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論文資訊
- 類型：工作論文
- 編號：工作論文 #1658
- 日期：2026-03-18
摘要
在研究複雜系統的適應能力時出現的普遍問題在於理解整合這些系統的「功能」和「動態」秩序。大腸桿菌「了解」它的世界。大量的分子訊號在細菌與其環境（包括其他微生物和高等生物）之間傳遞。進入細菌的訊號被利用到其新陳代謝和內部轉化，這樣，通常情況下，細胞就能維持自身、複製並將其有組織的過程傳遞到歷史中。同樣，大腸桿菌菌落也會整合其行為。穩定生態系統的有機體形成一種功能，而每個有機體共同佔據的生態位加起來形成一個網絡，其中滿足共同持久性的所有基本要求。類似的特徵也存在於經濟體系中。構成經濟的一系列商品和服務形成了相互關聯的轉型機制。每個人佔據的經濟利基使每個人都能謀生，並共同構成一個網絡，在這個網絡中，所有共同定義的要求都得到共同滿足。生物演化和技術演化都在於發明深刻或輕微新穎的生物體、商品或服務，這些生物體、商品或服務融入生態或經濟網絡，從而改變它。然而，在幾乎所有階段，網路都保持著某種功能的一致性。此外，實體之間的結構和連結為網路的轉變奠定了基礎。在生態系統或經濟系統中，生物或商品和服務之間的相互作用和耦合創造了新物體或商品和服務可以融入的條件和生態位。 「網路」控制著其自身轉變的可能性。角色、義務和機構的類似功能整合也適用於社會層面。東歐和蘇聯發生的「奇蹟」革命伴隨著一種感覺，即蘇聯體係是一個完整的整體，其性質是，如果刪除或改變一個或幾個特徵，整個體係就必須轉變為完全不同的東西——而且是完整的。 1989年6月，中國共產黨領導人認為有必要在鐵南廣場殺害他們的學生。這些領導人這樣做的原因很清楚：學生們示威是為了加強民主。他們的政府擔心其後果會改變中國的共產主義。簡而言之，難題不在於了解中國領導人做了什麼，而是了解他們「知道」什麼。從真實而深刻的意義上來說，中國政府知道，如果其製度的某些特徵改變，整個大廈就會面臨巨大變革的危險。他們究竟知道什麼？在生物科學和社會科學中，我們嚴重缺乏理論體系，甚至缺乏解決這些問題的方法：什麼是功能整體，當其組成部分改變時，它會如何改變？在本文中，我將為解決這些重要問題的新方法制定一個大綱。此方法是基於隨機語法的使用。該理論的對像是一串符號，它們可能代表化學品、商品和服務，或文化環境中的角色。根據語法，符號串相互作用，產生相同或不同的符號串。因此，語法間接指定了符號串之間的功能連接。它定義了哪些字串集合作用於其他字串集合，產生哪些輸出字串集合。這些映射是原始生物中化學物質之間、生態系中生物群體之間的功能耦合，並成為經濟中的生產技術。不同的語法模擬不同的可能的化學物質或可能的生產技術。透過研究許多語法所出現的功能整合系統的強大特徵，這些語法應屬於幾個廣泛的“語法體系”，應該有可能建立生物和社會科學中整合和轉化的新理論。我們將發現的特徵之一是此類系統中符號串多樣性的有限增長和潛在無限增長之間的相變。 這種相變很可能是生命起源的基礎，作為足夠複雜的催化聚合物組中的相變，並且一旦經濟系統達到商品和服務的臨界複雜性，從而允許一組新的經濟利基超臨界爆炸，類似的相變可能成為經濟系統“起飛”的基礎。我研究隨機語法的建議源自於我自己發起的研究「聚合物自催化組」的工作，此後與 Doyne Farmer、Richard Bagley、Norman Packard 和 Walter Fontana 合作進行。特別是，我相信 Walter Fontana 最近對自催化裝置的擴展是令人興奮和重要的。所有這些都指向一種研究複雜系統中功能整合和適應的新方法。