協(xié)同學(xué)是一個(gè)跨學(xué)科的研究領(lǐng)域,其應(yīng)用無(wú)處不在:諸如有機(jī)體的形成和發(fā)展成長(zhǎng)、激光和化學(xué)鐘、感知和思維以及社會(huì)、政治和經(jīng)濟(jì)的集體發(fā)展。大自然,首先是動(dòng)物界和植物界,一再以其千姿百態(tài)的精妙結(jié)構(gòu)及其各部分之間極其高度有效的協(xié)調(diào)工作而使我們贊嘆不已。這些結(jié)構(gòu)是怎樣形成的?什么力量在其中起作用?這是赫爾曼·哈肯創(chuàng)立的協(xié)同學(xué)的主要議題。
中譯本修訂版作者序
科學(xué)技術(shù)和社會(huì)都在迅速發(fā)展中。本書中文版的譯者凌復(fù)華教授不久前告訴我,現(xiàn)存版本即將售罄,他打算修訂一部新譯本。中國(guó)讀者對(duì)本書的持續(xù)興趣使我十分高興。但我必須自問,這里闡述的“協(xié)同學(xué)”現(xiàn)今在什么程度上仍然適用。經(jīng)過(guò)深入探討以及與不同科學(xué)領(lǐng)域同事們的會(huì)議和交談,我得以確定,協(xié)同學(xué)歷經(jīng)多年仍未失去其有效性。恰恰相反,我在這本書中提到的許多具體應(yīng)用有了更深入的發(fā)展,從而進(jìn)一步驗(yàn)證了協(xié)同學(xué)的許多論點(diǎn)。在我看來(lái),發(fā)展最快的領(lǐng)域是信息技術(shù),它終于進(jìn)入了“認(rèn)知科學(xué)”領(lǐng)域。因此我添加了題為“信息、信息、信息”的一節(jié)。關(guān)于對(duì)克服個(gè)人矛盾的心理導(dǎo)向的補(bǔ)充,我滿足于較少的增添。我衷心希望我的中國(guó)讀者們?cè)陂喿x本書時(shí)獲得很多樂趣。
赫爾曼·哈肯
2016年4月于斯圖加特?cái)U(kuò)充袖珍版前言
本書的“職業(yè)生涯”已經(jīng)非常成功。1981年首次由德意志出版社出版并多次再版,而后由烏爾斯丹出版社出了兩個(gè)袖珍版。與此同時(shí),出現(xiàn)了中文、英文、意大利文、日文和西班牙文譯本。當(dāng)皮特森先生建議我為羅沃爾特出版社準(zhǔn)備一個(gè)新的袖珍版時(shí),我深受鼓舞。這自然同時(shí)也是測(cè)試那時(shí)所寫的東西在今天還有多少現(xiàn)實(shí)性的一個(gè)絕佳機(jī)會(huì)。對(duì)此可以直截了當(dāng)?shù)卣f(shuō),它甚至比那時(shí)更有現(xiàn)實(shí)性。協(xié)同學(xué)導(dǎo)致的一般認(rèn)識(shí)之一是,在特定的情況下,即使環(huán)境參數(shù)的微小改變,也可能給一個(gè)系統(tǒng)帶來(lái)突然的顛覆性變化。關(guān)鍵詞氣候?yàn)?zāi)變可以說(shuō)明,這種認(rèn)識(shí)是何等及時(shí)。
以前版本展示的結(jié)果在原則上并無(wú)變化,但協(xié)同學(xué)深入到了許多其他領(lǐng)域,這些在本版的新增章節(jié)或段落中有所體現(xiàn)。這樣的一章,即第10章,專注于運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)這個(gè)對(duì)運(yùn)動(dòng)科學(xué)很重要的一個(gè)領(lǐng)域,但它也在例如康復(fù)需求中起重要作用。正如讀者將要見到的,協(xié)同學(xué)在這里提供了嶄新的視角。
除了已有的關(guān)于混沌的一章,我又添加了新的一章(第13章),它提供了這一科學(xué)分支的理論基礎(chǔ)。這在我看來(lái)很有必要,因?yàn)殛P(guān)于混沌,不僅發(fā)表了許多有意義的文章,在有些媒體上也發(fā)表了許多毫無(wú)意義的文章。同時(shí)也很明顯,混沌理論與此前已建立的協(xié)同學(xué),十分密切地相互聯(lián)系著,有些如今在混沌理論中描述的東西,早已在協(xié)同學(xué)范疇內(nèi)發(fā)現(xiàn)和發(fā)展了。
增加的其他較長(zhǎng)或較短的小節(jié)包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)和協(xié)同計(jì)算機(jī),它們打開了解釋人類感知的一條新途徑。如同已為彼得·克魯斯(Peter Kruse)和邁克爾·斯塔德勒(Michael Stadler)以及本書作者所證明的,這里也很清楚地看出協(xié)同學(xué)與格式塔理論19世紀(jì)末,奧地利及德國(guó)的心理學(xué)家創(chuàng)立了格式塔(Gestalt)理論,它強(qiáng)調(diào)經(jīng)驗(yàn)和行為的整體性,反對(duì)當(dāng)時(shí)流行的構(gòu)造主義元素學(xué)說(shuō)和行為主義“刺激反應(yīng)”公式,認(rèn)為整體不等于部分之和,意識(shí)不等于感覺元素的集合,行為不等于反射弧的循環(huán)!g者之間的關(guān)系。若要介紹協(xié)同學(xué)應(yīng)用的所有新結(jié)果,那會(huì)需要一整套書,而且它們也確實(shí)在《施普林格協(xié)同學(xué)叢書》這個(gè)框架下,以專業(yè)科學(xué)著作的形式出現(xiàn),這套叢書現(xiàn)已出版了63卷。截至2017年10月已出版118卷。——譯者在袖珍版框架的范圍內(nèi),經(jīng)常局限于較少較短的提示,例如關(guān)于新的管理理論便是如此。有些最新的發(fā)展十分熱門,但它們是如此之新,也許還不應(yīng)在這一本供廣大讀者閱讀的書中提及。屬于這一類的有西佩克(G. Schiepek)、恰赫(W. Tschacher)、布倫納(E. J. Brunner)和其他作者借助協(xié)同學(xué)在臨床心理學(xué)和臨床精神病學(xué)方面的工作,或露絲·拜塞爾(Ruth Beisel)應(yīng)用協(xié)同學(xué)對(duì)一個(gè)汽車工廠中團(tuán)隊(duì)工作的分析。相應(yīng)地我也略去了在純技術(shù)領(lǐng)域中的發(fā)展,這些雖然使專業(yè)人員極受鼓舞,但外行卻多半甚少興趣。屬于這類的有基于協(xié)同學(xué)的半導(dǎo)體元件——對(duì)稱電阻。
讀者從上面的簡(jiǎn)短概述中可以看到,協(xié)同學(xué)是一門高度活躍的科學(xué),也可以于其框架內(nèi)在看來(lái)互不相干的不同科學(xué)分支之間確立許多重要的橫向聯(lián)系。我沒有把這本袖珍書寫成一部百科全書的打算;而是更多地致力于通過(guò)精選的例子使讀者熟悉協(xié)同學(xué)的基本概念,并說(shuō)明這些概念如何不斷地建立闡釋自組織過(guò)程的基礎(chǔ),從而生成進(jìn)一步的關(guān)鍵詞。
過(guò)去的十年給我們帶來(lái)如此之多與協(xié)同學(xué)有關(guān)的令人驚喜的發(fā)展,因此我毫不懷疑,自組織復(fù)雜系統(tǒng)的研究還只是剛剛開始。
感謝伊姆加德·默勒(Irmgard Mller)女士對(duì)補(bǔ)充內(nèi)容快速而仔細(xì)的錄入,以及馬爾克·諾伊費(fèi)爾德(Marc Neufeld)博士和安德烈亞斯·達(dá)費(fèi)特肖費(fèi)爾(Andrear Daffertshofer)物理學(xué)學(xué)士完成的新增插圖。
赫爾曼·哈肯
1994年秋于斯圖加特第一版前言
自然界,尤其是動(dòng)物界和植物界,常以其形態(tài)的繁多、結(jié)構(gòu)的精致,以及結(jié)構(gòu)中各組成部分之間極其巧妙的協(xié)作,使我們驚嘆不已。以往,人們世世代代都認(rèn)為這些結(jié)構(gòu)出自上帝所賜。如今,科學(xué)日益關(guān)注這些結(jié)構(gòu)究竟是怎樣產(chǎn)生的,是什么力量在起作用的問題。有鑒于直至近來(lái),結(jié)構(gòu)的自發(fā)產(chǎn)生似乎還被認(rèn)為與物理學(xué)原理相矛盾,本書就不啻為科學(xué)思想的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。我們的出發(fā)點(diǎn)基于以下認(rèn)識(shí): 即便是在無(wú)生命物質(zhì)中,新的、井然有序的結(jié)構(gòu)也會(huì)從混沌中產(chǎn)生出來(lái),并隨著恒定的能量供應(yīng)而得以維持。本書從物理學(xué)和化學(xué)方面,提供了有關(guān)這種發(fā)現(xiàn)的極富啟發(fā)性的實(shí)例,諸如激光束的有序排列,液體的蜂窩狀模式和化學(xué)中的螺線形波。由此可見,結(jié)構(gòu)的形成是以普遍適用的規(guī)律為基礎(chǔ)的。具此認(rèn)識(shí),就能研究較為復(fù)雜的問題,如動(dòng)物細(xì)胞模式形成的受控,商業(yè)公司集體行為方式對(duì)經(jīng)濟(jì)事務(wù)的左右,以及社會(huì)輿論的形成所取決的法則。在所有這些過(guò)程中,許許多多的個(gè)別部分幾乎總是以一種富有意義的方式協(xié)同行動(dòng)。確如人們所說(shuō),我們面對(duì)著“復(fù)雜性系統(tǒng)”。對(duì)此可從各種角度加以觀察: 可以考察個(gè)別組成部分的功能,也可以對(duì)該系統(tǒng)做整體性研究。第一種情況猶如按照一定規(guī)則的競(jìng)技,這些規(guī)則確定了各部分的具體步驟,由此最終得出一種“模式”。曼弗雷德·艾根(Manfred Eigen)和魯?shù)贍柕?middot;溫克勒(Ruthild Winkler)合著的《競(jìng)技論》一書(皮佩爾出版社,1976年版),令人信服地對(duì)此做了說(shuō)明。
協(xié)同學(xué)即“協(xié)調(diào)合作之學(xué)”,所取的是第二種途徑。這里很少探討個(gè)別的基本規(guī)則,而旨在發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)賴以形成的普遍規(guī)律。盡管所有比擬都有不足之處,但不妨用下國(guó)際象棋為例,對(duì)協(xié)同學(xué)略加說(shuō)明。我們可以不時(shí)地舉棋落子,并跟蹤觀察每一步棋的走法。但也可以究問: 一盤棋的終局如何?顯然,眾所周知,不是白王被擒,就是黑王就縛,或則握手言和。雖然整個(gè)對(duì)局中一著著棋非常復(fù)雜,但最終結(jié)局只需寥寥數(shù)語(yǔ)即可說(shuō)明。協(xié)同學(xué)研究結(jié)構(gòu)形成時(shí)的情況也相仿,探討的是最終形成的總體模式。我們由此會(huì)認(rèn)識(shí)到,存在著普遍的更高層次的必然性,它們導(dǎo)致新的結(jié)構(gòu)和新的模式。在科學(xué)領(lǐng)域里所獲得的關(guān)于集體行為的知識(shí),確定無(wú)疑地也與我們的個(gè)人事務(wù)有關(guān),無(wú)論是在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域,還是在社會(huì)領(lǐng)域。然而,本書并不提供這方面的現(xiàn)成答案。作者希望本書有助于啟發(fā)思考,但不為我們自己的行為開具萬(wàn)應(yīng)良方。我們甚至將提出并證明這樣的命題: 準(zhǔn)確無(wú)誤的答案,往往是完全不可能找到的。這就為認(rèn)識(shí)矛盾的本質(zhì)和怎樣解決矛盾提供了新的思路。
協(xié)同學(xué)的領(lǐng)域正在迅猛擴(kuò)展,這既可以見諸國(guó)際會(huì)議的日益增多,也可以從大眾汽車公司基金會(huì)把協(xié)同學(xué)列為科技領(lǐng)域的重點(diǎn)項(xiàng)目而予以促進(jìn)的舉動(dòng)中得到佐證。施普林格出版社為協(xié)同學(xué)專門出版了《施普林格協(xié)同學(xué)叢書》?茖W(xué)家們對(duì)這一新領(lǐng)域早已心儀神往,本書旨在使感興趣的非專業(yè)人員對(duì)此也能初涉門徑。
在我們的時(shí)代,科學(xué)“負(fù)債”的說(shuō)法不絕于耳。據(jù)我看來(lái),社會(huì)與科學(xué)同生共存,不可分離。社會(huì)之于科學(xué),一如科學(xué)之于社會(huì),都是興亡攸關(guān)。因而溝通二者的每一座橋梁都至關(guān)重要。對(duì)科學(xué)家來(lái)說(shuō),償還負(fù)債并非易事。并非缺乏良好的愿望,但科學(xué)的語(yǔ)言——尤其是在用到數(shù)學(xué)時(shí)——與日常用語(yǔ)相差太遠(yuǎn),以致轉(zhuǎn)譯甚為困難。盡管如此,我倒是認(rèn)為,無(wú)論是在自然科學(xué)或者例如在經(jīng)濟(jì)學(xué)中的一件事情,科學(xué)家往往只有在無(wú)需借助任何公式,單憑日常用語(yǔ)就能予以說(shuō)明時(shí),才算完全理解了它。也正是把自己的思想對(duì)非專業(yè)人員講清楚的那種需要,使科學(xué)家對(duì)更重要的相互關(guān)聯(lián)有了新的認(rèn)識(shí)。
希望我對(duì)這一新學(xué)科的論述能給讀者以鼓舞和啟迪,從而應(yīng)用大自然成功的奧秘為自己和全人類謀福利。
感謝我的妻子,她評(píng)閱原稿,提出了寶貴的改進(jìn)意見;感謝烏爾蘇拉·馮克(Ursula Funke)夫人迅速錄入了完美的定稿。她不倦的熱忱,對(duì)我成功地完成全書大有幫助。
對(duì)德意志出版社的工作人員,特別是勒伯(Lebe)博士和洛克(Locke)夫人給予的難能可貴的合作,在此一并致謝。
赫爾曼·哈肯
1981年春于斯圖加特
中譯本修訂版作者序……001
擴(kuò)充袖珍版前言……001
第一版前言……0011引言和概述……001
為什么這本書會(huì)引起你的興趣……001
探尋一個(gè)統(tǒng)一的宇宙觀……003
分解或建構(gòu)……004
生物結(jié)構(gòu)與基本自然規(guī)律矛盾嗎?……0062無(wú)序有增無(wú)已?世界的熱寂……012
自然界的單行道……012
什么是無(wú)序?……013
能量不斷貶值……0163晶體——有序但無(wú)生命的結(jié)構(gòu)……019
超導(dǎo)性和磁性: 微觀有序性產(chǎn)生宏觀的力量……021
相變: 從無(wú)序到有序或者從有序到無(wú)序……024028……4流體模式、云圖和地質(zhì)構(gòu)造
040……運(yùn)動(dòng)模式的梯級(jí)045……5“要有光”——激光
045……光有多種
049……激光器中的自組織
051……激光器一個(gè)具有相變過(guò)程的開放系統(tǒng)055……6化學(xué)模式
055……化學(xué)里的牽線搭橋
056……化學(xué)鐘
058……化學(xué)波和螺線
060……一個(gè)新的一般原理061……7生物的進(jìn)化: 適者生存
064……生物分子間的競(jìng)爭(zhēng)067……8不是最適者也能生存: 專門化并創(chuàng)造自己的生態(tài)小環(huán)境075……9生物有機(jī)體是怎樣起源的?
075……通過(guò)分子進(jìn)行遺傳
079……生物形態(tài)形成的典型例子
082……分子基礎(chǔ)上的宏觀模型10生物的運(yùn)動(dòng)模式 ……08711矛盾有時(shí)不可避免……094
測(cè)試你自己的心境……095
生活中充滿矛盾……097
在社會(huì)領(lǐng)域中矛盾的轉(zhuǎn)移……099
矛盾也可能用別的方式解決……10112混沌、偶然和機(jī)械論世界觀……102
確定還是偶然?……102
既確定亦偶然!……103
吃角子老虎: 計(jì)劃好的混沌……106
北方并不總是北方……108
協(xié)同學(xué)中的混沌: 自相矛盾嗎?……108
天氣是否可以預(yù)報(bào)?圣彼得是否總留著一扇小小的后門?……109
等離子體可以制服嗎?核聚變中也有混沌嗎?……11013混沌理論背景概述……114
馴服混沌……120
混沌研究者的預(yù)測(cè)……12114經(jīng)濟(jì)中的協(xié)同效應(yīng)……125
兩個(gè)冰淇淋小販在海灘上做買賣,怎么做最好?……127
為什么城市越來(lái)越大?……128
130……經(jīng)營(yíng)管理: 跟著你的對(duì)手亦步亦趨嗎?
131……經(jīng)濟(jì)的繁榮和衰退——一件事的正反兩面
132……技術(shù)革新永遠(yuǎn)是經(jīng)濟(jì)的動(dòng)力嗎?
137……經(jīng)濟(jì)生活中突發(fā)的集體變化
139……經(jīng)濟(jì)不像亞當(dāng)·斯密所想的那樣簡(jiǎn)單
139……國(guó)家控制: 是禍抑福?
141……考慮不周的控制造成經(jīng)濟(jì)混亂
142……經(jīng)濟(jì)聯(lián)系越緊密,和平就越有保障嗎?
143……協(xié)同效應(yīng)的意義與無(wú)意義
144……用協(xié)同學(xué)規(guī)律為人類造福145……15革命能不能預(yù)測(cè)?
145……作為序參數(shù)的輿論
148……人是可影響的嗎?
152……意見的改變: 怎樣和通過(guò)什么來(lái)進(jìn)行?
153……大眾傳媒: 篩選壓力下的序參數(shù)
156……世界的簡(jiǎn)化
158……電視——非同等閑的影響力
159……政府與輿論
161……專制
163……輿論與少數(shù)派
164……革命
167……能定出行動(dòng)的普遍原則嗎?
168……對(duì)官僚主義的一些思考16幻覺能證明關(guān)于大腦功能的理論嗎?……171
有沒有“祖母細(xì)胞”?……172
大腦的激發(fā)模式——假設(shè)和實(shí)驗(yàn)……175
整體思維……178
身與心……179
大腦是按計(jì)劃生長(zhǎng)的嗎?……18017計(jì)算機(jī)的解放: 希望還是噩夢(mèng)?……183
二十世紀(jì)的神童……183
程序編制……185
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)……187
模式識(shí)別……190
感知與協(xié)同計(jì)算機(jī)……193
計(jì)算機(jī)的內(nèi)部世界……197
邏輯過(guò)程——與材料無(wú)關(guān)……202
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)和協(xié)同計(jì)算機(jī)……204
計(jì)算機(jī)會(huì)變幻莫測(cè)嗎?……205
不要放棄思維……207
信息、信息、信息……20818科學(xué)感知的原動(dòng)力——科學(xué)家之間的競(jìng)爭(zhēng)……211
科技雜志之間的競(jìng)爭(zhēng)……220
協(xié)同學(xué)論協(xié)同學(xué)……221226……19 回顧
226……一項(xiàng)新原則
228……無(wú)生命自然界到有生命自然界之間的橋梁
228……生活在火與冰之間
230……生命的又一特征?
230……知識(shí)的界限233……譯校后記
235……譯者的話
240……參考文獻(xiàn)
254……插圖來(lái)源