[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]

第六章　生物多样性的进化

　　玩乐高玩具是对初学者而言的。乐高的隐喻给出了单个参与者集合成为生态群落的早期想象。事实上，群落集合确实是多个参与者间的相互作用；对于更高级的各类，我们现在必须转到一种竞争的游戏情形上，这是一个更胜一筹的类比。
　　生态群落的集聚更像一种庞大的拼字游戏竞赛。在两种情况下，这个游戏包括把拼字块（tiles)从主集合（master set)中取出来，并且把它们放在一块板上，即置于一种景观内，在这种景观中，只有局部交互作用的规则制约着游戏可能实现的显著的多样性。拼字游戏要求参与者轮流构造一个纵横字谜，字谜中所形成的每个字都城是标准语言的一部分。虽然从技术上看，把拼字块放在板上的方式是有限的，然而实际的数目是如此之大，以致替续器都可以看作一个独一无二的事件。人们不能期望游戏开始时就可以预测出各个字母的准确位置，但在游戏结束时，我们可以信心十足地猜出，板上有近100张拼字块，而且不会差太远。同样地，从存在于更广阔情境中的物种主集合出发，集聚成为生态群落的方式是无法预测的。我们无法预测这样一种群落的确切组成，但是可以很好地推测出一些宏观描述符（descriptors),譬如物种（拼字块）的平衡数量等，即使那些区域还从未被研究过。这种推测可能基于相似的栖息地之间的比较，以及把物种的数量与它所在区域的大小联系起来的图表的使用。然而，值得提及一个重要的区别，因为它可能导致对拼字游戏的一个广泛而成功的改进。我所创造的生态拼字游戏是一种永不停息的游戏。根据它的游戏规则，可以把拼字块放在闲置的空间里，也可以对已经在板上的拼字块进行替换。但这种替换不能随机进行。换块后必须留下一种布局，这种布局在相互作用上是有意义的。这可能有助于对拼字游戏的定于挑战性的扩充以及图景新维度的增加。
　　
　是谁决定了从中抽取拼字块的特种集？在拼字游戏里，答案是书籍的：实际上存在一些人，他们曾经做过并且可能依然在做这样的决定，这些决定是建立在词中的字母频率之上，而不管设计拼字游戏的语言是哪种。原则上，在经历过多次游戏后，就会表现出字母的使用信号与字典上的不一致，这就改变了能够形成令人满意的拼字游戏的最初猜想。拼字游戏的规则为那些罕见的字母的使用指定季更多的条款，因而能在关键情境中优先使用它们。至于什么样的可用字母频率会导致最令人兴奋的游戏，这不是完全明晰的；这些频率以及赋予字母的值，可随时间流逝而改变，以反映众曾与特定字母集打过资产的经验。我不知道在市场上销售过拼字游戏的瑟茨考（Selchow)和赖特（Righter)准备如何处理或曾经如何处理这个问题，但可以确定的是类似的事情必定发生过。

　　想象一下，如果拼字游戏按照生态拼字游戏的设计方式进行设计，它该如何运作？让我们来描述一个大工厂，这个工厂中的数百名工人正在玩不同版本的拼字游戏，这些游戏板大小不同，拼字块的频率和值也不同。每个参与者都有一个附属的愉快表（happiness meter),以显示他们对游戏的满意程度。随着时间的失衡，产生愉快最多的集合分布于越来越多的人群中，直到每个人都有同样的游戏版本。这样，在总体上便产生了最多的愉快。然后，这个版本便在市场上销售。事实上，在市场上销售许多不同版本以反映人们在偏好上的差别是有一些好处的。这在一定程度上可在正规拼字游戏——有不同语言版本和儿童版本——中处理，但是，交易的实现以及标准化要求限制了选择的现实多样性。
　　这个在某种程度上是设计出来的例子的观点是一种基本观点。即使是一种产品的设计，尽管我们倾向于认为它是工程师所指定的，它在一定程度上也是一个复杂适应系统的一部分，这个系统可以从实验中学习，通常在尺度远低于整个系统层次的层次上实行。在一个棋盘游戏的设计中，在最初的设计阶段之后就会紧跟着一个改进阶段，在改进阶段，棋盘游戏版本就会被淘汰。改进批判性地依赖于异质性以及多样性——也就是说，依赖于许多可选择的选项的存在。因为人们可以比较游戏中成功的版本与其他版本，所以学习是有效的。因为选择的过程本质上是在其各部分之间进行的自然选择，所以系统作为整体才随着时间失衡而变化。

　　在游戏设计中，实际上有人在做决定，即关于如何使用反映顾客满意程度的信息而过滤出决策，但是，理论上这个过程是可以自动进行的。例如，为机器学习玩游戏而准备的训练项目可能改变某种情境回应的概率，而这种情境回应是基于与此相关的总体成功的度量上的；同样地，我们也是根据过去的相似情境下的经验来调整对不同情况的回应的。所有这些例子的一个共同牲是，成功的度量是与已经做出的大量的个别决定或回应相结合的，而且需要对这些个别决定或回应做一个统计分类。
　　一个生态群落的集聚本质上也是一个自动决策过程的一部分，这个过程不断地改变着它可使用的成分及其角色。覆盖所有群落的一个类型的经历会影响其总体繁殖成效。那些留下后代最多的类型在世代中会表达得更多——这就是可利用的类型集是如何被决定的；这就是易于识别的进化，至少比在个别群落中进行的进化要容易识别。这样，可选择的建群者群约束着群落集聚，反过来，超过所有群落的建群者的集体经验能纯化并重构建群者库（colonist pool)。这个过程是分等级的：一个复合群落（meta-community)——也就是群落的全体——的变化是在其组成上作为许多个别群落在各种快的时间惊讶上发生交互作用的结果，而在一种慢的时间尺度上发生。