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我要註冊 還原論、非線性與醫學(5)

作者:light12  於 2010-3-6 19:47 發表於 最熱鬧的華人社交網路--貝殼村

通用分類:網路文摘

還原論、非線性與醫學(5)     時間: 06 3 2010 09:07
作者:我要註冊

1.
在西方哲學中,與「還原論」針鋒相對的是一種被稱為「整體論」思想方法。早在古希臘時代,亞里士多德就已經作出了「整體大於部分之和」的論斷,認為當事物被拆分為若干部分之後,事物一些獨特的屬性將會隨之消失。

在西方哲學史上,不斷有人提出與「整體論」相似的觀念,但由於「整體論」思想方法難以對事物定量描述,難以用科學實驗研究進行檢測,也就難以貫徹到科學研究當中。二十世紀中葉以前,構建在「整體論」基礎上的科學理論可謂鳳毛麟角。

相比之下,笛卡爾構建的「還原論」,一開始就強調拆分事物的目的是通過科學實驗研究清楚每一個部件性質,以此來獲得對事物的全部認識。因此「還原論」可操作性很強,可以直接貫徹到科學研究中,也就成為了主導西方科學數百年發展的強勢哲學,「整體論」則大多停留在哲學思辨的層面。

但事實上在很多不同的領域,人們早已察覺「還原論」思想的一大弊端是「見樹木不見森林」,當人們越是深入細緻的去考察事物的微觀規律時,會發現距離事物的宏觀屬性越來越遙遠。正因為如此,當我們去追溯那些偉大思想家們的思想軌跡時,會發現很多人都有意無意的避開了還原論的思維方式,試圖從整體屬性來把握事物的本質。

就拿愛因斯坦、弗洛伊德和馬克思來舉例吧,他們被譽為對世界最有影響的三個猶太人,三人雖說處於不同的時代,研究不同的領域,但在不拘泥於細節,擅長從宏觀、整體的角度去探尋規律的思維方式上卻頗有共通之處。

愛因斯坦對原子如何構成分子、原子核內部是否有複雜結構這樣的細節性問題不感興趣,他總是站在時空結構、對稱、守恆、自然規律的內在和諧等極大極高的山峰上審視世界。

例如,面對邁克爾遜實驗得到的「光速不變」結果,許多科學家都試圖去修正以往的「以太」理論(當時「以太」被認為是光的傳播介質),試圖加深對「以太」微觀性質的理解來解決理論上的難題,著名的「洛倫茲方程組」就在這種哲學背景下產生。

愛因斯坦卻從時空屬性的高度對「洛倫茲方程組」進行了全新詮釋,並由此構建起了一套可以研究宇宙結構的宏大理論體系。

再如,當十九世紀末的理論難以解釋「黑體輻射」和「光電效應」的實驗規律時,科學家們前仆後繼的構建更精確、更複雜的分子運動模型來調和理論與實驗的矛盾,而愛因斯坦卻獨具慧眼的看到,問題在於人類對物質屬性的理解出現了偏差,從而提出了「光量子說」。

在西方心理學史上,弗洛伊德是影響最深遠的人物,他的心理學理論中並沒有神經衝動、大腦皮層、條件反射這些具體的細節,他總是立足於從人的慾望與人的心理經歷中解釋心理現象,從夢境、行為習慣分析人的內心世界。在宏觀層面審視心理現象使得心理治療有所依憑,因此弗洛伊德成為了現代心理治療的鼻祖。
他的心理學理論完全不同於巴甫洛夫,巴甫洛夫的理論中一切心理現象都可以歸結為條件反射——就象狗看見食物就分泌唾液那樣。這種機械的還原論理論無法解釋人類複雜的內心世界。

在馬克思的歷史唯物主義中,促使社會發生變革的根本原因不是君王的英明領導或者起義領袖的一時衝動。變革的根本動力是生產力與生產關係這一對矛盾的運動,個別歷史人物可以暫時起到促進或者阻礙歷史前進的作用,但在生產力這個巨大推動力的作用下,個別人物的影響微不足道。

如前面所說那樣,把蜀國的衰落歸結為關羽的一時大意、把滿清帝國的建立歸結為吳三桂一怒為紅顏,這種看法在歷史唯物主義者眼中是完全錯誤的。作為歷史唯物主義者應當從經濟、政治、文化的角度去分析國家興衰的原因——蜀國長期窮兵黷武使得蜀國民眾「面皆有菜色」,這才是歷史唯物主義者眼中一個像樣的理由;滿清入主中原,則應該把原因歸結於明末軍事與政治上的混亂,以及李自成起義軍的階級局限性。

無論在物理學、心理學還是社會科學中,普遍存在這樣的事實:當把事物無限剖析分解后,會因為失去了事物整體的面貌而迷失研究的方向,無法從宏觀層面找到主宰事物發展的深層次原因。

這就好比電視機里出現一位美女主持人,如果我們想把她看清楚點,就湊近屏幕用放大鏡觀察,卻發現美女消失了,只能看到若干紅紅綠綠的斑點,如果你不甘心想用顯微鏡去觀察,那就只會看到灰塵與細菌——當我們把目光集中在構成事物的個別元素上時,事物完全失去了它本來的意義。

「整體論」思想觀提示我們,思考問題時如果保持一種先整體后局部、先宏觀后微觀、先本質后表象的「自上而下」的思維方式,將更加容易洞察到事物的內在規律。

就如愛因斯坦說過的那樣:「正象坐在火車裡一樣,要是我們只觀察靠近軌道的東西,景物急速地賓士使我們眼花繚亂。但當我們注視到遠處的山脈時,景色似乎變化得非常饅,科學的基本問題也正是這樣」。

進入二十世紀,隨著科學家們對一些神奇自然現象的深入理解,歷史上那些零零星星的「整體論」思想逐漸彙集在一起,興起了一套明顯區別於還原論的科學思想體系,並且對後來科學的發展產生了深刻影響。

2.
1900年,法國的貝納德發現了一個奇特的物理現象。

他把一個碟子里加入一些液體,在爐子上均勻加熱。由於底部的液體溫度較低,表面液體溫度較高,於是底層與表層的液體開始對流。一開始,這種對流過程是雜亂無章的,但是當底部溫度逐漸升高,底部與表面的溫度達到一個特定的差值時,神奇現象出現了:

液面出現了極為規則的蜂巢狀花紋!







這個被稱為「貝納德花紋」的現象雖說簡單,但對人類理解世界有著非常重要的啟示意義。它的獨特之處在於:

人們從簡單的物理現象中,發現了某些與生命體相似的特徵,物理世界與具有生命的世界似乎不再格格不入。

以往發現的物理或化學現象,與我們生活的世界似乎有很大差距。

物理世界中,如果沒有外界的干預,事物總是會自發的由有序走向混亂,由複雜走向簡單。沒有生命的沙漠中,岩石總是不斷風化,最後與沙漠同化;在水裡滴一滴墨水,形成短暫的花紋之後就會均勻的擴散到水中,而無法保持自己獨立的形態。

但生命的演化卻截然相反,植物在陽光的照射下可以自發的把無機鹽、二氧化碳和水組織在一起,形成精巧的結構;動物可以從一個的受精卵開始自發演化出異常複雜的生命形態。

物理世界中也可以看到一些自然產生的有序而精美的結構,例如放大鏡下的雪花,電子顯微鏡下的金屬晶體。但是這些有序的結構一旦被毀損就無法復原。生命的有序結構卻能夠抵禦外界的干擾,人體的皮膚被劃破了,不久又能復原;草原遭遇火災,不久又能欣欣向榮;一個國家經過戰爭的洗禮之後,仍然能繼續發展。生命世界中的事物常常能夠自動應對外界的變化,保持自己獨有的結構。







另外,每個生命體都有著自己運行的目標,細胞要新陳代謝,草要生根發芽,人要生存繁衍,當外界環境妨礙它們實現目標時,生命體總會千方百計繞過障礙,選擇有利於達到目標的行為方式。

而物理世界中,所有物體都只會在外力的安排下機械運動,單擺沒有外力的干預就不會改變預定的軌跡,鐘錶總是按照鐘錶匠預先設定的方式準確運轉。生命體卻不可能像鐘錶那樣按照預先設定的方式精確運行。

這些差異,使得物理世界與生命世界之間存在一條難以逾越的鴻溝,甚至有很多哲學家認為生命現象背後有一種獨特的「活力」在主宰。

「貝納德花紋」的啟示意義就在於,科學家們從一個簡單的物理現象看到了溝通生命世界與物理世界的希望。這樣一個單純的物理現象,卻出現了某些生命世界的特徵:它可以自發的產生有序結構,並且這種有序結構是「活」的,只要出現適宜花紋「生存」的環境——液體上下表面溫度差達到閾值——花紋就能自發形成,而且花紋的形狀由它自身的內部結構決定,外界無法直接操控它形成的圖案,當外力把花紋破壞時它又能很快自我恢復。

「貝納德花紋」並非一個孤立的現象,科學家們在實驗室中還發現了另外一些能夠自發形成有序結構的物理或化學過程。其中一個著名的例子來自化學中的「B-Z反應」(因前蘇聯科學家Belousov和Zhabotinsky發現而得名)。

這個反應是這樣的:把特定濃度溴酸鉀、丙二酸、雙氧水三種化學溶液放在容器中發生反應(並加入顯色劑)。反應過程中,溶液里的雙氧水會不斷被消耗。

接下來神奇的現象就出現了:系統開始完全無色,然後顏色突然改變為琥珀色,然後又改變為無色,迅速又改變為藍色,溶液的顏色就在琥珀色與藍色之間振蕩,並且所有這些改變都以一個恆定周期自動變化。這個過程一直持續到溶液中的雙氧水消耗殆盡,並且只要不斷補充雙氧水,這個振蕩過程就不會停息。

更為有趣的是,如果在培養皿中倒入薄薄一層反應物,放入不與之反應的顆粒,如沙粒或牙籤尖端等,美麗的圖景就產生了:以這些點為中心產生一個個緩慢向外移動的同心圓花紋,形成一個會不斷往外擴散的有序結構,並且只要反應不中止,有序結構就會一直存在並變得越來越複雜(如圖)。







「貝納德花紋」、「B-Z反應」等現象的共同特徵是:它們在特定環境條件下,能從無序狀態當中自發的形成有序結構,並且只要環境條件有利,他們就能夠將這種「活的」有序結構一直維持下去。

科學家們把這類現象稱之為「自組織現象」。顯然,生命世界中的大多數現象都具備「自組織現象」的特徵,任何一個生命體都在將周圍簡單、無序的事物吸收進來,形成複雜精巧的結構,並且一直把這種結構維持下去直到死亡。

因此科學們相信,對這些現象進行深入研究,就可以發現「自組織」的普遍規律,從而窺見到生命世界的奧秘。
——摘自拙作《愛因斯坦與黃帝內經》
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