生命的基本特征是组织,这表明它的各个部分相互作用,构成一个密不可分的整体,即生命有机体。“机械论世界观把物质粒子活动当作最高实在”,所以有机体的概念完全处于它的视域之外。贝塔朗菲断言:“经典物理学在无组织的复杂事物的理论发展上是非常成功的。……这种无组织的复杂事物的理论最终归结为随机和概率定律以及热力学第二定律。相反,今天的基本问题是有组织的复杂事物”,在新生的生命科学、行为科学和社会科学的发展中到处都冒出了有机体和组织性的问题,“因此现代科学提出的一个基本问题是关于组织的一般理论”。

1937年贝塔朗菲在芝加哥大学的一次哲学讨论会上第一次提出的一般系统论概念,指出了机械决定论“迫使我们几乎把所研究的每样东西都当作由分离的、零散的部分或因素所组成”,在描述生命等现象时所存在的局限性,也就是指出了发展一种独立的系统论的必要性。

目前对系统这个概念,尚无统一明确的定义。其核心思想是系统的整体观念,即系统对于外部环境来说基本上是一个整体,这种整体性一方面表现在有系统的整体目标,行为方式等,另一方面,可以用亚里斯多德的“整体大于部分之和”的名言来说明。

贝塔朗菲强调,任何系统都是一个有机的整体,它不是各个部分的机械组合或简单相加,系统的整体功能是各子系统在孤立状态下所没有的新质。系统中各子系统不是孤立地存在着,每个子系统在系统中都处于一定的位置上,起著特定的作用。子系统之间相互关联,构成了一个不可分割的整体。子系统是整体中的要素,如果将子系统从系统整体中割离出来,它将失去子系统的作用。正像人手在人体中它是劳动的器官,一旦将手从人体中砍下来,那时它将不再是劳动的器官了一样。

系统的存在和行为需要考虑内部结构,也需要考虑外部环境的影响,即系统作为一个个体来说,外部环境和内部结构都可决定这个个体的存在。系统的内部结构包括了系统内部的子系统和这些子系统之间的关系。需要考虑系统的内部结构的含义之一是:系统的内部结构也部分暴露于外部环境之中。

上世纪九十年代,圣塔菲研究所提出了复杂适应系统(Complex Adaptive System,简称CAS),其基本思想可以概述如下:“我们把系统中的成员称为具有适应性的主体(Adaptive Agent),简称为主体。所谓具有适应性,就是指它能够与环境以及其它主体进行交互作用。主体在这种持续不断的交互作用的过程中,不断地‘学习’或‘积累经验’,并且根据学到的经验改变自身的结构和行为方式。整个宏观系统的演变或进化,包括新层次的产生、分化和多样性的出现,新的、聚合而成的、更大的主体的出现等等,都是在这个基础上逐步派生出来的。”

复杂适应系统(CAS)理论把系统的成员看作是具有自身目的与主动性的、积极的主体。更重要的是,CAS理论认为,正是这种主动性以及它与环境的反复的、相互的作用,才是系统发展和进化的基本动因。宏观的变化和个体分化都可以从个体的行为规律中找到根源。霍兰把个体与环境之间这种主动的、反复的交互作用用“适应”一词加以概括。这就是CAS理论的基本思想——适应产生复杂性。

对于上述复杂适应系统的论述,更一般的说法是:当系统具有自己的目标和实现这种目标的能力时,系统的成员——子系统也同样具有自己的目标和实现自己目标的能力,层层子系统都如此。系统会在约束子系统和与环境系统的作用中实现自己的目标。

因为系统论强调了需要同时考虑内部结构和外部环境,需要考虑生命的繁衍、生死循环,因此系统论的认知域应当是一种兼具外向和内向认知的认知域。

复杂适应系统理论则揭示了简单规则可构成复杂系统,但是依然采用了由单元系统来构成复杂系统的思维框架。这种理论与上述通过循环迭代,来保证个体的存在内涵一致。一般系统论和复杂适应系统论都揭示了近代科技认知域所存在的局限性,但是对系统的最一般性质,并未作出更深入系统的讨论,着眼于如何解决复杂性问题,而不是消除掉所谓的复杂性问题。(待续)

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(转自大纪元/责任编辑:李敏)

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