第三節 演化理論的意涵、各種相關學說及其特性
3. 內部呈非線性、一定自由度的混沌狀態
所謂非線性就是指一個系統的動力關係呈現非比例的交互作用,即系統內部動力 的交互作用非僅為一個可預測性的線性過程。普遍上來說,包括社會系統、生物系統…
等等一切實體系統,因為子系統間複雜性的交互作用,「非線性」是其本有的動態屬 性,而這也是真實世界中普遍的動力過程與現象,像是自然界的變遷、人類社會的發 展及人們的思維方式.…等等都是屬於非線性交互作用的關係。而在系統的研究中,「非 線性」的動力系統則是有機會造成系統混沌的最根本因素之一(陳禹譯,2000:279)。
因此,從演化觀點來看,非線性就是造成系統存在、系統混沌和隨機演化的內在條件 之一,若系統不存有內在的非線性,那麼,系統和子系統間反而會缺乏一種維繫為有 機整體複雜性的力量(常紫薇,2002)。
且Prigogine 指出,大多數的動力學都是以相當不穩定的方式行動,尤其是在遠平 衡態的混沌區,系統中的某些微小化學反應反而常會導致耗散結構的生成,繼而這些 生成的耗散結構對於系統的整體狀態非常敏感,從大小、形狀到表面所承受的壓力、
條件…等等,不過,系統整體對於能生成耗散結構的主因—不穩定性(即保持混沌)—
也有決定性的影響力。因此,對於一個遠離平衡態的系統而言,它的系統動力關係、
結構與內部的交互作用力的確存在著我們預料之外的關係(Prigogine, 1980: 103)。也 就是說,在混沌與不穩定的耗散結構狀態中,系統的發展是非線性的,特別是在遠平 衡態的條件下,任何隨機的、微小的「擾動」(或稱為「漲落」)都有可能全面性地 改變系統結局,使系統得以實現從無序到有序的轉變。對於此種歷程,Prigogine 特別 稱之為「通過擾動而到達有序」(沈力譯,1990c;黃永和,2001)。於是,伴隨著耗 散結構現象的一大特徵,是「隨機擾動」的因素透過「非線性」關係的動力過程,反 而有了積極性的建設意義與作用。
是則,對於組織的意義而言,「非線性」表示組織中的一切元素都是彼此相互關 聯、相互依存,因此而存在著複雜性的交互作用,且也因為有複雜性的交互作用,讓 組織保有一定自由度的混沌狀態下,組織才可能有自行發展與自主演化的空間;再者,
耗散結構論也提示我們,組織的發展是非線性的、充滿不可預知的,微小的元素不會 總是很微小,在適當的條件下,最小的不確定性「擾動」卻可以發展致使整個組織運 作完全改變且改觀—如果用另一種方式來形容之,即是混頓理論中「對於初始條件的
敏感2」。
而就組織的自演化現象,Prigogine 運用了組織系統間的功能、結構和擾動這三者 之間複雜性的相互作用、相互制約關係(包括正回饋、非線性作用…等),表達了耗 散結構自組織現象的基本內容(見圖2-2):
(決定論的)
功 能 結 構
(如系統的物理作用) (系統的空間或時間結構)
擾 動 (隨機的)
圖2-2 耗散結構的基本圖式 資料來源:出自Pringigine(1980: 101)。
這個圖說明了:在耗散結構系統的穩定狀態中,系統的結構與功能存有著一定的 必然性與決定論傾向,也同時制約了系統中包括自外在而來、或內部自發性隨機擾動 發生的可能性,於是,系統的隨機擾動只能引起系統功能的局部性改變。但是,當隨 機擾動突破了此系統內部調節機制的範圍,並得到整個系統的非線性作用時,隨機擾 動將迅速擴大,形成系統的暫時不穩定現象;而在系統發展的分歧點上,這種系統功 能的局部改變則將會導致系統的整個結構改變,從而系統的整體結構改變又會反過來 和環境變遷一起決定了未來的系統功能與隨機擾動可能發生的範圍,因此,系統在功 能、結構和擾動的相互作用中,實現從無序到有序的自組織過程。更明確地說,也就 是系統在保持開放、與外界能量的驅動下,有可能透過隨機擾動和系統中功能、結構 的非線性相互作用,形成有序組織的耗散架構(江濤、向守平譯,1993;陳克晶、王 貴友,1994;魏鳳文、申先甲,1994;嚴澤賢,1993)。而 Prigogine 認為,此種過程 正是可以作為理解整體社會組織結構、功能與演化現象的基礎模式。
(二) 訊息論
訊息論(information theory)的創始人是數學家申農 Shannon(Claude Shannon, 1916-2001),他因為要解決通訊技術中的訊息編碼問題,突破舊科學侷限,把發射訊
2 對於初始條件的敏感,是混沌理論的特性之一,是指在紛擾不可測的複雜動力系統中,任何渺小不 起眼的元素、或單一事件,經過非線性作用,都可能會成為具關鍵性的角色,引發不可預測的效應(葉 連祺,1998)。(詳見 28 頁)。
息和接收訊息的兩種處理視為一個整體的通訊過程來研究,因而提出了通訊系統的模 型與架構,建立了訊息量的統計公式,並奠定了訊息理論的基礎(裘之君,2005a;魏 宏森,1993b)。因此,訊息論是一門應用數理統計方式來研究訊息本質、處理和傳遞 規律的科學理論,它的主要貢獻就是揭示了通訊系統和控制系統中訊息傳遞的普遍存 在和共同規律(魏宏森,1993b),進而也揭示出「訊息」為系統與外在環境建立聯繫 的方法。
一般科學家將訊息論理解為「狹義訊息論」和「廣義訊息論」兩種。狹義訊息論 是關於通訊技術的理論,它是以數學方法研究通訊技術中關於各種訊息的傳輸和變換 規律的一門科學;廣義訊息論則超出了通訊技術的範圍來研究訊息問題;它以各種系 統、各門科學中的訊息為對象,廣泛地研究訊息的本質和特點,以及訊息的取得、計 量、傳輸、儲存、處理、控制和利用的一般規律。
是則,如控制論創始人維納 Wiener(Norbert Wiener, 1894-1964)就曾以廣義訊息 論的觀點說:「訊息是我們適應外部世界,並且在這種適應外部世界所感受的過程中,
同外部進行內容交換的標記」(引自徐輝,2004b)。因此,就一般意義理解,「訊息」
就是系統與外在環境建立聯繫的特殊形式與方法,是系統確定程度(即有序程度或組 織)的標記。明確地說,「一個系統中的『訊息量』是它組織化程度的度量,而『熵』
就是它無組織程度(無序)的度量」(Wicken, 1987)。
因此,法國旅美科學家布里淵Brillouin(Leon Brillouin, 1889-)在 1951 年發表了
《生命、熱力學、控制論》一文,認為「除了舊的、古典的物理熵概念外,還應該把 訊息論概念也應用於有關生命發展與智力的問題上」。而 1956 年,他更出版了《科學 與信息論》一書,將訊息論與物理學熵聯繫起來,建立了訊息的物理模型,訂出了「廣 義增熵原理」,並找到訊息熵與熱力學熵中相互之間的對應關係,提出了「信息和負 熵3原理」,認為「信息與負熵等價」(魏宏森,1993b;嚴澤賢,1993)。
所以,新興演化理論相關學說的發展,包括如控制論和協同學…等,都特別重視 訊息論中所謂訊息傳遞的交互作用,運用訊息論觀點,把系統的運作看成是訊息的傳 輸、轉換和交互作用的過程,並認為透過訊息的獲取、傳遞、加工及處理可以認識、
維持、或者改造組織系統。明確地說,就是在考慮組織系統問題的時候,把組織系統 抽象的運作過程化為訊息的流通和變換過程,著眼於分析和處理系統訊息交互作用的 問題,以及系統內部、和系統與系統間的訊息聯繫(徐輝,2004b;裘之君,2005a)。
3 在熱力學的定義上,負熵就是「自由能」,是指「來自於外界的物質與能量」,它能幫助系統與系 統的無序相對抗,以讓系統形成有序的「能量或物質」。
而對演化理論來說,訊息論的研究與發展無疑地「具像化」了系統演化其與外界 聯繫的過程。Pringigine 說,耗散結構需要保持足夠的開放性,接受外在環境的刺激,
組織方有可能透過不斷與外在環境進行物質、能量交換的方式,維持組織的長期生存 與演化。然而,所謂接受刺激、進行能量、物質交換的具體方式為何?Shannon 訊息 論將之做了最好的解答,也提供抱持新興演化理論觀點的學者做為進一步研究的焦點。
(三) 控制論
控制論(cybernetics)起始於二十世紀 20~30 年代,不過,直到 1948 年美國數 學家維納Wiener(Norbert Wiener, 1894-1964)出版了《控制論》一書,才正式標誌出 控制論的誕生(裘之君,2005b;維基百科全書,2005a)。它是一門有關自動控制、通 訊技術、計算機科學、數理邏輯、統計力學和行為科學…等等多種科學技術相互滲透 的邊緣學科;而它專門研究生物體和機器、生命和社會控制、以及各種不同本質系統 的訊息規律和控制過程,探討它們共同具有的訊息交換、回饋調節、自組織和自適應 原理,從而希望達到能改善系統行為,使系統發展穩定的機制與原理(徐輝,2004b;
魏宏森,1993c)。也就是說,「控制論」是在「訊息論」基礎上,更加深入探討系統
「訊息流通」與「回饋」問題,從而研究達到調節、控制系統的一門科學方法。因此,
就有學者認為,是因為1940 年代「控制學」注意到機器語言的訊息作用,「回饋」的 概念才開始受到確認與重視(王彥文譯,1993)。
控制論一詞「cybernetics」源自於希臘語「掌舵術」意,包括有調節、操縱、管 理、指揮、監督等諸多方面的涵義(徐輝,2004b)。而 Wiener 在創立這門綜合學科 之前,人們對於「控制」這個詞含有三種理解:是控制機器的調節器;是控制機器的 人;或是管理人的社會。然而,Wiener 的「控制論」卻打破了機器、生命和社會的界 線,揭示出其中存在著共同機制和一般的通訊規律,為當時的社會帶來了極大的震撼
(魏宏森,1993c)。也因此有學者稱:控制論是繼相對論和量子力學後,又一次「徹
(魏宏森,1993c)。也因此有學者稱:控制論是繼相對論和量子力學後,又一次「徹