2016年2月28日 星期日

Emergence 突現

複雜系統裡有時會出現一種叫emergence的現象,中文可以譯作「突現」,意指突然出現、意料之外的意思。什麼樣的系統算是複雜系統需要另外寫一篇專文討論,在這裡,我們姑且按字面上的意思去理解就可以了。emergence牽涉到個體與整體,用最簡單的話講,當許多個體組成一個整體時,如果此整體具備個體所沒有的性質,就是emergence。

emergence並不少見,也不新奇。例如兩單位的氫可以和一單位的氧結合成水,但水具有氫和氧所沒有的性質,水的行為也無法從氫和氧的性質去推論出來。又例如氨那種刺鼻的氣味,也不能從氮氣或氫氣的特性去預料,儘管我們知道氨是如何從氮氣和氫氣產生的。

同樣的個體聚在一起也會產生emergence,比如一條直線。我們可以從這條直線截取一個五公分的線段下來,這條直線仍然是無窮長;我們也可以幫這條直線加入五公分的線段,這條直線仍然是無窮長。雖然這條直線具備了無中生有、化有為無的神奇能力,但它身上的線段卻不行。又比如梅比烏斯帶,它的任何一小段組成都有兩個面,但一個完整的梅比烏斯帶卻只有一個面。

emergence是一道無形的牆,橫在個體與整體之間,望過去什麼也看不到,卻也跨不過去。

原則上,人類只能理解有規律的事物。emergence教人下意識地抗拒,因為人們喜歡追本溯源,喜歡因果上有連續性。像emergence這種因果斷裂的現象對人類的好奇心來說是一個愛恨纏繞的謎,來去無蹤,陰魂不散,無法預料無法捕捉也無法擺脫。

而且,念科學的人多少都有化約傾向,尤其是念物質科學的。我們致力從各種現象中歸納出一條一條的法則,同時盡力減少這些法則的數量,希望能夠以簡馭繁,甚至以此作為一種美學。最好自然界的現象都能從一個起點出發,經過一條規則,通達所有的奧秘。但目前看來這個幻想是不可能的,至少,有emergence就辦不到。

不過這不算壞事,因為我們很快就發現這世界之所以有趣,是因為有emergence。

最接近我們的emergence是我們自己,生命本身就是突現的結果。即便是現在,我們依然只能由生命製造生命,無法將一堆物質賦予生命,儘管我們對每一個生物的原分子組成已經如此瞭解。

當然,心靈意識也是一種emergence。科幻電影中常出現擁有自主意識的AI,這種可能性之所以一直無法排除,多半因為當資訊系統複雜到相當程度時,沒有人知道會不會有emergence。

emergence通常和複雜系統一起出現,或者說一個系統複不複雜,emergence是重要的指標。研究社會科學的主要困難之一,在於人類社會就是一個複雜系統,尤其是經濟學。可以說只要牽扯到許多人,八成就有emergence,像賽局、文化、民族意識、國家意識等等的。

雖然emergence看起來使我們對世界的理解造成了障礙,但於我來說,這也是世界還值得期待的一個理由。因為emergence,我們很難根據現有的狀況去推論未知的領域,就算對眼下的一切已經瞭然於胸,總還有那麼一條線不是握在我們手裡。所以對未來抱持虛浮的期待,所以對貌似的必然懷著希望,就像是愛情。


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