王 雯,張守鳳,武 杰
“對稱”(symmetry)究竟是一種有序狀態(tài)還是一種無序存在?從可分辨的角度來看,越對稱越不可分辨,就越無序;但從規(guī)律性的視角而言,序是一種規(guī)則,越對稱,規(guī)律性越強(qiáng),就越有序。這種對“對稱”概念的歧義解讀,使人們對勢增原理的理解產(chǎn)生異議。李德昌教授認(rèn)為,勢的運(yùn)行機(jī)制遵循“‘差別促進(jìn)聯(lián)系,聯(lián)系擴(kuò)大差別’,由此,差別越來越大,聯(lián)系越來越緊;差別最大即相反,聯(lián)系最緊即相同,既相反又相同,即相反相成,即對稱”。[1](p103)所以,差別最大、聯(lián)系最緊,形成了對稱,勢也隨之最大、最為有序。然而,傳統(tǒng)的系統(tǒng)科學(xué)(system science)卻主張,“完全的對稱、絕對的均勻以及各向同性是無序可言的,只有在對稱性發(fā)生破缺、各部分之間出現(xiàn)差異,才能談得上排列或有序”。[2](p551)可見,對稱與有序之間是一種反向消長的關(guān)系,即對稱性越強(qiáng),有序性就越低;反之亦然。基于系統(tǒng)科學(xué)的視角,筆者認(rèn)為李德昌教授對勢運(yùn)行機(jī)制的闡釋可能犯了一些常識性錯(cuò)誤。由此,本文擬從勢增原理出發(fā),通過探尋它與漲落有序以及對稱和對稱破缺之關(guān)聯(lián)以矯正這一被扭曲了的關(guān)系。
無論是在自然科學(xué)還是社會科學(xué)中,總有少數(shù)幾個(gè)是在大量觀察、實(shí)踐基礎(chǔ)上,經(jīng)過歸納、概括而得出的邏輯上獨(dú)立的基本概念和原理。從這些基本概念和原理出發(fā),可以按照公認(rèn)的邏輯規(guī)則推導(dǎo)出各種具體的定理、定律和命題等,為進(jìn)一步的實(shí)踐起指導(dǎo)作用,并繼續(xù)經(jīng)受實(shí)踐的檢驗(yàn)。勢增原理作為勢科學(xué)理論的基礎(chǔ)和核心觀點(diǎn),至今存在一些歧義而導(dǎo)致不同的理解。原因何在?問題究竟出在哪里?我們又該如何解決?對這些問題進(jìn)行學(xué)理分析既可以消解疑惑與分歧,也可為勢科學(xué)理論體系的完善奠定根基。
相對于簡單孤立系統(tǒng)的熵增原理,復(fù)雜開放系統(tǒng)的信息相互作用遵循勢增原理——“差別促進(jìn)聯(lián)系,聯(lián)系擴(kuò)大差別,直至達(dá)到‘相反相成’的反對稱狀態(tài)”。這一基本原理的提出來源于“勢”概念的邏輯定義。李德昌教授從古漢字“勢”的詞源視角以及中國古代思想家們運(yùn)用“勢”概念論述“齊家治國平天下”的思想中探究“勢”的內(nèi)涵,并在與自然科學(xué)“勢”的比較分析中總結(jié)出本質(zhì)含義:勢是系統(tǒng)或物質(zhì)做功的潛能。在此基礎(chǔ)上,他又通過勢的幾何直觀“梯度”抽象出兩個(gè)最基本的概念要素——“差別”“聯(lián)系”,并在與斜率等概念之比較中將“勢”定義為“差別中的聯(lián)系”或“聯(lián)系中的差別”。[3](p14)
我們知道,絕大多數(shù)自然科學(xué)問題都可表征為導(dǎo)數(shù)或偏導(dǎo)數(shù)所列的微分方程,而絕大多數(shù)社會科學(xué)問題則可解構(gòu)為人與人之關(guān)系、人與事物之關(guān)系。因此,在勢的論域內(nèi),自然科學(xué)是“除”的關(guān)系,即勢=差別÷距離;而社會科學(xué)則是“乘”的關(guān)系,即勢=差別×聯(lián)系。[3](p15)無論是自然科學(xué)“除”的關(guān)系還是社會科學(xué)“乘”的關(guān)系,它們均內(nèi)在地包含著導(dǎo)數(shù)的邏輯(瞬時(shí)變化率),都本質(zhì)地遵循著勢增的機(jī)理。正是在這個(gè)意義上,勢概念邏輯定義的提出不僅構(gòu)建出勢增原理的機(jī)制模型,而且在社會科學(xué)與自然科學(xué)之間架設(shè)起跨界溝通的橋梁,這為社會科學(xué)的數(shù)學(xué)化、形式化、規(guī)范化研究奠定了底層邏輯。
基于勢概念的邏輯定義,我們可將勢科學(xué)理解為“一門研究‘勢’之產(chǎn)生及其運(yùn)行機(jī)制的科學(xué)”,它的基本原理是“差別促進(jìn)聯(lián)系,聯(lián)系擴(kuò)大差別”。所以,我們可將勢科學(xué)視為是研究“差別”與“聯(lián)系”作用機(jī)制的科學(xué),即“兩個(gè)要素(差別與聯(lián)系),一個(gè)機(jī)理(差別×聯(lián)系)”表征出最具信息量的理論模型:ΔH=σ·ΔD×ΔL(其中:H 為勢,D 為差別,L 為聯(lián)系,σ 為D 與L 的相關(guān)系數(shù),且σ∈R)。[4](p191)它既像是牛頓力學(xué)第二定律的表達(dá)式F=ma,又像是用張量表達(dá)的麥克斯韋方程組,甚至同量子力學(xué)的波函數(shù)與相對論力學(xué)的場方程如出一轍。更進(jìn)一步,我們將“勢”的導(dǎo)數(shù)概念與“信息”的內(nèi)在本質(zhì)關(guān)聯(lián)起來,即可得出“信息即梯度,即導(dǎo)數(shù),即勢”的嵌套邏輯。換言之,“信息=系統(tǒng)要素的差別÷距離=系統(tǒng)要素的差別×聯(lián)系”。基于勢科學(xué)的基底,我們可從“聯(lián)系”與“差別”兩個(gè)向度揭示出信息生成的內(nèi)在機(jī)理,開放系統(tǒng)中信息的相互作用將會產(chǎn)生“勢增”。由此,無論是自然的演化還是社會的發(fā)展,抑或是個(gè)人的進(jìn)步,都與“勢”的推動直接相關(guān),它們都遵循如下三條基本定律:(1)運(yùn)行機(jī)制律:差別促進(jìn)聯(lián)系、聯(lián)系擴(kuò)大差別,宇宙加速膨脹、社會加速發(fā)展,故稱之“勢增原理”。(2)演變發(fā)展律:勢增長至一定閾值,系統(tǒng)將發(fā)生非平衡相變和非線性分岔,衍生出新的素質(zhì)、創(chuàng)新和風(fēng)險(xiǎn)。(3)對稱破缺律:勢增產(chǎn)生對稱破缺現(xiàn)象,無阻尼的物質(zhì)勢作用形成物質(zhì)群,無干涉的信息勢作用形成素質(zhì)群、組織群及社會群,推動素質(zhì)和諧、組織和諧與社會和諧。[1](p54)
李德昌教授在闡釋第三條基本定律時(shí)錯(cuò)誤地認(rèn)為,“差別最大、聯(lián)系最緊,即形成了‘相反相成’的對稱狀態(tài)”,并將其視為勢增原理的核心內(nèi)容——對稱性原理。筆者認(rèn)為,這一關(guān)于“對稱性原理”的提法是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?,它成為問題產(chǎn)生的主要原因。嚴(yán)格地講,不應(yīng)被稱為“對稱性原理”而應(yīng)稱之為“對稱破缺律”,因?yàn)閷ΨQ破缺(broken-symmetry)是系統(tǒng)演化的基本機(jī)制。同時(shí),群概念中含有“可逆元”(unit),和諧中也包含著“差異”和“最小作用量”,它們都與對稱破缺息息相關(guān)。隨后,李德昌教授進(jìn)一步解釋道:“對稱化元素的形成在數(shù)學(xué)上可以看作是兩個(gè)差別很大的元素之間的距離趨于零時(shí),位置發(fā)生突變的結(jié)果?!?/p>
筆者同李德昌教授的分歧,本質(zhì)上在于對“對稱”概念理解上的差異,即對稱究竟是有序還是無序?李德昌教授認(rèn)為,“相反相成”即為對稱,對稱時(shí)勢最大,也最為有序。而系統(tǒng)科學(xué)則認(rèn)為,完全對稱、絕對均勻是無序可言的,因?yàn)樗鼈儧]有呈現(xiàn)可分辨性;只有發(fā)生了對稱破缺、出現(xiàn)了差異,才能談得上排列或有序。所以,李德昌教授對“對稱”的直觀理解犯了一種常識性錯(cuò)誤:他簡單地將“相反相成”的“反對稱”理解為“一般的對稱”。實(shí)際上,非對稱已經(jīng)是對稱破缺,反對稱更是對稱破缺的結(jié)果,而且是一種最完美的對稱破缺。吳全德院士曾指出,“反對稱是在對稱操作的基礎(chǔ)上,加上二元(如黑白)互換操作,使操作前后兩圖完全重合”。[5](p73)比如,中國傳統(tǒng)文化中的陰和陽、天和地都是相反的二元,而平面上最完美的反對稱圖形是太極圖。所以,“相反相成”是指矛盾雙方在一定條件下獲得的同一性,而不是一般意義上的對稱。從哲學(xué)上講,反對稱更能體現(xiàn)辯證法的否定之否定思想,即經(jīng)歷了兩次否定,或者說是經(jīng)過兩次操作后的“對稱”。
另外,尖角型突變模型是描述質(zhì)變規(guī)律的有效工具,它反映了這種突變類型有三個(gè)主要特征:一是質(zhì)變路徑逆向不可重復(fù);二是有兩種不同質(zhì)的共存現(xiàn)象;三是在奇點(diǎn)附近存在“發(fā)散”現(xiàn)象。因此,引入“反對稱”的概念可以更好地、更科學(xué)地解釋勢增原理——差別最大即相反,聯(lián)系最緊即相同,即達(dá)到“相反相成”的“反對稱”狀態(tài)。這時(shí)系統(tǒng)的勢最大,即為最有序的狀態(tài)。反之,熵增原理表明:“孤立系統(tǒng)自發(fā)朝著熵增大的方向發(fā)展,最終達(dá)到熵最大的平衡態(tài)”。這時(shí)系統(tǒng)最為無序,也就是最對稱的狀態(tài)。如此,熵最大的狀態(tài),導(dǎo)數(shù)為零(ds/dt=0),勢也為零。而在開放系統(tǒng)中,熵減對應(yīng)著混亂程度的減小而有序程度的增加,逼近于熵為零的狀態(tài)。這時(shí)系統(tǒng)引入負(fù)熵流,向有序化方向發(fā)展,導(dǎo)數(shù)大于零(ds/dt >0),勢也在增大。這實(shí)際上就是勢增原理的發(fā)展邏輯和本質(zhì)所在。
從20 世紀(jì)40 年代起,伊利亞·普里戈金(Ilya Prigogine)經(jīng)過20 多年的艱苦探索,終于在1969 年建立了耗散結(jié)構(gòu)理論,做出了“漲落達(dá)到有序”的重要發(fā)現(xiàn),在非平衡非線性熱力學(xué)基礎(chǔ)上給予漲落和秩序的關(guān)系以全新的自洽解釋,使人們認(rèn)識到“通過漲落達(dá)到有序”是系統(tǒng)自組織向上發(fā)展的基本路徑。這一理論發(fā)現(xiàn)不僅可以應(yīng)用于物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)等領(lǐng)域,而且還成為描述社會系統(tǒng)的有效方法。所以,筆者將其應(yīng)用于勢增原理的解讀,重點(diǎn)分析“長程關(guān)聯(lián)”(long-range correlation)與“巨漲落”(huge fluctuation)的形成,以闡明“差別促進(jìn)聯(lián)系,聯(lián)系擴(kuò)大差別”的深層機(jī)理,并結(jié)合“序參量”(order parameter)進(jìn)一步完善對勢增原理的理解。
熱力學(xué)第三定律告訴我們,絕對零度不可達(dá)到,這就意味著系統(tǒng)不可能處于絕對的平衡態(tài),所謂真空這樣的場充滿了量子起伏,就是走向“死亡”的平衡態(tài)也存在著熱噪聲的漲落。所謂漲落(fluctuation)是指“系統(tǒng)局部范圍內(nèi)子系統(tǒng)之間以及系統(tǒng)與環(huán)境之間隨機(jī)形成的偏離系統(tǒng)整體狀態(tài)的各種集體運(yùn)動……是存在于一切真實(shí)系統(tǒng)中的固有屬性”。[2](p248)漲落現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的呢?主要源自于系統(tǒng)各要素性能的偶然變異、耦合關(guān)系的臨時(shí)波動以及外界環(huán)境的隨機(jī)干擾。按照運(yùn)動來源,漲落可分為內(nèi)漲落(internal fluctuation)和外漲落(external fluctuation);當(dāng)然,按照尺度差別還可劃分為微漲落(micro-fluctuation)和巨漲落。漲落的幅度伴隨環(huán)境的變化既可增大亦可衰減。因此,我們可將漲落視為是對穩(wěn)定性和平衡性的破壞,也是對對稱性的挑戰(zhàn)。因周圍環(huán)境和本身特點(diǎn)的差異,不同的漲落對系統(tǒng)的作用也不盡相同。
普里戈金之所以引入“通過漲落達(dá)到有序”這一新術(shù)語,是為了說明“某種不穩(wěn)定性的存在可被看作是某個(gè)漲落的結(jié)果,漲落起初局限在系統(tǒng)的一小部分內(nèi),隨后擴(kuò)展開來,并引起一個(gè)新的宏觀態(tài)”。[6](p225)其實(shí),它是指一個(gè)系統(tǒng)在遠(yuǎn)離平衡態(tài)的過程中通過失穩(wěn)而重建穩(wěn)定態(tài)的過程。在這一過程中,一般都存在著“維穩(wěn)”和“失穩(wěn)”兩種相反的屬性或力量。正是這兩種力量的較量,使系統(tǒng)營造出一個(gè)漲落是否被放大的“臨界值”。它在整個(gè)有序結(jié)構(gòu)形成的過程中起著“熵壘”的作用——一側(cè)是局域基核的形成,另一側(cè)則是漲落被放大而形成巨漲落。這一“生序原理”的兩個(gè)階段正好分別嚙合于勢增原理中“差別促進(jìn)聯(lián)系”和“聯(lián)系擴(kuò)大差別”的涵義,其中非線性相互作用是其動力源泉。
根據(jù)耗散結(jié)構(gòu)理論,一個(gè)開放系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡時(shí)存在有序演化的可能,而非線性作用使?jié)q落放大達(dá)至有序。值得注意的是,在這一過程中“相隔宏觀距離的粒子變成連接的……這種長程關(guān)聯(lián)精確地發(fā)生在從平衡態(tài)到非平衡態(tài)的過渡點(diǎn)上”,可將它稱之為“成核現(xiàn)象”。普里戈金形象地談?wù)摰?,非平衡把這些互不理睬的“睡子”喚醒,并引入了一種和平衡態(tài)大不相同的相干性。“不過,這些長程關(guān)聯(lián)的幅度起初較小,但隨著與平衡態(tài)的距離而逐漸增大,并可能在分叉點(diǎn)處變?yōu)闊o窮大?!盵6](p227-228)這也就是說,當(dāng)系統(tǒng)的控制參量逼近某一臨界值時(shí),系統(tǒng)內(nèi)部的微漲落才會被正反饋機(jī)制放大,形成宏觀尺度的巨漲落。這時(shí),子系統(tǒng)之間迅速建立起協(xié)作關(guān)系,以自組織的方式形成了整體行為,使系統(tǒng)發(fā)生宏觀性質(zhì)的突變,從而導(dǎo)致系統(tǒng)的有序演化。
從勢的運(yùn)行機(jī)制來看,這是一個(gè)差別促進(jìn)聯(lián)系、探尋新結(jié)構(gòu)的過程?!皠葜e,必有所循。”就是說,“當(dāng)一個(gè)新的結(jié)構(gòu)出自某個(gè)有限擾動時(shí),從一個(gè)狀態(tài)引向另一個(gè)狀態(tài)的漲落……首先必須在一個(gè)有限區(qū)域內(nèi)把自己建立起來,然后再侵入整個(gè)空間?!盵6](p235)這就是所謂的“成核機(jī)制”,即當(dāng)勢增強(qiáng)度超越“熵壘”時(shí),大數(shù)定律失效,漲落會變得異常之大。所以,整個(gè)有序結(jié)構(gòu)的形成與勢的運(yùn)行機(jī)制形成了如下對應(yīng)關(guān)系:局域基核的形成?差別促進(jìn)聯(lián)系,漲落的迅速放大?聯(lián)系擴(kuò)大差別。這同樣告訴我們“通過漲落達(dá)到有序”的“生序原理”必須具備兩個(gè)條件:一是漲落必須處于非平衡的非線性區(qū);二是通過非線性作用漲落能夠被迅速放大而形成巨漲落。這樣的巨漲落才能對系統(tǒng)的有序演化產(chǎn)生決定性作用。[2](p545)因此,在勢增原理中,“差別促進(jìn)聯(lián)系”成為“聯(lián)系擴(kuò)大差別”的基礎(chǔ)或前提;而“聯(lián)系擴(kuò)大差別”則為“差別促進(jìn)聯(lián)系”的發(fā)展或超越。
在勢增原理的表述中,相對于“差別促進(jìn)聯(lián)系”,“聯(lián)系擴(kuò)大差別”更為抽象和不易理解,部分研究者對此提出了“聯(lián)系擴(kuò)大差別還是縮小差別”的疑問。如上所述,漲落(差別)作為一切系統(tǒng)的固有屬性,在非線性作用下能使系統(tǒng)要素之間建立起協(xié)作關(guān)系,具有了整體性行為。我們把這一現(xiàn)象看作“差別促進(jìn)聯(lián)系”或“局域基核的形成”。同時(shí),系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)新的差異和不平衡,逐漸區(qū)分出了“慢變量”和“快變量”。之后,在一定條件下,特別是在臨界點(diǎn)附近,漲落在非線性作用下,通過正反饋機(jī)制使子系統(tǒng)之間的競爭與協(xié)同(聯(lián)系)迅速形成了一種新的關(guān)聯(lián)方式——子系統(tǒng)伺服序參量,序參量支配子系統(tǒng)、主宰著系統(tǒng)的演化方向和發(fā)展模式。我們把這一現(xiàn)象看作“聯(lián)系擴(kuò)大差別”,即由小漲落形成巨漲落。由此可見,“差別促進(jìn)聯(lián)系”——局域基核的形成是一個(gè)慢而輕的過程,而“聯(lián)系擴(kuò)大差別”——巨漲落的形成則是一個(gè)快而重的過程。
我國明末清初的思想家王夫之(船山,1619—1692)一語道破了勢運(yùn)行的深層機(jī)理,即“勢之所積,必有所循,其始常輕,其后常重”。所以,我們可運(yùn)用系統(tǒng)論的“漲落有序律”將勢運(yùn)行過程區(qū)分為快慢兩個(gè)階段,以便更好地理解“聯(lián)系擴(kuò)大差別”與“差別促進(jìn)聯(lián)系”之根本區(qū)別,以及漲落的迅速放大與聯(lián)系擴(kuò)大差別之內(nèi)在關(guān)系。因此,“通過漲落達(dá)到有序”能更好地反映系統(tǒng)演化的過程性。因?yàn)椤笆澜绮皇羌瘸墒挛锏募象w,而是過程的集合體”。[7](p244)未能深刻領(lǐng)會恩格斯這一偉大思想是問題產(chǎn)生的原因之二。實(shí)際上,對稱僅僅是現(xiàn)實(shí)世界的一種靜態(tài)描述,而它更多地則是在不斷的對稱破缺中塑造形態(tài)各異、素質(zhì)不同的新事物,創(chuàng)造更高層次的新屬性。“在這個(gè)過程中,信息一方面在同一層次的事物中不斷累加,另一方面又不斷把深層信息貯藏到高層結(jié)構(gòu)之中。例如……堿基結(jié)構(gòu)信息貯存在DNA 結(jié)構(gòu)中,等等?!盵8](p16)當(dāng)然,系統(tǒng)演化在奇點(diǎn)附近存在“發(fā)散”現(xiàn)象,系統(tǒng)究竟走向哪個(gè)分支,漲落起著關(guān)鍵的選擇作用。在這里無規(guī)則的漲落形成了有規(guī)則的結(jié)構(gòu),這種“相反相成”的辯證法為我們深刻理解勢增原理奠定了堅(jiān)實(shí)的哲學(xué)基礎(chǔ)。也正是在這種意義上,普里戈金指出,通過漲落的有序“決定全局的結(jié)果”。
通過以上兩節(jié)內(nèi)容的分析,我們基本弄清楚了勢增原理是表征復(fù)雜系統(tǒng)有序演化的基本規(guī)律,與系統(tǒng)的對稱和對稱破缺密切相關(guān)。其中,對稱是對稱破缺的前提,對稱破缺的發(fā)生和有序化程度的增加,具體表現(xiàn)為新的對稱化元素的形成。當(dāng)然,對稱化元素的形成也可以看作是兩個(gè)元素之間在聯(lián)系程度不變的情況下,差別趨于無限大的情況(反對稱)。實(shí)際上,對稱破缺是開放系統(tǒng)在非平衡非線性作用下的自組織過程所產(chǎn)生的分岔與相變。分岔相變的產(chǎn)生意味著系統(tǒng)的現(xiàn)時(shí)結(jié)構(gòu)與原本結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了不對稱,甚至反對稱。尋找對稱破缺背后的原因就是要找到事物從一種狀態(tài)演化到另一種狀態(tài)的根據(jù)。這一突破終于在普里戈金等人的努力下取得成功,并提出了著名的總熵變公式:dS=diS+deS(其中:diS是系統(tǒng)內(nèi)部的熵產(chǎn)生,diS≥0;deS是系統(tǒng)與環(huán)境之間的熵流,deS≥0或deS<0)。[9](p12)人們稱之為廣義熱力學(xué)第二定律,成為系統(tǒng)開放性原理的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。本節(jié)擬在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步討論對稱破缺與勢增原理的關(guān)系。
討論對稱破缺與勢增原理的關(guān)系,必然會涉及對稱,因?yàn)閷ΨQ是對稱破缺的前提和背景。正因?yàn)橛辛诉@個(gè)背景,人們才認(rèn)識到各種有關(guān)時(shí)空和物質(zhì)的對稱破缺現(xiàn)象,認(rèn)識到各種有關(guān)時(shí)空和物質(zhì)的自然規(guī)律,包括勢增原理。所謂對稱是指“對象的某種特征在一些特定變換下的不變性”。[8](p14)這里的“不變性”(invariance)指的是沒有顯示某種可分辨的信息,即具有一種“不可分辨性”。最常見的對稱形式有反映可逆過程中時(shí)間反演不變性的時(shí)間對稱,有描述事物形象和結(jié)構(gòu)不變性的空間對稱,還有與事物結(jié)構(gòu)相聯(lián)系的功能對稱,以及反映物質(zhì)分布均勻性的物質(zhì)對稱,等等。客觀事物的對稱性反映到主觀思維中就形成了邏輯概念的對稱和非對稱;在邏輯學(xué)中,形式邏輯將關(guān)系的對稱性又區(qū)分為對稱、反對稱和非對稱三種。其中,非對稱實(shí)際上就是對稱破缺,對稱和反對稱是對稱破缺的兩極?;蛘哒f,系統(tǒng)以對稱為前提,經(jīng)過對稱破缺形成非對稱,最終達(dá)到反對稱狀態(tài)。比如,在國與國的關(guān)系中,同盟是對稱關(guān)系,援助是非對稱關(guān)系,而侵略則是反對稱關(guān)系。因此,對稱破缺是指“對象的某一特征在一定變換(運(yùn)動或操作)下不再保持不變,其對稱性遭到了破壞,所以人們一般把對象的對稱性降低稱為‘對稱破缺’。例如……固態(tài)是液態(tài)的對稱破缺,梯度不為零的場(有勢場)是梯度為零的場(等勢場)的對稱破缺,等等。顯然,各種不均勻、不平衡的現(xiàn)象都可稱為對稱破缺”。[2](p553)因此,對稱破缺之于對稱相對的另一特征是可分辨性,它是一切認(rèn)識產(chǎn)生的根源。對稱破缺作為信息之源,也意味著原來一些未知的東西變成了已知的東西。由此可見,對稱與有序之間是反向消長的關(guān)系,我們就可以用對稱度來描述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的有序性:如果對稱程度S2'<S1',那么S2就是比S1更有序的系統(tǒng)。[10](p33)對此,魏宏森教授等曾指出:“完全無序的狀態(tài),具有最高的對稱性,系統(tǒng)每發(fā)生一次從無序到有序的演化,就要發(fā)生一次對稱性破缺。現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)為,自然界的演化就是一個(gè)對稱性不斷破缺的過程”。[11](p339)職是之故,我們不能簡單地把“對稱”和“有序”等同起來,混淆二者的反向關(guān)系是問題產(chǎn)生的原因之三。實(shí)際上,勢增的過程就是對稱破缺的過程,本身也是系統(tǒng)的有序化過程。
20世紀(jì)初,皮埃爾·居里(Pierre Curie)最早提出“非對稱創(chuàng)造了世界!”,可以看作是對稱破缺思想的萌芽。到1956 年,楊振寧、李政道在“τ-θ之謎”的啟發(fā)下提出了弱相互作用下宇稱(左右對稱)不守恒,打開了物理學(xué)規(guī)律絕對對稱的第一個(gè)缺口。20 世紀(jì)60 年代,由于超導(dǎo)理論的研究,人們又發(fā)現(xiàn)了一種“自發(fā)對稱破缺”現(xiàn)象,從此一改“對稱性”的絕對信念并明確“對稱破缺”的合法地位。所以,筆者在跨學(xué)科研究中明確提出“對稱破缺創(chuàng)造現(xiàn)象世界”的論點(diǎn),并將這一論點(diǎn)視作自然界演化的基本原理,即復(fù)雜系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展揭示出從無機(jī)的物質(zhì)世界到有機(jī)的生命世界都是從無序走向有序的過程,而對稱破缺則是走向有序的主要機(jī)制?!皼]有對稱破缺,自組織過程就不能形成現(xiàn)實(shí)的結(jié)構(gòu)和功能,就無法維持其存在的穩(wěn)定性;沒有對稱破缺,就不可能有信息的交換和產(chǎn)生,更談不上信息的反饋。”[12](p9)它們伴隨相反的過程一并發(fā)生,必定存在“對稱”與“對稱破缺”之碰撞。
本質(zhì)而言,對稱破缺發(fā)展原理的提出是為了強(qiáng)調(diào)自然界的演化發(fā)展是對稱與對稱破缺的統(tǒng)一。其中,“對稱”是系統(tǒng)演化發(fā)展的背景,沒有對稱為背景,對稱破缺無從發(fā)生,同時(shí)它還是系統(tǒng)存在和保持穩(wěn)定的前提;而“對稱破缺”則是系統(tǒng)演化的根本途徑和主要機(jī)制,沒有對稱破缺,系統(tǒng)就無所謂發(fā)展演化。因此,是否發(fā)生對稱破缺就儼然成為判斷系統(tǒng)發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn):系統(tǒng)發(fā)展的快慢,一般可以從對稱破缺的程度來進(jìn)行判斷;而系統(tǒng)演化的方向則要由對稱性來判斷。如果經(jīng)過對稱破缺后,系統(tǒng)的對稱性降低了,那么就是朝著向上的方向發(fā)展;否則就是朝著向下的方向演化。對稱破缺及其破缺后的選擇在其中起著重要作用,一方面它是系統(tǒng)發(fā)展的必經(jīng)要道,另一方面它也是系統(tǒng)演化的分水嶺。在勢科學(xué)的視域下,人類的社會化過程就是一個(gè)不斷從置換群發(fā)展到變換群的過程,也是一個(gè)信息勢不斷增加的過程。比如,從自給自足的農(nóng)村生活方式發(fā)展到分工細(xì)化的城市生活方式,其中的動力學(xué)機(jī)制就是在勢的作用下經(jīng)過對稱破缺,從置換對稱到變換對稱的發(fā)展過程。所以,“從夸克到社會文化系統(tǒng)的發(fā)展過程,就是對稱性和對稱破缺交替產(chǎn)生、轉(zhuǎn)化的一個(gè)統(tǒng)一的過程”。[12](p15)只要我們繼續(xù)堅(jiān)持和發(fā)展這種系統(tǒng)演化的觀念,就會為勢增原理的解讀提供一片新的天地。
默里·蓋爾曼(Murray Gell-Mann)指出:“我們必須對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行研究……因?yàn)閷?fù)雜的非線性系統(tǒng)各個(gè)部分不作緊密聯(lián)系的研究,我們對整體行為就不會有正確的思想?!盵13](p4)鑒于此,筆者擬根據(jù)系統(tǒng)科學(xué)的突現(xiàn)(emergence)與分層理論(stratification theory)對勢增原理作進(jìn)一步的解讀。勢增原理之演變發(fā)展律(定律2),論及勢增長至一定閾值,系統(tǒng)將衍生出新的素質(zhì)、創(chuàng)新和風(fēng)險(xiǎn)。其中,新的素質(zhì)和能力的形成、創(chuàng)新和風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生都是一種突現(xiàn)。突現(xiàn)的顯著特點(diǎn)是:整體大于部分之和,即系統(tǒng)的整體行為超越了其組成部分屬性的簡單疊加,具有不可通約性,所以又稱之為“涌現(xiàn)”。突現(xiàn)的本質(zhì)在于“由小生大,由簡入繁”,它具有“整體性”“新穎性”“不可預(yù)測性”和“不可還原性”四個(gè)特征。另外,分層(hierarchy)是系統(tǒng)演化的又一突出表現(xiàn),它與突現(xiàn)是跨層次問題的一體二面,它們既相互依存,又相互區(qū)別。一般來說,高層系統(tǒng)源于低層系統(tǒng)的涌現(xiàn),它們分處于本質(zhì)上不同的關(guān)系之中。因此,分層也是系統(tǒng)演化的主要標(biāo)志,它“一方面是展布在空間中的尺度序列,另一方面也是依次排列于時(shí)間中的控制序列”。[14](p139)所以,我們也可以把耗散結(jié)構(gòu)視為有對稱破缺的結(jié)構(gòu),系統(tǒng)將帶著歷史的痕跡走向?qū)ΨQ性更低的穩(wěn)定態(tài)。另外,在系統(tǒng)有序演化的分岔點(diǎn)隨機(jī)漲落起著關(guān)鍵作用,決定系統(tǒng)將走向哪個(gè)分支;而在兩個(gè)分岔點(diǎn)之間系統(tǒng)遵循決定論的規(guī)律?!霸谶@里我們看到偶然性和必然性并非是不可協(xié)調(diào)的對立物,而是在未來命運(yùn)中作為伙伴各自起著作用。”[6](p21)縱觀全文可以得到如下結(jié)論:(1)對稱是對稱破缺的背景或前提;(2)系統(tǒng)演化是對稱與對稱破缺的統(tǒng)一;(3)突現(xiàn)和分層是系統(tǒng)演化的主要標(biāo)志;(4)非線性是對稱破缺的動力源泉。這四點(diǎn)是詮釋勢增原理的主要依據(jù),也是我們揆度勢科學(xué)未來發(fā)展的重要參考。
當(dāng)代科學(xué)哲學(xué)的研究表明,人們距離通往一個(gè)一勞永逸地獲得對物質(zhì)世界的終極解釋的目標(biāo)漸行漸遠(yuǎn)。心理學(xué)的研究也證明,人的心理和行為本身就是一個(gè)多維的存在。凝結(jié)著人類社會長期發(fā)展所積淀下來的種種文化傳統(tǒng)也是一個(gè)多元的存在,因?yàn)槿说男睦砑扔型镔|(zhì)世界相同的一面,又有同物質(zhì)世界相異的一面。但無論如何科學(xué)意識具有某種完整性,人的認(rèn)知行為和心理活動與人的直接經(jīng)驗(yàn)是一個(gè)整體。只要我們從系統(tǒng)觀念出發(fā),注意把握事物中的差別和聯(lián)系,就能在整體中看到區(qū)分,在區(qū)分中發(fā)現(xiàn)統(tǒng)一,獲得對事物或理論的理解、解釋或說明。在這里我們把“說明”看成得到“理解”的一個(gè)前提,把“理解”看成得出“解釋”的一種手段,或者說,解釋是建立在說明和理解的基礎(chǔ)之上的。所以,“一個(gè)成熟的理論通常經(jīng)歷三個(gè)層次的活動:經(jīng)驗(yàn)的適當(dāng)性、形式的說明、理論的理解與解釋。這三個(gè)層次的活動構(gòu)成了科學(xué)理論的三個(gè)清晰目標(biāo)”。[14](p30)有鑒于此,本文遵循“說明—理解—解釋”的理路,從勢概念的邏輯定義、勢增原理的提出及其運(yùn)行機(jī)制出發(fā),探討了“勢趨”這一現(xiàn)象與漲落有序律以及對稱與對稱破缺之關(guān)系來深化對這一基本原理的理解和認(rèn)識,以糾正人們的一些直觀模糊認(rèn)識、揆度勢科學(xué)理論的未來發(fā)展。