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巨觀

發布日期:
作者: 陳慶瀚。
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1975年,法國一位學者侯斯奈(Joel de Rosnay)出版了一本全新概念的書"Le Macroscope",這個名詞是作者所創,可以把它譯為「巨觀鏡」或直接稱為「巨觀」。在科學的世界,人類的視覺感知能力,不管是物理意義上的光譜或幾何尺寸都僅佔極其有限的一小段範圍,顯微鏡(microscope)的出現延伸了視覺感知極小事務的能力;望遠鏡(telescope)的發明讓人們的視力範圍拓展至甚至達幾億光年的長遠距離外的景象;電磁波的發現則帶領人們進入肉眼無法察知的光譜領域。

人們因此得以觀察極小、極遠、或極隱微的事物,但是我們仍然缺少一項科學工具,得以讓我們觀察極巨大、極複雜的事物,這就是這本書的意旨。侯斯奈在這本書中建構了一個可供探討極巨大、極複雜事物的方法論,換種講法,就是「設計」了一個知識操作層次上的「巨觀鏡」。

除了在法國和法語系國家的知識界,這本書在英語系國家並沒有引起應有的重視。其原因一方面可能因為概念過於新穎,鮮少相近主題的書籍可供銜接閱讀;另一方面慣常以方法論為主幹的法國人文思考也不容易讓英美學者快速掌握。這本書出版後的三十年間,各個科學領域不斷獨立湧現關於系統的新理論、新模型和新方法,再回頭看這本書,作者當年的識見就不得不令人讚嘆了。

「巨觀鏡」可以讓我們看到什麼?它使我們看清真實世界的複雜度。

傳統的科學思維總是將一個複雜系統簡化成三個以下的元素所構成,而且元素之間的關連遵循著簡化的、與時間相關或無關的因果關係。為什麼是三個而不是更多?或許人類理性所能掌握的複雜度僅及於三個維度。有興趣的讀者不妨做個檢驗:找一本你認為最困難的數學書或者直接翻開一本數學百科全書,試著找出一個具有三個變數以上的數學公式。

你應該找不到。就舉大家比較熟悉的牛頓的運動定律或愛因斯坦的質能互換公式,都只有三個變數。科學家用三個(或兩個)變數的數學模型來表示一個特定的物理現實,意味著組成該物理模型的元素只有三個(或者兩個),這些元素之間彼此關聯且相互影響。至於其他元素,則視為與這個系統無關。

但是,三個變數的模型真的最適合建構所有的物理系統嗎?還是受到現有的理性思考工具的限制而不得不做的選擇?科學家當然了解後者的可能性遠大於前者,但是也無計可施。當一個系統的變數超過三個時,這個系統的複雜度就會大到難以掌握。通常科學家的作法是把無法處理的變數視為誤差或雜訊,或者就當它當作一個常數。如果實在無法忽視這個變數怎麼辦?那就把它拆解成兩個或更多的子系統來處理,就如同笛卡兒在「Discours de la methode」一書中所談的方法。

在現實生活中多數的科學應用,我們也都很熟悉這樣的思考和解決問題的方法,一切都運作得很好。那麼問題在哪裡?問題在於:當時間的尺度拉到極大或極小;當空間的尺度拉到極大或極小;當變數不能再被視為誤差時;最重要的是,當一個系統本質上就不能被切割處理時,上述的方法就行不通了。

亞里斯多德曾經說:整體不等於個體的總和。這個兩千三百年前的哲學概念呼應了當今科學領域最受重視的系統概念:真實世界裡的複雜系統是無法被單獨看待的,系統的元素總是彼此影響,互為因果,並糾結成不可化約的整體。

全球暖化效應、網際網路、台北股市、一種語言是複雜系統;金門島的生態圈、兒童的認知發展過程、一群螞蟻的行為也是複雜系統。在複雜系統中,了解系統個別元素的特性和行為並無助於了解系統的整體行為,系統的行為是產生於眾多元素的交互作用而非元素本身。一個元素與元素之間的交互作用易於了解,但是當一群三個以上的元素間交互作用將產生與個別元素截然不同的行為而且難以預測,這就是複雜系統的特性。

傳統的化約式的科學並沒有提供可用的理論、方法和工具,好讓我們完全理解複雜系統的機制。在日常生活中,我們總是習慣於把一個問題簡化成兩個變數,再根據兩個變數之間的關聯性來分析事情,這就是化約。在特定時空範疇、特定尺度和特定誤差容忍度的背景下,化約式思考也許可以得到滿意的結果,但是一旦面對的是巨觀的、長遠的複雜系統問題時,其將完全失效。而這樣的問題,是普遍存在於我們週遭,不僅僅是物理科學問題,還包括了所有的家庭問題、政治問題和社會經濟問題。

這些問題沒有化約解並不代表它們無解,而是需要我們更大的努力去解決它們。新的科學認識論尚未成熟,化約式的系統思考仍然是我們僅有的選擇。但是我們不能夠安心的、任意的使用化約式的思考來處理所有的問題。我們希望我們有一天能夠完美的解決這些問題。但是在這一天之前,我們的態度應該是謙遜的面對無法解決它的這個事實,而不是視而不見。

「巨觀鏡」的科學啟示就是:面對真實世界的複雜度,一方面科學讓我們體認人類作為一種生物個體的認知的侷限性。另一方面也是科學讓我們延伸了此一侷限的個體認知到更為寬廣遼闊的群體智慧。

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