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【孙志海】论进化的另一个维度:物质、能量和信息的流动方式

 

对于进化,人们以往主要是从物体和组织结构或功能变化的立场来理解的。达尔文的生物进化论把进化理解为生物的结构和性状的变化;天文学是从物质结构变化的立场来理解天体演化和整个宇宙的物质进化的;系统论是从系统结构和功能的变化来理解系统进化的;其它各个学科也是从事物结构或功能的变化的立场来理解自己学科对象进化的,比如地质学、生态学、气象学等等。即使最近出现的自组织理论及以自组织理论为基础的广义综合进化理论也把进化主要理解为系统组织结构的变化。本文试图在自组织的进化论基础上提出判断和研究进化的一个新维度。笔者认为:系统空间结构方式的变化仅仅是系统进化的表现,是由于系统内部产生了一种新的稳定的物质、能量或信息的流动路径或运动方式,这种流动方式的进化创造了系统新的结构。所以,应理解系统进化存在两个维度:一是空间组织结构的维度,一是物质、能量或信息流动方式的维度。前者是从组织学的立场理解进化,后者是从动力学和组织学相结合的立场来理解进化。本文的目标主要是把物质、能量或信息流动方式确立为研究进化的一个新维度,并将系统存在和进化的组织学和动力学统一起来,完善对进化问题的认识。

 

1 自组织理论对进化论的贡献

 

自组织理论天然是个进化理论,因为它研究的对象就是在启然中自发形成的有序结构这种现象,包括从无序到有序和从低级有序到高级有序这两种情况。比如在一个容器中最初形成贝纳德花纹的过程就是从无序到有序的过程,生命的最初形成也是从无序到有序的过程,后来生命的进化就是从低级有序到高级有序的过程。而人们通常把系统从无序到有序或从低级有序到高级有序的转变过程称为进化。

 

以自组织理论为基础的新进化论在许多方面都存在着对传统进化论的重大突破。第一,传统进化论在不同的学科之间除了都承认存在着进化现象外,似乎不存在其它共同的规律或形式,至多都承认相互作用是进化的动力。自组织理论将各个领域的进化现象统一起来,研究它们之间共同的进化规律和进化形式(注:广义综合进化论认为从物理学、生物学到社会文化,“进化的一般规律是存在的,这些规律是由表现为各种各样的形态变化的不变型式体现出来的”(拉兹洛E.进化——广义综合理论[M].闵家胤译.北京:社会科学出版社,1988.6)。广义综合进化论的基本观点,在国内外学术界得到了广泛的认同。另外,请参考埃里克·詹奇的《自组织的宇宙观》(曾国屏等译.北京:中国社会科学出版社,1992.1-40)在自组织理论基础上对宇宙、生命、思维、社会进化的论述。)。从而第一次真正实现了在实证科学基础上的物质存在、运动、进化或发展理论的统一。不仅发展了进化论,也丰富了唯物辩证法。(注:关于自组织理论对唯物辩证法的贡献,国内的研究成果非常丰富,集中的讨论可参阅沈小峰等人著的《自组织的哲学——一种新的自然观和科学观》(北京:中央党校出版社,1993.132-149))第二,传统进化论对事物具体进化过程的内在动力学和组织学机制的研究是粗线条的、各个学科互不相同的,缺乏建立在实证研究基础上的科学、详实的理论成果。自组织理论对进化理论最根本的贡献就是从不同的学科展开了对系统进化过程的动力学和组织学研究。(1)它不仅认为外界的环境变化是系统进化的原因,更主要的是它提出外界环境的变化是什么东西、在什么情况下才可能使系统发生进化。耗散结构理论认为外界环境变化对系统进化的影响主要是通过向系统持续不断的输入物质、能量或信息流,并使系统处于远离平衡态,系统才可能发生进化(产生新的有序结构)。(2)自组织理论深入研究了系统进化的内部动力学机制。协同学研究了外界输入的影响因子(物质、能量、信息)使系统远离平衡态能产生涨落后,这些涨落相互之间通过竞争、合作等一系列运动促使新的序参量形成,新的序参量在系统内的扩散使系统整体出现新的宏观有序结构。(3)超循环理论从组织学方面解释了系统是怎样从低级有序跃迁到高级有序的,以及新旧层次之间的动力学关系和组织学关系。(4)自组织理论的其它学科,比如突变论、混沌学说、分形学说都各自从不同的侧面对进化论做出了独特的贡献。本文主要关注进化的条件、进化过程的内部动力学和组织学问题,因此对其他的方面暂不涉及。正是由于对系统进化的内在动力学机制和组织学机制的研究才使我们能够把不同领域的进化统一起来。因为不同领域的进化在表现形式上虽然千差万别,但在根本的动力学和组织学上却存在着相同的规律和共同的形式。从宇宙演化、生命创生、社会发展到理论进化,都遵循着同样的规律。

 

2 理解进化的另一个维度

 

自组织理论虽然把进化论大大推进了一步,但在对“进化”的理解上,仍然继承了传统进化论把系统组织结构的变化作为衡量系统进化的唯一维度。自组织的各个理论都是围绕着这个问题展开的。笔者认为系统组织形式的变化必然有物质运动的基础,系统的特定组织结构形式必然是以特定的物质运动形式为支撑的。而物质的运动必然是物质、能量或信息的运动,物质的运动方式也就是系统内物质、能量或信息的流动方式。所以,我们还应该从系统内部物质、能量或信息的运动方式的立场来研究进化,并考察它和系统组织结构的进化之间的关系。

 

事实上,自组织理论及广义综合进化论已经为我们开辟这一研究思路提供了充分的理论准备,本文所要做的工作只是将其理论成果明确地加以提升即可。

 

2.1自组织理论继承了物理学的相变理论,把进化理解为相变的一种特殊形式,特指系统从无序到有序或从低级有序到高级有序的这种演化形式。有序是指发生关系的诸因素之间的规则性。因此,自组织理论把进化理解为新的有序化的产生,包括从无序到有序、从低级有序到高级有序这两种情况。因此这里说的进化不包括退化,退化是个相反的过程,是从高级有序向低级有序或从有序向无序的演化。进化存在一个向上的时间箭头(注:关于“进化”,参阅胡浩和楼慧心的系统且全面的讨论,(自组织理论与社会发展研究[M].上海:上海教育出版社,2002.7-60))。

 

2.2 由耗散结构理论可知系统进化的动力在于外界的物质、能量或信息的持续输入。系统内部的涨落实质上也是系统内部原有物质、能量或信息流动方式或路径出现紊乱,众多的涨落分支说明系统内部出现多种形式的物质、能量或信息流动方式。每一个涨落分支都代表一种物质、能量或信息的流动路径或运动方式,这些涨落相互之间展开竞争、合作,在某一时空点发生突变,其中一个分支被放大,获得对其它分支的支配力量,这时,其它分支像百川归海一样,和它发生协同作用,受它支配、甚至与其合而为一。这样该涨落分支就从众多分支中凸现出来,成为支配系统整体的力量,这时,它事实上使系统宏观上出现一种新的有序、新的规则。协同学称之为序参量。序参量这个词也是来自于物理学相变理论,它是指系统中使系统整体获得宏观有序的参量、因子。这种序参量实际上就是控制系统宏观运动的一种物质、能量或信息流动路径或流动方式,它是维持系统有序的核心力量,也是系统新质的最主要体现者。

 

2.3 序参量作为系统有序化的支配力量,也就是使系统规则化的力量,它赋予系统以稳定的规则,这种规则也就是系统的组织结构。因此系统内稳定的物质、能量或信息的流动方式或路径是使系统获得组织、规则的最主要力量。比如,贝纳德花纹就是由容器中液体稳定的对流形成的宏观表现。从表面上看,液层表面存在一个稳定的几何图案,好像液体是以该种图案的形式在容器中被组织起来或结构化的。过去人们衡量贝纳德花纹的结构和有序都是从表面花纹的形成来判断的。也就是说,人们过去判断某种自组织现象的产生、某系统是否发生进化都是从表面的结构化、有序化(或新的有序化)来判断的。实际上在贝纳德花纹现象中,液体表面的宏观组织结构完全是由无数液体上下层对流造成的,液体内部真正的运动形式、组织形式都是对流,表面空间所呈现的图案形式(它和容器的形状有关)丝毫不能说明液体在容器中存在、运动、组织的形式。而且随着液体流动方式的改变,液体表面的“组织”形式(花纹)必然改变。表面的组织形式只能说明系统内部存在着某种组织化或有序化的运动。所以,液体内部的物质、能量或信息的流动方式才是液体组织、有序化的实质、根本,或存在根据。是系统中的物质、能量和信息的流动方式“创造”了系统表面的组织结构,而不是相反。因此,系统内实质上存在两种组织或结构,存在两种有序,一是系统内在物质、能量或信息流动方式的有序,是指系统内的物质、能量或信息在系统内是按某种稳定的路径流动、循环或与外界交换的;这其中也存在一种组织或结构,只不过这种组织结构是处于运动中的。二是系统在表面呈现出来的空间性组织、结构或有序化。我们把前者称之为内结构或内组织、内有序,后者称之为外组织、外结构或外有序。所以,系统的进化实质上是系统内物质、能量或信息流动方式的进化,是新的物质、能量和信息流动方式的产生。但系统外结构的变化作为系统内结构进化的表现,能起到提醒人们注意系统变化的作用。因此,系统的进化的根本点就在于新的物质、能量或信息流动方式的产生。所以,我们应该把系统内的物质、能量或信息的流动方式作为系统进化的衡量标志,作为研究系统进化的一个维度。

 

2.4 一个自组织系统内的物质、能量或信息是怎么运动或流动的呢?当系统从低级有序向高级有序进化时,低级有序是怎样过渡到高级有序、二者之间是一个什么样关系呢?这就是超循理论研究的问题。一个自组织系统内的物质、能量或信息是按各种循环方式运动的(准确地说,正因为存在这种循环式运动才能把各个分散的组分联系起来,产生协同运动,出现自组织现象)。比如贝纳德花纹就是由于热传递造成的液体上下层之间的对流形成的,因此液体是以上下对流的方式在容器内流动的,对流就是一种循环式流动。人类能够结成社会也是因为在人和人之间存在多种形式的物质、能量或信息的循环式流动。比如,两性之间就存在以生殖活动为核心的物质、能量或信息的交流、对流,这样才可能有稳定的两性关系,并为其他各种社会关系莫定基础。社会生产活动中也存在以获得物质生活资料为核心的人与人之间循环式物质、能量或信息的交流、对流。在一定的循环圈内人们形成稳定的利益共享的组织,否则人类社会就无从产生。

 

对一个有序系统来说,当它因外界输入产生涨落,各种涨落在相互竞争、合作之后如何实现在组织结构上的重新整合呢或者说如何在低级有序(层次)的基础上产生高级有序(层次)呢?这就是通过超循环的形成实现的。一个自组织系统内部的稳定的物质、能量或信息有序的流动路径可能有一个也可能有几个,初期形成的自组织系统往往只有一种有序的流动路径,系统进化就表现为新的物质、能量或信息流动路径的产生,也就是说出现新的物质、能量或信息流动路径或流动方式。这就是系统复杂性的增长,层次的增加。比如人类社会的生产活动作为一种循环式活动就是一种超循环,是建立在其他循环之上的循环。试想,如果没有两性之间的物质、能量或信息的循环流动,作为常态的人类的生产式循环关系是不可能产生的。从发生学的角度上讲是这样,从组织、功能的角度上讲也是这样。再比如,原始社会各个社会共同体(氏族)的物质、能量或信息只限于在本共同体内或存在姻亲关系的共同体之间流动,这也是一种循环式的流动,存在着特定的路径或方式。当社会物质财富增长到一定程度,物质财富的流动要突破共同体的狭隘范围时,就出现了交换或掠夺。交换或掠夺就开创了一种新的物质、能量或信息流动方式、流动路径(我称之为财产流转关系),它超出了一个共同体的范围,也逐渐超出了一个共同体的控制能力,这种超越于各个社会系统(共同体)之上的新的物质、能量和信息流动方式就是建立在原有的各个共同体内部的物质、能量和信息的循环的基础上的。试想,社会财富在各个社会共同体之间的流转如果离开了各个共同体内部产的生产循环活动还有可能存在或维持吗?所以,高级层次的循环是建立在低级形式的循环之上的超循环。当新的物质、能量和信息流动方式逐渐控制了各个社会共同体后,一种新的社会表面组织形式也就产生出来,部落联盟、国家就相继产生。所以,一个新的社会产生有两个标志:一是新的物质、能量或信息流动方式支配了参与运动的各个社会共同体,成为一个强大的序参量。二是该物质、能量或信息流动方式和系统原有的流动方式相互整合创造出社会的新的表面组织结构。

 

就自组织理论的研究者来说,包括那些以自组织理论为基础研究进化的人,由于受传统进化思路或观念的影响,都还把关注的焦点放在对系统的形式或组织结构进化的解释上,而没有把注意力放在系统内物质、能量或信息流动方式的形成、扩散上,更没有明确地把它作为进化的标志提出来。笔者从唯物辩证法关于运动是物质的运动,结构是物质的空间分布,内容决定形式等观点出发,认为对系统进化的研究也主要应该放在对系统的运动方式的研究上,而系统的运动方式就是系统内物质、能量和信息的流动方式。笔者认为,物质、能量或信息的流动方式的变化不仅仅是系统的组织结构变化的原因,它本身就是系统进化的体现。如果说表面组织结构的进化是系统进化的表现、形式,那么物质、能量或信息流动方式的进化就是系统进化的根本、实质或内容。因此,我们应该把系统内物质、能量或信息的流动方式作为研究进化的一个标志性问题来对待,把进化问题的焦点放在新的物质、能量或信息流动方式的产生上。也就是说,把物质、能量或信息的流动方式明确作为研究进化的一个维度。这样做具有重大的理论意义。

 

第一,能够使我们更准确地把握进化的实质,使我们的思维一下子就抓住根本问题,而不是表象。传统的进化理论虽然体现了从表象出发的认识原则,但却也容易让人们停留在表象上。

 

第二,对我们更准确地判断一个系统是否发生进化具有重要意义。由于系统是否发生进化的根本点是系统内是否产生新的物质、能量或信息的流动方式,而不是组织结构上是否有变化或变化的大小。所以如果我们明确把系统内是否产生新的物质、能量和信息流动方式作为进化的标志,作为研究进化的一个维度,那么我们在判断一个系统是否发生进化时思路就会很明确,就不再会受一些表面现象的干扰。比如,目前我国的一些公司表面上完全按国际通行的组织形式来组织企业,但企业内部真正的物质、能量和信息流动路径或方式却还是传统的中国式的,因此企业的性质还是没变。这时企业组织形式的“进化”是虚假的。对企业的生存、运行和发展真正产生实效,决定企业性质的只能是企业实际的物质、能量和信息流动方式,而不是企业的组织结构。再比如,人们把一个理论体系重新组织一番也不代表理论就进化了;如果人们构造理论体系的基本思维路径,加工信息的方式没有改变,那么就不存在理论的进化,只能是理论重组。理论范式的更新从根本上说就是整个信息解释系统更新了,同样的信息因为加工方式的不同得到不同的解释(而不是由于视角的不同产生的),由此建立理论的思维路径发生了改变。所以,如果我们只把思维的焦点放在系统组织结构的变化上,就很有可能上当受骗。

 

第三,我们把系统的物质、能量或信息流动方式明确作为研究进化的一个维度,但并不排斥从组织结构的立场研究进化,而是希望把两者结合起来,这样就能使我们在具体认识过程中全面地把握进化了。因为人们总是对系统组织结构的变化容易引起反应;而且系统内在物质、能量和信息流动方式的进化一般也会在系统表面组织形式上有所反映。我们强调物质、能量或信息流动方式在系统存在和进化中的意义还有引导人们注意力的意义,把人们的注意力一下子就引导到对物质、能量和信息流动方式或运动方式或流动路径的研究上。

 

第四,可以使我们对系统存在、运动和进化问题的认识真正达到动力学和组织学的统一。当我们从物质、能量和信息流动方式的立场来研究系统的存在、运行和进化时,如下的思路才能清晰地展现出来:①认识到内结构的存在和内有序化的意义,加深了我们对系统组织结构和进化问题的认识。②由此我们才可能说内结构的进化是外结构进化的原因,从动力学上揭示了系统表面组织进化的根据。③系统内物质、能量或信息流动方式本身既是系统存在、运动和进化的动力学问题,也是系统存在、运动和进化的(内)组织学问题;运动方式既意味着组织方式蕴涵在运动方式之中;运动和组织是高度统一的。因此,从物质、能量和信息流动方式的立场来研究系统及其进化时,就能实现系统组织学和动力学的真正统一,这就为我们更好地研究系统的组织、运动和进化开辟了新的思路。

 

3 物质、能量或信息流动方式作为研究系统进化的一个维度的哲学意义

 

把物质、能量或信息流动方式作为研究进化的一个维度不仅对我们深入、全面、准确地研究系统进化具有重要的科学意义,而且也具有重要的哲学意义。

 

3.1 存在论方面

 

把物质、能量或信息流动方式作为研究系统进化的一个维度有利于把唯物辩证法和进化论统一起来。当我们从物质、能量或信息流动方式出发来理解系统或事物的进化时,我们才能真正打破不同学科、不同领域的各种不同进化论之间的疆界,实现各种进化理论的真正统一,从而使进化论和唯物辩证法融合起来。过去我们认为唯物辩证法和进化论的区别主要有两点:一点是进化论强调渐进的改变,反对质变;二是唯物辩证法研究的是物质存在的所有领域并认为存在着共同的规律,而进化论主要是生物进化论,虽然许多学科也借用了进化的概念,但各个学科对进化的理解各不相同,而且也不认为存在什么相同的规律和形式。其实还有第三点,唯物辩证法是从物质运动方式的立场来理解事物的发展的,而以往的进化论多从事物的组织结构和功能立场理解事物的存在和进化,只把物质的运动作为组织结构变化的原因。当我们从系统的物质能量或信息流动的立场来理解、研究进化时,所有这些问题都迎刃而解。因为,我们从系统内物质、能量和信息流动方式的立场来研究系统的存在、运动和进化也就是坚持了纯粹的物质运动方式理论,并认为物质存在的各个领域都存在着相同的进化规律。当我们把系统内产生新的物质、能量或信息流动方式作为系统进化的标志时,也就表明:①我们坚持进化是质变的立场;②坚持从物质运动的立场理解事物的存在和发展;③把系统存在、运行、发展或进化的动力学和组织学完全统一起来。所以,我们不仅达到了进化论和唯物辩证法的统一,而且还把唯物辩证法和进化论都向前推动了一步。

 

3.2 方法论方面。我们把系统的物质、能量或信息流动方式作为研究系统进化的一个维度,并从物质、能量和信息流动方式进化的立场解释系统表面组织结构的进化,这本身就是研究系统进化和运行的方法论的重大转变。这种思维方式使我们把系统论的整体性思维、结构性思维和唯物辩证法的“物质运动性思维”自然协调或综合了起来。①这种思维方法首先是从物质和运动的立场来研究系统及其进化,继承了唯物辩证法从物质运动立场研究事物的传统。但我们所说的物质运动是指系统内物质、能量或信息的流动路径或方式,是那种把不同的事物或组元会聚到一起的物质、能量或信息流;而不是各个部分或组元自身的运动或随意的活动。②因此,在强调物质运动的前提下,它又强调系统整体的存在,强调系统物质运动的整体性;而且这种整体不是一种形式的整体,而是运动中形成的整体,是那种具有把不同事物、不同部分会聚在一起的能力的那种运动性的整体。③这种思维在强调系统整体性物质运动的前提下,审视系统的双重结构和组织,强调表面的结构对系统内物质、能量或信息运动的结构的依赖性;它同时强调系统表面结构对系统现实的物质结构的适应性,而不是现实的物质运动对结构的适应性。

因此,这是一种真正从物质、运动、过程、整体的立场认识事物的思维方式,只有这样才能真正冲破实体性思维对人的思维的限制。

 

(原载《系统辩证学学报》2004年第04期)