第四章 組裝複雜性
失控：全人類的最終命運和結局 作者：凱文·凱利 投票推薦 加入書簽 留言反饋
4.1 生物——機器的未來
灰暗的秋色降臨，我站在美國最後一片開著野花的大草原[1]中間。微風拂來，黃褐色的草沙沙作響。我閉上眼睛向耶穌——那重生複活的上帝——祈禱。接著，我彎下腰，劃著火柴，點燃這片最後的草原。草原燃起熊熊烈火。
“今日原上草，明日爐中燒。”那複活者說。火借風勢劈啪作響，燃起8英尺高的火牆，如一匹脫韁野馬；此時，那一段福音浮現在我的腦海中。叢叢枯萎的野草發出的熱量令人敬畏。我站在那裏，用綁在掃帚把上的橡皮墊拍打火苗，試圖控製火牆的邊界，阻止它向淡黃色的田野蔓延。我想起了另一節福音：“新的到來，舊的逝去。”
在草原燃燒的同時，我想到了機器。逝去的是舊的機器之道，到來的是重生的機器之本性，一種比逝去的更有活力的本性。
我來到這片被火燒焦的草地，因為這片開著野花的草原以自己的方式展現了人造物的另一個側麵，正如我馬上要解釋的那樣。這片燒焦的土地以事實說明，生命正在變為人造的，一如人造的正在變得有生命，它們都在成為某種精彩而奇特的東西。
機器的未來就在腳下這片雜亂的草地裏。這片曾經野花盛開的草原被機器按部就班地翻犁過，什麽都沒留下，除了我腳下的這一小片草地。然而，具有極大諷刺意味的是，這片小草地掌握著機器的命運——因為機器的未來是生物。
帶我來到這片草場火海的人，是三十多歲、做事極其認真的史蒂夫·帕克德[2]。當我們在這片小草原上漫步時，他撫弄著少許幹雜草——他非常熟悉它們的拉丁名字。大約20年前，帕克德陷入一個無法自拔的夢想。他幻想某個郊區的垃圾場重新綻放出花朵，還原為繽紛草原的原始顏色，成為煩擾不斷的世人尋求心靈平和的生命綠洲。就像他喜歡對支持者說的那樣，他幻想得到一個“帶來生活品質改善”的草原禮物。1974年，帕克德開始實施自己的夢想。在持懷疑態度的環保組織的些許幫助下，他開始在離芝加哥市中心不太遠的地方重建一個真正的草原。
帕克德知道，生態學教父奧爾多·利奧波德[3]在1934年曾經成功地重建了一塊勉勉強強的草原。利奧波德所在的威斯康星大學買了一個名為柯蒂斯的舊農場，打算在那裏建立一個植物園。利奧波德說服學校讓柯蒂斯農場重新還原成草原。廢棄的農場將最後一次接受翻犁，然後被撒上行將絕跡的、幾乎叫不上名字的草原種子，隨後就聽之任之了。
這個簡陋的實驗並非在逆轉時鍾，而是在逆轉文明。
在利奧波德這天真的行動之前，文明邁出的每一步都走上對自然進行控製和阻隔的又一個階梯。修建房屋是為了將大自然的極端溫度擋在門外；侍弄園圃是為了將自然生長的植物轉變為馴服的農作物；開采鐵礦則是為了砍伐樹木以獲取木材。
這種前進的步伐很少有過停歇。偶爾，某個封建領主為了自己的狩獵遊戲會保留一片野生樹林不被毀掉。在這塊庇護地，獵場看守人可能會種植一些野生穀物為他主人的狩獵吸引動物。但是，在利奧波德的荒唐舉動之前，沒有人刻意地去“種植“野生狀態。事實上，即使在利奧波德審視柯蒂斯項目的時候，他也不認為能有人“種植”野生狀態。作為一個自然學家，他認為必須由大自然來主掌這片土地，而他的工作就是保護自然的一切舉動。在同事以及大蕭條時期由國家資源保護隊雇用的一群農民小夥子的幫助下，利奧波德在頭5年時間裏，用一桶桶水和偶爾進行的間苗，養護了300英畝[4]新興的草原植物。
草原植物生長茂盛，非草原雜草同樣生長茂盛。這片草場無論覆蓋上了什麽，都不是草原曾經有過的模樣。樹苗、歐亞舶來種以及農場雜草，都與草原植物一起旺盛地生長。在最後一次耕耘又過了10年後，利奧波德終於明了，新生的柯蒂斯草原隻不過是個荒原混血兒。更糟糕的是，它正在慢慢變成一個雜草叢生的場地。這裏缺失了什麽。
也許有一個關鍵的物種缺失了。一旦這個物種被重新引進，它就有可能恢複整個植物生態圈的秩序。20世紀40年代中期，人們找到並確認了這個物種。它是個機敏的動物，曾經遍布高草草原，四處遊蕩，影響著所有在草原安家的植物、昆蟲和鳥類。這個缺失的成員就是——火。
火使草原有效地運轉。它使那些需要浴火重生的種子得以發芽[5]，將那些入侵的樹苗一筆抹去，讓那些經不起考驗的“城裏人”望而卻步。火在高草草原生態中所承擔的重要職能被重新發現，這也正契合了對火在北美其他幾乎所有生態圈內所承擔的職責的重新發現。說是重新發現，因為原住民中的土地學家早已認識和利用了火對大自然的影響。歐洲移民曾詳細記錄了火在白人統治前的草原上無處不在、肆意橫行的情況。
盡管對我們來說火的功能已經了然，但當時生態學家還不清楚火是草原的重要組成部分；自然資源保護論者，也就是我們現在所說的環保人士，就更不理解了。具有諷刺意味的是，奧爾多·利奧波德，這位最偉大的美國生態學家，竟然強烈反對讓野火在荒地裏燃燒。他於1920年寫道：“放火燒荒不僅無益於預防嚴重的火災，而且最終會摧毀為西方工業提供木材的森林。”他列舉出放火不好的五個原因，沒有一個是有根據的。利奧波德嚴厲斥責“燒荒宣傳員”，他寫道，“可以確定地說：如果燒荒再持續50年的話，我們現存的森林區域將進一步大幅度縮小。”
10年後，當大自然的相互依賴性被進一步揭示之後，利奧波德終於承認了天然火的重要本質。當他重新在威斯康星這塊人造草地引入火種之後，草原迎來了幾個世紀以來最茂盛的生長期。曾經稀少的物種開始遍布草原。
然而，即使經過了50年的火與太陽及冬雪的洗禮，今天的柯蒂斯草原仍然不能完全體現其物種的多樣性。尤其是在邊緣地帶——通常這裏都是生態多樣性最集中體現的地方，草原幾乎成了雜草的天下，這些雜草同樣肆虐在其他被人遺忘的角落。
威斯康星的實驗證明，人們可以大致地拚湊出一個草原的近似物。但是，到底要怎樣才能再現一個各方麵都真實、純潔、完美的草原呢？人類能從頭開始培育出真正的草原嗎？有辦法製造出自維持的野生狀態嗎？ 4.2 用火和軟體種子恢複草原
1991年秋天，我和史蒂夫·帕克德站在他的寶地——他稱之為“閣樓中發現的倫勃朗”——芝加哥郊外的樹林邊。這是我們將要放火焚燒的草原。散生的橡樹下生長著幾百英畝的草，沙沙作響、隨風傾倒的草掃拂著我們的腳麵。我們徜徉在一片比利奧波德看見的更富饒、更完美、更真實的草地上。融入這片褐色植物海洋的是成百上千種不尋常的物種。“北美草原的主體是草，”帕克德在風中大聲喊道，“而大多數人注意到的是廣告中的花朵。”我去的時候，花已經凋謝，樣貌平平的草和樹似乎顯得有些乏味。而這種“無趣”恰恰是重現整個生態係統的關鍵所在。
為了這一刻，帕克德早在20世紀80年代初，就在伊利諾伊州繁茂的叢林中找到了幾塊開滿鮮花的小空地。他在地裏播上草原野花的種子，並將空地周邊的灌木清除掉，擴大空地的麵積。為了阻止非原生雜草的生長，他把草點燃。起初，他希望火能自然地做好清理工作。他想讓火從草地蔓入灌木叢，燒掉那些林下灌木。然後，由於林木缺乏油脂，火就會自然地熄滅。帕克德告訴我，“我們讓火盡可能遠地衝進灌木叢。我們的口號是，‘讓火來做決定’。”
然而，灌木叢沒有按他希望的那樣燃燒。於是，帕克德和他的工作人員就動手用斧子清除那些灌木。在兩年的時間內，他們獲得了令人滿意的結果。野生黑麥草和金花菊茂密地覆蓋了這片新領地。每個季節，這些重建者都要親自動手砍伐灌木，並播種他們所能找到的、精挑細選的北美草原花種。
可是，到了第三年，顯然又有什麽不對勁的地方。樹蔭下的植物長得很不好，不能為季節性的燒荒提供良好的燃料。而生長旺盛的草又都不是北美草原的物種，而是帕克德以前從沒見過的。漸漸地，重新種植的區域又還原為灌木叢。
帕克德開始懷疑，任何人，包括他自己，是否能走出幾十年來焚燒一塊空地，卻一無所獲的困境。他認為一定還有另一個因素被忽略了，以至於無法形成一個完整的生物係統。他開始讀當地的植物曆史，研究那些古怪的物種。
他發現，那些在橡樹地邊緣的空地上繁茂生長的不知名物種並不屬於北美草原，而是屬於稀樹大草原生態係統[6]——一個生長有樹木的草原。研究了那些與稀樹大草原有關的植物之後，帕克德很快意識到，在他的重建地邊緣還點綴著其他的伴生物種，如蒲公英、霜龍膽和金錢草。甚至還在幾年前，他就發現了怒放的星形花朵。他曾經把開著花的植物帶給大學的專家看，因為星形花植物多種多樣，非專業人士是分辨不出來的。“這是什麽鬼東西？”他問植物學家，“書中找不到，（伊利諾伊）州物種目錄中也沒列出來。這是什麽？”植物學家說：“我不知道。這可能是稀樹大草原的星形花植物，可是這裏並沒有稀樹大草原，那麽，它就不可能是那種植物。不知道是什麽。”人們對他們不想要的東西總是視而不見。帕克德甚至告訴自己那不同尋常的野花一定是偶然出現的，或被認錯了。他回憶說：“稀樹大草原物種不是我最初想要的，因此曾想把它們除掉來著。”
然而，他不斷地看到它們。他在地裏發現的星形花植物越來越多。帕克德漸漸明白了，這古怪的物種是這些空地上的主要物種。其他與稀樹大草原相關的許多物種，他還沒有認出來。於是，他開始到處搜尋樣本——在古老公墓的角落裏，沿著鐵路的路基，以及舊時的馬車道——任何可能有早期生態係統零星幸存者的地方，隻要可能，就收集它們的種子。
帕克德看著堆在車庫裏的種子，有了一種頓悟。混成一堆的北美草原種子是幹燥的、絨毛似的草籽。而逐漸多起來的稀樹大草原的種子則是“一把把色彩斑斕、凹凸不平、粘糊糊的軟膠質”，成熟後的種子包有果肉。這些種子不是靠風而是靠動物和鳥類傳播。那個他一直試圖恢複的東西——共同進化係統，聯鎖的有機體係——不是單純的北美大草原，而是有樹的大草原：稀樹大草原。
中西部的拓荒者稱有樹的草原為“荒野”。雜草叢生的灌木叢，和長在稀少樹木下的高草，既不是草地也不是森林，因此對早期定居者來說那是荒野。幾乎完全不同的物種使得這裏保持著與北美大草原截然不同的生物群係。這塊稀樹大草原的荒野特別依賴火，其程度遠超過北美大草原。而當農民們來到這裏，停止了燒荒，這塊荒野就迅速淪為樹林。本世紀初，這種荒野幾乎消失，而有關這裏的物種構成也幾乎沒有記錄。但是一旦帕克德腦子裏形成了稀樹大草原的“搜索圖像”，他就開始在各處看到它存在的證據。
帕克德播種了成堆的稀樹大草原古怪的粘糊糊種子。兩年之內，這塊地就由稀有的被遺忘了的野花點綴得絢麗多彩：問荊、藍莖秋麒麟、星花蠅子草、大葉紫菀。1988年的幹旱使那些原本非土生土長的雜草枯萎了，而重新得以安家落戶的“土著居民”卻依然茁壯成長。1989年，一對來自東方的藍色知更鳥（在這個縣已經幾十年未見過了）在它們熟悉的棲息地安了家——帕克德將這件事看作是“認證”。大學的植物學家們回了電話，州裏似乎有關於稀樹大草原多種花色鮮明植物的早期記錄。生物學家將其列入瀕臨滅絕的物種清單。長有橢圓葉的乳草植物在這塊重建的荒野恢複生長了，而在州裏其他任何地方都找不到它們的影子。稀有而瀕臨滅絕的植物，如白蝴蝶蘭花和淺色連理草也突然自己冒了出來。可能它們的種子一直處在休眠中——在火和其他因素之間找到了合適的萌芽條件——或者由鳥類，如來訪的藍色知更鳥，帶了過來。伊利諾伊州各地整整10年未見過的銀藍色蝴蝶，奇跡般地出現在芝加哥郊區，因為，在那新興的稀樹大草原上生長著它最喜愛的食物，連理草。
“啊，”內行的昆蟲學家說，“愛德華茲細紋蝶是典型的稀樹草原蝴蝶，但是我們從沒見過。你肯定這是稀樹草原嗎？”到了重建後的第5年，愛德華茲細紋蝶已經在這個地區滿天飛舞了。
“你蓋好了，他們就會來。”這是電影《夢幻之地》[7]中的經典台詞。這是真的。你付出的努力越多，得到的越多。經濟學家稱其為“報酬遞增法則”，或滾雪球效應。隨著相互聯係的網絡編織得越來越緊密，再加織一片就更容易了。 4.3 通往穩定生態係統的隨機路線
不過，其中仍有機巧。隨著事情的進展，帕卡德注意到物種加入的次序很有關係。他獲悉其他生態學家發現了同樣的情況。利奧波德的一位同事發現，通過在雜草叢生的土地，而不是像利奧波德那樣在新開墾的土地上播種北美草原的種子，能夠獲得更接近真實的北美草原。利奧波德曾經擔心爭強好勝的雜草會扼殺野花，但是，雜草叢生的土地比耕種過的土地更像北美大草原。在雜草叢生的陳年地塊上，有一些雜草是後來者，而它們中有些又是大草原的成員。它們的提早到來能加速向草原係統的轉變。而在耕耘過的土地上，迅速抽芽的雜草極具侵略性，那些有益的“後來者們”加入這個集體的時間過晚。這好比在蓋房子時先灌注了水泥地基，然後鋼筋才到。因此，次序非常重要。
田納西州立大學生態學家斯圖亞特·皮姆[8]將各種次序——如經典的刀耕火種——與自然界上演了無數次的次序作了比較。“從進化的意義上來說，參與遊戲的選手們知道先後的順序是什麽。”進化不僅發展了群落的機能，而且還對群落的形成過程進行了細調，直到群落最終能夠成為一個整體。還原生態係統群落則是逆向而行。“當我們試圖還原一塊草原或一塊濕地的時候，我們是在沿著該群落未曾實踐過的道路前行，”皮姆說。我們的起點是一個舊農場，而大自然的起點則可能是一個萬年前的冰原。皮姆自問道：我們能通過隨機加入物種，組合出一個穩定的生態係統嗎？要知道，人類還原生態係統的方式恰恰帶有很強的隨機性。
在田納西州立大學的實驗室裏，生態學家皮姆和吉姆·德雷克[9]一直在以不同的隨機次序組合微生態係統的元素，以揭示次序的重要性。他們的微觀世界是個縮影。他們從15至40種不同的單一水藻植株和微生物入手，依次把這些物種以不同的組合形式及先後次序放入一個大燒瓶。10到15天之後，如果一切進展順利，這個水生物的混合體就會形成穩定的、自繁殖的泥地生態——一種很特別的、各物種相互依存的混合體。另外，德雷克還在水族箱裏和流水中分別建立了人工生態。將它們混在一起後，讓其自然運行，直到穩定下來。“你看看這些群落，普通人也能看出它們的不同，”皮姆評論道，“有些是綠色的，有些是棕色的，有些是白色的。有趣的是沒辦法預先知道某種特定的物種組合會如何發展。如同大多數的複雜係統一樣，必須先把它們建立起來，在運行中才能發現其秘密。”
起初，人們也不是很清楚是否會容易地得到一個穩定的係統。皮姆曾以為，隨機生成的生態係統可能會“永無休止地徘徊，由一種狀態轉為另一種狀態，再轉回頭來，永遠都不會到達一個恒定狀態”。然而，人造生態係統並沒有徘徊。相反，令人驚訝的是，皮姆發現了“各種奇妙的現象。比如說，這些隨機的生態係統絕對沒有穩定方麵的麻煩。它們最共同的特征就是它們都能達到某種恒定狀態，而且通常每個係統都有其獨有的恒定狀態”。
如果你不介意獲得的係統是什麽樣子，那麽要獲得一個穩定的生態係統是很容易的。這很令人吃驚。皮姆說：“我們從混沌理論中得知，許多確定係統都對初始條件極其敏感——一個小小的不同就會造成它的混亂。而這種生態係統的穩定性與混沌理論相對立。從完全的隨機性入手，你會看到這些東西聚合成某種更有條理性的東西，遠非按常理所能解釋的。這就是反混沌。”
為了補充他們在試管內的研究，皮姆還設立了計算機模擬試驗——在計算機裏構建簡化的生態模型。他用代碼編寫了需要其他特定物種的存在才能生存下來的人造“物種”，並設定了弱肉強食的鏈條：如果物種b的數量達到一定密度，就能滅絕物種a。（皮姆的隨機生態模型與斯圖亞特·考夫曼[10]的隨機遺傳網絡係統相似。見第二十章）每個物種都在一個巨大的分布式網絡中與其他物種有鬆散的關聯。對同一物種列表的成千上萬種隨機組合進行了運行後，皮姆得到了係統能夠穩定下來的頻度。所謂穩定，即指在小擾動下，如引入或移除個別物種，不會破壞整體的穩定性。皮姆的結果與其瓶裝微觀生物世界的結果是相呼應的。
按皮姆的說法，計算機模型顯示：“當混合體中有10至20種成分時，其峰值（或者說穩定點）可能有十幾到上百個。假如你重演一遍生命的進程，會達到不同的峰值。”換句話說，投放了同樣的一些物種後，初始的無序狀態會朝向十幾個終點。而改變哪怕是一個物種的投入順序，都足以使係統由一個結果變成另一個。係統對初始條件是敏感的，但通常都會轉為有序狀態。
皮姆把帕卡德還原伊利諾伊大草原（或者應該說是稀樹大草原）的工作看成是對他的發現的佐證：“帕卡德第一次試圖組合那個群落的時候失敗了，從某種意義上說，是由於他得不到所需的物種，而在清除不想要的物種時又遇到很多麻煩。一旦引進了那些古怪卻合適的物種，離恒定狀態就相當接近了，所以它能容易地達到那個狀態，並可能一直保持下去。”
皮姆和德雷克發現了一個原則，它對任何關注環境以及對創建複雜係統感興趣的人都是重要的經驗。“要想得到一塊濕地，不能隻是灌入大量的水就指望萬事大吉了。”皮姆告訴我，“你所麵對的是一個已經曆經了千萬年的係統。僅僅開列一份豐富多樣的物種清單也是不夠的。你還必須有組合指南。” 4.4 如何同時做好一切
史蒂夫·帕克德的初衷是想延續真正的北美草原棲息地。在此過程中，他複活了一個已經消逝了的生態係統，也許還得到了一個稀樹大草原的合成指南。30年前，戴維·溫蓋特[11]在百慕大群島的一片海洋（而不是如海的草地）中看護一種珍稀岸禽，以使其免於滅絕。在此過程中，他再現了一個亞熱帶島嶼的完整生態環境，進一步闡明了組合大型機能係統的原理。
百慕大的故事說的是一個島嶼受到病態的、無規劃的人工生態係統的蹂躪。第二次世界大戰結束時，住房開發商、外來害蟲徹底侵占了百慕大群島，當地植物被進口的花園物種所毀滅。1951年，在該群島外島的懸崖上發現了百慕大圓尾鸌——一種海鷗大小的海鳥——這一通告令當地居民和全球科學界極為震驚，因為人們認為百慕大圓尾鸌已經滅絕幾個世紀了。人們最後看到它們是在渡渡鳥滅絕前後的17世紀。出於一個小小的奇跡，幾對圓尾鸌一連幾代都在百慕大群島遠處海崖上孵卵。它們大部分時間生活在水上，隻有在構建地下巢穴時才上岸，因此4個世紀都沒人注意到它們。
戴維·溫蓋特在中學時代就對鳥類充滿狂熱的興趣。1951年，百慕大一位自然學家成功地將第一隻圓尾鸌從裂隙深處的鳥巢取出時，他就在現場。後來，蓋溫特參與了嚐試在百慕大附近名為楠薩奇的無人居住的小島重新安置圓尾鸌的行動。他如此傾心於這個工作，以至於新婚的他搬到了這個無人居住、沒有電話的外島上的一處廢棄的建築裏。
溫蓋特很快就明白了，如果不還原這裏的整個生態係統，就不可能恢複圓尾鸌的興旺。楠薩奇和百慕大原本覆蓋著茂密的香柏樹林，但是在1948至1952年僅僅三年的時間裏，香柏就被引入的害蟲徹底毀掉了，隻剩下巨大的白色樹幹。取而代之的是許多外來植物。溫蓋特認為主島上那些高大的觀賞樹肯定逃不過五十年一遇的颶風。
溫蓋特麵對著所有整體係統製造者都會麵臨的難題：從何入手？事事都要求其他的條件萬事俱備，但你又不可能一下子把整個東西拎起來舞弄。有些事必須先做，而且要按正確的順序去做。
通過對圓尾鸌的研究，溫蓋特斷定，它們的地下築巢地點已經因無計劃的城市擴張而減少了，之後，又有熱帶白尾鳥前來搶奪僅存的合適地點。好鬥的熱帶鳥將圓尾鸌的幼鳥啄死，再占用其鳥巢。嚴峻的形勢需要采取嚴厲的措施。因此，溫蓋特為圓尾鸌製定了“政府安居計劃”。他製作了人工巢穴——一種地下鳥窩。假如楠薩奇森林能夠恢複的話，那些樹木就會在颶風的作用下微微傾斜，根部拔起而形成大小合適的縫隙。熱帶鳥太大進不去，但對圓尾鸌來說就太完美了。但是，溫蓋特等不及這一天了，因而，他製作了人工鳥巢，作為解開這個謎題的第一步。
由於需要森林，他種植了8000棵香柏，希望其中能有一些抵抗得住枯萎病。有些香柏確實頂住了病害的侵襲，但是又被風扼殺了。於是，溫蓋特又種了一種輔助物種——生長迅速、非本地生的常青植物木麻黃——作為環島防風林。木麻黃迅速長大，使香柏得以慢慢生長，幾年過後，更適應環境的香柏取代了木麻黃。補種的森林為一種已經幾百年未在百慕大出現過的夜鷺創造了完美的家，而夜鷺吞食陸地蟹。如果沒有夜鷺，這些陸地蟹就成了島上的有害物種。數目爆長的陸地蟹一直享用著濕地植物汁多味美的嫩芽。如今蟹的數量減少，讓稀少的百慕大莎草有了生長的機會，近幾年裏，它也有了結籽的機會。這就好像“少了釘子，丟了王國。”[12]的寓言故事。反過來說：找到釘子，王國獲勝。溫蓋特一步一步地重組了失去了的生態係統。
生態係統和其他功能係統猶如帝國，毀掉容易，建起來難。大自然需要發展森林或濕地的時間，因為就連大自然也不能同時做好一切。溫蓋特所給予的那種幫助並沒有違反自然規律。大自然一般都是利用臨時的腳手架來完成自己的許多成就的。人工智能專家丹尼·希利斯[13]在人類的大拇指身上看到了類似的故事。借助拇指的抓握，靈巧的手使人類的智能更進一步，具備了製造工具的能力。但是一旦智能建立，手就沒那麽重要了。希利斯宣稱，建立一個巨大的係統確實需要許多階段，一旦係統動作起來，這些階段就變得可有可無了。“錘煉和進化智能所需的輔助手段遠比簡單地停留在某個智能水平上要多得多。”希利斯寫道，“人們在確信與其他四指相對的拇指在智能發展中的必要性的同時，也毫不懷疑現在的人類可以脫離開拇指進行思考。”
當我們躺在隱於高山山梁的草甸上，或涉入潮沼肮髒的水中，就遭遇了大自然的“無拇指思想”。將樣板草場更新為花的世界所需要的中間物種此刻都消失了。留給我們的隻有“花的念想”，而缺失了看護它們成型的“拇指”。 4.5 艱巨的“拚蛋殼”[14]任務
你可能聽說過一個感人的故事——《植樹人種出了幸福》，它講的是如何從荒蕪中創造出一片森林和幸福的故事。這是一位1910年徒步去阿爾卑斯山深處旅行的歐洲年輕人講的故事： <blockquote>
這位年輕人信步來到一個多風無樹的荒蕪山區。那裏僅剩的居民是一些吝嗇、貧窮、牢騷滿腹的燒炭人，擠在一兩個破敗的村莊裏。年輕人在這個地方見到的唯一一個真正快樂的居民是一個孤獨的牧羊隱士。年輕人驚奇地看著這位隱士整天默默無語，白癡似的把橡子一粒粒戳進月球表麵似的荒山。沉默的隱士每天種100粒橡子。年輕人迫不急待地離開了這塊荒涼的土地。許多年後，第一次世界大戰爆發，年輕人竟又意外地回到了這裏。這次，他發現當年的那座村莊已經鬱鬱蔥蔥，幾乎認不出來了。山上生長著茂盛的樹木和植物，流淌著溪水，到處是野生的鳥獸，還有一批心滿意足的新村民。那位隱士在30年的時間裏種了90平方英裏茂密的橡樹、山毛櫸和樺樹。他在大自然麵前看似孤立無援、蚍蜉撼樹的舉動已經重塑了當地的氣候，為成百上千的人們帶來了希望。 </blockquote>
可惜這個故事是杜撰的。盡管人們把它當作真實的故事在世界各地傳揚，實際上它隻是一位法國人為時尚雜誌編寫的奇幻故事。不過，也確實有一些理想主義者通過種植上千棵樹木而重建森林的故事。他們的成果證實了法國人的直覺：大麵積生長的植物能促進當地生態係統進入良性循環。
有個真實的例子：20世紀60年代初期，英國奇女子溫迪·坎貝爾- 普爾蒂旅行到北非，通過在沙漠中栽種樹木來抵禦沙丘的入侵。她在摩洛哥提茲尼特省的45英畝沙地上種植了2000棵樹，形成一道“綠色的牆”。在6年的時間裏，這些樹功勳卓越。溫迪又設立了基金，為在阿爾及利亞布薩達的260畝沙漠荒原上再種植13萬株樹木提供資金。這項工作也取得了成果，形成了一小塊適合柑橘、蔬菜和穀物生長的新田地。
哪怕隻給予一個小小的立足點，那些相互關聯的綠色植物內所隱藏的巨大潛能都會觸發收益遞增的法則：“擁有者得到更多。”生物促進環境發展，也促進更多生物的成長。在溫蓋特的島上，鷺的出現使莎草能夠重現。在帕克德的北美大草原，以火來清除障礙使野花得以生存，從而使蝴蝶得以生存。在阿爾及利亞的布薩達，一些樹木改變了氣候和土壤，從而使那裏適合更多樹木的生長。更多的樹木為動物、昆蟲和鳥兒創造了生存地，從而為更多的樹木準備好了棲息地。從一些橡子開始，大自然就像一部機器，為人類、動物和植物建造豪華的家園。
楠薩奇和其他森林收益遞增的故事，以及來自斯圖亞特·皮姆微觀世界的數據報告，都印證了一個重要的經驗，皮姆稱之為“拚蛋殼效應”。我們能把失去的生態係統重新組合起來嗎？是的，隻要所有的碎片都還存在，我們就能將其還原。隻是，不知道我們能否還能得到所有的碎片。也許陪伴生態係統早期發展的某些物種——正如助推智能發展的拇指——在附近已不複存在了。或者，在一場真正的災難中，重要的輔助物種在全球滅絕了。完全有這樣一種可能，曾經有一種假想的、到處生長的小草，對於北美大草原的形成具有至關重要的作用，但卻在最後的冰河時期被一掃而空。隨著它的逝去，蛋殼就不可能再還原了。“記住，兩點之間並非總有一條路徑可走，”皮姆說。
帕克德曾經有過這個令人沮喪的想法：“大草原永遠不能完全複原的一個原因是有些成分永遠消失了。也許沒有大型食草動物，如古時候的乳齒象乃至過去的野牛，大草原是不會回來的。”皮姆和德雷克的工作還得出更可怕的結論：“不僅要有合適的物種按恰當的順序出現，而且還要有合適的物種在恰當的時間消失。一個成熟的生態係統也許能輕易地容忍x物種，但是在其組合過程中，x物種的出現會把該係統轉到其他路徑上，將其引向不同的生態係統。”帕克德歎息道：“這就是創造一個生態係統往往要經過數百萬年的原因。”如今，紮根在楠薩奇島或駐紮在芝加哥郊區的哪個物種能將重現的稀樹大草原生態係統推離原來的目的地呢？
由此說到機器，有一個違反直覺卻很明確的規則：複雜的機器必定是逐步地，而且往往是間接地完善的。別指望通過一次華麗的組裝就能完成整個工作正常的機械係統。你必須首先製作一個可運行的係統，再以此為平台研製你真正想完成的係統。要想形成機械思維，你需要製作一隻機械“拇指”——這是很少有人欣賞的迂回前進的方式。在組裝複雜機械過程中，收益遞增是通過多次不斷的嚐試才獲得的——也即人們常說的“成長”過程。
生態係統和有機體一直都在成長，今天的計算機網絡和複雜的矽芯片也在成長。即使我們擁有現存電話係統的所有關鍵技術，但如果缺少了從許多小型網絡向一個全球網絡成長的過程，我們也不可能組裝出一個與現有電話係統一樣巨大且可靠的替代品。
製造極其複雜的機器，如未來時代的機器人或軟件程序，就像還原大草原或熱帶島嶼一樣，需要時間的推移才能完成，這是確保它們能夠完全正常運轉的唯一途徑。沒有完全發展成熟或沒有完全適應外界多樣性就投入使用的機械係統，必然會遭到眾口一致的詬病。用不了多久，再聽到“時機成熟，再把我們的硬件投放市場”時就不會覺著可笑了。
[1] 北美大草原（prairie）：分布於北美大陸中部和西部的遼闊的大草原，也稱為溫帶草原，以禾本科植物為主。隨著降雨量的由西向東增加和草莖的高低，而又區別為高、中、低幾種類型的草原，東部氣候半濕潤，草木繁茂，種類豐富，並常出現島狀森林或灌叢，稱為高草草原；西部內陸靠近荒漠一側，雨量減少，氣候變幹，草群低矮稀疏，種類組成簡單，並常混生一些旱生小半灌木或肉質植物，稱為矮草草原。中間為過渡混生草原。
[2] 史蒂夫·帕克德（steve packard）：主持伊利諾斯州自然保護協會的科學和管理工作，喚起了世界對芝加哥地區殘存的稀樹大草原的關注，建立了自願者網絡，成為《紐約時報》科學作家威廉·史蒂文斯的新書《橡樹下的奇跡》所關注的焦點。
[3] 奧爾多·利奧波德（aldo leopold，1887～1948）：美國倫理學家、環境保護主義理論家。著有自然隨筆和哲學論文集《沙鄉年鑒》。在這本書中，利奧波德從哲學的意義上提出了“土地道德”的概念，把人們對自然的態度與人的道德聯係在一起，並指出，在人類曆史上，征服者最終都將禍及自身。
[4] 1英畝≈4047平方米
[5] 浴火重生的種子：某些硬殼類植物種子，非火燒去外殼不能發芽。比如澳洲桉樹的種子有厚厚的木質外殼，借助大火把它的木質外殼烤裂，便於生根發芽。因此桉樹林就像鳳凰，大火過後不僅能獲得新生，而且會長得更好。
[6] 熱帶或亞熱帶稀樹大草原（savanna）：是指幹濕季對比非常明顯的熱帶地區。主要見於東非、南美巴西高原和印度等地。以高達一米以上的旱生禾草為主要成分所組成的草被層占優勢，在這種草被層的背景上散生著一些旱生矮喬木。以禾草的生產力高以及植被稀疏開曠等為其特點。savanna土著原意即為“樹木很少而草很高”。
[7] 《夢幻之地》（field of dreams）：是凱文·科斯特納最出色的代表作之一。這是一部帶有神秘色彩的文藝片，描寫中年人不甘心於平凡而內心渴望追求夢想的那股力量，對於美國嬰兒潮一代的集體心理有深刻動人的刻畫。主人翁是青少年時期與父親失和而無法完成夢想的農場主人雷，有一天他聽到神秘聲音說：“你蓋好了，他們就會來。”於是他像著了魔一樣鏟平了自己的玉米田，建造了一座棒球場，沒想到他的棒球偶像真的來到那裏打球，而且還因此使他跟父親之間的多年心結得以開解。
[8] 斯圖亞特·皮姆（stuart pimm）：1971年獲英國牛津大學文學學士，1974年獲新墨西哥州立大學哲學博士。皮姆具有保護瀕危物種的經驗，對熱帶雨林的消失及其後果頗有研究。
[9] 吉姆·德雷克（jim drake）：宇航工程師，發明家，帆板運動創始人之一。
[10] 斯圖亞特·考夫曼（stuart kauffman，1939～）：美國聖塔菲研究所（santa fe institute）科學家，理論生物學家。
[11] 戴維·溫蓋特（david wingate，1935～）鳥類學家、博物學家、自然資源保護論者，大英帝國勳章獲得者。再現了百慕大生態環境，拯救了珍稀鳥類圓尾鸌。
[12] 少了釘子，丟了王國：這個寓言故事講的是一個國王去打仗，所騎的戰馬少了一個馬掌釘，結果在戰鬥中戰馬跌倒，輸掉了戰爭，也丟掉了王國。
[13] 丹尼·希利斯（danny hillis，1956.09～）：美國發明家、創業家和作家。他與其他人聯合創立了“思考機器公司”（thinking machine corporation），該公司研發了並行超級計算機“連接機”（connection machine）。
[14] 拚蛋殼：有個英語童謠，大意是，一個叫humpty dumpty的矮胖子，不小心從牆頭摔下來，像雞蛋一樣跌得粉碎。國王的騎士們誰都無法把他拚好。
灰暗的秋色降臨，我站在美國最後一片開著野花的大草原[1]中間。微風拂來，黃褐色的草沙沙作響。我閉上眼睛向耶穌——那重生複活的上帝——祈禱。接著，我彎下腰，劃著火柴，點燃這片最後的草原。草原燃起熊熊烈火。
“今日原上草，明日爐中燒。”那複活者說。火借風勢劈啪作響，燃起8英尺高的火牆，如一匹脫韁野馬；此時，那一段福音浮現在我的腦海中。叢叢枯萎的野草發出的熱量令人敬畏。我站在那裏，用綁在掃帚把上的橡皮墊拍打火苗，試圖控製火牆的邊界，阻止它向淡黃色的田野蔓延。我想起了另一節福音：“新的到來，舊的逝去。”
在草原燃燒的同時，我想到了機器。逝去的是舊的機器之道，到來的是重生的機器之本性，一種比逝去的更有活力的本性。
我來到這片被火燒焦的草地，因為這片開著野花的草原以自己的方式展現了人造物的另一個側麵，正如我馬上要解釋的那樣。這片燒焦的土地以事實說明，生命正在變為人造的，一如人造的正在變得有生命，它們都在成為某種精彩而奇特的東西。
機器的未來就在腳下這片雜亂的草地裏。這片曾經野花盛開的草原被機器按部就班地翻犁過，什麽都沒留下，除了我腳下的這一小片草地。然而，具有極大諷刺意味的是，這片小草地掌握著機器的命運——因為機器的未來是生物。
帶我來到這片草場火海的人，是三十多歲、做事極其認真的史蒂夫·帕克德[2]。當我們在這片小草原上漫步時，他撫弄著少許幹雜草——他非常熟悉它們的拉丁名字。大約20年前，帕克德陷入一個無法自拔的夢想。他幻想某個郊區的垃圾場重新綻放出花朵，還原為繽紛草原的原始顏色，成為煩擾不斷的世人尋求心靈平和的生命綠洲。就像他喜歡對支持者說的那樣，他幻想得到一個“帶來生活品質改善”的草原禮物。1974年，帕克德開始實施自己的夢想。在持懷疑態度的環保組織的些許幫助下，他開始在離芝加哥市中心不太遠的地方重建一個真正的草原。
帕克德知道，生態學教父奧爾多·利奧波德[3]在1934年曾經成功地重建了一塊勉勉強強的草原。利奧波德所在的威斯康星大學買了一個名為柯蒂斯的舊農場，打算在那裏建立一個植物園。利奧波德說服學校讓柯蒂斯農場重新還原成草原。廢棄的農場將最後一次接受翻犁，然後被撒上行將絕跡的、幾乎叫不上名字的草原種子，隨後就聽之任之了。
這個簡陋的實驗並非在逆轉時鍾，而是在逆轉文明。
在利奧波德這天真的行動之前，文明邁出的每一步都走上對自然進行控製和阻隔的又一個階梯。修建房屋是為了將大自然的極端溫度擋在門外；侍弄園圃是為了將自然生長的植物轉變為馴服的農作物；開采鐵礦則是為了砍伐樹木以獲取木材。
這種前進的步伐很少有過停歇。偶爾，某個封建領主為了自己的狩獵遊戲會保留一片野生樹林不被毀掉。在這塊庇護地，獵場看守人可能會種植一些野生穀物為他主人的狩獵吸引動物。但是，在利奧波德的荒唐舉動之前，沒有人刻意地去“種植“野生狀態。事實上，即使在利奧波德審視柯蒂斯項目的時候，他也不認為能有人“種植”野生狀態。作為一個自然學家，他認為必須由大自然來主掌這片土地，而他的工作就是保護自然的一切舉動。在同事以及大蕭條時期由國家資源保護隊雇用的一群農民小夥子的幫助下，利奧波德在頭5年時間裏，用一桶桶水和偶爾進行的間苗，養護了300英畝[4]新興的草原植物。
草原植物生長茂盛，非草原雜草同樣生長茂盛。這片草場無論覆蓋上了什麽，都不是草原曾經有過的模樣。樹苗、歐亞舶來種以及農場雜草，都與草原植物一起旺盛地生長。在最後一次耕耘又過了10年後，利奧波德終於明了，新生的柯蒂斯草原隻不過是個荒原混血兒。更糟糕的是，它正在慢慢變成一個雜草叢生的場地。這裏缺失了什麽。
也許有一個關鍵的物種缺失了。一旦這個物種被重新引進，它就有可能恢複整個植物生態圈的秩序。20世紀40年代中期，人們找到並確認了這個物種。它是個機敏的動物，曾經遍布高草草原，四處遊蕩，影響著所有在草原安家的植物、昆蟲和鳥類。這個缺失的成員就是——火。
火使草原有效地運轉。它使那些需要浴火重生的種子得以發芽[5]，將那些入侵的樹苗一筆抹去，讓那些經不起考驗的“城裏人”望而卻步。火在高草草原生態中所承擔的重要職能被重新發現，這也正契合了對火在北美其他幾乎所有生態圈內所承擔的職責的重新發現。說是重新發現，因為原住民中的土地學家早已認識和利用了火對大自然的影響。歐洲移民曾詳細記錄了火在白人統治前的草原上無處不在、肆意橫行的情況。
盡管對我們來說火的功能已經了然，但當時生態學家還不清楚火是草原的重要組成部分；自然資源保護論者，也就是我們現在所說的環保人士，就更不理解了。具有諷刺意味的是，奧爾多·利奧波德，這位最偉大的美國生態學家，竟然強烈反對讓野火在荒地裏燃燒。他於1920年寫道：“放火燒荒不僅無益於預防嚴重的火災，而且最終會摧毀為西方工業提供木材的森林。”他列舉出放火不好的五個原因，沒有一個是有根據的。利奧波德嚴厲斥責“燒荒宣傳員”，他寫道，“可以確定地說：如果燒荒再持續50年的話，我們現存的森林區域將進一步大幅度縮小。”
10年後，當大自然的相互依賴性被進一步揭示之後，利奧波德終於承認了天然火的重要本質。當他重新在威斯康星這塊人造草地引入火種之後，草原迎來了幾個世紀以來最茂盛的生長期。曾經稀少的物種開始遍布草原。
然而，即使經過了50年的火與太陽及冬雪的洗禮，今天的柯蒂斯草原仍然不能完全體現其物種的多樣性。尤其是在邊緣地帶——通常這裏都是生態多樣性最集中體現的地方，草原幾乎成了雜草的天下，這些雜草同樣肆虐在其他被人遺忘的角落。
威斯康星的實驗證明，人們可以大致地拚湊出一個草原的近似物。但是，到底要怎樣才能再現一個各方麵都真實、純潔、完美的草原呢？人類能從頭開始培育出真正的草原嗎？有辦法製造出自維持的野生狀態嗎？ 4.2 用火和軟體種子恢複草原
1991年秋天，我和史蒂夫·帕克德站在他的寶地——他稱之為“閣樓中發現的倫勃朗”——芝加哥郊外的樹林邊。這是我們將要放火焚燒的草原。散生的橡樹下生長著幾百英畝的草，沙沙作響、隨風傾倒的草掃拂著我們的腳麵。我們徜徉在一片比利奧波德看見的更富饒、更完美、更真實的草地上。融入這片褐色植物海洋的是成百上千種不尋常的物種。“北美草原的主體是草，”帕克德在風中大聲喊道，“而大多數人注意到的是廣告中的花朵。”我去的時候，花已經凋謝，樣貌平平的草和樹似乎顯得有些乏味。而這種“無趣”恰恰是重現整個生態係統的關鍵所在。
為了這一刻，帕克德早在20世紀80年代初，就在伊利諾伊州繁茂的叢林中找到了幾塊開滿鮮花的小空地。他在地裏播上草原野花的種子，並將空地周邊的灌木清除掉，擴大空地的麵積。為了阻止非原生雜草的生長，他把草點燃。起初，他希望火能自然地做好清理工作。他想讓火從草地蔓入灌木叢，燒掉那些林下灌木。然後，由於林木缺乏油脂，火就會自然地熄滅。帕克德告訴我，“我們讓火盡可能遠地衝進灌木叢。我們的口號是，‘讓火來做決定’。”
然而，灌木叢沒有按他希望的那樣燃燒。於是，帕克德和他的工作人員就動手用斧子清除那些灌木。在兩年的時間內，他們獲得了令人滿意的結果。野生黑麥草和金花菊茂密地覆蓋了這片新領地。每個季節，這些重建者都要親自動手砍伐灌木，並播種他們所能找到的、精挑細選的北美草原花種。
可是，到了第三年，顯然又有什麽不對勁的地方。樹蔭下的植物長得很不好，不能為季節性的燒荒提供良好的燃料。而生長旺盛的草又都不是北美草原的物種，而是帕克德以前從沒見過的。漸漸地，重新種植的區域又還原為灌木叢。
帕克德開始懷疑，任何人，包括他自己，是否能走出幾十年來焚燒一塊空地，卻一無所獲的困境。他認為一定還有另一個因素被忽略了，以至於無法形成一個完整的生物係統。他開始讀當地的植物曆史，研究那些古怪的物種。
他發現，那些在橡樹地邊緣的空地上繁茂生長的不知名物種並不屬於北美草原，而是屬於稀樹大草原生態係統[6]——一個生長有樹木的草原。研究了那些與稀樹大草原有關的植物之後，帕克德很快意識到，在他的重建地邊緣還點綴著其他的伴生物種，如蒲公英、霜龍膽和金錢草。甚至還在幾年前，他就發現了怒放的星形花朵。他曾經把開著花的植物帶給大學的專家看，因為星形花植物多種多樣，非專業人士是分辨不出來的。“這是什麽鬼東西？”他問植物學家，“書中找不到，（伊利諾伊）州物種目錄中也沒列出來。這是什麽？”植物學家說：“我不知道。這可能是稀樹大草原的星形花植物，可是這裏並沒有稀樹大草原，那麽，它就不可能是那種植物。不知道是什麽。”人們對他們不想要的東西總是視而不見。帕克德甚至告訴自己那不同尋常的野花一定是偶然出現的，或被認錯了。他回憶說：“稀樹大草原物種不是我最初想要的，因此曾想把它們除掉來著。”
然而，他不斷地看到它們。他在地裏發現的星形花植物越來越多。帕克德漸漸明白了，這古怪的物種是這些空地上的主要物種。其他與稀樹大草原相關的許多物種，他還沒有認出來。於是，他開始到處搜尋樣本——在古老公墓的角落裏，沿著鐵路的路基，以及舊時的馬車道——任何可能有早期生態係統零星幸存者的地方，隻要可能，就收集它們的種子。
帕克德看著堆在車庫裏的種子，有了一種頓悟。混成一堆的北美草原種子是幹燥的、絨毛似的草籽。而逐漸多起來的稀樹大草原的種子則是“一把把色彩斑斕、凹凸不平、粘糊糊的軟膠質”，成熟後的種子包有果肉。這些種子不是靠風而是靠動物和鳥類傳播。那個他一直試圖恢複的東西——共同進化係統，聯鎖的有機體係——不是單純的北美大草原，而是有樹的大草原：稀樹大草原。
中西部的拓荒者稱有樹的草原為“荒野”。雜草叢生的灌木叢，和長在稀少樹木下的高草，既不是草地也不是森林，因此對早期定居者來說那是荒野。幾乎完全不同的物種使得這裏保持著與北美大草原截然不同的生物群係。這塊稀樹大草原的荒野特別依賴火，其程度遠超過北美大草原。而當農民們來到這裏，停止了燒荒，這塊荒野就迅速淪為樹林。本世紀初，這種荒野幾乎消失，而有關這裏的物種構成也幾乎沒有記錄。但是一旦帕克德腦子裏形成了稀樹大草原的“搜索圖像”，他就開始在各處看到它存在的證據。
帕克德播種了成堆的稀樹大草原古怪的粘糊糊種子。兩年之內，這塊地就由稀有的被遺忘了的野花點綴得絢麗多彩：問荊、藍莖秋麒麟、星花蠅子草、大葉紫菀。1988年的幹旱使那些原本非土生土長的雜草枯萎了，而重新得以安家落戶的“土著居民”卻依然茁壯成長。1989年，一對來自東方的藍色知更鳥（在這個縣已經幾十年未見過了）在它們熟悉的棲息地安了家——帕克德將這件事看作是“認證”。大學的植物學家們回了電話，州裏似乎有關於稀樹大草原多種花色鮮明植物的早期記錄。生物學家將其列入瀕臨滅絕的物種清單。長有橢圓葉的乳草植物在這塊重建的荒野恢複生長了，而在州裏其他任何地方都找不到它們的影子。稀有而瀕臨滅絕的植物，如白蝴蝶蘭花和淺色連理草也突然自己冒了出來。可能它們的種子一直處在休眠中——在火和其他因素之間找到了合適的萌芽條件——或者由鳥類，如來訪的藍色知更鳥，帶了過來。伊利諾伊州各地整整10年未見過的銀藍色蝴蝶，奇跡般地出現在芝加哥郊區，因為，在那新興的稀樹大草原上生長著它最喜愛的食物，連理草。
“啊，”內行的昆蟲學家說，“愛德華茲細紋蝶是典型的稀樹草原蝴蝶，但是我們從沒見過。你肯定這是稀樹草原嗎？”到了重建後的第5年，愛德華茲細紋蝶已經在這個地區滿天飛舞了。
“你蓋好了，他們就會來。”這是電影《夢幻之地》[7]中的經典台詞。這是真的。你付出的努力越多，得到的越多。經濟學家稱其為“報酬遞增法則”，或滾雪球效應。隨著相互聯係的網絡編織得越來越緊密，再加織一片就更容易了。 4.3 通往穩定生態係統的隨機路線
不過，其中仍有機巧。隨著事情的進展，帕卡德注意到物種加入的次序很有關係。他獲悉其他生態學家發現了同樣的情況。利奧波德的一位同事發現，通過在雜草叢生的土地，而不是像利奧波德那樣在新開墾的土地上播種北美草原的種子，能夠獲得更接近真實的北美草原。利奧波德曾經擔心爭強好勝的雜草會扼殺野花，但是，雜草叢生的土地比耕種過的土地更像北美大草原。在雜草叢生的陳年地塊上，有一些雜草是後來者，而它們中有些又是大草原的成員。它們的提早到來能加速向草原係統的轉變。而在耕耘過的土地上，迅速抽芽的雜草極具侵略性，那些有益的“後來者們”加入這個集體的時間過晚。這好比在蓋房子時先灌注了水泥地基，然後鋼筋才到。因此，次序非常重要。
田納西州立大學生態學家斯圖亞特·皮姆[8]將各種次序——如經典的刀耕火種——與自然界上演了無數次的次序作了比較。“從進化的意義上來說，參與遊戲的選手們知道先後的順序是什麽。”進化不僅發展了群落的機能，而且還對群落的形成過程進行了細調，直到群落最終能夠成為一個整體。還原生態係統群落則是逆向而行。“當我們試圖還原一塊草原或一塊濕地的時候，我們是在沿著該群落未曾實踐過的道路前行，”皮姆說。我們的起點是一個舊農場，而大自然的起點則可能是一個萬年前的冰原。皮姆自問道：我們能通過隨機加入物種，組合出一個穩定的生態係統嗎？要知道，人類還原生態係統的方式恰恰帶有很強的隨機性。
在田納西州立大學的實驗室裏，生態學家皮姆和吉姆·德雷克[9]一直在以不同的隨機次序組合微生態係統的元素，以揭示次序的重要性。他們的微觀世界是個縮影。他們從15至40種不同的單一水藻植株和微生物入手，依次把這些物種以不同的組合形式及先後次序放入一個大燒瓶。10到15天之後，如果一切進展順利，這個水生物的混合體就會形成穩定的、自繁殖的泥地生態——一種很特別的、各物種相互依存的混合體。另外，德雷克還在水族箱裏和流水中分別建立了人工生態。將它們混在一起後，讓其自然運行，直到穩定下來。“你看看這些群落，普通人也能看出它們的不同，”皮姆評論道，“有些是綠色的，有些是棕色的，有些是白色的。有趣的是沒辦法預先知道某種特定的物種組合會如何發展。如同大多數的複雜係統一樣，必須先把它們建立起來，在運行中才能發現其秘密。”
起初，人們也不是很清楚是否會容易地得到一個穩定的係統。皮姆曾以為，隨機生成的生態係統可能會“永無休止地徘徊，由一種狀態轉為另一種狀態，再轉回頭來，永遠都不會到達一個恒定狀態”。然而，人造生態係統並沒有徘徊。相反，令人驚訝的是，皮姆發現了“各種奇妙的現象。比如說，這些隨機的生態係統絕對沒有穩定方麵的麻煩。它們最共同的特征就是它們都能達到某種恒定狀態，而且通常每個係統都有其獨有的恒定狀態”。
如果你不介意獲得的係統是什麽樣子，那麽要獲得一個穩定的生態係統是很容易的。這很令人吃驚。皮姆說：“我們從混沌理論中得知，許多確定係統都對初始條件極其敏感——一個小小的不同就會造成它的混亂。而這種生態係統的穩定性與混沌理論相對立。從完全的隨機性入手，你會看到這些東西聚合成某種更有條理性的東西，遠非按常理所能解釋的。這就是反混沌。”
為了補充他們在試管內的研究，皮姆還設立了計算機模擬試驗——在計算機裏構建簡化的生態模型。他用代碼編寫了需要其他特定物種的存在才能生存下來的人造“物種”，並設定了弱肉強食的鏈條：如果物種b的數量達到一定密度，就能滅絕物種a。（皮姆的隨機生態模型與斯圖亞特·考夫曼[10]的隨機遺傳網絡係統相似。見第二十章）每個物種都在一個巨大的分布式網絡中與其他物種有鬆散的關聯。對同一物種列表的成千上萬種隨機組合進行了運行後，皮姆得到了係統能夠穩定下來的頻度。所謂穩定，即指在小擾動下，如引入或移除個別物種，不會破壞整體的穩定性。皮姆的結果與其瓶裝微觀生物世界的結果是相呼應的。
按皮姆的說法，計算機模型顯示：“當混合體中有10至20種成分時，其峰值（或者說穩定點）可能有十幾到上百個。假如你重演一遍生命的進程，會達到不同的峰值。”換句話說，投放了同樣的一些物種後，初始的無序狀態會朝向十幾個終點。而改變哪怕是一個物種的投入順序，都足以使係統由一個結果變成另一個。係統對初始條件是敏感的，但通常都會轉為有序狀態。
皮姆把帕卡德還原伊利諾伊大草原（或者應該說是稀樹大草原）的工作看成是對他的發現的佐證：“帕卡德第一次試圖組合那個群落的時候失敗了，從某種意義上說，是由於他得不到所需的物種，而在清除不想要的物種時又遇到很多麻煩。一旦引進了那些古怪卻合適的物種，離恒定狀態就相當接近了，所以它能容易地達到那個狀態，並可能一直保持下去。”
皮姆和德雷克發現了一個原則，它對任何關注環境以及對創建複雜係統感興趣的人都是重要的經驗。“要想得到一塊濕地，不能隻是灌入大量的水就指望萬事大吉了。”皮姆告訴我，“你所麵對的是一個已經曆經了千萬年的係統。僅僅開列一份豐富多樣的物種清單也是不夠的。你還必須有組合指南。” 4.4 如何同時做好一切
史蒂夫·帕克德的初衷是想延續真正的北美草原棲息地。在此過程中，他複活了一個已經消逝了的生態係統，也許還得到了一個稀樹大草原的合成指南。30年前，戴維·溫蓋特[11]在百慕大群島的一片海洋（而不是如海的草地）中看護一種珍稀岸禽，以使其免於滅絕。在此過程中，他再現了一個亞熱帶島嶼的完整生態環境，進一步闡明了組合大型機能係統的原理。
百慕大的故事說的是一個島嶼受到病態的、無規劃的人工生態係統的蹂躪。第二次世界大戰結束時，住房開發商、外來害蟲徹底侵占了百慕大群島，當地植物被進口的花園物種所毀滅。1951年，在該群島外島的懸崖上發現了百慕大圓尾鸌——一種海鷗大小的海鳥——這一通告令當地居民和全球科學界極為震驚，因為人們認為百慕大圓尾鸌已經滅絕幾個世紀了。人們最後看到它們是在渡渡鳥滅絕前後的17世紀。出於一個小小的奇跡，幾對圓尾鸌一連幾代都在百慕大群島遠處海崖上孵卵。它們大部分時間生活在水上，隻有在構建地下巢穴時才上岸，因此4個世紀都沒人注意到它們。
戴維·溫蓋特在中學時代就對鳥類充滿狂熱的興趣。1951年，百慕大一位自然學家成功地將第一隻圓尾鸌從裂隙深處的鳥巢取出時，他就在現場。後來，蓋溫特參與了嚐試在百慕大附近名為楠薩奇的無人居住的小島重新安置圓尾鸌的行動。他如此傾心於這個工作，以至於新婚的他搬到了這個無人居住、沒有電話的外島上的一處廢棄的建築裏。
溫蓋特很快就明白了，如果不還原這裏的整個生態係統，就不可能恢複圓尾鸌的興旺。楠薩奇和百慕大原本覆蓋著茂密的香柏樹林，但是在1948至1952年僅僅三年的時間裏，香柏就被引入的害蟲徹底毀掉了，隻剩下巨大的白色樹幹。取而代之的是許多外來植物。溫蓋特認為主島上那些高大的觀賞樹肯定逃不過五十年一遇的颶風。
溫蓋特麵對著所有整體係統製造者都會麵臨的難題：從何入手？事事都要求其他的條件萬事俱備，但你又不可能一下子把整個東西拎起來舞弄。有些事必須先做，而且要按正確的順序去做。
通過對圓尾鸌的研究，溫蓋特斷定，它們的地下築巢地點已經因無計劃的城市擴張而減少了，之後，又有熱帶白尾鳥前來搶奪僅存的合適地點。好鬥的熱帶鳥將圓尾鸌的幼鳥啄死，再占用其鳥巢。嚴峻的形勢需要采取嚴厲的措施。因此，溫蓋特為圓尾鸌製定了“政府安居計劃”。他製作了人工巢穴——一種地下鳥窩。假如楠薩奇森林能夠恢複的話，那些樹木就會在颶風的作用下微微傾斜，根部拔起而形成大小合適的縫隙。熱帶鳥太大進不去，但對圓尾鸌來說就太完美了。但是，溫蓋特等不及這一天了，因而，他製作了人工鳥巢，作為解開這個謎題的第一步。
由於需要森林，他種植了8000棵香柏，希望其中能有一些抵抗得住枯萎病。有些香柏確實頂住了病害的侵襲，但是又被風扼殺了。於是，溫蓋特又種了一種輔助物種——生長迅速、非本地生的常青植物木麻黃——作為環島防風林。木麻黃迅速長大，使香柏得以慢慢生長，幾年過後，更適應環境的香柏取代了木麻黃。補種的森林為一種已經幾百年未在百慕大出現過的夜鷺創造了完美的家，而夜鷺吞食陸地蟹。如果沒有夜鷺，這些陸地蟹就成了島上的有害物種。數目爆長的陸地蟹一直享用著濕地植物汁多味美的嫩芽。如今蟹的數量減少，讓稀少的百慕大莎草有了生長的機會，近幾年裏，它也有了結籽的機會。這就好像“少了釘子，丟了王國。”[12]的寓言故事。反過來說：找到釘子，王國獲勝。溫蓋特一步一步地重組了失去了的生態係統。
生態係統和其他功能係統猶如帝國，毀掉容易，建起來難。大自然需要發展森林或濕地的時間，因為就連大自然也不能同時做好一切。溫蓋特所給予的那種幫助並沒有違反自然規律。大自然一般都是利用臨時的腳手架來完成自己的許多成就的。人工智能專家丹尼·希利斯[13]在人類的大拇指身上看到了類似的故事。借助拇指的抓握，靈巧的手使人類的智能更進一步，具備了製造工具的能力。但是一旦智能建立，手就沒那麽重要了。希利斯宣稱，建立一個巨大的係統確實需要許多階段，一旦係統動作起來，這些階段就變得可有可無了。“錘煉和進化智能所需的輔助手段遠比簡單地停留在某個智能水平上要多得多。”希利斯寫道，“人們在確信與其他四指相對的拇指在智能發展中的必要性的同時，也毫不懷疑現在的人類可以脫離開拇指進行思考。”
當我們躺在隱於高山山梁的草甸上，或涉入潮沼肮髒的水中，就遭遇了大自然的“無拇指思想”。將樣板草場更新為花的世界所需要的中間物種此刻都消失了。留給我們的隻有“花的念想”，而缺失了看護它們成型的“拇指”。 4.5 艱巨的“拚蛋殼”[14]任務
你可能聽說過一個感人的故事——《植樹人種出了幸福》，它講的是如何從荒蕪中創造出一片森林和幸福的故事。這是一位1910年徒步去阿爾卑斯山深處旅行的歐洲年輕人講的故事： <blockquote>
這位年輕人信步來到一個多風無樹的荒蕪山區。那裏僅剩的居民是一些吝嗇、貧窮、牢騷滿腹的燒炭人，擠在一兩個破敗的村莊裏。年輕人在這個地方見到的唯一一個真正快樂的居民是一個孤獨的牧羊隱士。年輕人驚奇地看著這位隱士整天默默無語，白癡似的把橡子一粒粒戳進月球表麵似的荒山。沉默的隱士每天種100粒橡子。年輕人迫不急待地離開了這塊荒涼的土地。許多年後，第一次世界大戰爆發，年輕人竟又意外地回到了這裏。這次，他發現當年的那座村莊已經鬱鬱蔥蔥，幾乎認不出來了。山上生長著茂盛的樹木和植物，流淌著溪水，到處是野生的鳥獸，還有一批心滿意足的新村民。那位隱士在30年的時間裏種了90平方英裏茂密的橡樹、山毛櫸和樺樹。他在大自然麵前看似孤立無援、蚍蜉撼樹的舉動已經重塑了當地的氣候，為成百上千的人們帶來了希望。 </blockquote>
可惜這個故事是杜撰的。盡管人們把它當作真實的故事在世界各地傳揚，實際上它隻是一位法國人為時尚雜誌編寫的奇幻故事。不過，也確實有一些理想主義者通過種植上千棵樹木而重建森林的故事。他們的成果證實了法國人的直覺：大麵積生長的植物能促進當地生態係統進入良性循環。
有個真實的例子：20世紀60年代初期，英國奇女子溫迪·坎貝爾- 普爾蒂旅行到北非，通過在沙漠中栽種樹木來抵禦沙丘的入侵。她在摩洛哥提茲尼特省的45英畝沙地上種植了2000棵樹，形成一道“綠色的牆”。在6年的時間裏，這些樹功勳卓越。溫迪又設立了基金，為在阿爾及利亞布薩達的260畝沙漠荒原上再種植13萬株樹木提供資金。這項工作也取得了成果，形成了一小塊適合柑橘、蔬菜和穀物生長的新田地。
哪怕隻給予一個小小的立足點，那些相互關聯的綠色植物內所隱藏的巨大潛能都會觸發收益遞增的法則：“擁有者得到更多。”生物促進環境發展，也促進更多生物的成長。在溫蓋特的島上，鷺的出現使莎草能夠重現。在帕克德的北美大草原，以火來清除障礙使野花得以生存，從而使蝴蝶得以生存。在阿爾及利亞的布薩達，一些樹木改變了氣候和土壤，從而使那裏適合更多樹木的生長。更多的樹木為動物、昆蟲和鳥兒創造了生存地，從而為更多的樹木準備好了棲息地。從一些橡子開始，大自然就像一部機器，為人類、動物和植物建造豪華的家園。
楠薩奇和其他森林收益遞增的故事，以及來自斯圖亞特·皮姆微觀世界的數據報告，都印證了一個重要的經驗，皮姆稱之為“拚蛋殼效應”。我們能把失去的生態係統重新組合起來嗎？是的，隻要所有的碎片都還存在，我們就能將其還原。隻是，不知道我們能否還能得到所有的碎片。也許陪伴生態係統早期發展的某些物種——正如助推智能發展的拇指——在附近已不複存在了。或者，在一場真正的災難中，重要的輔助物種在全球滅絕了。完全有這樣一種可能，曾經有一種假想的、到處生長的小草，對於北美大草原的形成具有至關重要的作用，但卻在最後的冰河時期被一掃而空。隨著它的逝去，蛋殼就不可能再還原了。“記住，兩點之間並非總有一條路徑可走，”皮姆說。
帕克德曾經有過這個令人沮喪的想法：“大草原永遠不能完全複原的一個原因是有些成分永遠消失了。也許沒有大型食草動物，如古時候的乳齒象乃至過去的野牛，大草原是不會回來的。”皮姆和德雷克的工作還得出更可怕的結論：“不僅要有合適的物種按恰當的順序出現，而且還要有合適的物種在恰當的時間消失。一個成熟的生態係統也許能輕易地容忍x物種，但是在其組合過程中，x物種的出現會把該係統轉到其他路徑上，將其引向不同的生態係統。”帕克德歎息道：“這就是創造一個生態係統往往要經過數百萬年的原因。”如今，紮根在楠薩奇島或駐紮在芝加哥郊區的哪個物種能將重現的稀樹大草原生態係統推離原來的目的地呢？
由此說到機器，有一個違反直覺卻很明確的規則：複雜的機器必定是逐步地，而且往往是間接地完善的。別指望通過一次華麗的組裝就能完成整個工作正常的機械係統。你必須首先製作一個可運行的係統，再以此為平台研製你真正想完成的係統。要想形成機械思維，你需要製作一隻機械“拇指”——這是很少有人欣賞的迂回前進的方式。在組裝複雜機械過程中，收益遞增是通過多次不斷的嚐試才獲得的——也即人們常說的“成長”過程。
生態係統和有機體一直都在成長，今天的計算機網絡和複雜的矽芯片也在成長。即使我們擁有現存電話係統的所有關鍵技術，但如果缺少了從許多小型網絡向一個全球網絡成長的過程，我們也不可能組裝出一個與現有電話係統一樣巨大且可靠的替代品。
製造極其複雜的機器，如未來時代的機器人或軟件程序，就像還原大草原或熱帶島嶼一樣，需要時間的推移才能完成，這是確保它們能夠完全正常運轉的唯一途徑。沒有完全發展成熟或沒有完全適應外界多樣性就投入使用的機械係統，必然會遭到眾口一致的詬病。用不了多久，再聽到“時機成熟，再把我們的硬件投放市場”時就不會覺著可笑了。
[1] 北美大草原（prairie）：分布於北美大陸中部和西部的遼闊的大草原，也稱為溫帶草原，以禾本科植物為主。隨著降雨量的由西向東增加和草莖的高低，而又區別為高、中、低幾種類型的草原，東部氣候半濕潤，草木繁茂，種類豐富，並常出現島狀森林或灌叢，稱為高草草原；西部內陸靠近荒漠一側，雨量減少，氣候變幹，草群低矮稀疏，種類組成簡單，並常混生一些旱生小半灌木或肉質植物，稱為矮草草原。中間為過渡混生草原。
[2] 史蒂夫·帕克德（steve packard）：主持伊利諾斯州自然保護協會的科學和管理工作，喚起了世界對芝加哥地區殘存的稀樹大草原的關注，建立了自願者網絡，成為《紐約時報》科學作家威廉·史蒂文斯的新書《橡樹下的奇跡》所關注的焦點。
[3] 奧爾多·利奧波德（aldo leopold，1887～1948）：美國倫理學家、環境保護主義理論家。著有自然隨筆和哲學論文集《沙鄉年鑒》。在這本書中，利奧波德從哲學的意義上提出了“土地道德”的概念，把人們對自然的態度與人的道德聯係在一起，並指出，在人類曆史上，征服者最終都將禍及自身。
[4] 1英畝≈4047平方米
[5] 浴火重生的種子：某些硬殼類植物種子，非火燒去外殼不能發芽。比如澳洲桉樹的種子有厚厚的木質外殼，借助大火把它的木質外殼烤裂，便於生根發芽。因此桉樹林就像鳳凰，大火過後不僅能獲得新生，而且會長得更好。
[6] 熱帶或亞熱帶稀樹大草原（savanna）：是指幹濕季對比非常明顯的熱帶地區。主要見於東非、南美巴西高原和印度等地。以高達一米以上的旱生禾草為主要成分所組成的草被層占優勢，在這種草被層的背景上散生著一些旱生矮喬木。以禾草的生產力高以及植被稀疏開曠等為其特點。savanna土著原意即為“樹木很少而草很高”。
[7] 《夢幻之地》（field of dreams）：是凱文·科斯特納最出色的代表作之一。這是一部帶有神秘色彩的文藝片，描寫中年人不甘心於平凡而內心渴望追求夢想的那股力量，對於美國嬰兒潮一代的集體心理有深刻動人的刻畫。主人翁是青少年時期與父親失和而無法完成夢想的農場主人雷，有一天他聽到神秘聲音說：“你蓋好了，他們就會來。”於是他像著了魔一樣鏟平了自己的玉米田，建造了一座棒球場，沒想到他的棒球偶像真的來到那裏打球，而且還因此使他跟父親之間的多年心結得以開解。
[8] 斯圖亞特·皮姆（stuart pimm）：1971年獲英國牛津大學文學學士，1974年獲新墨西哥州立大學哲學博士。皮姆具有保護瀕危物種的經驗，對熱帶雨林的消失及其後果頗有研究。
[9] 吉姆·德雷克（jim drake）：宇航工程師，發明家，帆板運動創始人之一。
[10] 斯圖亞特·考夫曼（stuart kauffman，1939～）：美國聖塔菲研究所（santa fe institute）科學家，理論生物學家。
[11] 戴維·溫蓋特（david wingate，1935～）鳥類學家、博物學家、自然資源保護論者，大英帝國勳章獲得者。再現了百慕大生態環境，拯救了珍稀鳥類圓尾鸌。
[12] 少了釘子，丟了王國：這個寓言故事講的是一個國王去打仗，所騎的戰馬少了一個馬掌釘，結果在戰鬥中戰馬跌倒，輸掉了戰爭，也丟掉了王國。
[13] 丹尼·希利斯（danny hillis，1956.09～）：美國發明家、創業家和作家。他與其他人聯合創立了“思考機器公司”（thinking machine corporation），該公司研發了並行超級計算機“連接機”（connection machine）。
[14] 拚蛋殼：有個英語童謠，大意是，一個叫humpty dumpty的矮胖子，不小心從牆頭摔下來，像雞蛋一樣跌得粉碎。國王的騎士們誰都無法把他拚好。