序：尼采的狂放世界　　　　■周成功 　　這本書描述一門新興科學正在萌芽誕生的故事。這門新興科學的名字，你也許聽過，也許沒有聽過；但是透過這本書的介紹，每一個人都應該知道，它的的確確已經來臨。它就是複雜科學。 　　這裏的複雜不單單只從字面的意思來了解，它實際蘊涵了繁複多樣與組織結構二項特質。複雜科學探討的對象，從一個細胞呈現出的生命現象、大腦的結構到股市的漲落、政權的興衰。這些系統都帶著一些共同的特色，就是在它們變異無常的活動背後，呈現出某種捉摸不定的秩序。複雜科學正試圖去了解與掌握、控制這些複雜系統活動的原理。 　　　　統統向物理學看齊？ 　　乍聽之下，這和傳統的科學似乎沒有什麼不同，過去三百年西方科學的發展，不就是要窮究天地萬物背後的終極原理嗎？從牛頓、愛因斯坦到波耳、海森堡、薛丁格，無一不是試圖用清晰簡潔的數學方程式，來描述自然。單純與真實，成了科學之美的另一種詮釋。面對複雜系統的首要之務，就是把它們解構成簡單的組成分子，再研究各組成分子的性質，探討它們彼此間的相互作用。複雜系統的本性，自然就在掌握之中。

　　了解了大腸桿菌就認識了大象，這是分子生物學家很驕傲地從物理學得來的教訓。科學的發展就是從分子、原子、電子到夸克，無窮的探索下去。基本粒子的研究被視作科學皇冠上的明珠，化學則是一門不純淨的科學，生物學不過是一種集郵的活動（這是拉塞福的話）。科學研究的層級，上下有序，每個學門都得努力地向物理學看齊！ 　　這種科學化約論的思潮，主導著過去一個世紀的科學發展，並且也取得了前所未有的成就。新的知識以爆炸性的速度累積。加速器愈建愈大，解讀人類基因藍圖的終站也呼之欲出。科學界一方面洋溢著欣喜之情：我們幾乎已經把人類理性的運作推到極致了！但是另一方面，開始有人感到困惑：這種無止盡的化約，究竟有沒有底限呢？縱然找到了最後的萬有理論（therory of everything），它能告訴我們人為什麼活著或細胞為什麼有生命嗎？

　　對科學化約論最早感到不安的是科學哲學家。哲學家以其一貫審慎懷疑的態度逼問：知道了部分組成的性質後，就可以掌握全體嗎？巴博（Karl R. Popper）就曾提出這樣的質疑：一個雙耳失聰、且從未聽過音樂的物理學家，是否只要研究貝多芬的身體或腦的物理狀態，就能寫出他所有的交響曲？或甚至是他因環境變化譬如貝多芬當時吃的是小羊排而非雞肉當寫而未曾寫過的樂曲？這個論證當然是帶著哲學家的誇張，但是科學家不也早就注意到部分與整體之間，存在著一些不連續對應的關係？譬如說，在徹底明瞭了水的分子結構（二個氫原子加上一個氧原子）後，我們仍然很難想像，當千百兆個水分子聚在一起的時候，為什麼會帶給我們那種陰濕流動的感覺？

　　所以問題出在：當許多小的組成分子彼此相互作用後，會讓整體突現（emerge）出一個新的、獨特的性質。這個突現的特質讓化約論走到胡同的盡頭！同時這也點燃了複雜科學開展的契機。 　　　　複雜科學研究的殿堂 　　如果要進一步探討這門新興科學與傳統科學間的差異，也許我們可以這樣來看：在物理世界中有三類不同的系統存在，第一種是沒什麼太有趣的，像是穩定狀態或周期循環的系統。這是許多古典物理研究的對象，牛頓的天體力學就是個例子。第二種是許多分子完全雜亂的集合，例如氣體分子這樣的系統。這類系統吸引了其餘的古典物理學者。第三類系統則是徘徊於秩序與混沌之間，有結構但難以預期，它流動著無窮的花式。生態系、經濟、政治甚而心理，也都呈現著這類系統的特色。如何去捕捉這些遊走於混沌邊緣的系統所表現出來的生命圖像，正是複雜科學要面對的挑戰。

　　複雜這本書把焦點擺在一個成立不到十年，但矢志於複雜科學研究的美國聖塔菲研究院。作者透過對聖塔菲研究院幾位創始人的描述，把他們在科學探索過程中的好奇、懷疑、困惑以及彼此間的互動、詰難，一一呈現在我們面前；這同時也勾繪出了複雜科學未來要開展的網路。我們不僅從書中可以看到，也可以感覺到，這一小群科學家內心的狂熱與活力。他們要探討的是複雜系統中，各種組成之間互動所突現出的特性；而他們所持有的利器，也正是不同學門之間深入的互動。聖塔菲研究院特意地安排了經濟、物理、生物、電腦、考古、政治、人類學者間的對話，試圖在各種不同的複雜系統之間，找出一些共通性。這樣的科學發展模式並無前例可尋，其結果也是不可預知的。這些人是在二十世紀末突然湧出的一群科學探險家，他們把賭注投置在未來！

　　如果我們把一九三○年代成立的、由愛因斯坦進駐的普林斯頓高等研究院，比喻作柏拉圖的天空天才型的科學家沉潛於物理、數學的純淨理論世界中，汲汲追尋宇宙建構的終極答案；那麼，八○年代的聖塔菲研究院呈現出來的，則是一個尼采的世界狂熱、活力，擺脫固有學門一些理念的束縛，讓科學如老鷹般重新無拘無束地翱翔於高空，俯攬大地，探索那個未知的新天地！ 　　　　再重新解讀自然！ 　　最後，我想提出一個問題來請讀者思考。聖塔菲學派的形成，人的因素無疑扮演著極端重要的角色。這裏我舉二個人為例。一是聖塔菲研究院的創始人之一葛爾曼，他不僅是夸克理論的創始人、諾貝爾物理獎得主，同時也是位語言學者，精通十三種語言；他也鑽研心理學、人類學、考古學，和文化、生態系的保存。除了聖塔菲外，葛爾曼還有一個主要的工作，就是致力於保存亞馬遜河流域的雨林。另一位也是聖塔菲研究院的核心人物考夫曼教授。考夫曼在大學念的是哲學，曾立志作一名劇作家。隨後到牛津大學進修心理學和哲學，但覺得不夠紮實，就又回到加州大學舊金山分校念醫科。但他從未把行醫當回事，醫科三年級時，他跑到麻省理工學院追隨一些電腦大師，搞起網路遊戲來。

　　想想看，在我們的教育體制下，要培養像葛爾曼或是考夫曼這一類、可領導下一世紀科學發展的通才，可能性有多少？ 　　本書對於正期待著二十一世紀來臨的我們，傳達了一個清晰的信息：科學必須再重新解讀自然！我們不僅要了解組成自然語言的文法，同時還要知道這個自然語言呈現出來的意義！這正是複雜科學宣示的核心；我們必須去閱讀、去思考、去反駁、爭辯它的內涵，但千萬不要忽視了它的存在！ 　　　　　　（本文作者為榮總醫學研究部研究員、陽明醫學院教授）