某個春天的早上，我離開公寓到醫院上班時，迎接我的樹木正把土壤、水、陽光和空氣輸送到樹幹、樹枝和樹葉中。水仙和連翹也一樣，冒出黃色的花朵。大樓前面的草地上，旅鶇側著頭，仔細聽著蚯蚓群在地下活動的聲音。我走上人行道，進入朝目的地前進的大群紐約客中。不知道為什麼，他們能輕易地經過彼此身邊，微小、下意識地調整肩膀和腳步，以便不停頓地前進。
我們周圍經常看到許多的組成部分進行自我組合，變成生氣蓬勃、具適應力的突現形式和過程。我們不僅可以看到這類例子，而且自己就是它的一部分，但我們的日常習慣、專注在身體以外的事物，會讓我們覺得自己是觀察者，和我們正在觀察的事物分離。事實上，我們不是走過這個世界，而是與世界融合在一起。我們觀看的每個地方都看得到複雜性──我們做的每件事情也都參與複雜性的一部分。
規則一：數量很重要
交互作用的組成部分必須有足夠的數量，才能形成複雜系統。郵購買到的標準蟻窩套件通常有25隻左右的螞蟻，全都在努力挖掘通道、組成搬運食物的隊伍，以及為死亡的螞蟻建造墓地；這些行為都是突現現象的實例。但如果只剩下幾隻螞蟻，就不會有自我組織現象，突現性質也會消失；沒有隊伍搬運食物、不會合作建造通道，死亡的螞蟻也只會留在原地。另一方面，系統中的個體越多，複雜程度也越高。2,000隻螞蟻的蟻群比200隻螞蟻的蟻群複雜，20,000隻螞蟻的蟻群則更加複雜。城市比村莊複雜，大都會又比城市更複雜。
規則二：交互作用是局部的，而非整體的
蟻群的突現現象不是出自蟻群中某個領導者的計畫。雖然突現看來經常像是上級對下級的計畫，但其實並非如此。簡單的螞蟻隊伍就是很好的例子。螞蟻從發現食物的地方取得食物，搬回蟻群，來來回回，效率非常高又很有秩序，讓人覺得一定是計畫好的行動，但其實沒有哪個成員負責計畫。蟻后只有繁殖功能，不執行管理工作，也不監督整個蟻群的狀態。沒有任何一隻或一群螞蟻負責規劃搬運食物的隊伍，或蟻群的其他事務。這個組織完全源自螞蟻彼此交會時的局部交互作用。
螞蟻會製造各種費洛蒙，也可說是氣味訊號，用以在不同狀況下彼此溝通。螞蟻偵測到自己或其他螞蟻留下的費洛蒙時，會出現特定方式的回應。舉例來說，一隻螞蟻行走時，會給自己留下氣味蹤跡。這樣一來，如果要往回走，就能循著這個蹤跡回到蟻群。螞蟻把食物抬在空中，行走時會留下不同的氣味，讓其他螞蟻偵測，通知牠們找到食物了。氣味會隨時間減弱，所以氣味的相對強度可以指出方向，較強的一邊是第一隻螞蟻走回蟻群的方向，較弱的一邊是食物的方向。碰巧路過費洛蒙蹤跡的螞蟻會偵測到這種氣味，把它當成指令，轉向食物的方向並繼續前進。最後當然就會發現食物。
在人類系統中，我們通常認為有某些人負責監控整體狀況。舉例來說，獨裁統治者可能認為自己領導的系統是由下而上的機構，但這其實是完全錯誤的。這些統治者雖然掌握層次較高的細節，但根本不是真正的整體，而是另一種形式的「局部」監控，只不過他掌握的資料範圍比螞蟻廣泛得多、資訊複雜性也比較高。他們或許會認為自己在交互作用網路的上方，俯視著網路，但其實他還是位於網中，與每個人和所有事物緊密連結。最後，這些領導者不會知道正在集結的反對者之間的悄悄話，他們正在計畫的革命本身也是突現現象，可能突然發生，推翻這個所謂由上而下的領導方式。因此，獨裁者認為自己掌握了整個系統中的所有細節，但這其實只是場幻覺。
同樣地，我們體內沒有細胞負責監控整個身體，偵測我們是否想睡覺、肚子餓，或是欲火中燒。體內甚至也沒有全面的感測器官來負責這件事。當然，有人馬上就會想到大腦，但儘管我們的文化直覺認為大腦位於全身感測系統的頂端，但大腦其實並非監控一切──就像獨裁者認為自己能監控領土內所有社會網路，但實情並非如此。大腦雖然透過神經傳遞訊號和身體溝通，指揮身體並獲取資訊，但我們知道身體其他部分也會控制大腦。
所以是誰負責監控誰？其實沒有誰在監控，所有交互作用都是局部的。複雜系統中的每個元素都透過局部交互作用構成網路，與其他元素交互作用。有些元素的影響力或許較大或較小，但沒有任何元素位於這個網路之上，以不可違抗的意圖從外界指揮，擁有全面的控制權。
規則三：負回饋迴路佔大多數
對局部交互作用的觀察，能讓我們進一步深入複雜系統如何適應環境的奧祕。回饋迴路（feedback loop）是一種可以對交互作用網路本身給予「回饋」的網路。要瞭解回饋網路，可以看看空調設備的運作方式。空調設備會不斷檢測溫度，室內太熱時就開啟，等到涼下來之後再度關閉。機器可使室內溫度維持在固定範圍內，所以這種狀況稱為負回饋迴路（negative feedback loop）。如果室內溫度上升時會開啟暖氣，使室內溫度進一步提高，則稱為正回饋迴路。
負回饋迴路在複雜系統中佔大多數，讓系統狀況維持在游移、健全且恆定的範圍內。在恆定狀態下，系統有能力適應不斷變化的周遭環境，防止系統中的任何成員壓制其他成員。
如果正回饋迴路取代平衡的負回饋迴路，可自我維持的恆定平衡將會消失。消耗能量的行為會取得主導地位，最後使系統崩潰毀滅。我們來看看經濟泡沫或癌症，這兩個例子都出自已經存在的恆定生命系統：一者是運作良好的經濟體系，另一者則是交互作用的細胞組成的健康身體。但因為某些特定原因，負回饋衰退，使正回饋取得主導地位。爆炸性成長開始，隨之而來的是系統徹底崩潰，結果便是經濟衰退或蕭條、癌症末期的結果則是死亡。
基因突變導致細胞癌化時，突變可能關閉負回饋迴路，也可能開啟正回饋迴路，或者兩者皆有。因此癌症能由恆定迅速轉變為無法控制的爆炸性生長，形成會侵略和擴散的腫瘤。當自我加強的正回饋迴路取得主導地位時，整個系統就會陷入嚴重的能量耗竭狀態。相當於癌症患者無法應付腫瘤越來越大的新陳代謝需求，變得極度虛弱，最後死亡。
最新的癌症療法，目標不只是消滅癌細胞，還包括重新建立人體對這些細胞的恆定控制。舉例來說，有一種自然發生的癌症恆定抑制功能，就是免疫系統的抗腫瘤監控。若有任何原因（例如壓力、營養不良、免疫抑制藥物或感染HIV 但未接受治療）造成免疫系統慢性衰弱，就可能罹患癌症，因為免疫的負回饋迴路受到破壞。有些最新、最令人期待的癌症療法已經找到重新啟動免疫系統迴路的方法，恢復辨識和對抗腫瘤的功能。只要恢復恆定、就能讓惡性腫瘤消失。
規則四：隨機性程度是重要關鍵
不可預測性是複雜系統的關鍵特徵，也是讓複雜系統擁有奔放創意的非凡力量來源，帶來的影響十分深遠。永遠會有幾隻螞蟻不跟隨直達食物的費洛蒙隊伍。這些游離螞蟻不是懶惰或沒有目標，而且從適應性的角度看非常重要。如果所有螞蟻都加入食物搬運隊伍，就沒有螞蟻可以發現其他食物來源。
我小時候，螞蟻的這種行為經常在我和我媽之間造成某種緊張。她非常執著於房子裡必須一塵不染、極度整潔。如果我看到一隻離群的螞蟻在探索我們家的廚房，就必須趕快把牠弄走，否則我媽一看到就會殺死牠，然後馬上找除蟲公司。
但我母親的直覺是正確的。這隻螞蟻其實是蟻群驟冷無序的一部分，牠是在為蟻群的入侵預做準備，探索廚房裡所有食物的相鄰可能性。牠只需做一件事，就是趕在我媽掃除我掉在地上的麵包屑之前發現它。一發現食物，螞蟻就會迅速回頭，沿著自己的氣味回到蟻群，同時留下明確的路徑，讓幾百隻螞蟻魚貫走進我們家。牠不是「可憐的小螞蟻」，而是入侵我們家的先鋒部隊！
這類低度無序可以解釋，即使我們確定複雜系統將會出現突現結構，為什麼還是無法預測它的性質。在複雜性中，當相同的起始條件受到低度隨機性的持續影響，就不可能以完全相同的方式變化。複雜系統存在的每一刻，都彷彿籠罩在一大片放射出光亮的相鄰可能性中，下一刻或許就會演變出各種可能。直到那一刻，一個無法預測的可能性從各種可能性中現身。現在，這個複雜系統遭遇了新的局面，面對著帶有相同少許隨機性的新條件，籠罩在另一片可能性中。接著一次又一次、一刻又一刻地不斷重複。
然而，隨機性帶來的機會也有另一面。如果是對部分或整個系統而言，不具適應性的相鄰可能性呢？驟冷無序引領我們走進穩定和混沌之間百轉千迴的碎形路徑，最後也可能會走到我們其實不想到達的地方。我們或許不會留在能發現生命的碎形相變中，而會離開那裡，走入像機器一樣死板的決定論，或是走入混沌。無論這場拔河的結果如何，系統都會因此失去能自我維持的適應性創造力，發生部分或全局性的大規模滅絕事件。
因此，在複雜系統和所有生物中產生創造力的有限隨機性，一定也會造成部分的滅絕事件，而且如果時間足夠，還會使整個系統消滅。使我們生存的因素也使我們注定會死亡。永生或青春之泉並不存在。
這對我們個體而言或許有點殘忍，對吧？但從更廣泛的觀點看來，大規模滅絕代表新的突現將會形成。如果恐龍沒有滅絕，哺乳類動物有可能統治世界嗎？歐洲如果沒有出現黑死病，文藝復興可能發生嗎？過去的死亡，為未來更優秀、更無法預測的生物做好了準備。生命不是有比生存更重要的意義嗎？身為規模更大、不斷變化的整體的一員，究竟意味著什麼？
好書推薦：
書名：複雜之美：連結、意識和存在的科學
作者：尼爾．泰斯（Neil Theise）
譯者：甘錫安
出版：鷹出版
出版日期：2025/09
分享圖文請註明出處，未經本站同意不得轉載
瀏覽次數：510
