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２．从简单性到复杂性 从热力学到耗散结构理论，到自组织理论的发展，引起了科学概念的又一重大变革，从简单性到复杂性的转变。 简单和复杂，是对立的统一。但科学的发展，似乎一直在追求简单性。“自然界喜欢简单化”，牛顿的这一名言，构成科学发展的基本信念。十七世纪以来近代自然科学的发展，强调在实验的基础上分析和解剖，把复杂的系统分解为简单的要素来研究，简单性原则成了科学研究的重要方法论原则，并且正是由此取得了巨大的成功。于是就更加强了这一信念：自然具有简单性。直到爱因斯坦，对简单性的追求仍然有增无减。爱因斯坦说：“自然规律的简单性也是一种客观事实，而且正确的概念体系必须使这种简单性的主观方面和客观方面保持平衡。”简单性原则对今天的科学研究具有重大意义。 然而，片面强调事物简单性方面，忽视．否认事物的复杂性就会导致简单化倾向。普利高津反复批评了这种简单化观点。他指出，简单性概念在历史上曾经是西方科学的一个推动力，但这种简单性概念，今天却很难再维持下去了。２０世纪以来的现代科学的研究，无论向哪里看去，遇到的却是自然界的不可约化的复杂性。牛顿力学的研究对象的确是相当简单的，可以建立某种简单性模型。可是一当超出了理想化条件，其复杂性就日趋明显例如天体力学中的二体问题是比较简单的，三体问题就很复杂，很难求出精确解。多体问题就更复杂了。物理－化学系统同生物系统相比，组织程度是比较低的，但在一定条件下，如耗散结构协同学等自组织理论告诉我们的，物理－化学系统也可以通过自组织过程产生复杂性。生命体无疑是复杂的，但它也可以分解为分子，一切物体似乎都可以分解成微观粒子，而微观世界常被认为是简单的。然而，现代物理学的发展告诉我们，基本粒子既有产生的过程也有衰变过程，并且有复杂性。“微观世界简单性”的古老格言再也不能适用了。 更为重要的还不在于微观世界也是复杂的，而是在于一个复杂的系统不能看作是许多小单元的线性组合。普利高津指出，把复杂的系统归之于简单要素的机械组合，这相当于把一座大楼归结为砖头的堆砌，但是用同样一些砖头，我们可以建造工厂，也可以修筑宫殿和教堂。在整个建筑物水平上，我们看到了整体性和复杂性。系统论一条重要的原理就是整体不是部分的简单相加这主要是因为各个要素之间并不是彼此无关，而是存在着复杂的相互作用，例如反馈．自催化．自组织自复制等。因此对于一个复杂系统必须进行整体性的研究，热力学就是对复杂系统作整体研究的开端。耗散结构理论告诉我们，一个远离平衡态的复杂系统，各个要素间的作用具有非线性的特点，可以处于包含大量要素协同动作的相干状态。因此必须进行复杂性和整体性的研究。普利高津指出：“科学的兴趣，正从简单性向复杂性转变” 。 ３．决定性与随机性 自然界的变化规律是否具有决定性的性质? 对此，经典科学传统作了肯定的回答。按这原则来看，只要已知某一物体运动的初始条件（如初始位置和初始速度），就能够根据牛顿力学的运动方程精确地推算出其在任一瞬间所处的状态（位置和速度）。可见，单值决定性原则把一切都看作是给定的．必然的和可以预言的。但是, 这一原则受到量子力学的冲击。玻恩对波函数的统计解释．海森堡的测不准关系与玻尔的互补原理是哥本哈根学派的三部曲，它对机械的单值决定论认识的精确性原则提出了一系列深刻的质疑。玻恩认为，量子力学只能作统计解释，机遇和几率是量子力学的基本概念。在经典物理学中，若两个宏观物体处于相同的态，则它们各种力学量的数值都是相等的。但在微观世界，即使是两个相同的物体处于相同的条件下皆处于相同态中，也不一定能测出相等的能量．动量．角动量。他说，物理学的方向有了本质的改变，因果律转变为统计律，决定论转变为非决定论。“量子定律的发现宣告了严格决定论的结束，而这种决定论在经典时期是不可避免的。” 在这个问题上，需要一提的是，爱因斯坦同哥本哈根学派进行了长期的争论。这场争论的实质，是经典科学传统与现代科学传统之争。在这场争论中，爱因斯坦实际上是经典科学传统的代言人，而哥本哈根学派的一些思想虽然还值得讨论，但总的说来它代表了一种新的纲领。 普利高津也对这个问题提出了重要的见解，他认为：自然界既存在决定论现象，也存在着随机现象，即自然界既有决定论一面，也有随机性一面。不可逆性隐藏着随机性，可以说哪里有不可逆性，哪里就有随机性。普利高津认为，必然性和偶然性这两个方面对于描述远离平衡的非线性系统时同样具有基本的性质。随机的涨落在形成耗散结构过程中起着十分重要的作用。普利高津视决定论和随机性是协同的关系，互补的关系。二者的并存表明了世界的复杂性，如果只承认一方面而否认另一方面，就是把世界简单化了。但是普利高津认为决定论现象与随机现象的地位并不是相同的，随机现象更为基本。决定论原则只适用于比较简单的情况。只要系统稍微具有一定的复杂性，随机性的作用就不容忽视了。普利高津认为否定随机现象的机械决定论是不科学的他把拉普拉斯式的决定论称为“拉普拉斯妖”。他指出这种决定论同实验矛盾，在现实实验中达不到决定论的结果。我们根本不知道一个大系统中的分子准确位置与速度，因此也根本不可能准确地预言系统的未来。 |
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