崔東明，宋君修

(貴州大學哲學與社會發(fā)展學院，貴州貴陽550025)

1996年出版其著作《確定性的終結(jié)》(1)其對應的中文版為伊·普利高津：《確定性的終結(jié)——時間、混沌與新自然法則》，湛敏譯，上海：上?？萍冀逃霭嫔纾?998年。以后，普利高津的觀點立即受到學界的廣泛關(guān)注，約翰·霍根甚至直接將普利高津的觀點作為重要的證據(jù)來支撐其關(guān)于“科學的終結(jié)”的相關(guān)論證(2)約翰·霍根：《科學的終結(jié)》，孫雍軍等譯，呼和浩特：遠方出版社，1997年。。隨著時間的發(fā)展，“不確定性”逐漸成為時髦的詞匯，與此同時，“確定性”好像和科學漸行漸遠，以至于給人們造成了一種印象，認為追求確定性只是科學在20世紀前半葉之前所做的事情。事實真是如此嗎？或者說對于科學而言，“確定性”真的終結(jié)了嗎？如果“確定性”真的終結(jié)了，科學又將何去何從呢？出于對這些問題的思考，本文擬對普利高津所謂“確定性的終結(jié)”的含義進行分析，并通過對現(xiàn)代科學的發(fā)展進行簡單回顧，討論“確定性”是否真的終結(jié)了，并在此基礎(chǔ)上嘗試對“確定性”與科學之間的關(guān)系做出說明和界定。

一、何謂“確定性的終結(jié)”？

首先來看看普利高津所謂“確定性的終結(jié)”是什么意思。在《確定性的終結(jié)》這本書的開篇，普利高津就將矛頭指向經(jīng)典的牛頓力學。他指出，雖然時間是人們生活的基本維度，但是“從經(jīng)典的牛頓動力學到相對論和量子力學，均未包含過去與未來之間的任何區(qū)別”(3)伊·普利高津：《確定性的終結(jié)——時間、混沌與新自然法則》，湛敏譯，上海：上?？萍冀逃霭嫔?，1998年，第1頁。。依據(jù)經(jīng)典的牛頓力學，只要給定了事物的初始條件，就能確定性地對其預言未來、追溯過往。經(jīng)典的牛頓力學給了人們一種“確定性”的信念，而對這種“確定性”的信念進行批駁則是全書的主線，貫穿所有章節(jié)。

這種“確定性”作為一種信念之所以能夠產(chǎn)生，自然有著它長期的積累過程。在牛頓實現(xiàn)了近代科學大綜合以后，牛頓力學用幾條簡單的定律對天上行星的運動和地上物體的運動都給予了精確的描述，為機械論哲學提供了堅實的基礎(chǔ)。經(jīng)典的牛頓力學體系用天上世界的性質(zhì)掩蓋了本來屬于地上世界的屬性，不再承認自然界的演化特性，而有機的生命世界的復雜多樣性也被看作僅僅是事物的表面的幻象。

在牛頓力學的世界里，自然被看作是一臺確定的機器，被它之外的理智預選設(shè)計好，并給以驅(qū)動，然后就朝著一個既定的目標一直運行下去。整個世界像一座始終被擰緊了發(fā)條的大鐘，一經(jīng)啟動就可以永久地運行下去。同時，這臺機器運行的結(jié)果可以精確預言，牛頓力學已經(jīng)為之給出了嚴格的機械因果性公式。在這個世界里面，任何東西都井井有條，有其確定的位置。只要給出其初始的狀態(tài)，即可確定其后的一切運動情況。

這種“確定性”的機械決定論到了18世紀，經(jīng)過法國人的發(fā)展，被推向了高潮。拉普拉斯甚至認為“可以預測自然界的世世代代的進展，只要有了質(zhì)量和它們的速度”(4)W.C.丹皮爾：《科學史及其與哲學和宗教的關(guān)系》，李衍譯，桂林：廣西師范大學出版社，2001年，第172頁。，換言之，這也就是說只要知道宇宙中所有粒子當下的位置和速度，就可以預測其任何時候的情況。需要注意的是，這里的“任何時候”，既包括未來也涵蓋過去，因為牛頓力學是時間對稱的。

雖然相對論和量子力學的問世將牛頓力學的適用范圍限定在宏觀低速的范圍內(nèi)，但是這種沖擊并沒有使牛頓力學失去效力。牛頓力學在宏觀領(lǐng)域依然有效，甚至拉普拉斯式的決定論也還依然有其廣闊的市場。更為重要的是，相對論和量子力學所遵循的依然是機械論范式。在限定牛頓力學適用范圍的同時，相對論和量子力學也將牛頓力學的基本特性即“確定性”和時間對稱性保留了下來。

很多自然科學家仍然堅持決定論自然觀，例如，愛因斯坦1944年在給玻恩的信中還強調(diào)：“你信仰擲骰子的上帝，我卻信仰完備的定律和秩序。”(5)伊恩·斯圖爾特：《上帝擲骰子嗎：混沌之數(shù)學》，潘濤譯，上海：上海遠東出版社，1995年，引言。他始終拒絕接受把量子力學的統(tǒng)計詮釋作為客觀世界的基本規(guī)律，認為這只是人類認識的不充分而導致的結(jié)果。所謂的不確定性是因為誤差，而在理想化的情況下世界依然是嚴格確定的，或者說只要在合理的誤差范圍內(nèi)，機械決定論對世界依然是有效的。

雖然測不準關(guān)系的確立對嚴格決定論形成了巨大的沖擊，但是作為量子力學基本方程的薛定諤方程依然是“確定性”的和時間可逆的。依照薛定諤方程，即便在量子力學中，只要能確定初始條件，一切就依然是可以確定的。經(jīng)典的牛頓力學的“確定性”信念依然被保留了下來。至于時間，在量子力學意義上依然是可逆的，對于相對論而言則成了一種錯覺。

但是隨著時間的推移，經(jīng)典的牛頓力學意義上的“確定性”受到了徹底的挑戰(zhàn)?；煦鐚W指出，由于非線性動力學系統(tǒng)對初始條件的敏感性，即便是初始條件的微小差異，也將會導致最終結(jié)果的巨大差異。如果僅僅是因為初始條件而產(chǎn)生的差異，牛頓力學的信徒也許還能爭辯說，那是由于人類認識能力的問題，由于測量本身的誤差，無論是使用計算機還是什么別的方法和工具，人們處理的初始條件都只能以有限的精度給出。如果人們對初始條件有著無窮精度的把握，那即使是混沌系統(tǒng)的運行軌跡依然是可以確定的。

事實果真如此嗎？答案顯然是否定的。且不說這種無窮精度的初始條件本身是不可能的，即使是沿著“對初始條件的敏感性”這一發(fā)現(xiàn)的源頭回顧一下彭加萊的工作，人們就會立馬發(fā)現(xiàn)這種爭辯是多么蒼白無力。

普利高津也正是從彭加萊的工作開始自己的論證，對“確定性”發(fā)起了挑戰(zhàn)。依據(jù)彭加萊的工作，動力學系統(tǒng)是由其中的粒子的動能加上粒子間相互作用產(chǎn)生的勢能來決定其運行軌跡的。只有在不考慮動力學系統(tǒng)內(nèi)粒子間相互作用的情況下，動力學系統(tǒng)才是可積的。問題是粒子間的相互作用是不可忽略的，所以彭加萊得出結(jié)論，所有動力學系統(tǒng)都是不可積系統(tǒng)?！芭砑尤R不僅證實了不可積性，而且指明了造成不可積性的原因，即自由度之間共振的存在?！?6)伊·普利高津：《確定性的終結(jié)——時間、混沌與新自然法則》，湛敏譯，上海：上?？萍冀逃霭嫔纾?998年，第30頁。在多個粒子(大于等于三個)組成的多體動力學系統(tǒng)中，導致不確定的原因并非來自外界，也并非來自初始條件的不精確，而是來源于粒子間相互作用產(chǎn)生的自由度之間的共振。這種共振產(chǎn)生于系統(tǒng)自身，源于系統(tǒng)內(nèi)部各組成部分之間不可忽略的相互作用，是系統(tǒng)自身所固有的存在。這也就是說，動力學系統(tǒng)運行結(jié)果的“不確定性”是系統(tǒng)內(nèi)在因素導致的必然結(jié)果。

除了彭加萊不可積系統(tǒng)，普利高津也用自己的研究成果對“確定性”給出了挑戰(zhàn)。按照耗散結(jié)構(gòu)理論，遠離平衡的非線性系統(tǒng)在到達分叉點之前的熱力學分支上是遵循決定論規(guī)律的。當系統(tǒng)處于分叉點上時，在同一控制參量作用下卻有兩條以上的道路，每一條道路在原則上都是等概率的或平權(quán)的，系統(tǒng)無法確定它的下一步行動，系統(tǒng)到底最后進入哪一條道路，取決于隨機漲落。耗散結(jié)構(gòu)理論的建立，從根本上揭示出系統(tǒng)演化以及服從因果決定的事物存在著內(nèi)在隨機性。系統(tǒng)的多樣性源于系統(tǒng)運行的多種可能，在其實現(xiàn)過程中，隨機性扮演著重要角色。

以經(jīng)典的牛頓力學為批評對象，通過對彭加萊不可積系統(tǒng)、耗散結(jié)構(gòu)、混沌學以及量子理論的分析，普利高津向人們指出，經(jīng)典的牛頓力學為人們描繪的“確定性”的世界并不真實。世界并不是一個靜態(tài)的、可預言的、穩(wěn)定的動力學系統(tǒng)，漲落、分叉和不穩(wěn)定充斥著世界的所有層次。經(jīng)典的牛頓力學所描繪的“確定性”的世界，只不過是其在排除不可逆時間和概率的基礎(chǔ)上，依據(jù)機械決定論給人們帶來的一種對世界的錯覺。

同樣，通過分析牛頓力學的適用條件和范圍，普利高津向人們揭示，牛頓力學機械決定論所展現(xiàn)的“確定性”在非平衡系統(tǒng)和不穩(wěn)定動力學系統(tǒng)這些新的科學研究對象面前失去效用。作為機械決定論賴以建立的基礎(chǔ)，經(jīng)典的牛頓力學給出了嚴格的機械因果性公式。利用牛頓力學來描述世界，只要給定其初始的狀態(tài)，即可確定其后的一切運動情況。運用牛頓力學，借助其簡單的可用數(shù)學精確表達的定律來描繪世界，好像世界任何東西都是井井有條的，有其確定的位置。事實上這種“確定性”的產(chǎn)生，有其嚴格的限制條件。牛頓力學所能勝任的只不過是對個體研究對象的軌道描述，而和這種描述相適應的是將研究對象從系統(tǒng)中隔離出來，孤立地研究它的運動情況。但是，無論是非平衡系統(tǒng)還是不穩(wěn)定動力學系統(tǒng)，其要素間的相互作用大多都不是瞬間的，而是持續(xù)的。這就導致要素間的相互作用是不可忽略的，對研究對象進行隔離自然也是不可能的。這樣，以經(jīng)典的牛頓力學描述對象所產(chǎn)生的“確定性”，對于非平衡系統(tǒng)和不穩(wěn)定動力學系統(tǒng)來說就失去了意義。

與其說普利高津書寫的是自己的觀點，毋寧說他在表達眾多從事復雜性研究的科學家們的共同心聲。早在20世紀40年代，貝塔朗菲就在批判機械論的基礎(chǔ)上，強調(diào)“世界統(tǒng)一性的概念應以不同領(lǐng)域的同型規(guī)律為依據(jù)”(7)馮·貝塔朗菲：《一般系統(tǒng)論 基礎(chǔ)發(fā)展和應用》，林康義等譯，北京：清華大學出版社，1987年，第45頁。，而不是依據(jù)牛頓力學規(guī)范把所有現(xiàn)象最后分解為物理事件，所有科學還原為物理學。隨后，不同的科學家們也紛紛表達了自己的看法。維納表示：“物理學的實用部分都不能不考慮到事件的不確定性和偶然性。”(8)N.維納：《人有人的用處》，陳步譯，北京：商務(wù)印書館，1978年，第2頁。哈肯指出：“所有想使機械的世界觀重新通行的嘗試，都和實驗經(jīng)驗直接矛盾。”(9)H.哈肯：《協(xié)同學——自然的成功奧秘》，戴鳴鐘譯，上海：上?？茖W普及出版社，1988年，第104頁。費根鮑姆宣稱，物理學的傳統(tǒng)“完全土崩瓦解了”，因為“正確的方程你知道，但它們卻無濟于事。你把所有微觀的部分加起來，卻發(fā)現(xiàn)你不能把它們延伸到長時期?！?10)詹姆斯·格萊克：《混沌學——一門新科學》，張彥等譯，北京：社會科學文獻出版社，1991年，第168頁。作為圣塔菲研究所的重要成員之一，霍蘭用自己的研究揭示：“盡管規(guī)律本身不會改變，然而規(guī)律所決定的事物卻會發(fā)生變化?！?11)約翰·霍蘭：《涌現(xiàn)：從混沌到有序》，陳禹等譯，上海：上?？茖W技術(shù)出版社，2006年，第4頁。眾多的科學家們在強調(diào)自然界充滿隨機性、不穩(wěn)定和漲落等不確定因素的同時，也宣告了牛頓力學機械決定論的“確定性”終結(jié)了。

二、“確定性”真的終結(jié)了嗎？

牛頓力學機械決定論的“確定性”終結(jié)了，那隨后科學又將走向何方呢？是否真如霍根所言，“科學終結(jié)了”？同時，在科學家們“宣告”牛頓力學機械決定論的“確定性”終結(jié)之后，他們的研究工作還會不會和“確定性”相關(guān)，科學會不會和“確定性”漸行漸遠，甚至毫不相關(guān)？對于這些問題，科學家們用自己的言行和他們研究工作的結(jié)果給出了明確的答案。

普利高津?qū)舾挠^點給出了明確的反對意見。他指出，在20世紀末，人們“并非面對科學的終結(jié)，而是目睹新科學的萌生”(12)伊·普利高津：《確定性的終結(jié)——時間、混沌與新自然法則》，湛敏譯，上海：上?？萍冀逃霭嫔?，1998年，中文版序。。牛頓力學機械決定論“確定性”的終結(jié)，所反映的并不是所謂“科學的終結(jié)”，確切地說，它所宣告的只是牛頓力學機械決定論所描繪的“確定性”的世界圖景和與機械決定論相對應的對世界的“確定性”的信念的終結(jié)，以及致力于個體運行軌道研究的牛頓力學方法在面對有多個要素組成的非平衡系統(tǒng)和不穩(wěn)定動力學系統(tǒng)時所處的失效狀態(tài)。

所謂的“科學的終結(jié)”也僅僅是指經(jīng)典的牛頓力學所描繪的“確定性”世界圖景的破滅，以及牛頓力學方法面對當代科學研究前沿問題的失效。事實上，科學的發(fā)展正處于一個歷史的轉(zhuǎn)折點上，正在面臨和經(jīng)歷著一次規(guī)范轉(zhuǎn)換(13)李曙華：《當代科學的規(guī)范轉(zhuǎn)換——從還原論到生成整體論》，《哲學研究》2006年第11期。。面對轉(zhuǎn)折，科學家們一邊對經(jīng)典的牛頓力學做出批評，一邊致力于科學前沿的探索，努力將科學研究推進向前。

貝塔朗菲倡導“新的自然哲學”，在批判機械論的基礎(chǔ)上吸收活力論的合理內(nèi)容，提出了一般系統(tǒng)論。一般系統(tǒng)論認為一個要素在系統(tǒng)內(nèi)的行為與它處于孤立狀態(tài)時的行為有著根本的區(qū)別，不可能通過各個孤立要素的行為獲得系統(tǒng)的整體行為。通過強調(diào)研究對象的整體不可分性，一般系統(tǒng)論著力關(guān)注對象系統(tǒng)的一般特性、整體結(jié)構(gòu)和整體規(guī)律。

維納同樣是在批判機械決定論的基礎(chǔ)上，指出對于有多個組分的復雜系統(tǒng)的研究，從一開始就應該認識到，由于所處理的量是統(tǒng)計性的，應該對它們進行統(tǒng)計學的處理?？刂普撍芯康南到y(tǒng)作為一種復雜的動力學系統(tǒng)，也需要進行統(tǒng)計學的分析和研究。維納主張“世界是一個有機體”。在總結(jié)自動控制、無線電通信以及計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上，他通過用機器模擬人和動物的行為，揭示機器與動物乃至人之間的重要相似性。

同樣，也是在批判機械決定論的基礎(chǔ)上，普利高津宣稱要建立“把自然的自發(fā)性和創(chuàng)造性囊括在內(nèi)的”(14)伊·普利高津：《確定性的終結(jié)——時間、混沌與新自然法則》，湛敏譯，上海：上海科技教育出版社，1998年，中文版序。新的自然法則。普利高津指出，自然本質(zhì)上是不可逆的，時間并不是簡單的運動參量，而是遠離平衡態(tài)時系統(tǒng)內(nèi)部進化的量度。普利高津突破經(jīng)典熱力學理論的局限，指出，系統(tǒng)并非只有在平衡時才能產(chǎn)生穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。他用自己的研究揭示，自然界除了靜態(tài)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)外，還廣泛存在著一種“非平衡態(tài)的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)”。普利高津采用演化的觀點看待世界，在局域平衡假設(shè)、非線性流以及超熵概念的基礎(chǔ)上，揭示遠離平衡態(tài)下的動態(tài)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)如何產(chǎn)生。

費根鮑姆同樣對經(jīng)典的牛頓力學頗有微詞。他發(fā)現(xiàn)在他面對和思考非線性問題時，經(jīng)典物理學并沒有給他帶來什么幫助。通過各種混沌現(xiàn)象的研究，費根鮑姆發(fā)現(xiàn)自相似性是混沌現(xiàn)象的一種特征，并且在這種特征的背后隱藏著一種呈幾何收斂的規(guī)則。沿著這條思路，費根鮑姆將自己的工作設(shè)定在對混沌系統(tǒng)共同特征的研究上。

此外，圣塔菲研究所在創(chuàng)立之初就給自己提出了明確的目標——開創(chuàng)“21世紀的科學”(15)米歇爾·沃爾德羅普：《復雜：誕生于秩序與混沌邊緣的科學》，陳玲譯，北京：生活·讀書·新知三聯(lián)書店，1997年，第6頁。。他們明確提出，自己的目標是對各種高度復雜和相互作用系統(tǒng)所表現(xiàn)出的生成、演化現(xiàn)象進行研究，發(fā)現(xiàn)其中存在的數(shù)學規(guī)律以及有意義的模式。

圣塔菲研究所將被經(jīng)典科學排除在外的隨機性納入了考察的范圍。作為其工作的兩個重要成果，復雜適應系統(tǒng)(CAS)致力于揭示隨機性與“確定性”是如何有機地結(jié)合的，并通過研究其內(nèi)部的機制與途經(jīng)，對復雜性的產(chǎn)生進行動力學刻畫；而復雜網(wǎng)絡(luò)研究則徹底打破了無生命和生命的界限，將各領(lǐng)域系統(tǒng)整體，如萬維網(wǎng)、生態(tài)網(wǎng)絡(luò)、運輸網(wǎng)絡(luò)、經(jīng)濟系統(tǒng)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等等，都納入其研究范圍。復雜網(wǎng)絡(luò)研究既包含了整體靜態(tài)的結(jié)構(gòu)分析，又包含了整體演變過程的動態(tài)分析。小世界網(wǎng)絡(luò)所描述的是網(wǎng)絡(luò)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，而無標度網(wǎng)絡(luò)則是從動態(tài)角度，用網(wǎng)絡(luò)來刻畫系統(tǒng)整體的生成與演化特征。

無需太多的例證，以上簡述足以說明，從貝塔朗菲到圣塔菲研究所，科學家們從來就沒有放棄對研究對象可能包含的某種規(guī)律的尋求，而這種對規(guī)律的尋求，無論是尋找“系統(tǒng)的一般特性、整體結(jié)構(gòu)和整體規(guī)律”、“遠離平衡態(tài)下的動態(tài)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)如何產(chǎn)生”、“混沌系統(tǒng)的共同特征”，還是“對復雜性的產(chǎn)生進行動力學刻畫”以及“刻畫系統(tǒng)整體的生成與演化特征”，其本身就包含著對某種“確定性”的尋求。如果說，在現(xiàn)當代科學發(fā)展的轉(zhuǎn)折點上，科學家們“宣告”了牛頓力學機械論的“確定性”的終結(jié)，那同時，他們也在通過自己的研究工作，努力地尋找某種有別于牛頓力學機械論的“確定性”。

同時，如果說科學家們的行為透顯著他們對“確定性”的追尋，那他們研究的結(jié)果則給出確實存在著某種新的——有別于牛頓力學機械論的——“確定性”的堅實可靠的依據(jù)。

一般系統(tǒng)論尋求對象系統(tǒng)在一般特性、整體結(jié)構(gòu)和整體規(guī)律層面的“確定性”，這作為一種工作假說和基本方法早已被廣泛應用于各類系統(tǒng)的分析和預測之中。作為基本的科學研究工具和方法，它不但廣泛地滲透到自然科學、社會科學以及各類工程技術(shù)領(lǐng)域，對各類事物進行研究，而且其自身也成為一門專門的學科被講授和學習。

控制論揭示了機器與動物乃至人之間的相似性，為機器模擬人和動物的行為和功能奠定了基礎(chǔ)。它將自動機器與生物體進行類比，研究信息在它們之中傳遞、變換、處理的共性，為人們思考如何讓復雜系統(tǒng)按照自己的期望去工作和運行，提供了基礎(chǔ)理論和研究方法。事實上，除了研究之外，控制論已經(jīng)被廣泛用于各種工程和技術(shù)領(lǐng)域。

普利高津提出的耗散結(jié)構(gòu)則向人們揭示，一個遠離平衡態(tài)的非線性開放系統(tǒng)在一定條件下也可以產(chǎn)生穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。這種耗散結(jié)構(gòu)的形成條件是：系統(tǒng)必須是開放的、遠離平衡態(tài)的，系統(tǒng)組分間的作用是非線性的以及有漲落的作用。

費根鮑姆通過對混沌系統(tǒng)共同特征的研究，向人們揭示復雜性的產(chǎn)生與大小尺寸、地點、時間以及物質(zhì)的構(gòu)成均無關(guān)系?；煦绗F(xiàn)象背后存在著普適性的標度變換，而這種標度變換存在于系統(tǒng)大與小的自相似中，這種自相似是任何確定性系統(tǒng)走向混沌的普遍規(guī)律。

復雜適應性系統(tǒng)研究揭示，正是組成系統(tǒng)的各個成員的“主動性以及它與環(huán)境的、反復的、相互的作用，才是系統(tǒng)發(fā)展和進化的基本動因”(16)陳禹、鐘佳桂：《系統(tǒng)科學與方法概論》，北京：中國人民大學出版社，2006年，第102頁。。這也是復雜適應性系統(tǒng)在整體層面上涌現(xiàn)出復雜性的原因所在。作為復雜網(wǎng)絡(luò)的兩個重要研究成果，小世界網(wǎng)絡(luò)模型很好地解釋了隨機網(wǎng)絡(luò)模型不能解釋的整體中個體的集群現(xiàn)象，而無標度網(wǎng)絡(luò)模型則解決了節(jié)點不均衡度的動力學原因。按照無標度網(wǎng)絡(luò)模型，網(wǎng)絡(luò)整體的生長經(jīng)歷了一個從簡單網(wǎng)絡(luò)到復雜網(wǎng)絡(luò)的過程。

無論是控制論發(fā)現(xiàn)的“信息傳遞、變換、處理的共性”、“耗散結(jié)構(gòu)的形成條件”還是混沌學的“普適性標度變換”，都清晰地向人們表明一種新的“確定性”的存在。換言之，這些研究的成果給出了新的“確定性”存在的可靠依據(jù)。如果將這些研究成果依據(jù)大致的時間順序，按照其內(nèi)在的發(fā)展邏輯來看，人們會發(fā)現(xiàn)它們不但給出了新“確定性”存在的例證，而且還向人們刻畫了新“確定性”大致的面貌。

在以一般系統(tǒng)論、信息論、控制論為代表的系統(tǒng)理論階段，科學家們主要是從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能角度來對既存系統(tǒng)進行研究，想要確定既存系統(tǒng)作為整體通過信息反饋來實現(xiàn)和維持整體穩(wěn)定的共同規(guī)律。此時的研究已經(jīng)將牛頓力學研究方法的孤立性原則排除在外，開始強調(diào)系統(tǒng)的整體不可分性。

以耗散結(jié)構(gòu)、協(xié)同學和突變論為代表的自組織系統(tǒng)理論，將作為整體的系統(tǒng)是如何通過其部分組織起來的以及系統(tǒng)進化(即結(jié)構(gòu)改變)的機制作為自己的研究問題，想要確定系統(tǒng)內(nèi)部自組織的過程和機制，即確定系統(tǒng)的形態(tài)發(fā)生整體重建以及系統(tǒng)新結(jié)構(gòu)是如何產(chǎn)生的。與系統(tǒng)理論階段相比，此階段的研究又向前推進了一步，將時間納入研究的視野——在拋棄了牛頓力學的時間可逆性的同時，展現(xiàn)了系統(tǒng)演化的過程。

以超循環(huán)、分形和混沌為代表的非線性理論階段，科學開始探討組織起來的系統(tǒng)整體如何生成演化的問題，從而開啟了探索系統(tǒng)生長規(guī)律的新歷程。復雜適應系統(tǒng)則更進一步，將主動性和目的性賦予系統(tǒng)中的個體分子，明確了研究對象作為整體的生成機制。

到此時，科學的發(fā)展才完全走出牛頓力學的“確定性”的窠臼，而科學家們追尋的新“確定性”也才慢慢褪去它的面紗。新“確定性”所要揭示的是由多個組分組成的復雜系統(tǒng)作為整體在時間序列的動態(tài)過程中生成演化的共同機制和規(guī)律。

如果說牛頓力學將世界看作確定的機器，研究的是個體對象，新的科學研究則開始將世界看成一個有機的系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向?qū)θ后w的研究，即研究由多個組分通過相互作用組成的系統(tǒng)。相比于牛頓力學機械論“確定性”所關(guān)注的個體對象軌道運動的狀態(tài)，新“確定性”關(guān)注的則是系統(tǒng)整體狀態(tài)的產(chǎn)生及其變化。牛頓力學系統(tǒng)研究的是孤立的靜態(tài)系統(tǒng)，復雜性研究關(guān)注的則是開放的動態(tài)的系統(tǒng)。相比于牛頓力學機械論“確定性”依據(jù)力學關(guān)系關(guān)注個體的速度和位置，新“確定性”則依據(jù)組分間的能量和信息傳遞關(guān)系以及組分個體的行為規(guī)則，關(guān)注系統(tǒng)整體的產(chǎn)生機制及其演化規(guī)律。

研究復雜性的科學家們在否定牛頓力學機械論“確定性”的同時，也在通過各自的工作，相互接力尋找著新的“確定性”，并用各自的研究成果，逐步將新“確定性”的面貌向人們展示了出來?？茖W家們在“宣告”牛頓力學機械論“確定性”“終結(jié)”的同時，也在尋求和展示新的“確定性”。

三、“確定性”——科學的永恒追求

眾多科學家在“宣告”牛頓力學機械論“確定性”終結(jié)的同時，也給出了“確定性”的新內(nèi)涵。無論是從事牛頓力學的科學家還是從事復雜性研究的科學家都在追尋“確定性”。科學研究在持續(xù)進行，對“確定性”的追尋也是持續(xù)的，但是“確定性”的內(nèi)涵卻是變化的。人們不禁要問，在這種隨著時間在歷史中展開的變與不變之間是否存在著某種聯(lián)系？換句話說，“確定性”與科學之間是否存在著某種關(guān)系？下文即依據(jù)科學史的發(fā)展脈絡(luò)，對這些問題展開討論。

雖然從嚴格意義上來說，科學肇始于哥白尼革命，經(jīng)過伽利略、開普勒、牛頓、愛因斯坦等一系列科學家們的努力，逐步發(fā)展成我們今天看到的樣子，但是想要追溯科學產(chǎn)生和發(fā)展的源頭，則必須將時間拉回到遙遠的古希臘。

相比于其他的古代文明，古希臘的先哲們對自然給予了更多的關(guān)注。和前人或同時代的非古希臘思想家相比，對自然的發(fā)現(xiàn)和理性的批判精神是古希臘人思想和知識活動的兩個重要特點。因此，古希臘被認為是科學的源頭所在。古希臘人開始認識到自然現(xiàn)象“是有規(guī)則的，受著一定的因果關(guān)系的支配”(17)G.E.R.勞埃徳：《早期希臘科學》，孫小淳譯，上海：上?？萍冀逃霭嫔?，2004年，第7頁。。古希臘的先哲們直覺地認為自然是和諧、統(tǒng)一、簡單和有序的，自然的事物都按一定規(guī)律發(fā)展，所以尋找這種規(guī)律也就成為古希臘人拯救現(xiàn)象、尋求“確定性”的基本思路。從古希臘開始就有許多人甚至是許多學派，力圖把所有的現(xiàn)象都解釋成是某種事物秩序所產(chǎn)生的結(jié)果。

思想史表明，自古希臘以降，相信自然事物中存在著某種秩序逐步成為一種信念并且逐步流傳開來。如果沒有這種信念，“相信事物之中存在著一定的秩序，尤其是相信自然界中存在著秩序，那末，現(xiàn)代科學就不可能存在”(18)A. N.懷特海：《科學與近代世界》，何欽譯，北京：商務(wù)印書館，1959年，第4頁。。

古希臘的先哲們?yōu)槿祟愗暙I的這種信念，經(jīng)過中世紀的洗禮，被進一步加強了。雖然，在科學發(fā)展的具體細節(jié)上，中世紀幾乎沒有做出什么貢獻，甚至還幫了倒忙，但是中世紀在規(guī)律的見解方面，為歐洲的知識界的形成提供了一個很長的訓練時期。經(jīng)院邏輯與經(jīng)院神學的長期統(tǒng)治已經(jīng)把嚴格肯定的思想習慣深深地種在歐洲人的心中。中世紀給了人們一種信念，“它認為每一細微的事物都可以用完全肯定的方式和它的前提聯(lián)系起來，并且聯(lián)系的方式也體現(xiàn)了一般原則”(19)A. N.懷特海：《科學與近代世界》，何欽譯，北京：商務(wù)印書館，1959年，第13頁。。中世紀帶給人們的這種習慣和信念，在經(jīng)院哲學被否定以后依然被完整地保存了下來。

相信事物中存在著一定的秩序，事物也必須依據(jù)它才能存在，成為一種普遍的信念，為后人所繼承。依據(jù)這種信念，人們能否理解這個世界，就在于能否發(fā)現(xiàn)隱藏在事物背后的這種秩序；人們能否把握未知，就在于能否通過這種秩序的發(fā)現(xiàn)獲得某種意義上的“確定性”。因此，找到這種秩序，獲得對自然事物的某種“確定性”，也就成了科學家從事科學事業(yè)的基本目的。

在哥白尼、牛頓等人登上歷史舞臺之前，這種對秩序的探究，對“確定性”的尋求，早已展開。也正是基于這種對“確定性”的尋求，通過哥白尼、開普勒和伽利略等人的努力，再經(jīng)由牛頓的大綜合，經(jīng)典的牛頓力學體系得以創(chuàng)立。

牛頓力學通過自己的輝煌成就，為其后近三百年時間的科學對“確定性”的尋求制定了基本規(guī)范，即力學機械決定論范式。牛頓力學在給出其機械論研究范式的同時，也給出了其機械決定論范式下“確定性”的基本內(nèi)涵。

雖然隨后受到相對論和量子力學的沖擊，但是機械論的基本框架還是被保留了下來。直到20世紀40年代前后，隨著各種針對復雜性的研究和成果陸續(xù)登上歷史舞臺，牛頓力學的機械論范式開始逐步被從事復雜性研究的科學家拋棄，同時拋棄的還有依據(jù)機械論范式所賦予的關(guān)于“確定性”的內(nèi)涵。

研究復雜性的科學家們在對經(jīng)典科學研究方法提出質(zhì)疑，否定牛頓力學機械論“確定性”的同時，也在通過各自的工作，相互接力尋找著新的“確定性”，并用各自的研究成果逐步將新“確定性”的面貌向人們展示了出來。他們在“宣告”牛頓力學機械論“確定性”“終結(jié)”的同時，也給出了新的“確定性”的內(nèi)涵。

回顧科學史的發(fā)展脈絡(luò)，不難看出，從古希臘科學的起源開始一直到當代的科學研究，人們都在試圖發(fā)現(xiàn)隱藏在事物背后的規(guī)律，想要通過這些規(guī)律的發(fā)現(xiàn)獲得某種意義上的“確定性”。從科學的起源開始，對“確定性”的尋求就一直和科學相伴相隨，從不分離。無論什么時代的科學家，其從事科學研究的基本目標都是為了發(fā)現(xiàn)規(guī)律，而只要試圖發(fā)現(xiàn)規(guī)律，其本身就必然帶有對某種“確定性”的尋求。

經(jīng)典的牛頓力學選取事物間的力學關(guān)系作為研究的出發(fā)點，依據(jù)其研究的成果將世界看作確定的機器，并且利用簡單的力學定律試圖通過描繪自然事物的軌道運行，確定事物沿著軌道運行的速度和位置，從而給世間萬物以“確定性”的“解釋”。牛頓力學通過自己對“確定性”的追尋，“賦予”了“確定性”以機械決定論意義下的內(nèi)涵。這種“確定性”告訴人們只需將注意力集中在物質(zhì)的機械特性上就可以了，而世界的復雜只是其表面的現(xiàn)象，換言之，世界的復雜本質(zhì)上都是遵循簡單運動規(guī)律的物體的運動。

研究復雜性的科學家們“宣告”了牛頓力學機械論“確定性”的“終結(jié)”。他們首先想要表明的是，牛頓力學機械論范式為人們所描述的機械式“確定性”的世界“圖景”并不真實。自然界并不是一切事物都井然有序地沿著既定的軌道運行，真實的世界從來都不是機械地確定的——隨機事件隨時在發(fā)生，每天都有大量的生物體產(chǎn)生和滅亡。在真實的世界中，時間不可逆性遠比可逆性更為常見，時間不但不是幻象，反而恰恰是人類以及大量事物存在的基本維度。此外，這些科學家們還想要表達的是，牛頓力學方法在處理復雜性問題時失去了效用，因為面對由多個組分組成的復雜系統(tǒng)，牛頓力學提供的研究方法不能再為科學家們尋求事物背后的秩序提供什么幫助。換言之，想要利用牛頓力學方法通過研究復雜系統(tǒng)尋求“確定性”，已經(jīng)變得不可能了。

為了繼續(xù)對“確定性”的追尋，這些科學家們開始正視世界的復雜性和隨機性，將世界看作一個類似生物體的多層次的復雜系統(tǒng)，試圖依據(jù)系統(tǒng)組分間的能量和信息傳遞關(guān)系以及組分個體的行為規(guī)則，來揭示復雜系統(tǒng)作為整體在時間序列的動態(tài)過程中生成演化的共同機制和規(guī)律。

然而，世界本身是復雜的。無論是把世界看作“確定的機器”，還是把世界看作“有機的系統(tǒng)”，所選取的都只是世界的一個側(cè)面，而不是全部。無論是“事物間的力學關(guān)系”，還是“組分間的能量和信息傳遞關(guān)系以及組分個體的行為規(guī)則”，其實都是事物間復雜關(guān)系中的一種或一部分。同樣，無論是“個體對象軌道運動的狀態(tài)”，還是“系統(tǒng)整體的狀態(tài)的產(chǎn)生及其變化”，都是事物發(fā)展變化的一個方面。無論是“確定個體的速度和位置”，還是“揭示系統(tǒng)整體的產(chǎn)生機制及其演化規(guī)律”，所確定或揭示的也都只是世界某一個方面的規(guī)律。

無論是牛頓力學，還是新興的復雜性研究，在科學發(fā)展的歷史長河中，其所代表的其實都只是科學發(fā)展的一個階段。無論它們將世界看成什么，選取什么樣的研究對象、研究手段，以及想要揭示什么樣的規(guī)律，它們所涉及的都還是世界總體的一個側(cè)面。隨著人類對自然界認識的不斷深入，科學研究終究還會進入其他新的階段。從事復雜性研究的科學家們“宣告”牛頓力學機械決定論意義下的“確定性”“終結(jié)”的同時，也預示著在未來的某個時期，會有一群科學家“宣告”復雜性研究所賦予的“確定性”的新內(nèi)涵的“終結(jié)”。這就是說，所“終結(jié)”的只是某種“宣告”，而隨著人類認識的不斷深入發(fā)展，新的“確定性”必定將在新的“宣告”中誕生，以增加人類對“世界總體”更多側(cè)面的認識。這乃是科學發(fā)展本性上必然的形而上學使命。

在科學發(fā)展的歷史長河中，任何階段的科學研究成果都是有限的。力學定律無法解決系統(tǒng)的生成演化問題，同樣復雜性研究的很多成果也在面對著很多無法解釋的現(xiàn)象。牛頓定律是有限的，同樣，其他科學定律、理論也都是有限的。就像溫伯格坦然承認的那樣：“我們今天的理論只有有限的意義，是暫時的、不完備的?！?20)S.溫伯格：《終極理論之夢》，李詠譯，長沙：湖南科學技術(shù)出版社，2003年，第3頁。與其說復雜性研究“宣告”了牛頓力學機械決定論“確定性”的“終結(jié)”，毋寧說它“明晰”了牛頓力學理論體系的邊界范圍。雖然說面對科學研究的前沿問題，牛頓力學制定的規(guī)范失去了尋求新的“確定性”的效用，但是只要離開科學前沿，牛頓力學理論在很多宏觀低速的領(lǐng)域內(nèi)依然運行得很好。無論是馬路上汽車的奔跑，還是水中輪船的行進，所遵循的都還是牛頓力學定律。即便是智能機器的制造，只要涉及機械固件的設(shè)計和生產(chǎn)，其依據(jù)的基本原理依然還是牛頓力學。

行文至此，無需再多的論述。只要簡單回顧科學史，即可發(fā)現(xiàn)整個科學的發(fā)展歷程其實就是尋求“確定性”的歷程?！按_定性”作為科學的永恒追求，與科學始終相伴相隨。由于世界的復雜性和科學理論的有限性，任何科學發(fā)展階段的具體科學理論所展現(xiàn)的“確定性”內(nèi)涵都僅僅與這個階段的具體理論相聯(lián)系，因而也是有限的。隨著科學的發(fā)展，“確定性”的具體內(nèi)涵也會隨科學理論的更新和演化而更新、演化，從而任何具體的“確定性”觀念所能指涉的范圍都是有限的，但是“確定性”的具體內(nèi)涵卻是在變化發(fā)展的。所以，唯有對“確定性”的尋求是不變的，且伴隨科學始終。