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“对复杂性研究的一种辩证理解”学术报告会

时间:2007-06-19

        桂起权教授是山西大学科学技术哲学研究中心重点研究基地招标项目“物理学前沿中的哲学问题:规范场的哲学意义”的课题主持人。根据基地管理办法,桂教授于2007年6月17日来中心驻所研究。
  6月20日上午,桂起权教授为中心师生作了题为《对复杂性研究的一种辩证理解》的学术报告,报告会由中心副主任成素梅教授主持。中心青年教师、博士研究生和硕士研究生、哲学社会学学院部分学生听取了报告。
  桂教授报告通过对生态系统的复杂反馈机制的分析,以及对协同学所研究的自组织演化过程的分析,说明系统辩证法与矛盾辩证法的一致性。对复杂性研究若干基础概念,如混沌、不可预测性、不可推导性等的辩证本性的分析,说明复杂性现象的规律并不神秘而且是可以认识的。
  对复杂性的研究分为三个阶段:最初的发展是在20世纪50-60年代,其代表性理论是一般系统论、控制论和信息论;第二阶段是自组织理论阶段,在1970年代,主要有耗散结构论、协同学和超循环理论等;系统运动发展的第三阶段,是从1980年代起的“复杂性”阶段。此时,以复杂性为重点的系统科学研究开始兴起,其中混沌理论、分形理论、复杂适应系统理论是最有影响的理论。复杂性系统科学由于它的跨学科性和横断性具有鲜明的方法论色彩。
  控制论是系统科学的一个分支,产生于1940年代。维纳在研究控制论中,发现负反馈是非常重要的。他猜想,在有机生命中,如人类,也存在神经负反馈。他为此请教了神经学家,证实了他的猜想。无论何种系统,如神经系统、非神经系统、生命系统、机器系统(自动机),都存在负反馈。负反馈是调节生命系统与非生命系统共有的规律。维纳所在的科学共同体包括:生物学、数学、计算机、电子工程、心理学,他们在讨论会上进行自由的争论,提出新的观点。控制论正是在这种自由的气氛中产生的。1943年,美国《科学哲学》杂志发表了一篇文章“行为目的与目的论”(维纳),由此奠定了控制论的基础。
  第一部分,对生态系统复杂性机制的辩证解读。在20世纪中叶兴起的复杂性系统科学,由于它的跨学科性质而带有明显的方法论意味,同时包含着深刻的辩证内涵。因此,随着它的蓬勃发展,系统辩证法极大地丰富和发展了矛盾辩证法。
  通过列举生态学中的一个典型例子:野兔和它的天敌山猫的“故事”,表明生物种群的周期性变化是捕食者(山猫)与被捕食者(野兔)之间相互制约的结果。山猫以野兔为生,山猫数量与野兔数量之间的相关变化关系,根据复杂性系统科学者的研究,可以表征为有几个反馈环的系统。
  辩证论者往往有一句很喜欢说的话,叫做“互为因果”。采用辩证法和辩证逻辑的理念分析控制论式的反馈回路中错综复杂的辩证关系:输入是因(原因),输出是果(结果)。“互为因果”只是对因果链的无穷循环机制的简称。采用矛盾辩证法的眼光进一步作分析:假如从输出端回输过来的讯号,是加强原来的讯号的,则叫做正反馈;反过来,削弱原来的讯号的,则叫做负反馈。它们各有自己的特殊功能。正反馈是系统内部的一种自我加强、自我促进、自我催化的特殊机制,能够产生愈演愈烈的效果;相反,负反馈则是系统内部的另外一种自我抑制、自我调节的特殊机制,能够产生自动稳定的效果。在整个案例中,系统辩证法与矛盾辩证法这两种方法论理念,结合在一起同时发挥了作用。
  接下来进一步讨论关于一般的复杂系统的辩证法性质。因为山猫-野兔系统只是生态系统的特例,而生态系统只是更加一般的复杂系统的特例。
  所谓复杂系统,其主要特征就在于,不能由它的构成要素和子系统通过简单相加和线性因果链,无歧义地决定其整体功能与行为。然而,复杂系统的存在与演化仍然有相当确定的规律可循,其中机遇性与因果性、偶然性与必然性共同决定着系统的存在和发展,因而复杂系统在整体上仍然有一定的决定性。我们称之为非完全决定性。
  第二部分,复杂性科学的新概念是奇特的、辩证的,却不是神秘的。有关复杂性概念的辩证特性,首先可以想到的、最典型的还是“混沌”的概念。混沌理论是研究混沌的特征、实质、发生机制以及如何描述、控制和利用混沌的一门科学。混沌一词包含错综复杂、杂乱无章和无序的意思。现代科学中的混沌概念,特指确定性方程、规律所产生的无序或不确定结果,它是一种内在的随机性。但另一方面,这种无序背后却又存在深层次的稳定的“几何”结构,保留着明显的有序的踪迹。因此,有序-无序的两重性辩证法,从一开始就包含在混沌概念的基本含义之中。
  再来看看不可预测性。复杂系统的整体性质不可能仅仅通过分析它的组分而得到完全理解。整体性质是从组分的结合过程中产生出来的,更准确地说,是突现出来的。即使对整体中各个组分的复杂知识了如指掌,也无法推出或者预测出整体性质来。这就是“复杂系统的突现具有不可预测性”的含义。
  复杂性研究中的基础概念,如“混沌”、“不可预测性”、“不可推导性”等等,确实属于辩证逻辑的流动范畴。在每个概念内部,“自否定”机制确实在发挥作用。在复杂性科学中,“混沌”具有有序/无序的两重性,“不可预测性”里边蕴含着“可预测性”,“不可推导性” 里边蕴含着“可推导性”,这些说法都是有着充分的科学根据和丰富的经验内容的,决不是一句空话。
  报告结束时,桂起权教授还与学生们进行了广泛交流,回答学生们提出的一些问题。桂教授通俗生动的比喻、踏实谦逊的作风,带来了新鲜而又引人深思的学术空气,赢得了在场师生阵阵热烈的掌声。

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