第32章 创造力的基本运动方式（上）(1)

——渐变与突变在动力系统中，一切创造力的运动方式基本上可以概括为渐变和突变两种。根据协同学的原理，在自组织进化过程中的渐变和突变过程是同时发展的（参阅第10.5节）。有时在一个复杂的大系统演化过程中，呈现渐变与突变的综合状态，形成有序的、周期性的发展；也可以形成无序的、非周期性的状态，并走向更深层次的混沌——一种特殊周期性的分叉。因此，创造力的基本运动方式也呈现出两面三（多）极性。

自然界和人类社会中充满着不连续的突变现象，例如水的沸腾和结冰，弹簧断裂，炸弹引爆，火山喷发，心脏跳动，神经脉冲，物种形成；以至于经济危机工厂倒闭，改革维新，政权更迭，战争爆发等等。但是数百年来，人们在数学、物理学、天文学等研究成果中建立了许多动力学模型：包括牛顿力学，麦克斯韦的电场模型和爱因斯坦相对论的场方程，这些数学方程都只能描述连续的、光滑的变化现象。以至于有些学者认为，世界的发展只能是线性的、连续的、确定性的，甚至认为从动力的原因就一定能预见其结果，而结果就是它的原因，一切都是必然性。后来人们认识到在系统的发展中，大多数现象是偶然的、非线性的、随机的，只能从统计学建立的散点解释说明其发展规律。而且许多突变现象不能用一般的定量方法加以描述，于是客观需要推动人们创造新的理论。正如勒内·托姆所说：“突变论表明，在科学中可能存在着数学的另一种用法，它将不是定量的，而是完全定性的”。勒内·托姆，周仲良译：《突变论：思想和应用》，上海译文出版社，1989年3月。

16.1托姆的突变论

托姆等人（1972）在数学和生物学领域创立的突变论，反映了自组织理论在创造力运动形式中的一般规律。他们通过一系列严密的数学推演，证明了一个失去宏观稳定性的系统，既可以从一种状态向另一种状态实现突变性过渡，完成创造力的突变运动，也可以在宏观稳定性不变的情况下完成一种状态向另一种状态的平稳过渡，实现创造力的渐变运动。这两种运动形式都可以使系统完成从旧质到新质的进化发展，即使在比较常见的现象之中，例如水从液态转变成气态，既可以经过沸腾或其他更剧烈的跳跃方式，也可以通过缓慢地蒸发，平滑地过渡两种截然不同的运动方式。任何一种状态转换的运动方式都受温度、压强等不同外界条件所控制，反映了创造力的不同运动方式的背景和客观条件。

以突变论的思想和方法着手进行研究时，首先将研究的对象限定为系统在连续运动过程中引起的不连续结果。它将系统的外在条件作为控制参量，反映变化过程中向系统内部输入的连续变化过程；用状态参量反映系统内部的连续变化，并且以少数临界点上发生的突变来反映系统的演化行为。由于突变论将系统本身状态的变化作为状态参量，将它看成是系统的输出，而输出则作为输入的函数。因此，突变就是系统的外部条件（控制参量）连续变化时，其函数（状态参量）发生的一个跃迁（质的变化，相变，或视为创新）。由于在连续过程中产生的状态突变发生在临界点上，因此临界状态是非常引人入胜的地方。临界状态有什么特征？突变的发生难道只有一种或少数几种类型？它们与创造力的运动方式一定是密不可分的。

我们可以借用一个最简单的例子——平面几何学中圆的产生，来解释说明突变现象。用圆规画一个圆，在以同一半径画出圆周时，线条从起点开始是连续的渐变，当曲线回到起点时，突然发生了不连续的突变——创造出了几何学的圆。这时的状态参量从有一定弧度的连续曲线跃迁为具有一定半径、圆周和面积的圆；空间上从一维跃迁为二维。这个相变的临界点在于画圆的起点和终点汇合处，或称之为奇点。这个地点和时刻在突变论看来是研究的关键所在。总结出来的各种临界状态特征之一就是“这个时候的控制参量如果有微小变化，即可引起状态参量的极大变化，使系统从一个稳定结构跳到另一个稳定结构”。参阅魏宏森，曾国屏：《系统论》，清华大学出版社，1995年12月，第246页。我们不要忘记这里说的是突变论研究的稳定系统突变的特征，如果是不稳定系统，情况就要复杂得多。例如混沌学中提出的洛伦兹的“蝴蝶效应”——处在混沌状态的系统，其运动轨迹将敏感地依赖于初始条件。与圆的形成相对照，后者是开始时条件敏感，前者是收尾时条件敏感。对于一个创造者来说，至少对自己创造的过程的起点和终点（突破点）应该从中得到启发。

突变发生的类型因控制参量的多少而异。已经发现在控制参量数M≤4时，至少有7种突变类型，它们是折叠型、尖顶型、燕尾型、椭圆形、双曲型、蝴蝶型、抛物型。当外部控制参量再增加一个时，则突变类型会至少增加到11种之多（非平衡系统的突变类型更为复杂丰富）。在某些领域，例如力学、物理学中的状态和控制参量为数不太多的情况下，可以根据控制参量和状态参量的数目选择系统的突变类型，运用已知的科学定律就可以得到新的突变结果（得到创新的效果）。但是在社会科学领域、思维科学领域，突变现象的变量个数太多、太复杂，人们只能凭借对现象的感性认识或者直觉去选择可能的、接近与实际状态相符合的突变形式，然后寻求导致这种突变形式的内在动力，找到控制参量、状态参量及其关系。参阅魏宏森，曾国屏：《系统论》，清华大学出版社，1995年12月，第246‐248页。这时系统动力学显然就成为创新的方法了。

16.2物质创造力的渐变与突变

人们通常将缓和的、速度慢的变化称之为渐变，将剧烈的、迅速的变化称之为突变。尽管这种区分是相对的，而且并不完整和严谨（参见第11.2节中所述，水的二相点，渐变也可导致相变），但是在物质创造力中渐变与突变这两种运动方式的速度表现的确具有极为鲜明的差异。渐变的创造力可以是极为缓慢的变化过程，例如铀328的半衰期为4.49×109年，即44.9亿年；钍232的α衰变，半衰期为1.39×1010年，即139亿年。我们可以根据不同衰变期的放射性元素测算地质时期及古生物、古人类遗物的历史年代。与渐变的漫长过程相反，物质创造力的突变也可以在瞬息之间完成，例如钋212的α衰变，其半衰期为3.0×10‐7秒，1/3000万秒。但是，无论是渐变还是突变运动方式，其变化的结果都可以使原来的物质蜕变成性质相异的另一种物质。例如，从一种原子核蜕变成另一种原子核。在化学变化中，往往在瞬时之内从一种化合物变化成其他化合物。

从宏观上看，大自然创造世界最高峰——珠穆朗玛峰的历史可以追溯到3亿5千万年前的南极，它是喜马拉雅山与印度大陆、非洲、澳洲、南美洲的共同发源地，统称冈瓦纳大陆。它同亚洲大陆之间隔着宽达几千公里的大洋。地质研究说明，大约6500万年前，印度大陆向北漂移，与欧亚大陆相撞，形成喜马拉雅山脉和青藏高原。并由于印度大陆向北潜入欧亚大陆之下，使喜马拉雅山和青藏高原迅速上升，一直持续到现在。近50万年内，它的主峰珠穆朗玛峰上升了1600米。据卫星测量，喜马拉雅山每年大约向北移动6厘米。在喜马拉雅造山运动6500万年缓慢的进程中，使全球环境发生巨大变化，显示了大自然的伟大创造力。如果说钍232的α衰变经历139×2亿年的渐变，只是在最后某个临界点上才引起激变，蜕变成另一种原子核的话，那么喜马拉雅造山运动的渐变，主要是连续性的量变，它的临界区是模糊不清的。尽管地质学家可以把这个造山运动划分为若干个相对独立的时期（不同层次）但是即使从珠穆朗玛主峰上升1600米的过程来看，至今也持续了大约50万年。

物质创造力的运动方式与人类思维创造力有着密切关系。人们不仅可以从中学到创造性思维的方法，而且可以按照创新目标，选择和利用物质创造运动的客观规律，创造自己所需要的创新成果。有时是如热核反应的瞬时激变，从大量释放的能量获得爆炸效果；有时力图使地震和火山爆发前在地壳内积贮的能量分期地、缓和地释放，以期减轻自然灾害；有时是在控制温度、压力等相对简单的临界条件下，促进特定的化学反应，以求在最短时间内充分地完成化学产品的合成等等。

16.3生命进化的渐变与突变之争

生命创造力的基本运动方式在宏观上主要表现在生物进化和物种形成之中。长期以来，在生物进化问题上始终存在着“渐变说”与“突变说”的争论。

16.3.1渐变论和突变论

渐变说认为生物进化和物种形成是生物体的微小变异，通过逐代地长期积累、增强的结果。例如拉马克的器官用进废退说和达尔文的自然选择学说。后者认为，生物体普遍存在自然的微小变异，在生存竞争中，有利变异逐代保存、增强，而不利变异则被逐代淘汰，通过中间类型的消灭和生殖隔离，出现了与原来物种或不同变异群体之间显着不同的新物种。尽管达尔文观察到许多类似突变的现象，但是他不承认生物界的巨大突变，认为人们之所以没有找到生物进化历史过程中的某些连续变异的中间类型化石证据，只是因为还没有充分发现它们。他在人工选择学说中提到，农民在普通羊群中偶然发现一只矮脚变异个体，由于它便于饲养管理而保留下来，于是形成了新的品种——安康羊。但是他认为这种不连续的突变类型不可能在自然界中存在。因此，达尔文的进化论常被某些突变论者指摘为只承认量变、不承认质的飞跃的、缺少“革命性”的理论。

生物突变论者认为，生物进化是不连续的基因突变的结果。他们否定生物在生活过程中的获得性变异的遗传，只承认决定遗传的物质本身的激变。以后的细胞遗传学家把遗传因子称为基因。艾弗等人（1944）进一步发现基因的物质基础是细胞核中的去氧核糖核酸（DNA）；沃生和克里克（1953）发现和确立了DAN的双螺旋结构模型，认为构成DNA分子的核苷酸及其上的碱基排列顺序是决定遗传性状的密码，而基因就是这种密码群。他们从分子水平进一步引申了遗传的基因突变说——基因突变就是核苷酸排列顺序编码的突变。

16.3.2临界状态是否在中间类型之中

基因突变说尽管在生物进化问题上取得了辉煌成就，但是仍然不能完全否定渐变说所提出的某些事实。尤其是群体遗传理论并不无条件支持自然界中生物进化的单纯突变说，这是因为生物进化的基本单位是群体——种群，而不是个体。除非是结构简单的单细胞细菌、病毒和无性繁殖的生物。对多细胞有性生殖的生物来说，很难设想某一种突变个体完全自我繁殖成纯系种群而不受其他遗传物质污染（有报道说某种野生向日葵杂交种，只接受同类花粉授粉后才正常繁殖，可能是一个孤例）。

美国生物学家道金斯在《自私的基因》中（1976）提出进化的选择单位是基因，但是基因突变只是生物进化的起因，而进化过程只能是突变基因频率在群体中的变化发展。根据统计遗传学的漂变理论，基因突变和变异群体的漂变基本上是渐进的。

生物群体是一个巨大的基因库，包涵了每一个个体的基因源。基因突变引起的个体遗传性状的激变，只有在引起群体遗传成分的相应改变的情况下才会实现某一物种的种群进化，形成新物种。如果某一个体发生了质上有很大差异的基因突变，将会因为不能得到正常交配的后代而被淘汰；如果产生的是不太剧烈的有利突变，就会被淹灭在没有突变的群体基因库之中；如果有一定频率的相同突变（这种频率往往是很低的），或者经过逐年积累，在基因库中增加该种突变基因的频率，就会形成中间类型的突变种群——变种或亚种。原有种群中的突变基因频率继续增加，或突变基因的继续发展，使它们与未经突变的个体产生生殖隔离（不能正常繁殖），于是形成新的物种种群。因此，根据种群遗传学理论，生物进化和物种的形成有三个基本环节——突变、自然选择和隔离。隔离可以是空间上的（生活在不同环境中），时间上的（生殖时期不同），和时空结合的（例如个体、细胞学或分子水平的不能结合）。隔离往往指的是中间类型的消灭，只有中间类型在自然选择过程中逐渐消灭，才会出现新的原有物种不能杂交的新物种，或向不同突变方向发展的不同物种。

何况许多种属之间不能截然划分，存在过渡物种。复杂器官的进化涉及相互协调，各部分构造和机能之间的相干性难以断定，也不可能在短时期一起产生突变或逐步协同渐变。生态关系密切相关的生物在进化时，一方产生巨变会对另一方产生不利影响。

中间类型的出现、存在与消亡是连续性的渐变过程，从而使物种的形成过程成为渐变与突变相结合的演化过程。如果将新旧物种视为对立的两极，中间类型就成为第三极，或两极间的临界状态。所以，生命创造力演化的运动方式也同样呈现两面三极性。

16.3.3达尔文主义的危机

经典的达尔文进化论对社会做出的巨大贡献已经过时，新的证据，新的理论不断修改和补充陈旧的进化论学说。达尔文主义的危机正在推陈出新，迎接新的统一进化论的洗礼和冲击。这是进化论本身的发展观。向经典的达尔文主义进化论提出挑战的要点是：参阅迈克尔·J·贝希：《达尔文的黑匣子》，中央编译出版社，2006年8月。

（1）地质和古生物学的资料指出，寒武纪大爆炸——大量的物种（生命类型）突发性地出现，达尔文的生命树必须从渐变形成的联系变更为突变论的爆发式新分枝。

（2）自然选择不能保留非功能特征，而通过一次一个基因变异的生化合成步骤与合成进行的方向正好相反——反应链中最后一步是进化过程中最先需要的，倒数第二步次之。进化过程要求特殊的化学环境。渐变式的合成顺序是不可能的。

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