第六章 自然之流變
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
6.1 均衡即死亡
今晚是中國傳統的中秋佳節。舊金山唐人街鬧市區內，華僑們一邊互贈月餅，一邊講述著嫦娥奔月的故事。我家在距此12英裏陡峭堤岸的後麵。金門的大霧積聚在我家屋後堤岸的上空，將附近地區籠罩在茫茫霧氣中。我踏著午夜的月光，出去散步，猶如雲中漫步。
發白的黑麥草高及胸口，在風中喃喃低語。我跋涉其中，仔細觀察加利福尼亞的崎嶇海岸。這是一塊無序的土地，大都是多山的沙漠，相臨的大海雖然水量充足，卻無法提供雨水。海洋在夜間展開濃霧，偷偷地運送著生命之水。清晨來臨，霧氣凝結成水滴附著在嫩枝和樹葉上，滴滴答答地落到地上。整個夏天，水大都以這種方式傳送過來，而在其他地方，這本是雷雨雲團的份內之事。生命中的龐然大物紅杉樹，就在這雨水替代物的涓滴滋養下茁壯成長。
雨水廣施恩澤，涵蓋萬物，包羅萬象且一視同仁。相對之下，霧氣卻隻能逡巡於方畝之間。它依賴於微弱的空氣對流，漂浮到最容易到達的地方，然後滯留在適當而平和的丘陵間的凹陷處。地形以這種方式掌控著水汽，也間接地掌控了生命。丘陵形成合適的地形就能留住濃霧，或凝結水滴滴入峽穀。與陰麵的北部斜坡相比，朝南向陽的山丘會因為蒸發作用失去較多的的寶貴水分。而某些地表的土壤能夠更好地保持水分。當這些變數彼此疊加組合時，便會造成許多小片的動植物棲息地，構成拚貼畫般的風景。在沙漠地帶上，水決定著生命去留。而當一塊沙漠地帶上水的傳送無法做到普降恩澤、其所達範圍有限且反複無常時，那麽決定生命去留的就是土地本身。
結果就形成了拚貼畫一樣的風景。我屋後的小山就披著由三塊截然不同的“料子”拚成的植被，一麵斜坡上是匍匐的草地群落，居住著老鼠、貓頭鷹、薊和罌粟——一直延伸到海邊。小山頂上，粗檜林和柏樹把持著另一個單獨的群叢，其中有鹿、狐狸和青苔。而在另一邊的高地上，無邊無際濃密的毒葛和常綠灌木叢中隱藏著鵪鶉以及其他種群成員。
這些“小聯邦”之間保持著動態的平衡，它們相互間自我維持的姿態持續保持著將跌未跌的狀態，就像春天溪流中的駐波[1]。當大量的自然界生物互相推搡著擁進共同進化的懷抱之時，在不均衡的地貌和氣候環境中，它們的相互作用令彼此無法聚集，於是成為一片片隔離的斑塊[2]，塊內的動植物互相依存。這些斑塊的位置亦隨時間改變而遊移。
風和春季洪水侵蝕著土壤，暴露出地下土層，新組成的腐殖質和礦物成分初露地表。土壤混合物上下攪動翻身的同時，與之息息相關的動植物也混雜著攪動變遷。鬱鬱蔥蔥的仙人掌樹叢，比如巨樹仙人掌叢林，可以在短短不到100年之內遷進或遷出西南部的小塊沙漠地帶。如果延時拍攝後用普通轉速放映的話，會發現巨樹仙人掌叢林在沙漠景觀裏蔓延的過程就像水銀瀉地。能遊走的不僅僅隻有仙人掌樹叢。在同樣縮時拍攝的畫麵裏，中西部稀樹大草原的野花繞著橡樹叢漫溢上來，猶如湧來的潮水，有時，將樹叢盡沒在茫茫草原裏；有時，山火過後，花草的潮水又會退卻，複現擴散膨脹的橡樹林。生態學家丹·鮑肯[3]曾這樣描述過，森林“和著氣候變換的節拍緩緩地穿行於地貌之中”。
“如果沒有變化，沙漠就會退化，”托尼·博格斯[4]斷言。他是一位身材魁梧，留著一大把紅胡須的生態學家，深愛著沙漠。他全身心地學習研究與沙漠相關的知識和資料。在亞利桑那州圖森市附近，博格斯頂著酷熱一直監測著一塊沙漠帶。幾代科學家在此進行了持續80年的測量和拍攝。對這塊土地上的觀察在所有無間斷生態學觀察中時間是最長的。通過研究這80年來沙漠變化的數據，博格斯得出結論：“多變的降雨量是沙漠存續的關鍵。每年降雨的情況稍有不同，才能使每個物種略微脫離平衡態。如果降雨量變幻多端，那麽物種的混合群落就會增加兩到三個數量級。反之，如果相對於每年的氣溫循環周期，降雨量保持不變的話，美麗的沙漠生態將幾乎總是向著單一乏味潰縮。”
“均衡即死亡，”博格斯如是陳述。這個觀點在生態科學圈內流行時間還不很長。“直到20世紀70年代中期，我們所有人都在前人學說的指導下工作，即生物群落正趨向不變的均衡，形成頂極群落。而今，我們看到，正是紊亂和多變真正給自然賦予了豐富的色彩。”
生態學家偏愛自然界中的各種均衡狀態，其主要原因和經濟學家偏愛經濟中的各種均衡狀態相同：均衡態可以用數學模型來表達，你可以為一個過程寫出你能夠求解的方程。但如果你說這個係統永遠處於非均衡狀態，你就是在說它的模型是無法求解的，也就無從探究。那就相當於你幾乎什麽都沒說。而在當今這個時代，生態學（還有經濟學）上的理解發生巨大改變並不是偶然的，因為用廉價計算機就能輕鬆地為非平衡和非線性方程編程求解。在個人電腦上為一個混沌的共同進化的生態係統建立模型突然不再是難題了。你看，這和行進的巨樹仙人掌叢林或稀樹大草原的奇異行為多像啊。
近年來，學者們提出了上千種非均衡態模型；事實上，現在有一個小圈子，專門研究混沌非線性數學，微分方程和複雜性理論等，所有這些研究都有助於改變這樣的舊有觀念：大自然和經濟活動都會收斂到平衡穩態。流動即常態這個新觀點重新闡述了曆史數據。博格斯能夠向人們展示沙漠的老照片，表明巨樹仙人掌叢林的生態地塊在一段相對較短的時間（幾十年）正在圖森盆地內漂移。“從我們監測的沙漠帶發現，”博格斯說，“這些地帶的發展並不同步。而正因如此，整個沙漠帶內物種較為豐富，如果自然災害徹底毀滅了一個地塊上的物種，處在另一發展階段的地塊可以輸出生物體和種子到這片地帶。甚至在沒有降雨量變化的生態係統，比如熱帶雨林，由於周期性的暴風雨和倒折的樹木，也存在這種斑塊生態動力係統（patch dynamics）。”
“均衡態不僅意味著死亡，它本身就是死亡狀態，”博格斯強調，“係統要變得豐富，就需要時間和空間上的變化。但變化太多也不行。你會一下從生態漸變群[5]轉到生態交錯群[6]。”
博格斯認為，自然界對擾動和變化的依賴是個現實問題。“在自然界，如果作物（包括蔬菜，種子，或肉）的收成年複一年差異很大，那沒什麽問題。自然實際上在此差異中增加了其豐富性。但是當人們要靠一個生態係統中的作物維持生計，比如受變化驅動演化的沙漠係統，他們能做的僅僅是將這個係統簡化成我們所謂的農業——根據變化的環境提供固定的產品。”博格斯希望沙漠的變遷能教會我們如何不用簡化係統就能和變化的環境共處。這並不是一個完全愚蠢的夢想。信息驅動的經濟模式為我們提供的是一種能夠適應調整的基礎結構，它能圍繞無規律的產出靈活地做出修正；這就為靈活的“即時”製造業提供了基礎。理論上，對於提供食物和有機資源的豐富多變的生態係統，我們可以利用信息網絡調節投入，以適應其極不規律的產出。但是，正如博格斯承認的：“眼下，除了賭博，我們還沒有由變化驅動的工業經濟模式。” 6.2 誰先出現，穩定性還是多樣性？
如果說自然是建立在恒久流變的基礎之上，那麽不穩定性可能就是引起自然界生物類型豐富多彩的原因。不穩定的自然力量是多樣性產生的根源，這種想法與一條古老的環境主義格言背道而馳：即穩定性產生多樣性，多樣性又帶來穩定性。但如果自然的係統的確並不趨向精致的平衡，我們就應該習慣於和不穩定打交道。
在20世紀60年代後期，生物學家最終獲得計算機的幫助，開始在矽晶網絡上建立動態生態係統和食物鏈網絡模型。他們試圖回答的首批問題之一是，穩定性來自於何方？如果在虛擬網絡上創建掠食者和被掠食者的相互關係，是什麽條件致使二者穩定下來演繹一段長期共同進化的二重奏，又是什麽條件會使這些虛擬生物難以為繼？
最早的模擬穩定性的論文中有一篇是加德納和艾希比在1970年合作發表的。艾希比是一位工程師，他對正反饋回路的種種優點和非線性控製電路很感興趣。兩人在電腦上為簡單的網絡回路編製出數百種變化，並係統地改變節點的數量和節點間的關聯度。他們發現了驚奇的一幕：如果增加關聯度至超過某一臨界值，係統從外界擾動中回複的能力就會突然降低。換句話說，與簡單的係統相比，複雜的係統更有可能不穩定。
次年，理論生物學家羅伯特·梅[7]也公布了類似的結論。梅在電腦上運行生態模型，一些模擬的生態群落包含大批互相作用的物種，另一些則隻包含極少的物種。他的結論與穩定/多樣性的共識相抵觸。他提醒大家，不要簡單地認為增加物種混合的複雜性就能帶來穩定性。相反，梅的模擬生態學認為，簡單性和複雜性對穩定性的影響，並不如物種間相互作用的模式來得大。
“一開始，生態學家建立起簡單的數學模型和簡單的實驗室微觀係統，他們搞砸了。物種迅速消失。”斯圖亞特·皮姆告訴我，“後來，生態學家在電腦上和水族箱裏建立了更複雜的係統，他們以為這樣會好些。但是他們錯了，甚至搞得更糟。複雜性隻會讓事情變得異常困難，因為參數必須正好合適。所以，除非它確實簡單（單獵物-單資源的種群模型），否則隨機建立一個模型是行不通的。增加多樣性、加強互相作用或者增加食物鏈長度，它們很快也會達到崩潰的地步。這是加德納、艾希比、梅和我對食物網絡所做的早期研究的主題。但繼續在係統裏加入物種，不斷地讓它們崩潰，它們竟然最終混合在一起，不再崩潰，突然獲得了自然的秩序。它們經過大量反複的雜亂失敗才走上正軌。我們所知道的獲得穩定持續的複雜係統的唯一方式，就是再三重複地把它們搭配在一起。就我所知，還沒人能真正理解其有效的原因。”
1991年，斯圖亞特·皮姆和他的同事約翰·勞頓[8]以及約·科恩[9]一起回顧了所有對野外食物鏈網進行的實地測量，通過數學方法分析，得出的結論是，“生物種群從災難中恢複的比率……取決於食物鏈長度”和一個物種所對應的被掠食者和掠食者數量。昆蟲吃樹葉就是一條食物鏈的一環。龜吃掉吃葉子的昆蟲就形成了一條食物鏈上的兩環。狼也許處在離葉子很遠的環節上。總體來說，當食物鏈越長，環境破壞帶來的影響就會使得互相作用的食物鏈網越不穩定。
西班牙生態學家羅蒙·馬格列夫[10]在此前幾年觀察到的一個現象，最恰當地闡述了由梅的模擬實驗中得出的另一要點。馬格列夫像梅一樣注意到，由許多成員組成的係統成員彼此之間的聯係會很弱，而成員很少的係統其成員彼此間的聯係會很緊密。馬格列夫這樣說：“實際經驗表明，那些與別的物種互動自由度大的物種，它們的交際圈子往往很大。相反地，彼此交往密切，互動程度強的物種常常隸屬於一個成員很有限的係統。”生態係統內的這種明顯的折衷，要麽是多數聯係鬆散的成員，要麽是少數聯係緊密的成員，與眾所周知的生物體繁殖策略折衷非常相似：要麽生出少數後代並加以妥善保護，要麽產出無數後代任其自尋生路。
生物學表明，除了調節網絡中每個節點各自的接頭數量，係統還趨於調節網絡中每對節點之間的“連接性“（連接強度）。自然似乎是保持連接性的不變性的。因此，我們應該料想能在文化、經濟和機械係統中找到相似的連接性守恒[11]定律，盡管我不清楚是否有過這樣的研究。如果在所有的活係統中有這樣的規律，我們也可料想，這種連接性在流變，永遠處於不斷調整的狀態。
“一個生態係統就是一個活物的網絡“，博格斯說。生物通過食物鏈網、氣味和視野以各種不同程度的連接性連接到一起。每個生態係統都是一個動態的網絡，總是在流變，總處在重塑自己的過程中。“不論何處，當我們尋找不變時，找到的都是變化，”伯特克寫道。
當我們踏上黃石公園朝聖之旅，或去加利福尼亞紅樹林，又或去佛羅裏達濕地，我們總被當地那種可敬的、恰到好處的渾然天成深深打動。熊似乎就應出沒於落基山脈的幽深河穀裏；紅衫林似乎就應搖曳在海岸山丘上，而北美鱷似乎就該呆在平原。我們有一種衝動，要保護它們免遭幹擾。但從長遠眼光來看，它們全都原本就是過客，既不是此地的老住戶，也不會永住於此。鮑肯寫道：“自然本身無論是形式、結構還是構成都不會恒久不動，自然無時無地不在變化。”
學者研究從非洲一些湖底的鑽孔裏得到的花粉化石，發現非洲地貌在過去幾百萬年中一直處於流變的狀態。在過去的某個時刻，非洲的景觀看起來和現在迥然不同。現在廣袤的撒哈拉沙漠在過去不久的地質時期裏是熱帶森林。而自那時到現在曾出現過許多生態類型。我們認為野性是永恒的；現實中，自然就是受限的流變。
注入人工介質和矽晶片中的複雜性隻會有更進一步的流變。雖然我們知道，人類製度——那些凝聚人類心血和夢想的社會生態係統——也一定處在不斷的流變和反複破立中，但當變化開始時，我們卻總是驚訝或抗拒。（問一個新潮的後現代美國人是否願意改變訂立已200年之久的美國憲法。他會突然變成中世紀的保守派。）
變化本身，而不是紅衫林或國家議會，才是永恒的。問題就變成：什麽控製著變化？我們怎樣引導變化？在政府、經濟體和生態係統等鬆散團體中的分布式生命可以用任一種刻意的方式加以控製嗎？我們能預知未來的變化狀態嗎？
比如說你在密歇根購買了一塊100英畝荒廢的農田。你用籬笆把四周圍起來，把牛和人都隔在外麵。然後你走開，監測這塊荒地幾十年。第一個夏天，園內野草占據這塊地。從那以後每年都有籬笆外的新物種被風吹入園內落地生根。有些新來者慢慢地被更新的後來者代替，生態組合在這片土地上自我組織，混合就這樣流變經年。如果一位知識淵博的生態學家觀察這片圍起來的荒野，他能否預測百年之後哪些野生物種會占據這片土地？
“是的，毫無疑問他能預測，”斯圖亞特·皮姆說，“但這預測不會像人們想的那樣有趣。”
翻開所有標準的大學生態學課本，在有關生物演替概念的章節中都可找到這塊密歇根熱土最後的形態。第一年到訪的雜草是每年開花的草本植物，接著被更堅韌的多年生植物如沙果草和豚草取代，木本的灌木叢會蔭蔽並抑製開花植物的生長，隨後鬆樹又抑製了灌木的生長。不過，鬆樹的樹蔭保護了山毛櫸和楓樹等闊葉木的幼苗，接下來輪到後者堅定地把鬆樹擠出地盤。百年之後，典型的北方闊葉林就幾乎完全覆蓋了整塊土地。
整個過程，就好像這片土地本身就是一粒種子。第一年長出一堆野草，過了一些年，它變成濃密的灌木叢，再後來它長成了繁茂的樹林。這塊土地演替的畫卷按著可以預知的階段逐步展開，正如我們可以預知蛙卵將以何種方式變成蝌蚪。
這種發育過程還有其他奇特的側麵，如果這塊新開發地開始於100英畝潮濕的沼澤區，而不是一塊田地，或者換成同樣大小的密歇根幹燥多沙的沙丘，那麽最初來接管的物種是不同的（沼澤上會是莎草，沙丘上會是覆盆子），但是物種的混合逐漸向同一個終點會聚，那就是闊葉林。三粒不同的種子孵化成同樣的成體。這種會聚現象使得生態學家萌生了生物演替存在終點或是頂極群落[12]的設想。在某一區域，所有生態混合體趨於轉替直到它們達到一種成熟、終極、穩定的和諧。
在氣候溫和的北方，土地“想要”的是闊葉林。隻要時間充足，幹涸的湖泊或風沙沼澤地都會成為闊葉林。如果再暖和一點，高山山頂也會有此願望。就好像在複雜的吃與被吃的食物鏈網中，無休止的生存競爭攪動著該地區混雜在一起的物種，直到混合態變成闊葉林這種頂極形態（或是其他氣候條件下的特定頂極群落），那時，一切就會平靜地歸於一種大家都可接受的和平，土地就在頂點混合狀態下平息下來。
演替達到頂極期時，多樣物種間的相互需求漂亮地合拍，使整體很難遭到破壞。在短短30年內，北美的原種栗樹就完全消失了[13]——這些強勢的栗樹本是北美森林主體的重要組成部分。然而，森林的其他部分並未遭受巨大影響，森林依然挺立著。物種間的特殊混合產生的持久穩定性——生態係統——顯示了類似屬於有機體的和諧性的某種盆地效應。互相支撐中駐留著某種具有整體性而且富有生命力的東西。也許一片楓樹林僅僅是由較小有機體組成的巨大的有機體。
另一方麵，奧爾多·利奧波德寫道：“若依普通的物理度量，無論是質量還是能量，鬆雞在一英畝的土地生態係統中僅是滄海一粟。但是若從係統裏拿走鬆雞，整個係統也就停轉了。” 6.3 生態係統：超有機體，抑或是身份作坊[14]？
1916年，生態學奠基人之一弗雷德裏克·克萊門茨[15]把類似山毛櫸闊葉林這樣的生物群落稱為自然產生的超有機體。用他的話說，頂極群落構成的就是一個超有機體，因為“它產生，發展，成熟，死亡……的主要特點，堪比單株植物的生命曆程”。由於森林自身就能在荒廢的密歇根田地裏再次播種，克萊門茨將其描繪為繁殖，生物體的另一個特性。對於任何一位敏銳的觀察者而言，山毛櫸——楓樹林[16]差不多和烏鴉一樣展示出了完整性和身份特征。能夠可靠地繁殖自身，並在空地和不毛的沙地上傳播，除了（超）有機體，我們還能把它叫作什麽？
20世紀20年代，超有機體在生物學家眼裏可是個時髦詞。用來描述在那時尚屬新奇的想法：群集的幹員（agent）協力行動，產生由整個群體控製表達的種種現象。就像點點黴斑將自身聚合為粘液菌，一個生態係統也能結合而成一個穩定的超組織（superorganization）——蜂群或森林。一片喬治亞州鬆樹林的行為與單棵鬆樹不同。得克薩斯州山艾樹荒原也不同於單棵的山艾樹，就像鳥群不是一隻大鳥，它們是另一種有機體。動植物聯合成鬆散的聯邦，展現出一個有自己獨特行為方式的超有機體。
克萊門茨的競爭對手，另一位現代生態學之父，生物學家格利森[17]認為，超有機體聯邦的觀點過於牽強，很大程度上是人類內心的產物，試圖能在各處發現模式。格利森反對克萊門茨的假設，他提出頂極群落僅僅是生物體偶然形成的聯合，其興衰取決於當地氣候和地質條件。生態係統更似一個聯合會而非社區——不確定，多元，包容，不斷流變。
自然界的萬千變化為這兩種觀點都提供了證據。在某些地方，群落間的邊界是明確的，更符合生態係統是超級有機體的期待。太平洋西北部多岩石的海岸沿線，高潮期的海藻群落和臨水側的雲杉林之間是杳無人煙的貧瘠海灘。站在數尺寬的狹窄沙鹽地帶，仿佛可以感受到兩側的兩個超有機體，正忙碌著各自的煩惱塵緣。另一個例子在中西部地區，落葉林和開滿野花的草原之間有著無法滲透的邊界，引人注目。
為解開生態超有機體之謎，生物學家威廉姆·漢密爾頓[18]從20世紀70年代開始在電腦上為生態係統建模。他發現，在他的模型中（和現實生活中一樣）很少有係統能自組織形成任何一種可持久的連貫一致性。我上述的例子是野外生物界的例外。他還找到了另外幾個例子：幾千年來，水蘚泥炭沼澤抵製了鬆樹的入侵。苔原凍土帶也是如此。但是大多數生態群落跌跌撞撞地發展出的雜交混合物種，並未作為一個整體給整個群落提供特別的自衛能力。從長遠來看，大多數生態群落，不管模擬的還是真實的，都很容易受到外部的侵入。
格利森是正確的。一個生態係統內各成員間的連接遠比有機體內各成員間的連接更為易變和短暫。從控製論的角度看，象蝌蚪這樣的有機體和淡水沼澤這樣的生態係統之間控製方式的不同在於，單個有機體受到嚴格緊密的束縛，而生態係統則寬鬆自由，不受束縛。
長遠來看，生態群是臨時性的網絡。盡管有些群落相互聯係緊密，近乎共生，大多數物種在進化期內還是漫無目的地隨著夥伴的自身進化而與不同的夥伴同行。
從進化的時間尺度上看，生態學可以看作一場漫長的帶妝彩排。對生物類型來說，那就是個身份作坊。物種變換角色嚐試與每個物種合作，探索合作關係。隨著時間的推移，角色和扮演融入到生物體的基因中。用詩意的話講，基因不願意將取決於其鄰伴行為方式的任何交互作用和功能吸收進自己的編碼，因為鄰裏關係時時刻刻都在發生變化替換。基因寧願為保持靈活、獨立和自由付出些代價。
同時，克萊門茨也是對的。存在某種效率盆地：假定其他條件不變，可以使特定的混合群體達到穩定的和諧狀態。譬如，設想一下山穀兩邊岩石滾落穀底的方式。不是所有的岩石都能在穀底著陸；某些石頭可能會卡在某個小山丘。同樣，在山水間的某處，也可以發現未達到頂極群落狀態的穩定的中間級物種混合群落。在極短的地質時期內（幾十萬年），生態係統形成一個親密的團體，既與外界無涉也無需額外物種加入。這些聯合體的生命甚至遠比個體物種的生命還要短暫，個體物種通常可以存續一兩百萬年。
為使進化發揮效力，參與者之間必須具有一定的連接性；所以在那些緊密連接的係統裏，進化的動力得以盡其所能。而在連接鬆散的係統裏，比如生態係統、經濟係統、文化係統，發生的則是不那麽結構化的適應性調整。我們對鬆散係統的一般動力學所知甚少，是因為這種分散的改變是雜亂而無限間接的。早期的控製論專家霍華德·派蒂[19]將層次結構定義為一個連接性頻譜。他說：“在理想主義者的眼中，世上萬物間都互有聯係——也許的確如此。每個事物都有聯係，有的事物會比其他事物有更多的聯係。”派蒂定義的層級是係統內的連接性差異化的產物。那些聯係鬆散以至於“扁平化”的成員，容易形成一個獨立的組織層次，與那些成員間聯係緊密的區域分離開來。不同的連接性區域產生了層級構造。
用最普適的話來說，進化是緊密的網絡，生態是鬆散的網絡。進化性的改變像是強力束縛的進程，非常類似於數學計算，甚或思維活動。在這種意義上，它是“理智的”。另一方麵，生態變化則像是低等智力的、迂回的過程，以那些對抗風、水、重力、陽光和岩石的生物軀體為中心。生態學家羅伯特·洛克利夫[20]這樣寫道，“群落［生態學的］屬性是環境的產物而非進化史的產物。”進化是直接由基因或計算機芯片產生的符號信息流控製的，而生態則受控於不那麽抽象、但更加雜亂無章的複雜性，這種複雜性來自於肉體。
因為進化是這樣一個充滿符號信息的過程，所以我們現在能人為創造並加以控製，但因為生態變化受到有機體本體的約束，隻有當我們能更容易地模擬出生物軀體和更豐富的人工環境時，才能加以合成。 6.4 變化的起源
多樣性從何而來？1983年，微生物學家朱利安·亞當斯[21]在培養一族大腸杆菌菌群的時候發現了一個線索。他將培養基提純，得到具有完全一致的不變性的同一菌類。他將這族菌群放入一個特製的恒溫器，給菌株提供一個均勻一致的生長環境——每個大腸杆菌都享有相同的溫度和營養液。然後他令這些一模一樣的菌蟲複製並發酵。經過400代的裂變之後，大腸杆菌孕育出與其本身基因稍有變異的新菌株。在恒常不變沒有特色的環境中，生命自發地走向了多樣化。
亞當斯很驚訝，他仔細研究那些變體（它們不是新物種）的基因，想查明發生了什麽。某個初始的細菌經曆了一次變異，使其分泌有機化學物質乙酸酯。另一個細菌經曆的變異使它能夠利用第一個細菌分泌出來的乙酸酯。乙酸酯製造菌和乙酸酯采食菌的共棲協同依賴性突然從均質性中顯露頭角，這一群體分化成了一個生態體係。
雖然均質性也能產生多樣性，但是不一致產生的效果會更好。假使地球像閃亮的軸承滾珠一樣平滑——像完美的球狀恒化器般均衡地分布著同樣的氣候和土壤——那麽地球所擁有的多姿多彩的生態群落就要大大減少。在一個持久不變的環境裏，所有的變異和多樣性必須由內力驅動產生。其他共同進化的生命將是作用於生命的唯一限製。
假如進化可以自行其道，不受地理或地質變化力的幹擾——換言之，脫離軀體的拖累——那麽這似乎有意識的進化就會將進化產物作為進一步進化的輸入，產生深度遞歸的關係。一個沒有山脈，沒有風暴，也沒有出乎意料的幹旱的星球上，進化會將生命卷進越纏越緊的共同進化之網，形成充滿沉湎於不斷加速的協同依賴性的寄生物、寄生物之寄生物（即重寄生物）、仿製品以及共生體的平淡世界。但由於每一物種與其他物種的耦合如此之緊密，想要分辨從何處起算是一個物種的身份發端和另一個物種的身份消亡就很困難。最後，滾珠般均勻的星球上的進化會將所有的事物一股腦地塑造成一個在全球範圍內超級分布式的、單一、巨大的超個體（超有機體）。
出生環境惡劣的極地生物，必須隨時應對大自然強加給它們的難以捉摸的變化。夜晚的嚴寒，白晝的酷熱，春天融冰過後的暴風雪，都造就了惡劣的棲息環境。而位於熱帶或深海的棲息地相對“平穩”，因為它們的溫度、雨量、光照、養分都持久不變。因此，熱帶或洋底的平和環境允許那裏的物種摒棄以改變生理機能的方式適應環境的需要，並給它們留下以單純的生態方式適應環境的空間。在這些穩定的棲息地裏，我們大有希望觀察到許多怪異的共棲和寄生關係的實例——寄生吞噬寄生，雄性在雌性體內生活，生物模仿、偽裝成其他生物，事實也正是如此。
沒有惡劣環境，生命就隻能自己把玩自己，但仍然能夠產生變異和新特性，無論在自然界還是人工仿真界，通過將生物投入惡劣而變化多端的環境都能產生更多的多樣性。
這一課對於那些設法在電腦世界裏創造仿真行為的眾神仿效者們並非毫無教益。自我複製、自我變異的電腦病毒一旦被釋放進處理資源均勻分布的電腦存儲器，便快速進化成一大群遞歸複製的變種，有寄生，有重寄生，還有重重寄生。有個名叫戴維·艾克利[22]的電腦生命研究員告訴我：“我最終發現，想要得到和生命真正類似的行為，不是設法創造出真正複雜的生物，而是給簡單的生物提供一個極其豐饒的變異環境。” 6.5 生生不息的生命
這大風天的下午兩點，離上次午夜遠足6個月之後，我又爬上了屋後的山丘。冬雨洗得草兒綠，大風吹得草兒彎。爬到山脊不遠處，我在野鹿臥在軟草上壓成的一個圓圓的草墊前停下。踩過的草莖飽經風霜，淺黃中微微帶紫，這顏色好像是從鹿的肚子上蹭下來的。我在這草窩中歇息。頭頂上是呼號的風。
我看見吹彎的草葉下蜷縮著的野花。不知什麽原因，所有的物種都是紫藍色的：羽扇豆，藍眼草，蒲公英，龍膽草。在我、偃伏的草葉、還有遠處的大海之間，是披掛著銀綠色葉子粗矮的灌木叢——典型的荒漠版本。
這裏有一株野胡蘿卜花。它葉子上的紋路縱橫交錯，精細而複雜，令人眼花繚亂。每片葉子上排列著24片小葉，其中每片小葉之上又排列著12片更小的細葉。這種遞歸式的形狀無疑是某種過度處理的結果。其頂生的複傘形花序，由30朵奶白色的小碎花簇擁著中心一朵小紫花，同樣令人感到意外。在我歇息的這個草坡，多種多樣的生命形式各自勢不可當地呈現著自己的細節和不可思議。
我本應感動。但是坐擁這兩百萬棵草本植物以及數千棵杜鬆灌木林，對我衝擊最大的卻是想到地球上的生命是何其相像。在被賦予生命的物質所能采用的所有形狀和行為中，隻有少數幾種及其廣泛的變異形式通過了選拔。生命騙不了我，一切都是一樣的，尤如雜貨店裏的罐頭食品，盡管商標不同，卻是由同一個食品集團製造。顯然，地球上的所有生命都來自同一個超越國界的聯合大企業。
我坐著的草棵支愣著，亂蓬蓬的蒲公英杆刮著我的襯衫，棕胸燕朝山下俯衝：它們是向四麵八方滋蔓的同一事物。我之所以懂得，是因為我也被拉扯進去了。
生命是一種連結成網的東西——是分布式的存在。它是在時空中延展的單一有機體。沒有單獨的生命。哪裏也看不到單個有機體的獨奏。生命總是複數形式。（直到變成複數以後——複製繁殖著自己——生命才成其為生命）生命承接著彼此的聯係，鏈接，還有多方共享。“你和我，血脈相同，”詩人莫格利柔聲吟詠。螞蟻，你和我，血脈相同。暴龍，你和我，血脈相同。艾滋病毒，你和我，血脈相同。
生命將自己分散成為顯在的眾多個體，但這些不過是幻象。“生命［首先］是一種生態屬性，而且是稍縱即逝的個體屬性。”微生物學家克萊爾·福爾索姆這樣寫道。克萊爾專愛在瓶子裏搞超有機體。我們分布式地生活在同一個生命裏。生命是一股變換的洪流，一路注滿空容器，滿溢出之後再注入更多的容器。無論那些容器的形狀和數量如何，都不會對此造成絲毫影響。
生命像一個極端分子，運行起來時狂熱而不加節製。它到處滲透，充塞大氣，覆蓋地表，還巧妙地進入了石床的縫隙，誰也無法拒絕它。如洛夫洛克所言，我們每挖出一塊遠古岩石，也就同時挖出了保存在那裏的遠古生命。約翰·馮·諾依曼，用數學術語思考生命，他說：“生命有機體……從任何合理的概率論或熱力學理論來看，都屬於高度不可能……［但是］倘若因由任何一次概率論無從解釋的意外，竟然真的產生了一個生命，那麽，就會出現許多生命有機體。”生命一旦形成，便迅速占領地球，征招所有類型的物質——氣體、液體、固體，納入它的體製。“生命是一個行星尺度的現象，”詹姆斯·洛夫洛克說，“一個星球上不可能隻有稀疏點點的生命。否則它就會像隻有半個身子的動物那樣站立不穩。”
如今，整個地球表麵覆蓋著一層整體生命的薄膜。這個外罩怎麽也脫不掉。撕開一個口子，外罩會自行將破處修補。蹂躪它，外罩會因此變得更繁茂。這不是件破衣爛衫，它蒼翠華麗，是一件覆蓋地球巨大軀體的豔麗長袍。
實際上，它是一件永恒的外套。生命對我們保有一個大秘密，這秘密就是，生命一旦出世，它就是不朽的。一旦發動，它就是不能根除的。
不管環保激進人士怎麽說，完全消除地球上的生命洪流都超越了人類的能力。即使是核彈，也無法在整體上令生命停止，說不定，它實際上還能增加非人類的變體。
數十億年前，生命肯定有過一次跨越不可逆性門檻的行動。我們稱之為i點（i是不可逆轉或不朽的縮寫）。i點之前生命是纖弱的；它麵臨的是一麵陡峭向上的高坡。40億年前地球上頻繁的隕石衝擊，強烈的射線，大起大落的溫差，給所有半成型、準備複製的複雜體造成了難以置信的惡劣環境。但隨後，如洛夫洛克所描繪的，“在地球曆史的太古期，氣候條件形成了一個恰好適合生命誕生的機遇窗口。生命獲得了自我創生的短暫時期。如果它當初失敗，也就沒有未來的整個生命係統了。”
可是一旦紮下了根，生命就再也不撒手了。並且，一旦越過了i點，生命就不再嬌貴脆弱，而會出落得桀驁不馴。單細胞細菌出奇地不屈不撓，它們生存在每一種你想得到的惡劣環境中，包括強輻射地區。將病房裏的細菌完全清除？也許隻有醫院才知道這根本就是天方夜譚。從地球上把生命抹去？哈！做夢吧！
我們必須留意生命永不停歇的本性，它與活係統的複雜性密切相關。我們打算製造類似蝗蟲程度的複雜機器，將它們播散到世界中。一旦登場，它們就不會下台。迄今為止，病毒獵手們編寫過的數千種電腦病毒，沒有一種滅絕了。據殺毒軟件公司說，每星期都有數十種病毒誕生。隻要我們還在用電腦，它們就和我們相伴在一起。
之所以無法令生命止步，是因為生命動力的複雜性已經超過了所有已知破壞力的複雜性。生命遠比非生命複雜。生命自己就能打理死亡的事宜——掠食者分食被掠食者——由一種生命形式消費掉另一種生命形式在總體上無損整個係統的複雜性，甚至可能增加它的複雜性。
全世界所有的疾病和事故，每天24小時、每星期7天，永不止歇地向人類機體進攻，平均要用621960小時才能殺死一個人類個體（注：即世界人口平均壽命），即以70年全天候的攻擊來突破人類生命的防線——不計現代醫學的幹擾（現代醫學既可加速也可延緩生命的死亡，視你所持觀點而定）。這種生命的頑強堅持直接源於人體的複雜性。
相比之下，一輛做工精湛的轎車最多開上20萬英裏就會用壞一個氣缸閥門，行駛時間大約是5 000個小時。一台噴氣機的渦輪發動機可運轉40 000小時。一個沒有可動部件的普通燈泡可使用2 000小時。非生命複雜體的壽命比之生命的執著，簡直不能相提並論。
哈佛大學醫學院的博物館裏，專門用一個陳列櫃擺放著“撬棍頭骨”。這個頭骨被高速飛來的撬棍粗暴地打了一個洞。頭骨屬於菲尼亞斯·蓋吉，他是19世紀一個采石場的工頭，在用鐵棍將注入孔洞的黑色炸藥搗實的時候，炸藥爆炸了。鐵棍打穿了他的頭。他的手下將露在他腦袋外麵的鐵棍鋸斷，然後把他送到一個設備極差的醫生那裏。據認識他的人傳說，蓋奇此後又活了十三年，功能或多或少還算齊全，隻不過變得脾氣暴躁。這是可以理解的。但他的身體還能運轉。
人少了一個胰髒，缺了一個腎髒，或切了一節小腸，可能不能跑馬拉鬆了，但他們還都能存活。當身體的許多小部件——尤其腺體，功能降低的時候會引起整體死亡，但這些部件都有厚重的緩衝使其輕易不會破損。的確，避免破損解體是複雜係統主要的屬性。
野生狀態下的動植物常常在遭受猛烈的暴力或損害後仍能存活。據我所知唯一一次有關野外損害率量度的研究是以巴西蜥蜴為對象，而其結論是有12%的蜥蜴至少缺失了一隻爪趾。麋鹿中槍之後仍能存活，海豹被鯊魚咬過也能痊愈，橡樹被砍伐之後還會抽芽。一次實驗中一組腹足動物[23]被研究人員故意壓碎了殼，然後放歸野外生活，之後它們活得和未受損的對照組一樣長。自然界中，小魚“鯊口脫險”不算什麽，老朽過世若能導致係統崩潰才是英雄壯舉。
形成網絡的複雜性會逆轉事物間通常的可靠性關係。舉例來說，現代照相機中的單個開關件可能有90%的可靠性。把數百個開關湊合著連成一個序列，如果不按分布式排列，這數百個開關作為一個整體，其可靠性就會大大降低——就算它們有75%的可靠性吧。而如果連接得當——每一個開關都把信息傳給其他開關——比如在先進的小型數碼相機中，與直覺相反，照相機整體的可靠性可上升至99%，超出了每個個體部件的可靠性。
但此時照相機有了許多新的由部件組成的子集，每個子集就像是一個部件。這樣的虛擬部件越多，部件層麵發生不可預知行為的總體可能性就會越大。出錯的路徑千奇百怪。因此，雖然作為一個整體的照相機的可靠性更高了，但當它出現意外時，就常常是想象不到的意外。老相機容易失靈，也容易修。新相機則會創造性地失靈。
創造性地失靈是活係統的標記。尋死很難，但導致死亡的路卻有無數條。1990年，兩百多個高薪的工程師緊張工作了兩個星期來找出當時全美電話交換網頻繁出現各種狀況的原因，而正是這些工程師設計和建造了這個係統。問題在於，某種狀況可能過去從未出現過，並且可能將來也不再會出現。
每個人的出生情況都大致相同，每一例死亡卻不相同。如果驗屍官願意給出精確的死因證明，那麽每一例死亡就都是獨一無二的。醫學覺得一般化的結案和歸類更為有益，因此沒有記錄每一例死亡獨有的真正特性。
複雜係統不會輕易死亡。係統的成員與其整體達成了一種交易。部件們說：“我們願為整體犧牲，因為作為一個整體的我們大於作為個體的我們的總和。”生命與複雜交織。部件會死，但整體永存。當係統自組織成更複雜的整體，它就加強了自己的生命——不是它的生命長度，而是它的生命力度。它擁有了更多生命力。
我們往往將生與死想象成二元性的；一個生物非死即生。但生物體內自組織的子係統使人聯想到，有些東西比別的東西更有活力。生物學家林恩·馬基莉斯還有其他人指出，甚至單一的細胞也是以複數形式存活的，因為每一個細胞都至少留有細菌的三個退化形式，這是曆史性聯姻的結果。[24]
“我是所有生命中最有活力的，”俄國詩人塔科夫斯基(（電影攝製者之父）聒噪道。這從政治角度來說不對，但有可能是事實。麻雀和馬的活力可能沒有實質的不同，但馬和柳樹，病毒和蟋蟀之間的活力就不同了。活係統的複雜性越高，裏麵棲息的生命力就可能越多。隻要宇宙繼續變冷，生命就會逐步建立更多奇怪的變體，構築更加互聯的網絡。[25] 6.6 負熵
我再次登上屋後的山丘，漫步至一小片桉樹林，本地的4-h俱樂部[26]曾在這裏放養蜜蜂。每日的此時，小樹林都在特有的水汽籠罩下打盹兒；樹林所處的麵向西方的山丘，擋住了早晨溫暖的陽光。
我想象曆史開篇時這山穀瘦石嶙峋的貧瘠模樣——滿山裸露的石英岩和長石，荒涼而閃亮。10億年倏忽而過。而今，岩石披上了如織的草毯。生命用成片高過我頭頂的樹木填補了一片小樹林的空間。生命正努力填滿整個山穀。下個10億年，它會不斷嚐試新造型，並在所有能找到的縫隙或空地勃發成長。
在生命出現之前，宇宙中沒有複雜的物質。整個宇宙絕對簡單，鹽、水、元素，乏味之極。有了生命之後，就有了許多複雜物質。根據天體化學家的觀點，在生命之外的宇宙中，我們無法找到複雜分子團（或大分子）。生命往往劫持所有它能接觸到的物質並把它複雜化。經由某種離奇的術數，生命向這山穀注入的活力越多，它給未來生命創造的空間就越大。最終，這片加利福尼亞北部海岸蜿蜒的小山穀將會變成一整塊堅實的生命。如果任它隨意飄搖，生命最終會滲透所有物質。
為何從太空看到的地球不是莽莽蒼蒼？為何生命尚未遍及海洋並充滿天空？我相信假使由它自生自滅，地球總有一天會綠成一體。生物體對天空的侵入是相對較近的事件，而且事情還沒完結。海洋的完全飽和有待巨藻鋪天接地，進化到能抵禦風浪的撕扯。但最終，生命將淩駕一切，海洋會變為綠色。
將來某一天，銀河係也可能變為綠色。現在不利於生命的那些行星不會永遠如此。生命會進化出別的形式，在目前看來並不適宜的環境裏繁盛起來。更重要的是，一旦生命的某個變體在某處有了一席之地，生命固有的改造本性就會著手改變環境，直到適合其他物種的生存。
20世紀50年代，物理學家歐文·薛定諤[27]將生命活力稱為“負熵”，意即與熱力學的熵增是反向的[28]。20世紀90年代，一個活躍在美國的科技主義亞文化群體把生命力稱作“外熵”[29]。
外熵概念的鼓吹者自稱為“外熵族”。基於生命外熵的活力論本質[30]，他們發表了關於生活方式的7點聲明。聲明第三點是綱領性條文，申明他們“無疆界擴展”的個人信仰——即生命會一直擴張，直至充滿整個宇宙。那些不這麽認為的人，被他們貼上“死亡主義者”的標簽。從他們的宣傳來看，這一信條不過是盲目樂觀者的自我激勵：“我們無所不能!”
但我仍有些固執地把他們的鼓吹當作一個科學主張：生命將會充滿宇宙。沒有人知道生命所引起的物質擴散的理論極限在哪裏，也沒有人知道我們的太陽最多能支持多少帶有生命印記的物質。
20世紀30年代，俄羅斯地球化學/生物學家沃爾納德斯基寫道：“最大化擴張的屬性是活物與生俱來的，就如同熱從溫度較高的物體傳到溫度較低的物體，可溶性物質溶入溶劑，以及氣體擴散到空間。”沃爾納德斯基稱之為“生命的（物理）壓力”，並且以速率來度量這種擴張。他認為大馬勃菌的擴張速度是生命中最快的。他說，大馬勃菌產生孢子的速率極快，如果能夠快速地為其發育提供原料，那麽隻須繁殖三代，大馬勃菌的體積就能超過地球。按照他晦澀難懂的算法，細菌生命力的“傳輸速度”大約為每小時1000公裏。以這樣的速度，生命填滿宇宙就要不了太久。
當還原至其本質時，生命很像是計算用的函數。與眾不同的思想家愛德華·弗雷德金[31]曾在麻省理工大學工作過，他構思出一個異類的理論，說宇宙是一台計算機。不是比喻意義上的電腦，而是說物質和能量也是信息處理的形態，其對信息處理的方式與一台麥金塔電腦裏的內部處理方式相同。弗雷德金不認同原子的不可分性，他坦率地說：“世界上最具體的東西就是信息。”在多種計算機算法領域做出過開拓性工作的數學天才斯蒂芬·沃爾夫拉姆[32]對此表示讚同。他是首批將物質係統視為計算性處理過程的人之一，其後這個觀點便在一些物理學家和哲學家的小圈子裏盛行起來。根據這個觀點，生命達成的極小工作，其物理與熱力學性質與計算機中達成的極小工作類似。弗雷德金及其合作者會說，知道了宇宙能夠進行的最大的計算量（如果我們將其中的全部物質視作一台計算機），我們就能夠知道，在給定我們所看到的物質和能量的分布下，生命是否能夠充塞宇宙[33]。我不知道是否有人做過那個計算。[34]
認真考慮過生命的最後命運的科學家很少，理論物理學家弗裏曼·戴森[35]是其中之一。戴森做過粗略的計算，以估計生命和智力活動是否能夠存活到宇宙最終完結之時。他的結論是，能。他寫道：“我計算的數值結果顯示，永久生存和信息交流所需的能量不算很大，這令人驚訝……這強有力地支持了對生命潛力持樂觀態度的觀點。無論我們向未來走得有多遠，總會有新鮮事物發生，有新信息進入，有新世界去開發，有可供不斷拓展的生命、意識、知覺和記憶的疆域。”
戴森將這個觀念推進到我不敢想象的程度。我操心的隻是生命的動力，以及它如何滲透所有的物質，還有為何已知萬物沒有一個能夠阻止它。然而正如生命不可逆轉地征服物質，類似生命的，我們稱之為心智的更高級的處理能力，也一發不可收地征服了生命，並因而征服了所有物質。戴森在他抒情而又形而上學的書——《全方位的無限》（innite in all directions）中寫道： <blockquote>
在我看來，心智滲透及控製物質的傾向是自然定律……這種滲透深入宇宙，不會被任何災難或我所能想象的任何藩籬永久阻擋。假如我們這個物種不走在前頭，別的物種就會帶頭，也許已經走在前頭了。假如我們這個物種滅絕，其他物種會更聰明更幸運。心智是有耐心的。它在奏響第一闕弦樂四重奏之前，在這個星球上等待了30億年。或許還需要30億年它才能遍布整個銀河係。我認為不會等這麽久。但是如果需要的話，它有此耐心。宇宙就像在我們周邊展開的沃土，準備好等待心智的種子萌芽、生長。或遲或早，心智終將踐行傳承。當它知會並控製宇宙之後會選擇做什麽？這個問題我們不能奢望回答。 </blockquote>6.7 第四個間斷：生成之環
大約一個世紀以前，人們普遍信奉生命是注入活物的一種神秘液體的觀點，被精煉為現代哲學所謂的活力論[36]。活力論與平常的“她失去了生命”這句話意義相差並不遠。我們都設想某些不可見的物質會隨著死亡而流走。活力論者認真看待這一專屬的含義。他們認為，活躍於生物體內的本質靈魂，其自身並不是活體，也不是無生命的物質或者機械。它是某種別的東西：是存在於被它激活的生物體外的原脈動。
我對生命侵略特性的描述並不意味著要將它當變為後現代的活力論。的確，將生命定義為“通過組織各個無生命部分所湧現的特性，但這特性卻不能還原為各個組成部分”，（這是科學研究目前能給出的最好定義），這非常接近形而上學的調調，但其目的是可以測試的。
我認為生命是某種非靈性的、接近於數學的特性，可以從對物質的類網絡組織中湧現。它有點像概率法則；如果把足夠多的部件放到一起，係統就會以平均律展現出某種行為。任何東西，僅需按照一些現在還不知道的法則組織起來，就可以導出生命。生命所遵循的那些定律，與光所遵循的那些定律同樣嚴格。
碰巧，這一受自然法則支配的過程給生命披上了件貌似靈性的外衣。第一個原因是，按照自然法則，這種組織必定產生無法預知的、新奇的東西。第二，組織的結果必須尋找各種機會複製自身，這讓它有一絲急迫感和欲望。第三，其結果能輕易環接起來保護自身存在，並因此獲得一種自然發生的流程。綜合起來，這些原則也許可以稱為生命的“湧現性”原理。這一原理是激進的，因為它要求以一種修正的理念看待自然法則的含義：不規則性，循環邏輯，同義重複性，出奇的事物。
活力論，正如曆史上每一個錯誤的觀念，也包含了有用的真理片段。20世紀主要的活力論者漢斯·德裏施[37]在1914年將活力論定義為“關於生命進程自治的理論”。在某些方麵他是對的。在我們剛剛萌芽的新觀點中，生命可以從活體和機械主體中分離出來，成為一種真實、自治的過程。生命可以作為一種精巧的信息結構（靈性或基因？）從活體中複製出來，注入新的無生命體，不管它們是有機部件還是機器部件。
回顧人類的思想史，我們逐步將各種間斷從我們對自己作為人類角色的認知中排除。科學史學家大衛·查奈爾[38]在他的著作《活力機器：科技和有機生命研究》中總結了這一進步。
首先，哥白尼[39]排除了地球和物理宇宙其他部分之間的間斷。接著，達爾文排除了人類和有機世界其他部分之間的間斷，最後，弗洛伊德[40]排除了自我的理性世界和無意識的非理性世界之間的間斷。但是正如曆史學家和心理學家布魯斯·馬茲利士[41]所指出的，我們依然麵對著第四個間斷，人類和機器之間的間斷。
我們正在跨越這第四個間斷。我們不必在生物或機械間選擇了，因為區別不再有意義。確實，這個即將到來的世紀（指21世紀）裏最有意義的發現一定是對即將融為一體的技術和生命的讚美、探索與開發利用。
生物世界和人造物品世界之間的橋梁是徹底不均衡的永久力量——一條叫作生命的定律。將來，生物和機器將共同擁有的精髓——將把它們和宇宙中所有其他物質區別開來的精髓——是它們都有自我組織改變的內在動力。
現在，我們可以假定生命是某種處於流變之中的東西，其遵循的規律是人類能夠揭示和認知的，即使我們不能完全理解這些規律。在本書中，為探索機器和生物間的共同之處，我提出以下這些問題：生命想要什麽？我用同樣的方式考慮進化，進化想要什麽？或者更精確些，從生命和進化各自利益的角度來講，它們怎麽看待世界？假如我們把生命和進化看作自主自治的過程，那麽它們的自私行為指向什麽目標？它們要走向何方？它們會變成什麽？
格瑞特·埃裏克[42]在其充滿詩意的《蒙大拿空間》（montana spaces）一書中寫道：“野性沒有條件，沒有確定的路線，沒有頂點或目標，所有源頭轉瞬超越自身，然後放任自流，總在生成當中。靠ct掃瞄或望遠鏡無從探究其複雜性，相反，野性的真相有多個側麵，有一種率直的總是出乎意料的本性，就像我腳下的紅花菜豆地上連串的野草莓。野性同時既是根源又是結果，就好像每條河流都頭尾環繞著，嘴巴吞吃尾巴——吞、吞、吞到源頭……”
野性的目的就是它自身。它同時是“根源和結果”，因和果混合在循環邏輯裏。埃裏克所謂的野性，我叫作活力生命的網絡，是一種近似於機械力的流露，其唯一追求就是擴張自己，它把自身的不均衡推及所有物質，在生物和機器體內噴薄洶湧。
埃裏克說，野性/生命總在生成當中。生成什麽？方生方死，方死方生，生生不息。生命在生命之路上更複雜，更深入，更神奇，更處在生成和改變的過程中。生命是生成的循環，是自身催化的迷局，點火自燃，自我養育更多生命，更多野生，更多“生成力”（ bingness）。生命是無條件的，無時無刻不在瞬間生成多於自身之物。
如埃裏克所暗指的，狂野的生命很像烏洛波洛斯銜尾蛇，吞掉自己的尾巴，消費自己。事實上，狂野的生命更加奇異，它是一個正在脫出自己肉身的銜尾蛇，吐出不斷變得粗大的尾巴，蛇嘴隨之不斷張大，再生出更大的尾巴，把這種怪異圖景溢滿宇宙。
[1] 駐波：振動頻率、振幅和傳播速度相同而傳播方向相反的兩列波疊加時，就產生駐波。比如水波碰到岸邊反射回來時，前進和反射波的疊合就產生駐波。駐波形成時，空間各處的介質點或物理量隻在原位置附近做振動，波停駐不前，而沒有行波的感覺，所以稱為駐波。
[2] 斑塊（patch）：這裏是生態學術語，指的是外觀上與周圍地表環境明顯不同的非線性區域。其類型分為幹擾斑塊（由自然的火、雷電、山崩等引起）、殘存斑塊、環境鑲嵌分布斑塊和人類活動引起（已經占據主要作用）的斑塊等。
[3] 丹·鮑肯（dan botkin）：資深生物學家，理學博士。研究自然、環境和地球生命。研究對象包括北極駝鹿、北冰洋弓頭鯨、非洲大象、中北美森林等。參與拯救加州兀鷹、西北太平洋鮭魚，同時寫了大量有關自然、生物的書，對環保事業貢獻良多。
[4] 托尼·博格斯（tony burgess）：沙漠/草原生態學博士，任職於亞利桑那州圖森的沙漠協調實驗室。
[5] 生態漸變群：同一物種的多個種群散布在大片地理區域中。
[6] 生態交錯群：兩個不同群落交界的區域，亦稱生態過渡帶。兩群落的過渡帶有的狹窄，有的寬闊；有的變化突然，有的逐漸過渡或形成鑲嵌狀。群落交錯區的環境特點及其對生物的影響，已成為生態學研究的重要課題。
[7] 羅伯特·梅（robert may）：理論生物學家，皇家學會會員，聯合王國政府首席科學顧問，皇家學會會長，在悉尼大學、普林斯頓大學、牛津大學、倫敦大學帝國學院等多所大學任教授。
[8] 約翰·勞頓（johnwton）：達勒姆大學教授，動物學家。1969年到1999年間任教於達勒姆大學、牛津大學、約克大學、帝國理工學院等多所院校，並在英國全國環境研究委員會任主席等職。
[9] 約·科恩（joel cohen，1944.02.10～）：數學生物學家，目前任教於紐約洛克菲勒大學，同時也是哥倫比亞大學地球研究所人口學教授。
[10] 羅蒙·馬格列夫（ramon margalef，1919～2004）：巴塞羅納大學生物係名譽生態學教授，是西班牙當之無愧的科學巨匠。指導、建立了巴塞羅那大學生態學係，1967年成為西班牙首位生態學教授。其重要貢獻包括將信息理論運用於生態研究，創造了研究人口的數學模式。
[11] 連接性守恒：意指由連接數量和連接強度組成的某種形式的合量保持不變，即連接數量增加時，強度降低；反之亦然。
[12] 頂級群落：群落演替的最終階段是頂極群落。頂極群落是最穩定的群落階段，其中各主要種群（如某種闊葉林、鬆、牧草等）的出生率和死亡率達到平衡，能量的輸入和輸出以及生產量和消耗量也都達到了平衡。隻要氣候、地形等條件穩定，不發生意外，頂極群落可以幾十年幾百年保持穩定而不發生演替。現在地球上的群落大多是在沒有人為幹擾下經過億萬年的演替而達到的頂極群落。——摘自《普通生物學 - 生命科學通論》，陳閱增。
[13] 北美原種栗樹的消失：100年前，美國東海岸還都生長著巨大的美洲栗樹。在阿巴拉契山脈，許多山頭都是整片的栗樹林。人們說，鬆鼠們隻需在栗樹的枝頭跳躍，就可以輕鬆地從南方的佐治亞跳到紐約，爪子都不用沾地。100年前，物種交流引起一場大災難。亞洲移植的栗樹攜帶有一種黴菌，亞洲栗樹對這種黴菌有很強的抗病力，美洲栗樹對此卻毫無抵抗能力。從第一棵樹的發病開始，隻經曆了短短幾十年，到20世紀50年代，美國東部地區900萬英畝森林中的主要品種——美洲栗樹，已經事實上全部滅絕了。直到現在，得到很多民眾支持的美洲栗樹基金會仍在做著徒勞而不懈的努力。
[14] 身份作坊：物種的身份，即其區別於其他物種的特性，不是特意地、帶有預判地創造的，而是通過“彩排……物種彼此嚐試演練不同的角色”，進化到某處，自然而然地湧現出來的，因而是漫無目的的、作坊式的、細敲碎打的。
[15] 弗雷德裏克·克萊門茨（frederic clements，1874～1945）：美國植物生態學家，植被演替研究的先驅。
[16] 山毛櫸-楓樹林群落：是北美地區常見的植物頂極群落。
[17] h.a.格利森（h.a.gleason，1882～1975）：美國著名生態學家、植物學家及分類學家，以其對個體/開放群落的生態演替概念的支持而著稱。
[18] 威廉姆·漢密爾頓（william hamilton，1936～2000）：英國進化生物學家，20世紀最偉大的進化理論家。
[19] 霍華德·派蒂（howard pattee）：任職於t.j.沃森學校係統科學與工業工程係以及紐約州立大學工程及應用科學係。主要研究包括：複雜係統進化模式，動態係統語言控製及理論生物學。
[20] 羅伯特·洛克利夫（robert ricklefs）：美國鳥類學家和生態學家。2006年因其在鳥類學領域的畢生成就而獲庫珀鳥類學社團羅伊和奧爾登米勒研究獎。
[21] 朱利安·亞當斯（julian adams）：理學博士，曾在普洛斯克裏普公司、勃林格殷格翰公司擔當過多種職務。在勃林格殷格翰公司工作時成功發現了對抗艾滋病的藥物viramune?。
[22] 戴維·艾克利（david ackley）：卡內基梅隆大學物理學博士。在新墨西哥大學任職之前，他是貝爾通信研究所認知科學研究組的研究員。他的研究興趣集中在人工生命模型和人工生命實體；目前研究重點包括遺傳算法及程序設計，分布式計算和社會性計算，以及計算機安全。
[23] 腹足動物：軟體動物門中物種最多的一個綱。蝸牛以及田螺、玉螺、骨螺等等各種各樣的海生螺類都屬於這個綱。
[24] 細胞的起源：距今39億年前，古細菌、藍菌（俗稱藍藻）是地球上最初的生命形式，擁有細胞質、細胞壁、細胞膜，我們稱為原核生物，而後的真核細胞擁有細胞核、高爾基體 （細胞器）、線粒體、內質網等，進行有絲分裂，是真正的細胞。按照現在普遍接受的內共生理論，線粒體是最初真核生物吞噬細菌後，形成共生關係而進化出來的；同樣，葉綠體是真核生物吞噬藍菌後共生而來的；細胞器也是如此。
[25] 熱寂和熵減的關係：本書作者在2008年的一次訪談中說道：“人們都說，沒有什麽能逃脫冷酷的熱力學第二定律，宇宙的最後歸宿是一片熱死寂。但這不是故事的全部，宇宙在沉寂的同時，也在熱鬧起來，從舊物中帶來新生、增加複雜性的新層次。宇宙充滿了無盡的創造力。熵和進化，兩者就象兩支時間之矢，一頭在拖拽著我們退入無窮的黑暗，一頭在拉扯著我們走向永恒的光明。”
[26] 4-h：頭（head），心（heart），手（hands），健（health）。4-h club又作四健會。
[27] 歐文·薛定諤（erwin schr?dinger）：著名的奧地利理論物理學家，量子力學的重要奠基人之一，同時在固體的比熱、統計熱力學、原子光譜及鐳的放射性等方麵的研究都有很大成就。
[28] 負熵（negentropy）：自然萬物都趨向從有序到無序，即熵值增加。而生命需要通過不斷抵消其生活中產生的正熵，使自己維持在一個穩定而低的熵水平上。生命以負熵為生。 ——摘自薛定諤著《生命是什麽 - 活細胞的物理學觀》。
[29] 外熵（extropy）：係1988年1月由湯姆·比爾杜撰，並由馬克斯·摩爾定義為“生命係統或有組織係統內的智力、功能秩序、活力、能量、生活、經驗以及能力還有改進和成長的動力”。外熵隻是一種隱喻，還未成為技術名詞，故此，它不是熵的反義（反義詞是負熵），盡管也有人考慮將它作為專用反義詞。馬克斯·摩爾撰寫的《外熵的哲理》，其原意旨在闡述其超人主義。
[30] 活力論和還原論：兩者的紛爭由來已久，鑒於逐漸意識到生命體獨特的複雜性和整體性，近年來科學界已不再像過去那樣排斥活力論了。
[31] 愛德華·弗雷德金（ad fredkin）：曾任麻省理工學院計算機實驗室主任，鼓吹“宇宙就是一台電腦”的思想。
[32] 斯蒂芬·沃爾夫拉姆（stephen wolfram，1959.08.29～）：生於倫敦，美國物理學家，數學家，商人。以其在理論粒子物理學、宇宙學、格狀自動機、複雜性理論及計算機代數方麵的成就著稱，是計算機程序mathematica的創建人。
[33] 宇宙的總質量：有機體的基本構成粒子都來源於宇宙物質，來自恒星和星雲。宇宙的粒子總數是一定的，約為1080，一個人體約為1028。那麽，根據維持生命存活所必需的環境溫度、壓力、日光等物理變量計算出符合要求的恒星係統的大小、分布和類型以及其所需的基本粒子數量，也許就能推測生命能否奢侈到布滿宇宙各個角落。
[34] 關於宇宙所能進行的最大計算量：2000年麻省理工學院的賽斯·勞埃德給出了計算值（本書成書於1994年），他依據光速、普朗克常數、萬有引力常數等物理規律，按信息論把所有基本粒子看成可儲存並計算0和1的二進製運算單元。根據宇宙所包含的總能量，勞埃德算出宇宙計算機可以執行10120次基本運算。而它能存儲的信息則大約有1090比特。考慮到計算還需要能量和時間，上述數值已按愛因斯坦的質能方程和量子物理理論做了修正。
[35] 弗裏曼·戴森（freeman dyson，1923.12.15～）：優秀的理論物理學者，早年作為量子電動力學的巨擘，與諾貝爾物理獎擦肩而過。1956年發表的《自旋波》論文被無數次引用，堪稱物理學史上的重量級論文之一。戴森稱，“自旋波”或許是他一生最重要的貢獻。
[36] 活力論的曆史：作者在這裏的論述不盡符合事實。活力論由來已久，可以追溯到亞裏士多德時期。他把生命這種要素區別於水、火、氣、土，稱為entéléchie（完成）。活力論一直到20世紀仍有其代表人物，其中最後的一位即是文中所提到的胚胎學家漢斯·德裏施。但是到了20世紀二三十年代，生物學家幾乎普遍地否定了活力論。這是因為自牛頓、笛卡兒以來的自然科學的發展，物理定律、化學熱力學定律的大批發現，使得樸素唯物主義的機械論、還原論占了上風。近二30年來，隨著學界對生命獨特的複雜性和整體性的重新認識，以及建立在分子生物學上的實驗生命科學飛速進步，人們不再由於害怕活力論無法實證研究而排斥它，而是視之大有可為。
[37] 漢斯·德裏施（hans driesch，1867.10.28～1941.04.16）：德國生物學家、哲學家。以其早期胚胎學實驗性研究以及實體新活力哲學著稱。
[38] 大衛·查奈爾（david channell）：科學技術史博士，主要研究倫理學。
[39] 哥白尼（copernicus，1473～1543）：波蘭天文學家，現代天文學創始人。創立日心說，推翻了托勒密的地心說，使自然科學開始從神學中解放出來，著有《天體運行論》。
[40] 弗洛伊德（freud，1856～1939）：奧地利神經學家、精神病醫學家、精神分析的創始人。提出潛意識理論，認為性本能衝動是行為基本原因，主要著作有《釋夢》、《精神分析引論》等。
[41] 布魯斯·馬茲利士（bruce mazlish）：麻省理工學院名譽曆史學教授。
[42] 格瑞特·埃裏克（gretel ehrlich）：1978年開始寫作，最有影響的著作是1984年由維京企鵝出版社出版的《曠野的慰藉》（the sce of open spaces），美國藝術及讀書協會因此給她頒發了哈羅德·d.沃爾肖卓越散文獎。
今晚是中國傳統的中秋佳節。舊金山唐人街鬧市區內，華僑們一邊互贈月餅，一邊講述著嫦娥奔月的故事。我家在距此12英裏陡峭堤岸的後麵。金門的大霧積聚在我家屋後堤岸的上空，將附近地區籠罩在茫茫霧氣中。我踏著午夜的月光，出去散步，猶如雲中漫步。
發白的黑麥草高及胸口，在風中喃喃低語。我跋涉其中，仔細觀察加利福尼亞的崎嶇海岸。這是一塊無序的土地，大都是多山的沙漠，相臨的大海雖然水量充足，卻無法提供雨水。海洋在夜間展開濃霧，偷偷地運送著生命之水。清晨來臨，霧氣凝結成水滴附著在嫩枝和樹葉上，滴滴答答地落到地上。整個夏天，水大都以這種方式傳送過來，而在其他地方，這本是雷雨雲團的份內之事。生命中的龐然大物紅杉樹，就在這雨水替代物的涓滴滋養下茁壯成長。
雨水廣施恩澤，涵蓋萬物，包羅萬象且一視同仁。相對之下，霧氣卻隻能逡巡於方畝之間。它依賴於微弱的空氣對流，漂浮到最容易到達的地方，然後滯留在適當而平和的丘陵間的凹陷處。地形以這種方式掌控著水汽，也間接地掌控了生命。丘陵形成合適的地形就能留住濃霧，或凝結水滴滴入峽穀。與陰麵的北部斜坡相比，朝南向陽的山丘會因為蒸發作用失去較多的的寶貴水分。而某些地表的土壤能夠更好地保持水分。當這些變數彼此疊加組合時，便會造成許多小片的動植物棲息地，構成拚貼畫般的風景。在沙漠地帶上，水決定著生命去留。而當一塊沙漠地帶上水的傳送無法做到普降恩澤、其所達範圍有限且反複無常時，那麽決定生命去留的就是土地本身。
結果就形成了拚貼畫一樣的風景。我屋後的小山就披著由三塊截然不同的“料子”拚成的植被，一麵斜坡上是匍匐的草地群落，居住著老鼠、貓頭鷹、薊和罌粟——一直延伸到海邊。小山頂上，粗檜林和柏樹把持著另一個單獨的群叢，其中有鹿、狐狸和青苔。而在另一邊的高地上，無邊無際濃密的毒葛和常綠灌木叢中隱藏著鵪鶉以及其他種群成員。
這些“小聯邦”之間保持著動態的平衡，它們相互間自我維持的姿態持續保持著將跌未跌的狀態，就像春天溪流中的駐波[1]。當大量的自然界生物互相推搡著擁進共同進化的懷抱之時，在不均衡的地貌和氣候環境中，它們的相互作用令彼此無法聚集，於是成為一片片隔離的斑塊[2]，塊內的動植物互相依存。這些斑塊的位置亦隨時間改變而遊移。
風和春季洪水侵蝕著土壤，暴露出地下土層，新組成的腐殖質和礦物成分初露地表。土壤混合物上下攪動翻身的同時，與之息息相關的動植物也混雜著攪動變遷。鬱鬱蔥蔥的仙人掌樹叢，比如巨樹仙人掌叢林，可以在短短不到100年之內遷進或遷出西南部的小塊沙漠地帶。如果延時拍攝後用普通轉速放映的話，會發現巨樹仙人掌叢林在沙漠景觀裏蔓延的過程就像水銀瀉地。能遊走的不僅僅隻有仙人掌樹叢。在同樣縮時拍攝的畫麵裏，中西部稀樹大草原的野花繞著橡樹叢漫溢上來，猶如湧來的潮水，有時，將樹叢盡沒在茫茫草原裏；有時，山火過後，花草的潮水又會退卻，複現擴散膨脹的橡樹林。生態學家丹·鮑肯[3]曾這樣描述過，森林“和著氣候變換的節拍緩緩地穿行於地貌之中”。
“如果沒有變化，沙漠就會退化，”托尼·博格斯[4]斷言。他是一位身材魁梧，留著一大把紅胡須的生態學家，深愛著沙漠。他全身心地學習研究與沙漠相關的知識和資料。在亞利桑那州圖森市附近，博格斯頂著酷熱一直監測著一塊沙漠帶。幾代科學家在此進行了持續80年的測量和拍攝。對這塊土地上的觀察在所有無間斷生態學觀察中時間是最長的。通過研究這80年來沙漠變化的數據，博格斯得出結論：“多變的降雨量是沙漠存續的關鍵。每年降雨的情況稍有不同，才能使每個物種略微脫離平衡態。如果降雨量變幻多端，那麽物種的混合群落就會增加兩到三個數量級。反之，如果相對於每年的氣溫循環周期，降雨量保持不變的話，美麗的沙漠生態將幾乎總是向著單一乏味潰縮。”
“均衡即死亡，”博格斯如是陳述。這個觀點在生態科學圈內流行時間還不很長。“直到20世紀70年代中期，我們所有人都在前人學說的指導下工作，即生物群落正趨向不變的均衡，形成頂極群落。而今，我們看到，正是紊亂和多變真正給自然賦予了豐富的色彩。”
生態學家偏愛自然界中的各種均衡狀態，其主要原因和經濟學家偏愛經濟中的各種均衡狀態相同：均衡態可以用數學模型來表達，你可以為一個過程寫出你能夠求解的方程。但如果你說這個係統永遠處於非均衡狀態，你就是在說它的模型是無法求解的，也就無從探究。那就相當於你幾乎什麽都沒說。而在當今這個時代，生態學（還有經濟學）上的理解發生巨大改變並不是偶然的，因為用廉價計算機就能輕鬆地為非平衡和非線性方程編程求解。在個人電腦上為一個混沌的共同進化的生態係統建立模型突然不再是難題了。你看，這和行進的巨樹仙人掌叢林或稀樹大草原的奇異行為多像啊。
近年來，學者們提出了上千種非均衡態模型；事實上，現在有一個小圈子，專門研究混沌非線性數學，微分方程和複雜性理論等，所有這些研究都有助於改變這樣的舊有觀念：大自然和經濟活動都會收斂到平衡穩態。流動即常態這個新觀點重新闡述了曆史數據。博格斯能夠向人們展示沙漠的老照片，表明巨樹仙人掌叢林的生態地塊在一段相對較短的時間（幾十年）正在圖森盆地內漂移。“從我們監測的沙漠帶發現，”博格斯說，“這些地帶的發展並不同步。而正因如此，整個沙漠帶內物種較為豐富，如果自然災害徹底毀滅了一個地塊上的物種，處在另一發展階段的地塊可以輸出生物體和種子到這片地帶。甚至在沒有降雨量變化的生態係統，比如熱帶雨林，由於周期性的暴風雨和倒折的樹木，也存在這種斑塊生態動力係統（patch dynamics）。”
“均衡態不僅意味著死亡，它本身就是死亡狀態，”博格斯強調，“係統要變得豐富，就需要時間和空間上的變化。但變化太多也不行。你會一下從生態漸變群[5]轉到生態交錯群[6]。”
博格斯認為，自然界對擾動和變化的依賴是個現實問題。“在自然界，如果作物（包括蔬菜，種子，或肉）的收成年複一年差異很大，那沒什麽問題。自然實際上在此差異中增加了其豐富性。但是當人們要靠一個生態係統中的作物維持生計，比如受變化驅動演化的沙漠係統，他們能做的僅僅是將這個係統簡化成我們所謂的農業——根據變化的環境提供固定的產品。”博格斯希望沙漠的變遷能教會我們如何不用簡化係統就能和變化的環境共處。這並不是一個完全愚蠢的夢想。信息驅動的經濟模式為我們提供的是一種能夠適應調整的基礎結構，它能圍繞無規律的產出靈活地做出修正；這就為靈活的“即時”製造業提供了基礎。理論上，對於提供食物和有機資源的豐富多變的生態係統，我們可以利用信息網絡調節投入，以適應其極不規律的產出。但是，正如博格斯承認的：“眼下，除了賭博，我們還沒有由變化驅動的工業經濟模式。” 6.2 誰先出現，穩定性還是多樣性？
如果說自然是建立在恒久流變的基礎之上，那麽不穩定性可能就是引起自然界生物類型豐富多彩的原因。不穩定的自然力量是多樣性產生的根源，這種想法與一條古老的環境主義格言背道而馳：即穩定性產生多樣性，多樣性又帶來穩定性。但如果自然的係統的確並不趨向精致的平衡，我們就應該習慣於和不穩定打交道。
在20世紀60年代後期，生物學家最終獲得計算機的幫助，開始在矽晶網絡上建立動態生態係統和食物鏈網絡模型。他們試圖回答的首批問題之一是，穩定性來自於何方？如果在虛擬網絡上創建掠食者和被掠食者的相互關係，是什麽條件致使二者穩定下來演繹一段長期共同進化的二重奏，又是什麽條件會使這些虛擬生物難以為繼？
最早的模擬穩定性的論文中有一篇是加德納和艾希比在1970年合作發表的。艾希比是一位工程師，他對正反饋回路的種種優點和非線性控製電路很感興趣。兩人在電腦上為簡單的網絡回路編製出數百種變化，並係統地改變節點的數量和節點間的關聯度。他們發現了驚奇的一幕：如果增加關聯度至超過某一臨界值，係統從外界擾動中回複的能力就會突然降低。換句話說，與簡單的係統相比，複雜的係統更有可能不穩定。
次年，理論生物學家羅伯特·梅[7]也公布了類似的結論。梅在電腦上運行生態模型，一些模擬的生態群落包含大批互相作用的物種，另一些則隻包含極少的物種。他的結論與穩定/多樣性的共識相抵觸。他提醒大家，不要簡單地認為增加物種混合的複雜性就能帶來穩定性。相反，梅的模擬生態學認為，簡單性和複雜性對穩定性的影響，並不如物種間相互作用的模式來得大。
“一開始，生態學家建立起簡單的數學模型和簡單的實驗室微觀係統，他們搞砸了。物種迅速消失。”斯圖亞特·皮姆告訴我，“後來，生態學家在電腦上和水族箱裏建立了更複雜的係統，他們以為這樣會好些。但是他們錯了，甚至搞得更糟。複雜性隻會讓事情變得異常困難，因為參數必須正好合適。所以，除非它確實簡單（單獵物-單資源的種群模型），否則隨機建立一個模型是行不通的。增加多樣性、加強互相作用或者增加食物鏈長度，它們很快也會達到崩潰的地步。這是加德納、艾希比、梅和我對食物網絡所做的早期研究的主題。但繼續在係統裏加入物種，不斷地讓它們崩潰，它們竟然最終混合在一起，不再崩潰，突然獲得了自然的秩序。它們經過大量反複的雜亂失敗才走上正軌。我們所知道的獲得穩定持續的複雜係統的唯一方式，就是再三重複地把它們搭配在一起。就我所知，還沒人能真正理解其有效的原因。”
1991年，斯圖亞特·皮姆和他的同事約翰·勞頓[8]以及約·科恩[9]一起回顧了所有對野外食物鏈網進行的實地測量，通過數學方法分析，得出的結論是，“生物種群從災難中恢複的比率……取決於食物鏈長度”和一個物種所對應的被掠食者和掠食者數量。昆蟲吃樹葉就是一條食物鏈的一環。龜吃掉吃葉子的昆蟲就形成了一條食物鏈上的兩環。狼也許處在離葉子很遠的環節上。總體來說，當食物鏈越長，環境破壞帶來的影響就會使得互相作用的食物鏈網越不穩定。
西班牙生態學家羅蒙·馬格列夫[10]在此前幾年觀察到的一個現象，最恰當地闡述了由梅的模擬實驗中得出的另一要點。馬格列夫像梅一樣注意到，由許多成員組成的係統成員彼此之間的聯係會很弱，而成員很少的係統其成員彼此間的聯係會很緊密。馬格列夫這樣說：“實際經驗表明，那些與別的物種互動自由度大的物種，它們的交際圈子往往很大。相反地，彼此交往密切，互動程度強的物種常常隸屬於一個成員很有限的係統。”生態係統內的這種明顯的折衷，要麽是多數聯係鬆散的成員，要麽是少數聯係緊密的成員，與眾所周知的生物體繁殖策略折衷非常相似：要麽生出少數後代並加以妥善保護，要麽產出無數後代任其自尋生路。
生物學表明，除了調節網絡中每個節點各自的接頭數量，係統還趨於調節網絡中每對節點之間的“連接性“（連接強度）。自然似乎是保持連接性的不變性的。因此，我們應該料想能在文化、經濟和機械係統中找到相似的連接性守恒[11]定律，盡管我不清楚是否有過這樣的研究。如果在所有的活係統中有這樣的規律，我們也可料想，這種連接性在流變，永遠處於不斷調整的狀態。
“一個生態係統就是一個活物的網絡“，博格斯說。生物通過食物鏈網、氣味和視野以各種不同程度的連接性連接到一起。每個生態係統都是一個動態的網絡，總是在流變，總處在重塑自己的過程中。“不論何處，當我們尋找不變時，找到的都是變化，”伯特克寫道。
當我們踏上黃石公園朝聖之旅，或去加利福尼亞紅樹林，又或去佛羅裏達濕地，我們總被當地那種可敬的、恰到好處的渾然天成深深打動。熊似乎就應出沒於落基山脈的幽深河穀裏；紅衫林似乎就應搖曳在海岸山丘上，而北美鱷似乎就該呆在平原。我們有一種衝動，要保護它們免遭幹擾。但從長遠眼光來看，它們全都原本就是過客，既不是此地的老住戶，也不會永住於此。鮑肯寫道：“自然本身無論是形式、結構還是構成都不會恒久不動，自然無時無地不在變化。”
學者研究從非洲一些湖底的鑽孔裏得到的花粉化石，發現非洲地貌在過去幾百萬年中一直處於流變的狀態。在過去的某個時刻，非洲的景觀看起來和現在迥然不同。現在廣袤的撒哈拉沙漠在過去不久的地質時期裏是熱帶森林。而自那時到現在曾出現過許多生態類型。我們認為野性是永恒的；現實中，自然就是受限的流變。
注入人工介質和矽晶片中的複雜性隻會有更進一步的流變。雖然我們知道，人類製度——那些凝聚人類心血和夢想的社會生態係統——也一定處在不斷的流變和反複破立中，但當變化開始時，我們卻總是驚訝或抗拒。（問一個新潮的後現代美國人是否願意改變訂立已200年之久的美國憲法。他會突然變成中世紀的保守派。）
變化本身，而不是紅衫林或國家議會，才是永恒的。問題就變成：什麽控製著變化？我們怎樣引導變化？在政府、經濟體和生態係統等鬆散團體中的分布式生命可以用任一種刻意的方式加以控製嗎？我們能預知未來的變化狀態嗎？
比如說你在密歇根購買了一塊100英畝荒廢的農田。你用籬笆把四周圍起來，把牛和人都隔在外麵。然後你走開，監測這塊荒地幾十年。第一個夏天，園內野草占據這塊地。從那以後每年都有籬笆外的新物種被風吹入園內落地生根。有些新來者慢慢地被更新的後來者代替，生態組合在這片土地上自我組織，混合就這樣流變經年。如果一位知識淵博的生態學家觀察這片圍起來的荒野，他能否預測百年之後哪些野生物種會占據這片土地？
“是的，毫無疑問他能預測，”斯圖亞特·皮姆說，“但這預測不會像人們想的那樣有趣。”
翻開所有標準的大學生態學課本，在有關生物演替概念的章節中都可找到這塊密歇根熱土最後的形態。第一年到訪的雜草是每年開花的草本植物，接著被更堅韌的多年生植物如沙果草和豚草取代，木本的灌木叢會蔭蔽並抑製開花植物的生長，隨後鬆樹又抑製了灌木的生長。不過，鬆樹的樹蔭保護了山毛櫸和楓樹等闊葉木的幼苗，接下來輪到後者堅定地把鬆樹擠出地盤。百年之後，典型的北方闊葉林就幾乎完全覆蓋了整塊土地。
整個過程，就好像這片土地本身就是一粒種子。第一年長出一堆野草，過了一些年，它變成濃密的灌木叢，再後來它長成了繁茂的樹林。這塊土地演替的畫卷按著可以預知的階段逐步展開，正如我們可以預知蛙卵將以何種方式變成蝌蚪。
這種發育過程還有其他奇特的側麵，如果這塊新開發地開始於100英畝潮濕的沼澤區，而不是一塊田地，或者換成同樣大小的密歇根幹燥多沙的沙丘，那麽最初來接管的物種是不同的（沼澤上會是莎草，沙丘上會是覆盆子），但是物種的混合逐漸向同一個終點會聚，那就是闊葉林。三粒不同的種子孵化成同樣的成體。這種會聚現象使得生態學家萌生了生物演替存在終點或是頂極群落[12]的設想。在某一區域，所有生態混合體趨於轉替直到它們達到一種成熟、終極、穩定的和諧。
在氣候溫和的北方，土地“想要”的是闊葉林。隻要時間充足，幹涸的湖泊或風沙沼澤地都會成為闊葉林。如果再暖和一點，高山山頂也會有此願望。就好像在複雜的吃與被吃的食物鏈網中，無休止的生存競爭攪動著該地區混雜在一起的物種，直到混合態變成闊葉林這種頂極形態（或是其他氣候條件下的特定頂極群落），那時，一切就會平靜地歸於一種大家都可接受的和平，土地就在頂點混合狀態下平息下來。
演替達到頂極期時，多樣物種間的相互需求漂亮地合拍，使整體很難遭到破壞。在短短30年內，北美的原種栗樹就完全消失了[13]——這些強勢的栗樹本是北美森林主體的重要組成部分。然而，森林的其他部分並未遭受巨大影響，森林依然挺立著。物種間的特殊混合產生的持久穩定性——生態係統——顯示了類似屬於有機體的和諧性的某種盆地效應。互相支撐中駐留著某種具有整體性而且富有生命力的東西。也許一片楓樹林僅僅是由較小有機體組成的巨大的有機體。
另一方麵，奧爾多·利奧波德寫道：“若依普通的物理度量，無論是質量還是能量，鬆雞在一英畝的土地生態係統中僅是滄海一粟。但是若從係統裏拿走鬆雞，整個係統也就停轉了。” 6.3 生態係統：超有機體，抑或是身份作坊[14]？
1916年，生態學奠基人之一弗雷德裏克·克萊門茨[15]把類似山毛櫸闊葉林這樣的生物群落稱為自然產生的超有機體。用他的話說，頂極群落構成的就是一個超有機體，因為“它產生，發展，成熟，死亡……的主要特點，堪比單株植物的生命曆程”。由於森林自身就能在荒廢的密歇根田地裏再次播種，克萊門茨將其描繪為繁殖，生物體的另一個特性。對於任何一位敏銳的觀察者而言，山毛櫸——楓樹林[16]差不多和烏鴉一樣展示出了完整性和身份特征。能夠可靠地繁殖自身，並在空地和不毛的沙地上傳播，除了（超）有機體，我們還能把它叫作什麽？
20世紀20年代，超有機體在生物學家眼裏可是個時髦詞。用來描述在那時尚屬新奇的想法：群集的幹員（agent）協力行動，產生由整個群體控製表達的種種現象。就像點點黴斑將自身聚合為粘液菌，一個生態係統也能結合而成一個穩定的超組織（superorganization）——蜂群或森林。一片喬治亞州鬆樹林的行為與單棵鬆樹不同。得克薩斯州山艾樹荒原也不同於單棵的山艾樹，就像鳥群不是一隻大鳥，它們是另一種有機體。動植物聯合成鬆散的聯邦，展現出一個有自己獨特行為方式的超有機體。
克萊門茨的競爭對手，另一位現代生態學之父，生物學家格利森[17]認為，超有機體聯邦的觀點過於牽強，很大程度上是人類內心的產物，試圖能在各處發現模式。格利森反對克萊門茨的假設，他提出頂極群落僅僅是生物體偶然形成的聯合，其興衰取決於當地氣候和地質條件。生態係統更似一個聯合會而非社區——不確定，多元，包容，不斷流變。
自然界的萬千變化為這兩種觀點都提供了證據。在某些地方，群落間的邊界是明確的，更符合生態係統是超級有機體的期待。太平洋西北部多岩石的海岸沿線，高潮期的海藻群落和臨水側的雲杉林之間是杳無人煙的貧瘠海灘。站在數尺寬的狹窄沙鹽地帶，仿佛可以感受到兩側的兩個超有機體，正忙碌著各自的煩惱塵緣。另一個例子在中西部地區，落葉林和開滿野花的草原之間有著無法滲透的邊界，引人注目。
為解開生態超有機體之謎，生物學家威廉姆·漢密爾頓[18]從20世紀70年代開始在電腦上為生態係統建模。他發現，在他的模型中（和現實生活中一樣）很少有係統能自組織形成任何一種可持久的連貫一致性。我上述的例子是野外生物界的例外。他還找到了另外幾個例子：幾千年來，水蘚泥炭沼澤抵製了鬆樹的入侵。苔原凍土帶也是如此。但是大多數生態群落跌跌撞撞地發展出的雜交混合物種，並未作為一個整體給整個群落提供特別的自衛能力。從長遠來看，大多數生態群落，不管模擬的還是真實的，都很容易受到外部的侵入。
格利森是正確的。一個生態係統內各成員間的連接遠比有機體內各成員間的連接更為易變和短暫。從控製論的角度看，象蝌蚪這樣的有機體和淡水沼澤這樣的生態係統之間控製方式的不同在於，單個有機體受到嚴格緊密的束縛，而生態係統則寬鬆自由，不受束縛。
長遠來看，生態群是臨時性的網絡。盡管有些群落相互聯係緊密，近乎共生，大多數物種在進化期內還是漫無目的地隨著夥伴的自身進化而與不同的夥伴同行。
從進化的時間尺度上看，生態學可以看作一場漫長的帶妝彩排。對生物類型來說，那就是個身份作坊。物種變換角色嚐試與每個物種合作，探索合作關係。隨著時間的推移，角色和扮演融入到生物體的基因中。用詩意的話講，基因不願意將取決於其鄰伴行為方式的任何交互作用和功能吸收進自己的編碼，因為鄰裏關係時時刻刻都在發生變化替換。基因寧願為保持靈活、獨立和自由付出些代價。
同時，克萊門茨也是對的。存在某種效率盆地：假定其他條件不變，可以使特定的混合群體達到穩定的和諧狀態。譬如，設想一下山穀兩邊岩石滾落穀底的方式。不是所有的岩石都能在穀底著陸；某些石頭可能會卡在某個小山丘。同樣，在山水間的某處，也可以發現未達到頂極群落狀態的穩定的中間級物種混合群落。在極短的地質時期內（幾十萬年），生態係統形成一個親密的團體，既與外界無涉也無需額外物種加入。這些聯合體的生命甚至遠比個體物種的生命還要短暫，個體物種通常可以存續一兩百萬年。
為使進化發揮效力，參與者之間必須具有一定的連接性；所以在那些緊密連接的係統裏，進化的動力得以盡其所能。而在連接鬆散的係統裏，比如生態係統、經濟係統、文化係統，發生的則是不那麽結構化的適應性調整。我們對鬆散係統的一般動力學所知甚少，是因為這種分散的改變是雜亂而無限間接的。早期的控製論專家霍華德·派蒂[19]將層次結構定義為一個連接性頻譜。他說：“在理想主義者的眼中，世上萬物間都互有聯係——也許的確如此。每個事物都有聯係，有的事物會比其他事物有更多的聯係。”派蒂定義的層級是係統內的連接性差異化的產物。那些聯係鬆散以至於“扁平化”的成員，容易形成一個獨立的組織層次，與那些成員間聯係緊密的區域分離開來。不同的連接性區域產生了層級構造。
用最普適的話來說，進化是緊密的網絡，生態是鬆散的網絡。進化性的改變像是強力束縛的進程，非常類似於數學計算，甚或思維活動。在這種意義上，它是“理智的”。另一方麵，生態變化則像是低等智力的、迂回的過程，以那些對抗風、水、重力、陽光和岩石的生物軀體為中心。生態學家羅伯特·洛克利夫[20]這樣寫道，“群落［生態學的］屬性是環境的產物而非進化史的產物。”進化是直接由基因或計算機芯片產生的符號信息流控製的，而生態則受控於不那麽抽象、但更加雜亂無章的複雜性，這種複雜性來自於肉體。
因為進化是這樣一個充滿符號信息的過程，所以我們現在能人為創造並加以控製，但因為生態變化受到有機體本體的約束，隻有當我們能更容易地模擬出生物軀體和更豐富的人工環境時，才能加以合成。 6.4 變化的起源
多樣性從何而來？1983年，微生物學家朱利安·亞當斯[21]在培養一族大腸杆菌菌群的時候發現了一個線索。他將培養基提純，得到具有完全一致的不變性的同一菌類。他將這族菌群放入一個特製的恒溫器，給菌株提供一個均勻一致的生長環境——每個大腸杆菌都享有相同的溫度和營養液。然後他令這些一模一樣的菌蟲複製並發酵。經過400代的裂變之後，大腸杆菌孕育出與其本身基因稍有變異的新菌株。在恒常不變沒有特色的環境中，生命自發地走向了多樣化。
亞當斯很驚訝，他仔細研究那些變體（它們不是新物種）的基因，想查明發生了什麽。某個初始的細菌經曆了一次變異，使其分泌有機化學物質乙酸酯。另一個細菌經曆的變異使它能夠利用第一個細菌分泌出來的乙酸酯。乙酸酯製造菌和乙酸酯采食菌的共棲協同依賴性突然從均質性中顯露頭角，這一群體分化成了一個生態體係。
雖然均質性也能產生多樣性，但是不一致產生的效果會更好。假使地球像閃亮的軸承滾珠一樣平滑——像完美的球狀恒化器般均衡地分布著同樣的氣候和土壤——那麽地球所擁有的多姿多彩的生態群落就要大大減少。在一個持久不變的環境裏，所有的變異和多樣性必須由內力驅動產生。其他共同進化的生命將是作用於生命的唯一限製。
假如進化可以自行其道，不受地理或地質變化力的幹擾——換言之，脫離軀體的拖累——那麽這似乎有意識的進化就會將進化產物作為進一步進化的輸入，產生深度遞歸的關係。一個沒有山脈，沒有風暴，也沒有出乎意料的幹旱的星球上，進化會將生命卷進越纏越緊的共同進化之網，形成充滿沉湎於不斷加速的協同依賴性的寄生物、寄生物之寄生物（即重寄生物）、仿製品以及共生體的平淡世界。但由於每一物種與其他物種的耦合如此之緊密，想要分辨從何處起算是一個物種的身份發端和另一個物種的身份消亡就很困難。最後，滾珠般均勻的星球上的進化會將所有的事物一股腦地塑造成一個在全球範圍內超級分布式的、單一、巨大的超個體（超有機體）。
出生環境惡劣的極地生物，必須隨時應對大自然強加給它們的難以捉摸的變化。夜晚的嚴寒，白晝的酷熱，春天融冰過後的暴風雪，都造就了惡劣的棲息環境。而位於熱帶或深海的棲息地相對“平穩”，因為它們的溫度、雨量、光照、養分都持久不變。因此，熱帶或洋底的平和環境允許那裏的物種摒棄以改變生理機能的方式適應環境的需要，並給它們留下以單純的生態方式適應環境的空間。在這些穩定的棲息地裏，我們大有希望觀察到許多怪異的共棲和寄生關係的實例——寄生吞噬寄生，雄性在雌性體內生活，生物模仿、偽裝成其他生物，事實也正是如此。
沒有惡劣環境，生命就隻能自己把玩自己，但仍然能夠產生變異和新特性，無論在自然界還是人工仿真界，通過將生物投入惡劣而變化多端的環境都能產生更多的多樣性。
這一課對於那些設法在電腦世界裏創造仿真行為的眾神仿效者們並非毫無教益。自我複製、自我變異的電腦病毒一旦被釋放進處理資源均勻分布的電腦存儲器，便快速進化成一大群遞歸複製的變種，有寄生，有重寄生，還有重重寄生。有個名叫戴維·艾克利[22]的電腦生命研究員告訴我：“我最終發現，想要得到和生命真正類似的行為，不是設法創造出真正複雜的生物，而是給簡單的生物提供一個極其豐饒的變異環境。” 6.5 生生不息的生命
這大風天的下午兩點，離上次午夜遠足6個月之後，我又爬上了屋後的山丘。冬雨洗得草兒綠，大風吹得草兒彎。爬到山脊不遠處，我在野鹿臥在軟草上壓成的一個圓圓的草墊前停下。踩過的草莖飽經風霜，淺黃中微微帶紫，這顏色好像是從鹿的肚子上蹭下來的。我在這草窩中歇息。頭頂上是呼號的風。
我看見吹彎的草葉下蜷縮著的野花。不知什麽原因，所有的物種都是紫藍色的：羽扇豆，藍眼草，蒲公英，龍膽草。在我、偃伏的草葉、還有遠處的大海之間，是披掛著銀綠色葉子粗矮的灌木叢——典型的荒漠版本。
這裏有一株野胡蘿卜花。它葉子上的紋路縱橫交錯，精細而複雜，令人眼花繚亂。每片葉子上排列著24片小葉，其中每片小葉之上又排列著12片更小的細葉。這種遞歸式的形狀無疑是某種過度處理的結果。其頂生的複傘形花序，由30朵奶白色的小碎花簇擁著中心一朵小紫花，同樣令人感到意外。在我歇息的這個草坡，多種多樣的生命形式各自勢不可當地呈現著自己的細節和不可思議。
我本應感動。但是坐擁這兩百萬棵草本植物以及數千棵杜鬆灌木林，對我衝擊最大的卻是想到地球上的生命是何其相像。在被賦予生命的物質所能采用的所有形狀和行為中，隻有少數幾種及其廣泛的變異形式通過了選拔。生命騙不了我，一切都是一樣的，尤如雜貨店裏的罐頭食品，盡管商標不同，卻是由同一個食品集團製造。顯然，地球上的所有生命都來自同一個超越國界的聯合大企業。
我坐著的草棵支愣著，亂蓬蓬的蒲公英杆刮著我的襯衫，棕胸燕朝山下俯衝：它們是向四麵八方滋蔓的同一事物。我之所以懂得，是因為我也被拉扯進去了。
生命是一種連結成網的東西——是分布式的存在。它是在時空中延展的單一有機體。沒有單獨的生命。哪裏也看不到單個有機體的獨奏。生命總是複數形式。（直到變成複數以後——複製繁殖著自己——生命才成其為生命）生命承接著彼此的聯係，鏈接，還有多方共享。“你和我，血脈相同，”詩人莫格利柔聲吟詠。螞蟻，你和我，血脈相同。暴龍，你和我，血脈相同。艾滋病毒，你和我，血脈相同。
生命將自己分散成為顯在的眾多個體，但這些不過是幻象。“生命［首先］是一種生態屬性，而且是稍縱即逝的個體屬性。”微生物學家克萊爾·福爾索姆這樣寫道。克萊爾專愛在瓶子裏搞超有機體。我們分布式地生活在同一個生命裏。生命是一股變換的洪流，一路注滿空容器，滿溢出之後再注入更多的容器。無論那些容器的形狀和數量如何，都不會對此造成絲毫影響。
生命像一個極端分子，運行起來時狂熱而不加節製。它到處滲透，充塞大氣，覆蓋地表，還巧妙地進入了石床的縫隙，誰也無法拒絕它。如洛夫洛克所言，我們每挖出一塊遠古岩石，也就同時挖出了保存在那裏的遠古生命。約翰·馮·諾依曼，用數學術語思考生命，他說：“生命有機體……從任何合理的概率論或熱力學理論來看，都屬於高度不可能……［但是］倘若因由任何一次概率論無從解釋的意外，竟然真的產生了一個生命，那麽，就會出現許多生命有機體。”生命一旦形成，便迅速占領地球，征招所有類型的物質——氣體、液體、固體，納入它的體製。“生命是一個行星尺度的現象，”詹姆斯·洛夫洛克說，“一個星球上不可能隻有稀疏點點的生命。否則它就會像隻有半個身子的動物那樣站立不穩。”
如今，整個地球表麵覆蓋著一層整體生命的薄膜。這個外罩怎麽也脫不掉。撕開一個口子，外罩會自行將破處修補。蹂躪它，外罩會因此變得更繁茂。這不是件破衣爛衫，它蒼翠華麗，是一件覆蓋地球巨大軀體的豔麗長袍。
實際上，它是一件永恒的外套。生命對我們保有一個大秘密，這秘密就是，生命一旦出世，它就是不朽的。一旦發動，它就是不能根除的。
不管環保激進人士怎麽說，完全消除地球上的生命洪流都超越了人類的能力。即使是核彈，也無法在整體上令生命停止，說不定，它實際上還能增加非人類的變體。
數十億年前，生命肯定有過一次跨越不可逆性門檻的行動。我們稱之為i點（i是不可逆轉或不朽的縮寫）。i點之前生命是纖弱的；它麵臨的是一麵陡峭向上的高坡。40億年前地球上頻繁的隕石衝擊，強烈的射線，大起大落的溫差，給所有半成型、準備複製的複雜體造成了難以置信的惡劣環境。但隨後，如洛夫洛克所描繪的，“在地球曆史的太古期，氣候條件形成了一個恰好適合生命誕生的機遇窗口。生命獲得了自我創生的短暫時期。如果它當初失敗，也就沒有未來的整個生命係統了。”
可是一旦紮下了根，生命就再也不撒手了。並且，一旦越過了i點，生命就不再嬌貴脆弱，而會出落得桀驁不馴。單細胞細菌出奇地不屈不撓，它們生存在每一種你想得到的惡劣環境中，包括強輻射地區。將病房裏的細菌完全清除？也許隻有醫院才知道這根本就是天方夜譚。從地球上把生命抹去？哈！做夢吧！
我們必須留意生命永不停歇的本性，它與活係統的複雜性密切相關。我們打算製造類似蝗蟲程度的複雜機器，將它們播散到世界中。一旦登場，它們就不會下台。迄今為止，病毒獵手們編寫過的數千種電腦病毒，沒有一種滅絕了。據殺毒軟件公司說，每星期都有數十種病毒誕生。隻要我們還在用電腦，它們就和我們相伴在一起。
之所以無法令生命止步，是因為生命動力的複雜性已經超過了所有已知破壞力的複雜性。生命遠比非生命複雜。生命自己就能打理死亡的事宜——掠食者分食被掠食者——由一種生命形式消費掉另一種生命形式在總體上無損整個係統的複雜性，甚至可能增加它的複雜性。
全世界所有的疾病和事故，每天24小時、每星期7天，永不止歇地向人類機體進攻，平均要用621960小時才能殺死一個人類個體（注：即世界人口平均壽命），即以70年全天候的攻擊來突破人類生命的防線——不計現代醫學的幹擾（現代醫學既可加速也可延緩生命的死亡，視你所持觀點而定）。這種生命的頑強堅持直接源於人體的複雜性。
相比之下，一輛做工精湛的轎車最多開上20萬英裏就會用壞一個氣缸閥門，行駛時間大約是5 000個小時。一台噴氣機的渦輪發動機可運轉40 000小時。一個沒有可動部件的普通燈泡可使用2 000小時。非生命複雜體的壽命比之生命的執著，簡直不能相提並論。
哈佛大學醫學院的博物館裏，專門用一個陳列櫃擺放著“撬棍頭骨”。這個頭骨被高速飛來的撬棍粗暴地打了一個洞。頭骨屬於菲尼亞斯·蓋吉，他是19世紀一個采石場的工頭，在用鐵棍將注入孔洞的黑色炸藥搗實的時候，炸藥爆炸了。鐵棍打穿了他的頭。他的手下將露在他腦袋外麵的鐵棍鋸斷，然後把他送到一個設備極差的醫生那裏。據認識他的人傳說，蓋奇此後又活了十三年，功能或多或少還算齊全，隻不過變得脾氣暴躁。這是可以理解的。但他的身體還能運轉。
人少了一個胰髒，缺了一個腎髒，或切了一節小腸，可能不能跑馬拉鬆了，但他們還都能存活。當身體的許多小部件——尤其腺體，功能降低的時候會引起整體死亡，但這些部件都有厚重的緩衝使其輕易不會破損。的確，避免破損解體是複雜係統主要的屬性。
野生狀態下的動植物常常在遭受猛烈的暴力或損害後仍能存活。據我所知唯一一次有關野外損害率量度的研究是以巴西蜥蜴為對象，而其結論是有12%的蜥蜴至少缺失了一隻爪趾。麋鹿中槍之後仍能存活，海豹被鯊魚咬過也能痊愈，橡樹被砍伐之後還會抽芽。一次實驗中一組腹足動物[23]被研究人員故意壓碎了殼，然後放歸野外生活，之後它們活得和未受損的對照組一樣長。自然界中，小魚“鯊口脫險”不算什麽，老朽過世若能導致係統崩潰才是英雄壯舉。
形成網絡的複雜性會逆轉事物間通常的可靠性關係。舉例來說，現代照相機中的單個開關件可能有90%的可靠性。把數百個開關湊合著連成一個序列，如果不按分布式排列，這數百個開關作為一個整體，其可靠性就會大大降低——就算它們有75%的可靠性吧。而如果連接得當——每一個開關都把信息傳給其他開關——比如在先進的小型數碼相機中，與直覺相反，照相機整體的可靠性可上升至99%，超出了每個個體部件的可靠性。
但此時照相機有了許多新的由部件組成的子集，每個子集就像是一個部件。這樣的虛擬部件越多，部件層麵發生不可預知行為的總體可能性就會越大。出錯的路徑千奇百怪。因此，雖然作為一個整體的照相機的可靠性更高了，但當它出現意外時，就常常是想象不到的意外。老相機容易失靈，也容易修。新相機則會創造性地失靈。
創造性地失靈是活係統的標記。尋死很難，但導致死亡的路卻有無數條。1990年，兩百多個高薪的工程師緊張工作了兩個星期來找出當時全美電話交換網頻繁出現各種狀況的原因，而正是這些工程師設計和建造了這個係統。問題在於，某種狀況可能過去從未出現過，並且可能將來也不再會出現。
每個人的出生情況都大致相同，每一例死亡卻不相同。如果驗屍官願意給出精確的死因證明，那麽每一例死亡就都是獨一無二的。醫學覺得一般化的結案和歸類更為有益，因此沒有記錄每一例死亡獨有的真正特性。
複雜係統不會輕易死亡。係統的成員與其整體達成了一種交易。部件們說：“我們願為整體犧牲，因為作為一個整體的我們大於作為個體的我們的總和。”生命與複雜交織。部件會死，但整體永存。當係統自組織成更複雜的整體，它就加強了自己的生命——不是它的生命長度，而是它的生命力度。它擁有了更多生命力。
我們往往將生與死想象成二元性的；一個生物非死即生。但生物體內自組織的子係統使人聯想到，有些東西比別的東西更有活力。生物學家林恩·馬基莉斯還有其他人指出，甚至單一的細胞也是以複數形式存活的，因為每一個細胞都至少留有細菌的三個退化形式，這是曆史性聯姻的結果。[24]
“我是所有生命中最有活力的，”俄國詩人塔科夫斯基(（電影攝製者之父）聒噪道。這從政治角度來說不對，但有可能是事實。麻雀和馬的活力可能沒有實質的不同，但馬和柳樹，病毒和蟋蟀之間的活力就不同了。活係統的複雜性越高，裏麵棲息的生命力就可能越多。隻要宇宙繼續變冷，生命就會逐步建立更多奇怪的變體，構築更加互聯的網絡。[25] 6.6 負熵
我再次登上屋後的山丘，漫步至一小片桉樹林，本地的4-h俱樂部[26]曾在這裏放養蜜蜂。每日的此時，小樹林都在特有的水汽籠罩下打盹兒；樹林所處的麵向西方的山丘，擋住了早晨溫暖的陽光。
我想象曆史開篇時這山穀瘦石嶙峋的貧瘠模樣——滿山裸露的石英岩和長石，荒涼而閃亮。10億年倏忽而過。而今，岩石披上了如織的草毯。生命用成片高過我頭頂的樹木填補了一片小樹林的空間。生命正努力填滿整個山穀。下個10億年，它會不斷嚐試新造型，並在所有能找到的縫隙或空地勃發成長。
在生命出現之前，宇宙中沒有複雜的物質。整個宇宙絕對簡單，鹽、水、元素，乏味之極。有了生命之後，就有了許多複雜物質。根據天體化學家的觀點，在生命之外的宇宙中，我們無法找到複雜分子團（或大分子）。生命往往劫持所有它能接觸到的物質並把它複雜化。經由某種離奇的術數，生命向這山穀注入的活力越多，它給未來生命創造的空間就越大。最終，這片加利福尼亞北部海岸蜿蜒的小山穀將會變成一整塊堅實的生命。如果任它隨意飄搖，生命最終會滲透所有物質。
為何從太空看到的地球不是莽莽蒼蒼？為何生命尚未遍及海洋並充滿天空？我相信假使由它自生自滅，地球總有一天會綠成一體。生物體對天空的侵入是相對較近的事件，而且事情還沒完結。海洋的完全飽和有待巨藻鋪天接地，進化到能抵禦風浪的撕扯。但最終，生命將淩駕一切，海洋會變為綠色。
將來某一天，銀河係也可能變為綠色。現在不利於生命的那些行星不會永遠如此。生命會進化出別的形式，在目前看來並不適宜的環境裏繁盛起來。更重要的是，一旦生命的某個變體在某處有了一席之地，生命固有的改造本性就會著手改變環境，直到適合其他物種的生存。
20世紀50年代，物理學家歐文·薛定諤[27]將生命活力稱為“負熵”，意即與熱力學的熵增是反向的[28]。20世紀90年代，一個活躍在美國的科技主義亞文化群體把生命力稱作“外熵”[29]。
外熵概念的鼓吹者自稱為“外熵族”。基於生命外熵的活力論本質[30]，他們發表了關於生活方式的7點聲明。聲明第三點是綱領性條文，申明他們“無疆界擴展”的個人信仰——即生命會一直擴張，直至充滿整個宇宙。那些不這麽認為的人，被他們貼上“死亡主義者”的標簽。從他們的宣傳來看，這一信條不過是盲目樂觀者的自我激勵：“我們無所不能!”
但我仍有些固執地把他們的鼓吹當作一個科學主張：生命將會充滿宇宙。沒有人知道生命所引起的物質擴散的理論極限在哪裏，也沒有人知道我們的太陽最多能支持多少帶有生命印記的物質。
20世紀30年代，俄羅斯地球化學/生物學家沃爾納德斯基寫道：“最大化擴張的屬性是活物與生俱來的，就如同熱從溫度較高的物體傳到溫度較低的物體，可溶性物質溶入溶劑，以及氣體擴散到空間。”沃爾納德斯基稱之為“生命的（物理）壓力”，並且以速率來度量這種擴張。他認為大馬勃菌的擴張速度是生命中最快的。他說，大馬勃菌產生孢子的速率極快，如果能夠快速地為其發育提供原料，那麽隻須繁殖三代，大馬勃菌的體積就能超過地球。按照他晦澀難懂的算法，細菌生命力的“傳輸速度”大約為每小時1000公裏。以這樣的速度，生命填滿宇宙就要不了太久。
當還原至其本質時，生命很像是計算用的函數。與眾不同的思想家愛德華·弗雷德金[31]曾在麻省理工大學工作過，他構思出一個異類的理論，說宇宙是一台計算機。不是比喻意義上的電腦，而是說物質和能量也是信息處理的形態，其對信息處理的方式與一台麥金塔電腦裏的內部處理方式相同。弗雷德金不認同原子的不可分性，他坦率地說：“世界上最具體的東西就是信息。”在多種計算機算法領域做出過開拓性工作的數學天才斯蒂芬·沃爾夫拉姆[32]對此表示讚同。他是首批將物質係統視為計算性處理過程的人之一，其後這個觀點便在一些物理學家和哲學家的小圈子裏盛行起來。根據這個觀點，生命達成的極小工作，其物理與熱力學性質與計算機中達成的極小工作類似。弗雷德金及其合作者會說，知道了宇宙能夠進行的最大的計算量（如果我們將其中的全部物質視作一台計算機），我們就能夠知道，在給定我們所看到的物質和能量的分布下，生命是否能夠充塞宇宙[33]。我不知道是否有人做過那個計算。[34]
認真考慮過生命的最後命運的科學家很少，理論物理學家弗裏曼·戴森[35]是其中之一。戴森做過粗略的計算，以估計生命和智力活動是否能夠存活到宇宙最終完結之時。他的結論是，能。他寫道：“我計算的數值結果顯示，永久生存和信息交流所需的能量不算很大，這令人驚訝……這強有力地支持了對生命潛力持樂觀態度的觀點。無論我們向未來走得有多遠，總會有新鮮事物發生，有新信息進入，有新世界去開發，有可供不斷拓展的生命、意識、知覺和記憶的疆域。”
戴森將這個觀念推進到我不敢想象的程度。我操心的隻是生命的動力，以及它如何滲透所有的物質，還有為何已知萬物沒有一個能夠阻止它。然而正如生命不可逆轉地征服物質，類似生命的，我們稱之為心智的更高級的處理能力，也一發不可收地征服了生命，並因而征服了所有物質。戴森在他抒情而又形而上學的書——《全方位的無限》（innite in all directions）中寫道： <blockquote>
在我看來，心智滲透及控製物質的傾向是自然定律……這種滲透深入宇宙，不會被任何災難或我所能想象的任何藩籬永久阻擋。假如我們這個物種不走在前頭，別的物種就會帶頭，也許已經走在前頭了。假如我們這個物種滅絕，其他物種會更聰明更幸運。心智是有耐心的。它在奏響第一闕弦樂四重奏之前，在這個星球上等待了30億年。或許還需要30億年它才能遍布整個銀河係。我認為不會等這麽久。但是如果需要的話，它有此耐心。宇宙就像在我們周邊展開的沃土，準備好等待心智的種子萌芽、生長。或遲或早，心智終將踐行傳承。當它知會並控製宇宙之後會選擇做什麽？這個問題我們不能奢望回答。 </blockquote>6.7 第四個間斷：生成之環
大約一個世紀以前，人們普遍信奉生命是注入活物的一種神秘液體的觀點，被精煉為現代哲學所謂的活力論[36]。活力論與平常的“她失去了生命”這句話意義相差並不遠。我們都設想某些不可見的物質會隨著死亡而流走。活力論者認真看待這一專屬的含義。他們認為，活躍於生物體內的本質靈魂，其自身並不是活體，也不是無生命的物質或者機械。它是某種別的東西：是存在於被它激活的生物體外的原脈動。
我對生命侵略特性的描述並不意味著要將它當變為後現代的活力論。的確，將生命定義為“通過組織各個無生命部分所湧現的特性，但這特性卻不能還原為各個組成部分”，（這是科學研究目前能給出的最好定義），這非常接近形而上學的調調，但其目的是可以測試的。
我認為生命是某種非靈性的、接近於數學的特性，可以從對物質的類網絡組織中湧現。它有點像概率法則；如果把足夠多的部件放到一起，係統就會以平均律展現出某種行為。任何東西，僅需按照一些現在還不知道的法則組織起來，就可以導出生命。生命所遵循的那些定律，與光所遵循的那些定律同樣嚴格。
碰巧，這一受自然法則支配的過程給生命披上了件貌似靈性的外衣。第一個原因是，按照自然法則，這種組織必定產生無法預知的、新奇的東西。第二，組織的結果必須尋找各種機會複製自身，這讓它有一絲急迫感和欲望。第三，其結果能輕易環接起來保護自身存在，並因此獲得一種自然發生的流程。綜合起來，這些原則也許可以稱為生命的“湧現性”原理。這一原理是激進的，因為它要求以一種修正的理念看待自然法則的含義：不規則性，循環邏輯，同義重複性，出奇的事物。
活力論，正如曆史上每一個錯誤的觀念，也包含了有用的真理片段。20世紀主要的活力論者漢斯·德裏施[37]在1914年將活力論定義為“關於生命進程自治的理論”。在某些方麵他是對的。在我們剛剛萌芽的新觀點中，生命可以從活體和機械主體中分離出來，成為一種真實、自治的過程。生命可以作為一種精巧的信息結構（靈性或基因？）從活體中複製出來，注入新的無生命體，不管它們是有機部件還是機器部件。
回顧人類的思想史，我們逐步將各種間斷從我們對自己作為人類角色的認知中排除。科學史學家大衛·查奈爾[38]在他的著作《活力機器：科技和有機生命研究》中總結了這一進步。
首先，哥白尼[39]排除了地球和物理宇宙其他部分之間的間斷。接著，達爾文排除了人類和有機世界其他部分之間的間斷，最後，弗洛伊德[40]排除了自我的理性世界和無意識的非理性世界之間的間斷。但是正如曆史學家和心理學家布魯斯·馬茲利士[41]所指出的，我們依然麵對著第四個間斷，人類和機器之間的間斷。
我們正在跨越這第四個間斷。我們不必在生物或機械間選擇了，因為區別不再有意義。確實，這個即將到來的世紀（指21世紀）裏最有意義的發現一定是對即將融為一體的技術和生命的讚美、探索與開發利用。
生物世界和人造物品世界之間的橋梁是徹底不均衡的永久力量——一條叫作生命的定律。將來，生物和機器將共同擁有的精髓——將把它們和宇宙中所有其他物質區別開來的精髓——是它們都有自我組織改變的內在動力。
現在，我們可以假定生命是某種處於流變之中的東西，其遵循的規律是人類能夠揭示和認知的，即使我們不能完全理解這些規律。在本書中，為探索機器和生物間的共同之處，我提出以下這些問題：生命想要什麽？我用同樣的方式考慮進化，進化想要什麽？或者更精確些，從生命和進化各自利益的角度來講，它們怎麽看待世界？假如我們把生命和進化看作自主自治的過程，那麽它們的自私行為指向什麽目標？它們要走向何方？它們會變成什麽？
格瑞特·埃裏克[42]在其充滿詩意的《蒙大拿空間》（montana spaces）一書中寫道：“野性沒有條件，沒有確定的路線，沒有頂點或目標，所有源頭轉瞬超越自身，然後放任自流，總在生成當中。靠ct掃瞄或望遠鏡無從探究其複雜性，相反，野性的真相有多個側麵，有一種率直的總是出乎意料的本性，就像我腳下的紅花菜豆地上連串的野草莓。野性同時既是根源又是結果，就好像每條河流都頭尾環繞著，嘴巴吞吃尾巴——吞、吞、吞到源頭……”
野性的目的就是它自身。它同時是“根源和結果”，因和果混合在循環邏輯裏。埃裏克所謂的野性，我叫作活力生命的網絡，是一種近似於機械力的流露，其唯一追求就是擴張自己，它把自身的不均衡推及所有物質，在生物和機器體內噴薄洶湧。
埃裏克說，野性/生命總在生成當中。生成什麽？方生方死，方死方生，生生不息。生命在生命之路上更複雜，更深入，更神奇，更處在生成和改變的過程中。生命是生成的循環，是自身催化的迷局，點火自燃，自我養育更多生命，更多野生，更多“生成力”（ bingness）。生命是無條件的，無時無刻不在瞬間生成多於自身之物。
如埃裏克所暗指的，狂野的生命很像烏洛波洛斯銜尾蛇，吞掉自己的尾巴，消費自己。事實上，狂野的生命更加奇異，它是一個正在脫出自己肉身的銜尾蛇，吐出不斷變得粗大的尾巴，蛇嘴隨之不斷張大，再生出更大的尾巴，把這種怪異圖景溢滿宇宙。
[1] 駐波：振動頻率、振幅和傳播速度相同而傳播方向相反的兩列波疊加時，就產生駐波。比如水波碰到岸邊反射回來時，前進和反射波的疊合就產生駐波。駐波形成時，空間各處的介質點或物理量隻在原位置附近做振動，波停駐不前，而沒有行波的感覺，所以稱為駐波。
[2] 斑塊（patch）：這裏是生態學術語，指的是外觀上與周圍地表環境明顯不同的非線性區域。其類型分為幹擾斑塊（由自然的火、雷電、山崩等引起）、殘存斑塊、環境鑲嵌分布斑塊和人類活動引起（已經占據主要作用）的斑塊等。
[3] 丹·鮑肯（dan botkin）：資深生物學家，理學博士。研究自然、環境和地球生命。研究對象包括北極駝鹿、北冰洋弓頭鯨、非洲大象、中北美森林等。參與拯救加州兀鷹、西北太平洋鮭魚，同時寫了大量有關自然、生物的書，對環保事業貢獻良多。
[4] 托尼·博格斯（tony burgess）：沙漠/草原生態學博士，任職於亞利桑那州圖森的沙漠協調實驗室。
[5] 生態漸變群：同一物種的多個種群散布在大片地理區域中。
[6] 生態交錯群：兩個不同群落交界的區域，亦稱生態過渡帶。兩群落的過渡帶有的狹窄，有的寬闊；有的變化突然，有的逐漸過渡或形成鑲嵌狀。群落交錯區的環境特點及其對生物的影響，已成為生態學研究的重要課題。
[7] 羅伯特·梅（robert may）：理論生物學家，皇家學會會員，聯合王國政府首席科學顧問，皇家學會會長，在悉尼大學、普林斯頓大學、牛津大學、倫敦大學帝國學院等多所大學任教授。
[8] 約翰·勞頓（johnwton）：達勒姆大學教授，動物學家。1969年到1999年間任教於達勒姆大學、牛津大學、約克大學、帝國理工學院等多所院校，並在英國全國環境研究委員會任主席等職。
[9] 約·科恩（joel cohen，1944.02.10～）：數學生物學家，目前任教於紐約洛克菲勒大學，同時也是哥倫比亞大學地球研究所人口學教授。
[10] 羅蒙·馬格列夫（ramon margalef，1919～2004）：巴塞羅納大學生物係名譽生態學教授，是西班牙當之無愧的科學巨匠。指導、建立了巴塞羅那大學生態學係，1967年成為西班牙首位生態學教授。其重要貢獻包括將信息理論運用於生態研究，創造了研究人口的數學模式。
[11] 連接性守恒：意指由連接數量和連接強度組成的某種形式的合量保持不變，即連接數量增加時，強度降低；反之亦然。
[12] 頂級群落：群落演替的最終階段是頂極群落。頂極群落是最穩定的群落階段，其中各主要種群（如某種闊葉林、鬆、牧草等）的出生率和死亡率達到平衡，能量的輸入和輸出以及生產量和消耗量也都達到了平衡。隻要氣候、地形等條件穩定，不發生意外，頂極群落可以幾十年幾百年保持穩定而不發生演替。現在地球上的群落大多是在沒有人為幹擾下經過億萬年的演替而達到的頂極群落。——摘自《普通生物學 - 生命科學通論》，陳閱增。
[13] 北美原種栗樹的消失：100年前，美國東海岸還都生長著巨大的美洲栗樹。在阿巴拉契山脈，許多山頭都是整片的栗樹林。人們說，鬆鼠們隻需在栗樹的枝頭跳躍，就可以輕鬆地從南方的佐治亞跳到紐約，爪子都不用沾地。100年前，物種交流引起一場大災難。亞洲移植的栗樹攜帶有一種黴菌，亞洲栗樹對這種黴菌有很強的抗病力，美洲栗樹對此卻毫無抵抗能力。從第一棵樹的發病開始，隻經曆了短短幾十年，到20世紀50年代，美國東部地區900萬英畝森林中的主要品種——美洲栗樹，已經事實上全部滅絕了。直到現在，得到很多民眾支持的美洲栗樹基金會仍在做著徒勞而不懈的努力。
[14] 身份作坊：物種的身份，即其區別於其他物種的特性，不是特意地、帶有預判地創造的，而是通過“彩排……物種彼此嚐試演練不同的角色”，進化到某處，自然而然地湧現出來的，因而是漫無目的的、作坊式的、細敲碎打的。
[15] 弗雷德裏克·克萊門茨（frederic clements，1874～1945）：美國植物生態學家，植被演替研究的先驅。
[16] 山毛櫸-楓樹林群落：是北美地區常見的植物頂極群落。
[17] h.a.格利森（h.a.gleason，1882～1975）：美國著名生態學家、植物學家及分類學家，以其對個體/開放群落的生態演替概念的支持而著稱。
[18] 威廉姆·漢密爾頓（william hamilton，1936～2000）：英國進化生物學家，20世紀最偉大的進化理論家。
[19] 霍華德·派蒂（howard pattee）：任職於t.j.沃森學校係統科學與工業工程係以及紐約州立大學工程及應用科學係。主要研究包括：複雜係統進化模式，動態係統語言控製及理論生物學。
[20] 羅伯特·洛克利夫（robert ricklefs）：美國鳥類學家和生態學家。2006年因其在鳥類學領域的畢生成就而獲庫珀鳥類學社團羅伊和奧爾登米勒研究獎。
[21] 朱利安·亞當斯（julian adams）：理學博士，曾在普洛斯克裏普公司、勃林格殷格翰公司擔當過多種職務。在勃林格殷格翰公司工作時成功發現了對抗艾滋病的藥物viramune?。
[22] 戴維·艾克利（david ackley）：卡內基梅隆大學物理學博士。在新墨西哥大學任職之前，他是貝爾通信研究所認知科學研究組的研究員。他的研究興趣集中在人工生命模型和人工生命實體；目前研究重點包括遺傳算法及程序設計，分布式計算和社會性計算，以及計算機安全。
[23] 腹足動物：軟體動物門中物種最多的一個綱。蝸牛以及田螺、玉螺、骨螺等等各種各樣的海生螺類都屬於這個綱。
[24] 細胞的起源：距今39億年前，古細菌、藍菌（俗稱藍藻）是地球上最初的生命形式，擁有細胞質、細胞壁、細胞膜，我們稱為原核生物，而後的真核細胞擁有細胞核、高爾基體 （細胞器）、線粒體、內質網等，進行有絲分裂，是真正的細胞。按照現在普遍接受的內共生理論，線粒體是最初真核生物吞噬細菌後，形成共生關係而進化出來的；同樣，葉綠體是真核生物吞噬藍菌後共生而來的；細胞器也是如此。
[25] 熱寂和熵減的關係：本書作者在2008年的一次訪談中說道：“人們都說，沒有什麽能逃脫冷酷的熱力學第二定律，宇宙的最後歸宿是一片熱死寂。但這不是故事的全部，宇宙在沉寂的同時，也在熱鬧起來，從舊物中帶來新生、增加複雜性的新層次。宇宙充滿了無盡的創造力。熵和進化，兩者就象兩支時間之矢，一頭在拖拽著我們退入無窮的黑暗，一頭在拉扯著我們走向永恒的光明。”
[26] 4-h：頭（head），心（heart），手（hands），健（health）。4-h club又作四健會。
[27] 歐文·薛定諤（erwin schr?dinger）：著名的奧地利理論物理學家，量子力學的重要奠基人之一，同時在固體的比熱、統計熱力學、原子光譜及鐳的放射性等方麵的研究都有很大成就。
[28] 負熵（negentropy）：自然萬物都趨向從有序到無序，即熵值增加。而生命需要通過不斷抵消其生活中產生的正熵，使自己維持在一個穩定而低的熵水平上。生命以負熵為生。 ——摘自薛定諤著《生命是什麽 - 活細胞的物理學觀》。
[29] 外熵（extropy）：係1988年1月由湯姆·比爾杜撰，並由馬克斯·摩爾定義為“生命係統或有組織係統內的智力、功能秩序、活力、能量、生活、經驗以及能力還有改進和成長的動力”。外熵隻是一種隱喻，還未成為技術名詞，故此，它不是熵的反義（反義詞是負熵），盡管也有人考慮將它作為專用反義詞。馬克斯·摩爾撰寫的《外熵的哲理》，其原意旨在闡述其超人主義。
[30] 活力論和還原論：兩者的紛爭由來已久，鑒於逐漸意識到生命體獨特的複雜性和整體性，近年來科學界已不再像過去那樣排斥活力論了。
[31] 愛德華·弗雷德金（ad fredkin）：曾任麻省理工學院計算機實驗室主任，鼓吹“宇宙就是一台電腦”的思想。
[32] 斯蒂芬·沃爾夫拉姆（stephen wolfram，1959.08.29～）：生於倫敦，美國物理學家，數學家，商人。以其在理論粒子物理學、宇宙學、格狀自動機、複雜性理論及計算機代數方麵的成就著稱，是計算機程序mathematica的創建人。
[33] 宇宙的總質量：有機體的基本構成粒子都來源於宇宙物質，來自恒星和星雲。宇宙的粒子總數是一定的，約為1080，一個人體約為1028。那麽，根據維持生命存活所必需的環境溫度、壓力、日光等物理變量計算出符合要求的恒星係統的大小、分布和類型以及其所需的基本粒子數量，也許就能推測生命能否奢侈到布滿宇宙各個角落。
[34] 關於宇宙所能進行的最大計算量：2000年麻省理工學院的賽斯·勞埃德給出了計算值（本書成書於1994年），他依據光速、普朗克常數、萬有引力常數等物理規律，按信息論把所有基本粒子看成可儲存並計算0和1的二進製運算單元。根據宇宙所包含的總能量，勞埃德算出宇宙計算機可以執行10120次基本運算。而它能存儲的信息則大約有1090比特。考慮到計算還需要能量和時間，上述數值已按愛因斯坦的質能方程和量子物理理論做了修正。
[35] 弗裏曼·戴森（freeman dyson，1923.12.15～）：優秀的理論物理學者，早年作為量子電動力學的巨擘，與諾貝爾物理獎擦肩而過。1956年發表的《自旋波》論文被無數次引用，堪稱物理學史上的重量級論文之一。戴森稱，“自旋波”或許是他一生最重要的貢獻。
[36] 活力論的曆史：作者在這裏的論述不盡符合事實。活力論由來已久，可以追溯到亞裏士多德時期。他把生命這種要素區別於水、火、氣、土，稱為entéléchie（完成）。活力論一直到20世紀仍有其代表人物，其中最後的一位即是文中所提到的胚胎學家漢斯·德裏施。但是到了20世紀二三十年代，生物學家幾乎普遍地否定了活力論。這是因為自牛頓、笛卡兒以來的自然科學的發展，物理定律、化學熱力學定律的大批發現，使得樸素唯物主義的機械論、還原論占了上風。近二30年來，隨著學界對生命獨特的複雜性和整體性的重新認識，以及建立在分子生物學上的實驗生命科學飛速進步，人們不再由於害怕活力論無法實證研究而排斥它，而是視之大有可為。
[37] 漢斯·德裏施（hans driesch，1867.10.28～1941.04.16）：德國生物學家、哲學家。以其早期胚胎學實驗性研究以及實體新活力哲學著稱。
[38] 大衛·查奈爾（david channell）：科學技術史博士，主要研究倫理學。
[39] 哥白尼（copernicus，1473～1543）：波蘭天文學家，現代天文學創始人。創立日心說，推翻了托勒密的地心說，使自然科學開始從神學中解放出來，著有《天體運行論》。
[40] 弗洛伊德（freud，1856～1939）：奧地利神經學家、精神病醫學家、精神分析的創始人。提出潛意識理論，認為性本能衝動是行為基本原因，主要著作有《釋夢》、《精神分析引論》等。
[41] 布魯斯·馬茲利士（bruce mazlish）：麻省理工學院名譽曆史學教授。
[42] 格瑞特·埃裏克（gretel ehrlich）：1978年開始寫作，最有影響的著作是1984年由維京企鵝出版社出版的《曠野的慰藉》（the sce of open spaces），美國藝術及讀書協會因此給她頒發了哈羅德·d.沃爾肖卓越散文獎。