[开卷有益]脆弱的领地 复杂性与公有域 主题选项

[燕鸥]

脆弱的领地
——复杂性与公有域
Fragile Dominion
Complexity and the Commons

西蒙·莱文(Simon A. Levin)著　　吴彤、田小飞、王娜等译

上海科技教育出版社

内容提要：本书是一部把复杂性思想结合到生态学、生物学研究中的力作。作者在书中阐明复杂性研究在生命科学中主要体现于尺度、多样性和模式的结合上，将多年来在生态学研究方面的经验研究、数学建模和新近的复杂性思想有机结合起来，探讨了多个尺度（从微观、中观到宏观）上的生命的互利花生、相互竞争，以及与环境通过复杂的交互作用所自发涌现的多种复杂性模式问题。本书针对人类对属于全球生命（不止是人类，还有其他生命）公有域的管理和保护问题，提出了若干极富睿智的对策和建议。

对本书的评价：

　　一次穿越当代生态学和环境科学智力景观的明晰而又极富趣味之旅。这是一部重要的著作……它将我们时代的中心问题暴露无遗：对于我们所继承的生物财富所要了解的是如此之多，而时间却如此之少。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　——梅（Robert May),《科学》

　　这是一部由当代最优秀的生态学家之一所写的杰出和不朽的著作。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　——洛夫乔伊（Thomas Lovejoy)《化学与工程新闻》

　　西蒙·莱文无疑是当代生态学家中最杰出和最富思想性的一位，他完成的这部书是杰出而又思想深刻的著作。它写得如此迷人、优雅和睿智，理应赢得广大读者。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　——考夫曼（Stuart Kauffman),《宇宙为家》的作者

[燕鸥]

稳态的涌现

　　稳态反馈控制在机器或制导系统的设计中是个共同原理。现代汽车上的巡逻控制系统的作用就像是统治者，它将速度维持在期望的水平上；而飞机的制导系统可以使得调节器让飞行器保持在航线上；保险丝在过载时熔断以保护电路。所有这些都是被制造出来用于响应系统的状态，并帮助维持一些期望行为的特征。这些控制过程的研究，不论在电气、机械或者是在生物系统中，都被归入控制论（cybernetics)的名分之下。
生物系统依赖于控制或稳态机制的杰出排列。然而，这些可不是总设计师干的活儿，正如雅各布所指出的那样，它们是修补的结果。自然选择建立在过去的创新基础上，采用提供了适切性有所改善的那些突变。这样，一个无穷尽的一个接一个地被　取而代之的变化过程就发生了，每一个新发生的变化对于永远变化着的环境的适应性而言，都比其前面一个要好。这些进化序列在时空中不断交错动作着，每一个的实现都有其自己的独特形式。这个过程既没有目的，也没有设计。它风格独特而且深受历史的影响。哪里包含有工程师的设计，哪里可能就有最好的控制解决方案，而数量最多的设计产品意味着为了特定目的，而共享相似的设计牲。（有一个例外是抽水马桶，我一直未能明白为什么在不同国家各式各样的抽水马桶。或许这是因为没有一个特别的设计似乎工作得特别好些，但大概它也主要是受历史事件所引导的一个有独特过程的结果。）

　　对于由自然选择形成的结果，历史影响和局部变化都为其增添了多样性。于是，生物控制问题的解决方式便呈现出惊人的多样性，并提供了一个几乎是无穷尽的，极其复杂的资料库。稳态控制（homeostatic controls)已纳入复合生理过程之中，它们中的每一个都对生物体的生存至关重要。姿势反馈控制可操纵个体街。我们还有许多奇事，例如，观察一位幼童学习这、觉察丧失平衡并把失衡信息越来越有效地转译成各个指令给肌肉系统，以防止摔倒，这就是一件奇事。脊椎动物免疫系统是反馈控制的一个杰作，它派出“侦察员”去巡逻看是否有入侵者进入机体，然后制定程序去控制和清除那些入侵者。
　　对生物圈而言——换言之，对整个地球，包括它的生物部分——在变化的历史范式下，稳态至多是一种稳定性的观察，而在未来，即使情况可能殊异于今天，它也是获得类似稳定性的希望。不幸的是，它不是生存的蓝图。例如，在气候系统中的确存在热辐射反馈，这些反馈在很大程度上受到大气在允许生命按我们所知的能够生存的各个水平上如何维持能量平衡所控制。在我们这个行星历史的近前半段时期内，地球几乎完全被水覆盖，而今天水仍覆盖着超过60%的地球表面。这此未对于生命的发展和早期进化是必需的，而水今天仍然对维持适宜的生存条件是必要的。这是个幸运的意外事件吗？盖娅假说认为它不可能是意外事件，并认为生物区系必然在维持它所需要的特定条件方面扮演着某种角色。但这又如何才能发生呢？并不存在在全球尺度上动作的自然选择原理，它也无法证明在生物个体与生物群体水平上的过程是否导致了保存与保护此种全球事业的特性的进化。如果事情这么简单，那么我们可以轻松地确信人类基于自身利益的考虑，也要被迫表现出较好的人性美德。只是很不幸，事实并非如此。自然选择在个体层次上动作强于如何层次，而在便于层次上则弱得多——值得注意的是，达尔文自己和那些继续研究进化过程的人一样，对为什么利他主义最终能够存在，而不是对为什么利他主义的存在并不普遍迷惑不解。

　　然而，起码对理解地球的物理特性如何恰好满足我们的生存需要而言，这样充满希望的假说是不必要的；人存原理对此已有说明。实际上，在任何一个给定的行星上，未必存在适合生命的条件，但是，未必在众多天体中的一个或少数几个将不拥有合适的条件，当然，它也精确地需要反馈机制维持这些条件以允许一个稳定的有利于生命的气候存在40多亿年。在这些条件下，生命将被　期待出现与进化，而观察与好奇将围绕着那些进化产物。对于“多么幸运，适合我生存的条件恰恰偶然出现于地球，而我就在那里”这句话来说，它就像是说“在所有生活过的人中，我成为我自己是多么的未必啊！”在每一种情况中，这句话都反映了一种有偏见的观察，而不是有着可能性的世界的随机选择。如果生存的条件未被满足，那么这两个问题都不可能被问到。这种自相矛盾并不意味着不存在某些协同进化的形式，很显然，这些形式是有的。它只是意味着，这些协同进化对于解释反过来是我们高度未必的好运而言不是必不可少的。它也并不意味着人类并不影响地球环境，人类显然影响着，而且实际上在促进它发展的方向上，已经迈出了坚实的步伐。
　　洛夫洛克和沃森（watson)承认在论证自然选择如何运转去引领生物和环境的协同进化时遇到了挑战。他们独创的模型“雏菊世界”（daisyworld)，通过对在两种类型雏菊中的自然选择作用的运用，探索了进化：白雏菊的温度低于它的局部环境，而黑雏菊的温度则高于它的局部环境。局部升温增强了黑雏菊的生长与系列，也有利于黑雏菊的传播。最终，黑雏菊成为优势各类，将温度维持在稳定水平。
　　“雏菊世界”阐释了本书两个中心原理：宏观模式的涌现有赖于局部选择；生物在调节气候条件中的重要性。尽管“雏菊世界”后来又有不少更为复杂的版本，但是它至多是关于选择如何动作以增强稳态的粗略模仿。