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考夫曼同樣也被阿瑟的報酬遞增率概念所吸引、所困惑了。“我很難理解為什么這個概念在經濟學上還是新的,而生物學家這么多年來一直在和正反饋打交道。”他花了很長時間才弄明白新古典經濟學世界的觀點有多么停滯僵化。
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但使他更感興趣的是,阿瑟開始問他另一個正引他入迷的經濟學問題:技術變遷。往輕了說,這個問題也早已變成了炙手可熱的政治議題。你可以從任何一份你隨手翻閱的報紙或雜志上感受到這種潛在的焦慮:美國還有競爭能力嗎?我們是怎樣喪失了神話般的美國創造力、喪失了老一輩美國佬的技能的?日本人是不是會一個產業一個產業地把我們擠出局?
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這都是些切入要害的問題。關鍵是,正如阿瑟向考夫曼解釋的那樣,經濟學家回答不了這些問題,起碼從最基本的理論上,經濟學對此無解。技術發展的整個動力就像是一個黑匣子。“直到十五年或二十年之前,大家在意識上仍然認為,技術只是隨機地從天而降的,人類是根據天書的藍圖出現了生產鋼鐵、制造硅片、或產生其它任何這類東西的技術。這些技術由托馬斯·愛迪森這樣的聰明人發明出來。這些聰明人躺在浴盆里時靈感從天而至,所以就能在上天繪制的藍圖上加上一頁。”其實嚴格地說,技術根本就不屬于經濟學范疇。技術是外來的,被非經濟的進程神奇地分娩出來的。最近,人們做了大量的研究,用模擬來證明技術是內在孕育而生的,這意味著,技術是由經濟系統內部產生的。但這通常意味著技術是研究和發展投資的結果,幾乎就像一件商品一樣。雖然阿瑟認為這個觀點包含了一定的真相,但他仍然不認為這是事情的本質。
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他對考夫曼說,當你觀察與經濟學理論背道而馳的經濟歷史時,你會發現,技術完全不像一件商品,而更像是一個不斷演化的生態系統。“特別是,技術發明絕少是在真空中產生。比如說,激光打印機基本上是靜電印刷機,就是一個激光裝置和計算機線路來告訴靜電滾筒在哪兒印刷。所以,只有當我們有了計算機技術、激光技術和靜電復印技術后,激光打印機才有可能被發明出來。但也是只有人們需要精巧、高速的打印機,激光打印機才會被發明出來。”
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總之,技術形成了一個高度相互關聯的網,或用考夫曼的話來說,是一個網絡。更有甚者,這些技術之網具有高度的動力,并且很不穩定。技術似乎可以像生物一樣發展演化,就像激光打印機產生了桌面排印系統軟件,而桌面排印系統軟件又為圖形處理程序打開了一個天地。阿瑟說:“技術A、B和C也許會引發技術D的可能性,并依此類推下去。這樣就形成了可能性技術之網,多種技術在這張網中相互全面滲透,共同發展,產生出越來越多的技術上的可能性。就這樣,經濟變得越來越復雜。”
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而且,這些技術之網就像生物生態系統一樣會經歷演化創造的爆發期和大面積的滅絕期。比方說,汽車這樣的新技術取代了以馬代步的舊技術,而隨著以馬代步方式的消逝,鐵匠鋪、快速馬車、水槽、馬廄、養馬人等也消失了,依存于以馬代步方式的整個技術子系統突然就崩潰了,就像經濟學家約索夫·熊彼得曾經稱為“毀滅的颶風”那樣。隨著汽車的出現,鋪設完好的道路、加油站、快餐廳、汽車旅店、交通法院、交通警察和交通指示燈也紛紛出現了。新的商品和新的服務設施開始發展壯大,每一項新內容的插入都是因為以前出現的商品和服務設施為它們開辟了空間。
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阿瑟說,確實,這個過程是他所指的報酬遞增率的一個絕好的范例:每當一項新技術為其它商品和服務開辟了合適的空間時,進入這個新的空間的人就會在極大的誘惑下盡力幫助這項技術的發展和繁榮。更有甚者,這個進程正是鎖定現象背后的主要驅動力:一個特定的技術能夠提供給依附于它的其它技術的新空間越大,就越難以改變這種技術發展的方向,除非有一種較之強得多的技術出現。
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阿瑟解釋說,這個技術之網的概念與他對新經濟學的想象非常接近。但問題是,他發展的數學方法只適宜于一次對一項技術的發展進行觀察。他真正需要的是一個類似網絡性的模擬,就像考夫曼開發的那種一樣。所以他問考夫曼:“你能做一種模擬,讓剛被發明的技術就像打開的開關一樣,也許……?”
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考夫曼目瞪口呆地聽他說完這一切。他能嗎?阿瑟剛才用完全不同的語言所描述的一切正是考夫曼這十五年來一直在研究的問題。
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默想了幾分鐘之后,考夫曼就開始向阿瑟解釋為什么技術變化的過程就像生命的起源一樣。
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考夫曼最初產生這個想法是在1969年,在他到達芝加哥的理論生物學研究小組的時候。
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他說,在讀過醫學院之后,置身芝加哥有如置身于天堂。現在回想起來,芝加哥其實就是他經歷過的三個最令他激動的知識環境中的第二個。“這是一個非凡的地方,擁有才能非凡的人。”他說。“在芝加哥我工作的那個部門所集中的人物之優秀,在全美國都是出類拔萃的,他們就像我在意大利碰到的那群朋友一樣。”杰克·考溫正在進行皮層組織方面突破性的研究工作。他用簡單的方程式來描述大腦中的刺激和抑制波是怎樣越過神經細胞的雙重尺度薄片的。約翰·梅納德·史密斯也正在從事進化動力學方面的突破性研究。他利用被稱之為博奕理論的數學技術來澄清物種之間競爭與合作的本質。利用薩塞克斯大學的年假來這兒從事研究的梅納德在網絡的數學分析上給了考夫曼及時的幫助。“約翰教我算數,他是這么說的。”考夫曼說。“有一天我治愈了他的肺炎。”
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生活在同事和至交中間的考夫曼很快就發現,在網絡的統計特征的研究上他并非是孤軍奮戰。比如,1952年,英格蘭神經生理學家羅斯·阿什貝(Ross Ashby)在他出版的《腦之設計》(Design for a Brain)這本書中就思考了同樣的問題。考夫曼說:“他探索的是復雜網絡的普遍性,提出了一個與我的問題相似的問題,但我卻對此一無所知。當我一發現這件事就立即與他取得了聯系。”
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同時,考夫曼發現自己在研究基因網絡的同時,還對物理學和應用數學做出了一些最前沿的拓展。他的基因調節網絡動力結果變成了被物理學家們稱之為“非線性動力”的一個特例。從非線性這個角度來看,很容易就能明白為什么稀疏連接的網絡能夠這么容易就自組成穩定的循環:從數學角度來說,它們的行為就相當于落在河谷周圍山坡上的所有雨水都會流入河谷最底部的湖里。在所有可能的網絡行為空間里,穩定的循環就像盆一樣,或者就像物理學家所說的“吸引子”。
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經過對基因網絡六年的艱苦研究,考夫曼滿意地感到他終于能如此完美地了解其中的奧秘。但他仍然禁不住地感到,這里面還缺了點什么。基因調節網絡的自組之說當然非常好,但是在分子這個層面,基因活動依存于核糖核酸(RNA)和脫氧核糖核酸(DNA)這些復雜、精致的分子之山。而RNA和DNA又是從何而來的呢?
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生命究竟是怎樣起源的呢?
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根據生物學教科書上的正統理論,生命的起源相當直接。DNA、RNA、蛋白質、多糖類和形成生命的其他分子于幾十億年前在某個溫暖的小池塘中形成。當時,像氨基酸這類簡單的分子建設磚塊在初始的氣候環境中要經過不斷積聚。事實上,在1953年,諾貝爾化學獎得主哈羅德·尤瑞(Harold Urey)和他的研究生史丹勒·米勒(Stanley Miller)用實驗證明,最初由甲烷、氨和其它類似的東西形成的氛圍可以自發地產生這樣的建設磚塊。所需要的只是偶然的閃電來提供產生化學反應的能量。這個理論又說,隨著時間的推移,這些簡單的混合物就開始聚集于池塘和湖水,經過更進一步的化學反應,變得越來越復雜,最終就會產生一群分子,包括DNA雙螺旋結構和(或)它的單結構表兄弟RNA。它們都具有自我繁殖的能力,而當自我繁殖一經產生,其余的一切就都是自然選擇的結果了。常規生物學理論大致上就是這樣說的。
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但考夫曼不買這個帳。就先拿一件事來說,大多數生物分子的結構都非常龐大。比如說,合成一個單個的蛋白分子要精確有序地聚集幾百個氨基酸建設磚塊。這在一個具備所有最先進的生化技術的現代實驗室里都非常難以實現。蛋白分子又怎么能夠在一個池塘中自我形成呢?許多人都試圖測算出發生這種情況的偶然性會有多大,然而他們得到的結論基本上都差不多:如果生物分子的形成真是隨機的,那么你得等上比宇宙形成還要長得多的時間才可能等到一個有用的蛋白質分子的形成,就更別設想需要多長的時間才能等到無數蛋白質、糖類、脂肪和氨基酸的形成,從而組合成一個完全可以起作用的細胞了。即使你假設在人的觀察力所能及的宇宙中幾百萬的星系中以兆計的星球中,都有像地球這樣擁有溫暖的海洋和氣候的行星存在,在任何這些行星上出現生命的可能性仍然是微乎其微的。如果生命的起源真的是一個隨機的結果,那生命的起源可就真是個奇跡了。
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更具體些說,考夫曼不能茍同標準的生物學理論是因為,這個理論將生命的起源與DNA的出現等同了起來。對考夫曼來說,將生命的起源基于如此復雜的東西之上顯然是不合理的。DNA雙螺旋結構能夠自我復制,當然,但關鍵是,這種自我復制的能力在于它能夠展開自己的雙螺旋結構,并進行自我拷貝。更進一步的是,在現在的細胞中,這個過程還有賴于一群扮演各種協助角色的特殊蛋白質分子。所有這一切怎么會發生在一個池塘里呢?考夫曼說:“我產生了一種就像當年非要一探基因調節網絡究竟是否存在秩序那樣的沖動。在DNA中存在某種非常奇妙的東西,生命的起源正是有賴于這樣一種特殊的東西,我簡直不希望這是真的。我這樣對自己說:‘如果上帝賦予了氮另外一種化合價呢?(在DNA分子中充滿了氮原子)如果是這樣的話,生命有可能出現嗎?’對我來說,生命的起源竟然處在這樣一種微妙的平衡點上,這真是一個令人震驚的結論。”
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但考夫曼又想,誰說生命的至關重要的因素就是DNA呢?從這點來說,誰說生命的起源是一個隨機的結果了?也許還有另外的產生自我復制系統的途徑,一種能夠允許有生命的系統依靠自己的努力,從簡單的化合反應逐步發展成為生命的方式。
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好吧,現在來想象一下初始原湯的情形吧,里面有那些微小的氨基酸、糖類等物質。很明顯,你不能指望它們會自己融合在一起,形成一個細胞。但你起碼可以指望它們會產生一些隨機的相互作用,事實上,很難想象有什么事情可以阻止它們這樣相互作用。雖然隨機作用不會產生任何奇妙的東西,但它們能夠產生較大數量的具有短鏈和分叉的小分子。
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目前這個事實雖然并不能增大生命起源的可能性,但考夫曼想,假設,僅僅是假設,有一些飄浮在初始原湯中的小分子能夠起到“接觸劑”的作用,就像是極其微小的媒人。化學家常常能夠發現這樣的物質:一個接觸劑分子在四處周游時粘上了其它兩個分子,把它們撮合到一起,這樣就使它們之間的相互作用和相互融合發展得更快一些。然后,接觸劑又放開了這對“新婚夫妻”,轉而把另外兩個分子撮合到了一起,就這樣一直發展下去。化學家也非常熟悉很多像刀斧手一樣的接觸劑分子,它們側身挨上一個又一個的分子,然后把它們切割開。接觸劑的這兩種作用使它們成為現代化學工業的支柱。比如像汽油、塑料、染料、藥品等,沒有接觸劑,所有這些產品幾乎都不可能出現。
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考夫曼想,好吧,現在來想象一下在初始原湯中有一些A分子忙著催化另一個B分子的形成。既然第一個分子是隨機形成的,它的接觸與催化功能也許并不十分有效,然而它并不一定要十分高效。但即使是一個效能微弱的接觸劑都能使B分子的形成要遠比另外途徑快得多。
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考夫曼想,現在
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