大自然成功的奥秘--协同学(精)

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确定还是偶然？ 很少有哲学家——更不用说自然科学家——会否 认物理学以及一般自然科学知识对人们世界观的形成 起着很大的作用。我们的全部思维都受到科学革命的 深刻影响，科学革命真正动摇了物理学的基础。仅仅 通过物理学的定律以及对它们的无数次验证，我们对 自然过程系按照一种永恒的规律进行的信念已经得到 了加强。 在19世纪盛极一时的力学曾对此做出实质性贡献 。力学研究了各个物体如何根据它们之间的作用力而 运动。牛顿的基本观点是，支配苹果从树上落下的规 律，与支配地球和其他行星绕太阳运行的规律相同。 牛顿定律是全部火箭技术的基础，也是人类征服宇宙 空间的基础。我们在电视屏幕上可以看到，火箭射向 月球，精确地遵循预先计算好的轨道。然而，运行轨 道可以事先一次算出并从而可以预测，却令人有点心 寒，甚至有点压抑之感。因为，如果各种事件都按确 定的程序发生，那么我们不过是一个巨大齿轮机构的 一部分，无疑只能无可奈何地听任其摆布而已。偶然 性无处藏身，一切都是确定的。这种世界观的深远哲 学和宗教后果是人们经常讨论的题目，这种后果是不 难想象的。但在1920年代，通过量子理论出现了一个 意想不到的转折点，偶然性卷土重来。让我们再次简 略地回顾一下在普通灯管和激光器中发生的情况。激 发原子中的一个电子，使它得到比通常为多的能量， 这个电子趋于以发射光波的形式重新释放出这份能量 。然而量子理论表明，根本不可能精确预测电子何时 将发射它的能量。这就像掷骰子游戏一样，无法预测 掷出来的是什么点数。 根据我们现今对微观世界中的变化过程，即对不 可见的原子世界的了解，这些过程都受偶然性即随机 事件的支配。任何恢复机械论世界观地位的尝试业已 失败。这些尝试都与实验结果大相径庭。偶然性即不 可预测性，这与一次定终身地预测事情的全部过程的 想法是背道而驰的。 既确定亦偶然! 在1970—1980年代，越来越清楚的是，在自然界 的许多方面存在着具有某种两重性的现象，这使许多 科学家们大感意外。这些现象，例如运动过程，一方 面遵循与力学同样严格的规律，或者它们本身就是力 学规律。另一方面，这些现象本身又有某种偶然的和 不可预测的性质。这种现在刚开始进入科学家一般认 识中的全新类型的现象，被称为“混沌”。 “混沌”这个词在日常语言中是常用的。我们只 要想想大家都熟悉的交通混乱，挤成一团、动弹不了 的车辆。交通混乱的这个图景，已向我们表明混沌这 个词用在科学意义上的特征。每一辆车都按严格的力 学定律在车流中据有其本身的一席之地。尽管如此， 交通堵塞混沌，在旁观者心目中仍以完全的杂乱无章 出现，其中每辆车的位置似乎都是随机分布的。一辆