序 分享優秀心靈的夢境　　　　黃榮村 前言 第 一 章 美麗的大蘇爾、塞尚的蘋果 　　　　 ——生命的無奈、在於走過方知來時路。 〈第 一 部〉 複雜科學 第 二 章　 科學的新綜合體 ——當科學家檢視複雜系統的廣大範圍時， 一個新的世界觀即將誕生。 第 三 章　 秩序、複雜性與混沌 　　　　　 ——真實世界中，很少是如此單純且明確的， 桌上只有少數牌是攤開的。 第 四 章 生命可以是如此非線性 　　　　　 ——生命是非線性的， 其他一切耐人尋味的事也都是。 第 五 章 模擬真實世界 ——複雜科學所創造的一些對真實的模擬， 共通性是：都在電腦上完成。 第 六 章 連結論與神經網路 　　　　　 ——假設連結論者的模型確是模仿人腦構造， 我們又如何知道神經網路是人腦的關鍵？ 第 七 章 錢賺得愈來愈快 　　　　　 ——方興未艾的複雜科學， 正衝擊著商業界及金融界。 〈第 二 部〉 哲學與反哲學 第 八 章 造物主的造物密碼 ——科學理論的主要性質， 在要求一個不變的構造。 第 九 章 等待救世主 　　　　　 ——心理學界及社會科學界也正在 等待他們的真先知降臨。 第 十 章 錯以腦為心的人 ——生物學機微笑地說： 「我仍然認為你在欺騙自己。」 第十一章 軀體從不說謊 ——那麼科學，就向軀體一樣， 從不說謊。 第十二章 向無限挑戰 　　　　　 ——數學本身不僅提供複雜科學的語言， 也服從複雜科學的邏輯基礎。 第十三章 創造的工具 ——我們創造了儀器， 儀器則改變了人類的認知與想像。 〈第 三 部〉 結論 第十四章 理性之夢 ——我們的信念和哲學觀要與科學不衝突， 雖然信念和哲學觀不一定要植基於科學。　 附錄 延伸閱讀

前言 西方思想將世界理解成二元，即心和物的世界。這種二元論，是對真實世界的割裂，也始終讓我們頭疼。我們能調和嗎？ 大多數自然科學家認為，整個宇宙的運行都是根據人所能了解的自然律。從它的開始到結束，從最小的粒子到最大的星系，都按一定規則，沒有例外。地球上的生命被看成是複雜的化學反應：演化、分支之後，最後產生具有法律、宗教、文化的文明。我相信這種對自然世界的物質／化約主義（reductionalist-materialist）觀點，基本上是正確的。 另外一些人，則認為自然只是存在於心中的理念，所有我們對物質實體的思考都是超驗於這個實體的。按這種看法，藝術、宗教、哲學和科學形成一個不可見的意義世界，而它源於心的秩序。這些人的信念和前述「物世界」的信念一樣強，我也相信這種強調以心認物的「超驗觀」是正確的。 這兩種世界觀（自然的和超驗的）顯然有深層的衝突。似乎「心」是超驗於「自然」的。但是，按照自然科學，那個超驗的實驗本身必須要有物質基礎，那麼它必須遵守自然律。如何解決這個衝突，將是人類文明在未來數世紀的課題。 一個很誘人的化解方法是將這二元歸於其中一元，而號稱解決。 　　 ■拈花後笑的佛陀 傳說中，當佛陀面臨類似的問題時拈花微笑。這顯示二元或非二元都無法解答。但是這種洞識，為我們提供了探尋的出發點，而不是終點。 最新發展的「複雜科學」便是踏出的第一步。 「複雜科學」是什麼呢？ 科學早已探索了小宇宙和大宇宙，我們也大致清楚整個景觀。而尚未探討的處女地是「複雜性」。身體器官、腦、經濟、人口和演化系統、動物行為、大分子，這些都是複雜系統。這些系統之中，有些可以由電腦模擬計算，有些則除了自己本身之外，沒有任何東西能模擬它。科學家正以跨學科的方式來迎接「複雜性」的挑戰。令人驚訝的是，他們發現可以從簡單的規則產生複雜系統。 例如有一種在電腦螢幕上的遊戲叫「格狀自動機」，螢幕上的點只是按簡單規則去演化排列，卻能產生很複雜的行為。換個突度看，宇宙中由原子排列成的三維空間格狀自動機，也已經演化生命和文化。這所有的一切都可看成簡單元件所演化出來的複雜系統。 本書第一部分描述的是這個複雜科學的一些主題，包括：生物組織原理的重要性、以計算法來看數學及物理過程、平行計算網路以及非線性動力學的重要性、對混沌的了解、實驗數學、神經網路和平行分配處理。 沒有人能預測複雜科學終將朝哪一個方向發展，但它預示科學的新綜合體很可能改變我們的物質世界觀。 　　 ■新的世界觀 近三世紀以來興起的現代科學研究工具，像顯微鏡、望遠鏡都是解析性的，它促進了化約式的科學觀。按此觀點，處理最小物質的物理學是最基礎的學科。由物理原理可以導出化學定律，然後是生物學，依此建立階梯。這種自然觀並沒有錯，但它的確深受當時的工業和技術影響。 　　具有處理大量數據、資料能力以及模擬真實世界的電腦，提供了另一個觀察自然的窗口。正由於電腦所產生的知識與傳統工具不同，我們可能開始看到不同的東西，它提供了對真實不同的視角。我將描述一些電腦上的應用情形：模擬智慧、模擬分子的行為、建構真實生命與人工生命的模型、決定性混沌的發現、非線性系統、模擬演化、神經網路、波茲曼機器、實驗數學等等。這些應用所發展出來的技術將在商業界、財經界、法律界和軍事上有巨大影響，世界將隨之改變。 作為一種新的生產方式，電腦不但創造出努力追求知識並且溶入社會的新人類，也讓人對知識有了新的想法。電腦轉變了科學，也帶來了新的世界觀。 本書第二部分討論「複雜科學」對科學哲學的影響。科學哲學前途堪虞，許多哲學家都認為它日薄西山，因而棄之不顧。過去，哲學是神學的婢女，在本世紀則為科學的娼妓，最後它差不多成為棄婦。像我這樣的科學家通常是反哲學的，拒斥讓哲學家解釋科學。但是過去並非如此。 幾十年以前，很多科學家，尤其是物理學家，經常討論科學哲學；時下的趨勢則由思想轉向行動。科學家從事的本行之外的活動，較傾向道德問題而少涉及哲學。他們參與的活動包括環境、戰爭與和平以及人權。所以現在由我這麼一個「反哲學者」撰寫有關科學哲學的文章，是需要一番解釋的。 　　 ■讓科學哲學與科學再度整合 對科學活動的思考已經壁壘分明，一種是哲學的，另一種是經驗實證的。科學哲學和科學的分裂始於兩百年前的康德（Immanuel Kant, 1724-1804，德國哲學家），並且延續至今。我相信由於新的複雜科學，這個分野在未來會比較不明顯。我欣然迎接這項發展。尤其是在認知科學(cognitive science)方面，哲學家和科學家也許要重新攜手合作。也許，科學哲學並非日暮途窮，而是要再度與科學整合，恢復到康德之前與科學的情況。 我不是哲學家，本書所提及的也算不上是哲學，因為其中的論證並不嚴密，我只是試著呈現「複雜性研究」帶給科學的新展望。我利用傳統哲學上的主題來討論物質實在的性質、認知的問題、心物問題、科學研究的特性、數學的性質、儀器在研究中所扮演的角色等。 由於我身為物理學家，諸般觀點頗受訓練所左右。但是複雜科學的一些最令人興奮的發展是在社會、經濟及心理行為方面。有趣的是，這個新科學的跨學門性質將超越傳統自然科學和社會科學的鴻溝。有些人對此樂見其成，有些人則嗤之以鼻。 在我科學思考中重複出現的主題是「選擇系統」的想法。它是將達爾文——華萊士的天擇想法，用到廣義的模式認知系統上。經驗科學是一種選擇系統，它選的不是物種，而是有關自然的理論。經驗科學可視為找尋宇宙不變律的選擇系統。這樣的概念在生物學上已經普遍應用；但它對社會科學和心理學的衝擊才剛開始——孕育的時間很久，但是產生的改變既深且巨，很多較傳統的科學家仍將抗拒它的來臨。 　　 ■未來的第一線曙光 我想，心物二元論的問題，最後不是解決而是消失於無形。以前認為很基本的問題就曾消失過：幾世紀以前，自然哲學家曾爭辯「實質」和「外觀」的區分，後來經驗科學成熟後，這區分就消失了。同樣地，「心」與「物」的涇渭分明也會隨著複雜科學的興起而消弭。當我們透過神經科學、認知科學、計算科學、生物學、數學和人類學等等，深入了解心靈世界的意義是如何由物質支持和表現，將會產生科學的新綜合體和嶄新的文明與文化世界觀。 我相信率先掌握這種新科學的國家和人民，將會成為下一世紀經濟、文化和政治上的超級強權。本書的目的即在闡釋這個知識綜合體的雛形，並捕捉未來文明的第一線曙光。

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