第八章 等待卡諾

卡諾的熱力學第二定律,也就是宇宙萬物趨於冷卻、衰敗的傾向。法默不清楚新的第二定律會是什麼樣子,但是他相信:這個定律能形容物質自我組織的傾向,同時能預測宇宙中組織的通性。

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一九八八年十一月底,羅沙拉摩斯非線性研究中心的祕書交給蘭頓一個密封的官樣信封,裡面是由實驗室主持人海克(Siegfred Hecker)簽署的一份備忘錄:

「我們最近注意到,你已經開始領取第三年博士後研究獎學金,然而卻還未完成博士學位。根據能源部第四○—一一三○條規定,本機構不得僱用未具博士學位的博士後研究員超過三年。就閣下的情況,由於行政作業失誤,我們未事先警告你可能觸犯規定的相關事宜。因此我們已經向能源部申請延期,你不必歸還一九八九年會計年度的獎學金;但是,自八八年十二月一日起,除非你已經拿到博士學位,我們將無法繼續聘請你擔任研究員。」

簡單的說,就是「你被解僱了。」蘭頓大驚失色,跑去找杜倫(Gary Doolen),杜倫鄭重其事的證實了這件事,沒錯,確實有這麼一條規定。而且,沒錯,海克有可能這麼做。

蘭頓如今回想起這件事,還餘悸猶存。那些混帳傢伙讓他出醜了整整兩個小時,然後才舉行那場驚喜派對。杜撰了那封信,並安排了整場惡作劇的法默說:「能源部那條規定的號碼應該早就洩漏天機了,蘭頓快四十歲了,而他的生日正是十一月三十日。」

還好,蘭頓一旦從驚恐中恢復過來,生日派對就賓主盡歡,畢竟不是每天都有博士候選人過四十歲生日。法默還號召蘭頓在研究中心和理論部門的同事,一起湊錢買了部新的電吉他當做生日禮物。「我是真心要刺激他趕快讀完博士,因為我擔心他遲遲沒有拿到學位,終究會成為把柄,而且說不定真的有這麼條規定,限制實驗室聘用沒有博士學位的人。」

人工生命宣言

蘭頓很清楚法默的用意,沒有人比他更想完成博士論文。自從人工生命研討會舉辦後,他的研究有不少進展。他已經把舊的細胞自動機編碼從密西根移轉到羅沙拉摩斯的工作站上運作,他也以不計其數的電腦實驗來探討混沌邊緣的相變,他甚至深入的閱讀了物理學文獻,學習如何用統計方法分析相變。

但是,一年的時間就這麼匆匆流逝,而他還沒有真正開始動筆,原因是人工生命研討會結束後,許多後續的發展占據了他的時間。柯文和潘恩斯請他整理演講內容,結集成冊,作為聖塔菲研究院關於複雜科學的系列叢書之一。同時,柯文和潘恩斯也堅持這些文章必須像其他學術論文一樣,經過外界科學家嚴謹的審核。他們告訴他,聖塔菲研究院絕不能沾染上草率的名聲,這必須是科學,而不是電視遊樂器。

蘭頓不介意,因為他自己也一直抱持著同樣的觀點。但是,他已經花了幾個月時間做編輯工作;也就是說,把四十五篇論文各讀四遍,把每篇論文寄給不同的審稿人,再把審稿人的意見寄回給原作者,要求他們修改論文,還要不時以甜言蜜語哄騙每個人快馬加鞭修改完成,然後,他自己再花幾個月的時間撰寫序文和總論。他嘆口氣:「真是花了不少時間。」

另一方面,整個過程讓他獲益非淺。他說:「這就好像準備博士資格考。怎麼樣才是好的論文?有了這次經驗後,我成為這方面的專家。」現在,這本書總算完成了,完全符合柯文和潘恩斯要求的水準,蘭頓覺得他所創造的不只是一系列的論文而已。他的博士論文或許還深陷泥沼,但是研討會論文集很有可能就此奠定了人工生命科學成為嚴謹科學的基礎。更重要的是,他融會貫通了研討會講員的想法和洞見後,在序文和長達四十七頁的總論中盡取其精華。蘭頓等於為人工生命的內涵撰寫了一份最清楚的宣言。

從抽象組織透視生命

他寫道:基本上,人工生命與傳統生物學恰好背道而馳。人工生命不是藉著分析來了解生命——把生物社群解析成物種、有機體、器官、組織、細胞、細胞器、薄膜,及最後的分子;人工生命試圖以綜合法來了解生命:在人工系統中,組合簡單的片段來創造近似生命的行為。人工生命科學的信條是,生命並不只是物質表面的特性,而是物質的組織。人工生命的運作原則是,生命的定律一定是以變動的形式存在。人工生命的遠景是,運用電腦和機器人等新媒介來探索生物學的其他可能發展。人工生命學者能像太空科學家研究其他星球一樣:因為從整個宇宙的角度來了解其他星球的動態,反而對我們自己的世界有更深一層的了解。「只有當我們能夠從『生命可能的形態』來看『生命目前的形態』時,我們才能真正了解野獸的本質。」

他說,從抽象組織的觀點來看生命,可能是研討會中最引入注目的見解。難怪這些見解往往與電腦息息相關,因為兩者有相同的智識起源。

自從法老王的時代開始,人類就在找尋自動機的祕密,當時的埃及工匠利用水的滴漏而發明了時鐘。在西元第一世紀,亞歷山大的希羅(Hero of Alexandria)提出了他的氣體學,描述保持正常氣壓的氣體如何在模仿動物及人形的小機器中,產生簡單的運動。一千年後在歐洲,中古和文藝復興時期的工匠發明了愈來愈精巧的鐘鎚,會從時鐘內部伸出敲打報時,有些公共時鐘甚至還設計了各種形狀的鐘鎚演出一齣戲。工業革命時期,時鐘自動機技術帶動了更複雜的流程式控制制技術,工廠的機器已由轉動的凸輪和相互連結的機械手臂導引著運轉。此外,更精密的結合了轉動的凸輪、鼓輪及機械手臂後,十九世紀的發明家又開發出一種控制器,能在同一部機器上產生不同的動作程序。隨著二十世紀初期計算機的發展,「這種可以設定程式的控制器成為電腦發展的濫觴,」蘭頓說。

同時,邏輯步驟的程序(procedure)逐漸在邏輯學家的努力下獲得較清楚的概念,因此奠定了一般計算理論的基礎。二十世紀初期,徹區(Alonzo Church)、歌德爾(Kurt Gödel)、圖寧等人指出,無論機器所用的材質是什麼,機械流程的精髓不是一件東西,而是抽象的控制結構——能夠以一組規則來表現的程式。蘭頓說,的確,這也是為什麼你可以把軟體從一部電腦中取出,放到另一部電腦中執行;因為這部機器的「機械性」不在於硬體,而是在於軟體之中。一旦你接受了這個觀念(這也正是蘭頓十八年前在麻州綜合醫院中得到的啟示),那麼你很容易就可以看出,有機體的「生命力」也在於軟體之中、在於分子的組織中,而非分子本身。

複雜來自簡單

然而,蘭頓承認,當考慮到生命的流動性、自發性及有機性,再考慮到電腦和其他機器的運作完全由人為掌控時,要接受這個觀念並不容易。乍看之下,單單以這些名詞來談生命體系,都顯得十分滑稽。

但是,答案就在於研討會中一再出現的第二個洞見:沒錯,生命體系是機器,但是這種機器的組織和我們所習慣的組織截然不同。不像人類的設計師都從上而下設計機器,生命體系似乎都從底部向上發展,從簡單的系統中浮現出整體結構。蛋白質、DNA、及其他生物分子組成了細胞,神經元組成腦子,相互反應的細胞組成了胚胎,螞蟻組成了蟻群,同理,企業及個人組成經濟體系。

當然,這正是賀南及聖塔菲派的複雜適應性系統的觀點。不同的是,賀南把這種群體結構視為基本單位的集合,經由基本單位的重組,可以產生極有效率的演化。然而,蘭頓卻視之為可以產生豐富、似生命動態的機會。「在電腦上模擬複雜物理系統的過程中,我們得到的最驚人教訓是,複雜的行為不需要來自複雜的根源。的確,極其簡單的元素集合起來,就可能突然出現有趣而迷人的複雜行為。」

這是蘭頓的肺腑之言,這段話正充分反映了他發現自動複製的細胞自動機的親身經驗,但是,這段描述同樣也適用於雷諾斯的「柏茲」群——人工生命研討會中最生動的展示。雷諾斯並沒有由上而下詳細規範柏茲的整體行為,或是叫柏茲跟隨一個特定的領袖行動,他只用了三個簡單的規則來局部規範個別柏茲之間的互動關係。然而正是這種局部性,使柏茲群能夠有組織的適應變動的狀況。這些規則總是會把柏茲拉在一起,正如亞當史密斯「看不見的手」總是要在供需之間維持平衡。但是,就如經濟一樣,這種集中於一點的傾向只是傾向而已,是每個柏茲對鄰近柏茲的行動發生反應後的結果,所以當柏茲群碰到像柱子這樣的障礙物時,只要每個柏茲各行其是,柏茲群就會毫無困難的兵分二路,繞道而行。

蘭頓說,試試看以一大堆規則來告訴每一個柏茲,在每一種可想像到的情況下該如何應變,系統就會變得笨拙而複雜。事實上,蘭頓看過像這樣的電腦模擬實驗,結果都顯得笨拙而不自然——更像卡通動畫,而不是活潑的生命。除此之外,既然程式不可能涵蓋每一種可能的狀況,由上而下的系統永遠都會碰到

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