第二十二章 預言機 22.9 全球模型的諸多問題

二十世紀七十年代,在講述了數千年關於地球的過去、關於天地萬物的傳說故事之後,地球行星上的居民開始講述第一個關於未來可能發生的故事。當時的高速通訊,第一次為他們展示了自己家園全面的實時視圖。來自太空的圖像非常迷人——黑色的遠景里優美地著懸掛一個雲蒸霞蔚的蔚藍色球體。而地面上正在發生的故事就沒那麼可愛了。地球每一個象限發回來的報告,都在說地球正在分解。

太空中的微型照相機帶回了地球的全貌照片,驚艷絕倫,用老式的辭意表達:是既令人振奮又令人恐懼。這些照相機,連同由每個國家湧出的大量的地面數據,組成了一面分散式的鏡子,反映了整個地球系統的畫面。整個生物圈越來越透明。地球系統開始預測未來——像所有系統都會做的那樣——希望知道接下來(比如說,在下一個二十年里)可能發生什麼事情。

從環球外膜收集的數據中,我們獲得了第一印象——我們的地球受傷了。沒有一種靜態的世界地圖能查證(或者反駁)這個景象。也沒有一個地球儀能夠列示隨著時間推移而起落的污染和人口圖表,或者破譯出一個因素與另一個因素之間的那種相互關聯的影響。也沒有任何一種來自太空的影片,能夠詮釋這個問題,繼續下去會怎樣?我們需要一種全球預測裝置,一個全球假設分析的數據表。

在麻省理工學院的計算機實驗室里,一位謙遜的工程師拼湊了第一份全球電子數據表。傑伊·福瑞斯特從1939年開始就涉獵反饋迴路,改良轉向裝置的伺服機制。福瑞斯特和他在麻省理工學院的同事諾伯特·維納一起,沿著伺服機制的邏輯路徑直到計算機的誕生。在為發明數字計算機提供幫助的同時,他還把第一台具有計算能力的機器應用於典型工程技術理念之外的領域。他建立了各種能夠輔助公司管理和製造流程的計算機模型。這些公司模型的有效性,激發了福瑞斯特新的靈感。他在波士頓一位前市長的幫助下,建立了一個城市模型,模擬整個城市。他憑藉自己的直覺,非常正確地意識到級聯反饋迴路——雖然用紙筆不可能進行追蹤,但是計算機卻能輕而易舉地追蹤——是接近財富、人口和資源之間互相影響的網路的唯一途徑。那麼為什麼不能模擬整個世界呢?

1970年,在瑞士參加了有關「人類處境」的會議之後,福瑞斯特坐在返程的飛機上,開始草擬第一個公式,一個將會形成他稱之為「世界動態」模型的公式。

粗糙不說,而且是份草圖。福瑞斯特的粗糙模型反映出明顯的迴路和力量,他的直覺感到是它們統治著大型經濟體。至於數據,只要現成,他都抓過來用來做快速估計。羅馬俱樂部,資助了那次會議的集團,來到麻省理工學院,對福瑞斯特拼湊起來的這個原型進行評估。他們受到眼前所看到東西的鼓勵。於是,他們從大眾汽車基金會籌到資金聘請福瑞斯特的夥伴丹尼斯·梅多斯對這個模型做下一步的工作,繼續完善它。在1970年剩下的時間裡,福瑞斯特和梅多斯共同改進「世界動態」模型,設計更為周密的流程迴路,並滿世界地淘選最近的數據。

丹尼斯·梅多斯 和他的妻子丹娜 ,還有另外兩個合著者,一起發布了一個功力增強了的模型,裡面存滿了真實的數據,名為「增長的極限」。作為第一個全球電子數據表,這一模擬獲得了巨大的成功。有史以來第一次,整個地球的生命系統、地球資源,以及人類文化,都被提煉出來,形成一個模擬系統,並任其漫遊至未來。「增長的極限」模擬系統作為全球警報器,也是非常成功的。它的作者們用這樣的結論提醒全世界:人類現有路徑的每一次擴張,幾乎都會導致文明的崩潰。

「增長的極限」模型得出的結果發表後的許多年裡,在全世界範圍內激發的社論、政策辨論和報紙文章成千上萬。一幅大字標題驚呼:「計算機預測未來令人不寒而慄」。這個模型的發現要點是:「如果當前的世界在人口、工業化、污染、食品生產以及資源消耗方面的增長趨勢保持不變的話,那麼這個星球將會在接下來的100年之內的某個時刻達到其增長極限。」模型的製造者們曾經以數百種差別細微的情景進行了數百次的模擬。但是,無論他們如何進行權衡,幾乎所有的模擬都預測到人口和生活水平要麼逐漸萎縮,要麼迅速膨脹然後立刻破滅。

這個模型極具爭議性,而且受到極大的關注,主要是因為其中蘊含著顯著清晰又令人討厭的政策意義。不過,它永久性地把有關資源和人類活動的討論提升到了必要的全球範圍。「增長的極限」模型的並沒有成功的孕育出其他更好的預測模型,而這恰恰是它的作者們希望做到的。相反,在其間的20年里,世界模型都受到懷疑,主要是因為「增長的極限」引發的種種爭議。具有反諷意味的是,在(二十年後的)今天,公眾唯一看得見的世界模型,仍然是「增長的極限」。在模型發布20周年紀念日的時候,作者們只略做改動又重新發布了這個模型。

重新發布的「增長的極限」模型,運行在一個被稱為Stella的軟體程序上。Stella採用由傑伊·福瑞斯特在大型計算機上制訂出的動態系統方法,再把它移植到蘋果電腦的可視化界面上。「增長的極限」模型是一張用各種「庫存」與「流」編結而成、給人深刻印象的網。庫存(貨幣、石油、食物、資本諸如此類)流入某些特定的節點(代表一般進程,比如說耕種),在那裡引發其他庫存的流出。舉例來說,貨幣、土地、肥料以及勞動力流入農場之後,就會引流出未加工的食物。而食物、石油和其他一些庫存流入工廠則生產出肥料,從而完成一個反饋迴路。由迴路,次級迴路和交叉迴路組成的義大利面似的迷宮構成了完整的世界。每個迴路對其他迴路的影響都是可以調整的,而且視現實世界中的數據比率而定。比如,每公斤肥料、每公斤水,能在一公頃的田裡生產出多少糧食,又會產生多少污染和廢料。確實,在所有的複雜系統里,單一調整所產生的影響都無法事先估量;必須讓它在整個系統中展現出來之後,才能進行測度。

活系統必須為存活而預期。可是,預測機制的複雜性絕不能蓋過活系統本身。我們可以詳細地考查「增長的極限」模型,以此作為預測機制固有困難的實例。選擇這個特殊的模型有四個理由。首先,它的重新發布要求把它(重新)看做人類的預測努力可以依賴的預測裝置。其次,這個模型提供了方便的二十年期進行評估。它二十年前偵測到的那些模式是否仍佔有優勢?第三,「增長的極限」模型的優點之一在於它是可以評論的。它生成的是可以量化的結果,而不是含糊其辭的描述。也就是說,它是可以檢驗的。第四,為地球上人類生活的未來建立模型是最野心勃勃的目標。無論成功還是失敗,如此傑出的嘗試都會教給我們如何運用模型預測極其複雜的適應系統。人確實要反躬自問:到底有沒有信心模擬或預測像世界這樣一種看起來完全不可預測的進程?反饋驅動的模型能夠成為複雜現象的可靠預報器嗎?

「增長的極限」模型有很多可抨擊的地方。其中包括:它並非極度複雜;它塞滿了反饋迴路;它演練情景。但是,我從模型里還發現有如下弱點:

有限的總體情景。「增長的極限」與其說是在探索各種真實存在的多樣性的可能的未來,倒不如說它不過是在一組頗為有限的假設上演繹大量微小的變化。它所探查的那些「可能的未來」,絕大多數似乎都只是在它那些作者們那裡才說得通。二十年前建立模型的時候,作者們覺得有限的資源會枯竭是個合理的假設,他們就把那些沒有建立在這個假設基礎上的情景忽略掉了。但是,資源(比如稀有金屬、石油或者肥料)並沒有減少。任何一種真正的預測模型,都必須具備能夠產生「想像不到」的情景的能力。一個系統在可能性的空間要有充分的活動餘地,可以遊盪到出乎我們意料之外的地方,這很重要。說它是一門藝術,是因為模型擁有了太多的自由度,就變得不可駕馭了,而把它拘束得太緊,它就變得不可靠了。

錯誤的假設。甚至最好的模型,也會因為錯誤的前提而誤入歧途。就「增長的極限」來說,它的一個關鍵性的原始假設,就是認為世界只容納了可供250年使用的不可再生資源,而且對於這種資源的需求在迅猛發展。二十年過後,我們已經知道這兩個假設全都是錯誤的。石油和礦物的儲量增加了,而它們的價格卻沒有增加;同時,對某些原材料的需求,比如銅,並未呈指數增長。1992年重新發布這一模型的時候,作者對這些假設做了修改。現在的基礎假設是污染必然會隨著發展而增加。如果以過去的二十年作為指南的話,我能想像,這樣的一條假設,在未來的二十年中,也需要修正。這種基本性的「調整」必須要做,因為「增長的極限」模型需要它……

沒有為學習留下餘地。一批早期的批評者曾經開玩笑說,他們用「增長的極限」模型模擬1800~1900年這段時間,結果發現「街上堆了一層有20英尺高的馬糞

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