理论教育 工程演化研究:思想历史沿革

工程演化研究:思想历史沿革

时间:2023-11-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:无论是东方还是西方,自古以来都存在着演化的思想光辉。变化的宇宙观也成为古代演化思想的基本内涵。他首次将动态演化的思想引入到他的哲学体系中。拉普拉斯将演化的思想运用到天文学中,提出了宇宙起源的星云假说,勇敢地抛弃了“上帝”。可以说,这一时期演化思想已开始探寻其自然科学的事实基础。

工程演化研究:思想历史沿革

一、演化思想的历史沿革

(一)演化思想的演进

演化[40](Evolution)一词是英译外来词。而英文中的Evolution来自拉丁文“Evolvo”和“Evolutis”,原为“展开”之义,即将卷着的东西展开。尽管这个词是18世纪胚胎学家哈勒(A.Haller)在阐述关于胚胎发育的先成论(而非进化论)的观点时最初使用的,但是演化观念并不是那个时期出现的,而是一个历史的逐渐展开过程。

无论是东方还是西方,自古以来都存在着演化的思想光辉。在古代中国,很长一段时间里,都沿袭着有机整体的演化观,主要体现在阴阳说、五行八卦说、太极两仪说等学说中。这些学说都将万物的变化归结为一个相生相克、连锁轮回的演化过程。特别是在人的生老病死问题上提出的轮回说更带有神秘主义的色彩,但不乏朴素的演化思想观念。在西方,古希腊哲学家那里就有了对物质世界演化的思辨性认识。如泰勒斯认为万物起源于水,最初的生命一定孕育于海水中,从而将生命的发生归结于自然的原因而不是神创。恩培多科勒认为,爱与恨两种相反的力作用于四种基本元素,产生出结构不完整的有机体,有的会由于功能不适而被淘汰。这也许是达尔文进化论自然选择观念的原始描述了。如果说此时的进化观念仅仅限于对生物界事实的基本描述,那么希波克拉底、赫拉克拉特等人则将演化带入了事物的本质之中。“变化是唯一的事实”,“你不能两次踏进同一条河流”等哲学论断揭示了物质世界永恒变化的事实。变化的宇宙观也成为古代演化思想的基本内涵。正如恩格斯所说:“在古希腊哲学家看来,世界在本质上是某种从混沌中产生出来的东西,是某种发展起来的东西,某种逐渐生成的东西。”[41]

尽管如此,古希腊时期静止的宇宙观居于统治地位,相当长的时间内演化思想在曲折中缓慢发展。静止宇宙观的代表人物包括柏拉图、亚里士多德、毕达哥拉斯等。但是,亚里士多德提出的“巨型存在之链(Great Chain of Being)”,即自然阶梯的论述,对近代的进化生物学还是有重大贡献的。因为他认为,各种生物形成一个连续的系列,在这个序列中从植物动物到人逐渐变得完善起来。这一序列中的生物次序暗示了进化的方向,也为后来林奈等人对生物谱系的建立提供了方法论。到中世纪经院哲学目的论与上帝创世的自然神学容不得有一点点的演化观念的涌动。

到文艺复兴时期,科学、民主、自由、人性的呼声才使得这种局面发生了改变。冲破静止宇宙观思想藩篱的是德国泛神论者莱布尼兹(Leibniz,1646—1716)。他首次将动态演化的思想引入到他的哲学体系中。首先,他提出了“世界的绝对不间断性”原理,即自然界的一切都处于永恒的流动之中,就像河流一样,连续不断地流出和流进。静止在某种意义上,只是运动着的物体的普遍法则的一个特殊事例。然后,他又论述了自然界动态演化的曲折性和进步性。在他看来,自然界的这种永恒的流动,不是直线式的,而是要经过曲折的,但整个发展过程是前进的。“我们必须承认整个宇宙的某一种永久的和十分自由的进步,这就是它经常前进以便得到更大的改善”。“由于有理由认为宇宙本身越来越发展,一切都趋向于某个终点……至少是自然而然地越来越好,而它们的完满性不断增加,尽管经常是难以觉察地进行,有时还要向后迁回。”另外,我们发现莱布尼兹建立的哲学体系是一个开放的宇宙观体系。“由于连续体的无限可分性,在事物的深渊中,总是留下一些沉睡着的部分,它们有待于唤醒,并变成更大和更好,总之,向一个更加完满的状态前进,因此永远达不到进步的终点”[42]。莱布尼兹哲学体系中的演化思想已经孕育着连续性、进步性、复杂性(曲折性)等内涵。

18世纪的法国为生物进化论的诞生做出了巨大贡献。博物学家布丰(Georges Buffon,1707—1788)、数学家和天文学家拉普拉斯(Laplace,1749—1827)等人就是杰出代表。布丰曾设想,“在动植物里面,且不说有好几个物种,即使只有一个物种,是通过直接遗传过程从别的物种产生出来的,只要这个论点一旦成立,……那么自然的力量便不能再加以限制了,而且只要有足够的时间,大自然就能够从一个原始的类型发展出一切其他的生物物种来……”[43]。布丰的这种设想将生物从共同祖先的演化过程直接放到了时间的变化轴上,也使得演化的观念从一种逻辑的展开而变为自然界的一个事实。拉普拉斯将演化的思想运用到天文学中,提出了宇宙起源的星云假说,勇敢地抛弃了“上帝”。此外,狄德罗(Denis Diderot,1713—1784)关于物种之间的自然阶梯是动态的、连续的思想也对后来的进化论产生了重要影响。他认为,“整个自然界都处在不断流动的状态中,一切动物都是或多或少的人;一切矿物都是或多或少的植物;一切植物都是或多或少的动物。……那么,物种是什么呢?物种不过是一些引向它们所特有的共同目的的倾向而已……那么生命又是什么呢?是一连串的作用与反作用……活分子是万物之源,整个自然界中没有哪一个点是没有痛苦或没有快乐的”[44]。可以说,这一时期演化思想已开始探寻其自然科学的事实基础。

这一时期,法国的博物学与启蒙哲学为进化理论的诞生提供了丰富的材料和事实证据,也有了进化论的雏形。但直到19世纪天才人物拉马克(Lamarck,1744—1829)的出现,生物进化的理论才初步形成。拉马克对林奈的物种分类法进行了重新审视,并以此为突破口,对物种概念、变种、适应、进化及其类型与发生机制等作了比较系统的论述,他以生物的自我进步能力来说明垂直进化(由简单向复杂的序列),以用进废退和获得性遗传机制来说明水平进化(多样性的分化)。拉马克的伟大贡献在于,他将生物体的运动变化归因于生物体自我进步能力,从而使得自然界生物体是富有生机的、整体协调的、有主动性的观点为人们所了解。而其理论的不足在于对适应现象产生的内在机制和物种起源问题不够深入或者不曾提及。这明显与达尔文的进化论有着很大的差距。

达尔文通过多年的实地考察,搜集了大量与进化论有关的事实材料和证据。考察归来后整理事实材料,从适应现象和物种起源问题入手,研究物种变异的机制。通过大量的考证与试验,最终用自然选择和生存竞争来解释适应和变异的问题。1859年,达尔文《物种起源》一书的出版,正式宣告了生物进化论的诞生。拉马克关于生物体的自我造就能力孕育着自然界生物系统自组织演化的思想萌芽。而达尔文关于自然选择、适应性、生存竞争等的论述反映了生物体在进化过程中环境的重要作用。(www.daowen.com)

19世纪达尔文进化论的诞生,一方面,确立了物种起源与进化的科学地位,另一方面,预示着演化思想逐渐成熟,并开始向新的方向拓展和迅速传播。在“生物进化”作为事实被普遍认同之后,由于在进化动力问题上的差异使得进化论逐渐出现了两大阵营:以生物学家杜布赞斯基、迈尔等为代表主张“选择”的进化论和以哲学家柏格森(Henry Bergson,1859—1941)、亚历山大(Alexander,1859—1938)和摩尔根(Morgan,1852—1936)等为代表主张“非选择”的进化论。前一阵营将遗传学的发展成果同自然选择理论有机结合,提出了综合进化论,分别论述了环境在选择过程中的塑造作用,强调自然选择是一个积极的创造过程。尤其是迈尔的边缘物种形成理论拓展了达尔文的进化论。后一阵营则将进化论推广至整个宇宙范围,使进化成为哲学研究的主题。特别是19世纪下半叶,贝塔朗菲一般系统论的创立为重新理解进化提供了新的视角。贝塔朗菲通过将生命体定义为一个“开放系统”,从开放系统的角度研究进化的一系列问题,提出了系统进化论。

20世纪以来,随着物理学革命的推进,演化思想取得了新的进展。耗散结构理论、协同学等为人们重新认识和理解演化提供了新的思路与方法,并且演化思想也逐渐向其他学科领域扩展开来,如向社会学、经济学、认知科学等领域渗透,出现了社会进化理论和演化经济学等。特别是拉兹洛等人提出了广义进化论,在近些年来取得了丰富的研究成果。演化理论的新进展对研究复杂性与复杂系统提供了方法论。

(二)演化的内涵及生物进化论隐喻的现代启示

从演化思想的历史沿革来看,“演化”的内涵及其所指称的对象或范围(外延上)在不断地发生变化。在古代,其基本内涵指变化、演变,多体现在古代自然哲学家的宇宙观上;到近代不仅在内涵上有了连续性、进步性(即进化)和曲折性(可理解为退化)等含义,而且也获得了在天文学、地质学、生物学等自然科学方面的基础事实支持。直到19世纪拉马克和达尔文生物进化理论的提出,进化和退化(或被淘汰)已经成为演化思想的两方面内涵得以确立,特别是进化成为凸显的一方面,同时也证明了环境是影响生物进化的重要因素。有学者认为“进化”的含义又包含两层次:第一,指一个从无到有、创造新质的过程;第二,指带有方向性的进步过程,是变化与进步的结合[45]。随着现代演化思想的进一步发展,特别是系统科学理论(如耗散结构理论、突变论、协同学、复杂系统理论等)的出现,使得演化的内涵也有了新的内容,如自组织理论从系统的角度说明了演化的自组织特性和环境的外在性作用。它对进一步理解更广范围内的“演化”提供了理论依据和方法论。

颜泽贤等人从复杂系统与复杂性理论的最新发展对演化给出了如下定义:“演化——是事物从一种多样性统一形式转变成另一种多样性统一形式的具体过程。演化主要包括两方面的内容:一是新增层次的产生,即结构演化;二是跨越层次的相互关系或新层次结构关系的形成,即功能演化”[46]。复杂系统演化的思想把原来那种“事物从小到大、从简单到复杂,从单一旧质到新质的发展”的狭义演化抛弃了,而代之以复杂性视角的“演化”定义,从而为从更一般意义上(除了天然自然界,还包括人工界)来谈论事物的“演化”提供了可能。根据复杂系统演化理论,事物的演化有两个相互联系的内容或过程:一方面,新增层次的产生。复杂事物之间不同的新增层次(新“质”)产生了彼此的差异;每一新事物总是在其一定量的原生层次(原“质”)基础上产生出来的。就总的演化过程来说,这种新增层次的产生是暂时性的、变化的、不稳定的;但在一定范围和一定条件下,对于某一具体的复杂事物而言,它们又是稳定的、适应的。另一方面,新层次关系的形成。新事物是由各个新增层次以某种特定相互关系维系着的新的、具体的物质层次结构。它内部各层次的关系有如下特点:大量原发关系发生变异;诸层次关系的统一。原发关系的变异是指物质的原生层次结构的同层与不同层的各个因素或各种质之间的固定联系发生了转移。各层次关系的统一是指复杂事物内部各个要素、各个层次之间产生的相互作用使各种特定关系协调一致。从描述中我们可以知道,演化在事物总的发展历程中是延续的,是可保留的(如性状的遗传),而在某一发展阶段却又是非延续的(如基因突变),不可保留的。

基于上面的论述,从系统的角度可以将演化定义为:演化是事物从一种存在形态向另一种存在形态转化的过程。新的存在形态是在原有存在形态基础上产生的,事物的运动本质使得这种新的存在形态的产生是暂时性的、不稳定的,从而使得新的存在形态的产生是一个非连续的、“突变”的过程;但在一定范围内和一定条件下及一个新的存在形态产生之前,它又是稳定的、适应的。表现出渐进性、连续性的一面。此外,在边界条件发生变化时演化易于发生并呈现加速或延缓趋势,因而演化必定与其外在环境有关,环境必定关联到物质、能量和信息。在边界条件相对稳定时,演化过程大多是渐进式的;而在边界条件发生变化并达到一定阈值时,演化过程则可能是突变式的或跨越式的。从演化的方向看,它包括进化和退化,进化意味着系统(事物)向“进步”方向演化,而退化意味着系统(或事物)可能被淘汰。

达尔文的生物进化论不仅对解释生命世界的演化做出了贡献,而且对现代人们研究众多领域的演化现象给予了重要启示。生物进化论也逐渐作为一种隐喻——通过事物或现象之间的类比,用生物进化论框架来说明、解释另一学科领域相类似的事件或现象的思维方法——被运用到许多领域,特别是社会科学领域。例如,科学知识的认识进化论(波普尔)、技术进化论(巴萨拉)、社会秩序自发进化论(哈耶克),以及经济变迁的演化理论(纳尔逊和温特)等就是生物学隐喻(Biological Metaphor)运用到科学、技术、社会、经济等领域的成果。新兴的工程哲学提出了科学、技术与工程的“三元论”,相类比而言,有没有工程演化现象呢?

杰拉德·戴蒙德在给恩斯特·迈尔的《进化是什么》一书写序言时提到“不仅科学家需要理解进化,公众也需要理解进化”[47],这说明演化对于理解世界的普遍性意义。从演化概念的历史看,“演化从广义来说它包括对长期的(时间性)和渐进的(速度或速率)的变化过程的关注,在这个意义上,一切自然科学在基本方面都是演化的”[48]。而且,科学知识进化论、技术进化论、技术创新进化论等表明,作为描述宇宙间事物或现象的不可逆运动过程的进化观念,已经超越天然自然的界限而拓延到了人工世界中。如果我们能运用演化的观念来理解人工界的工程,那么不仅有助于工程家或其他相关人员从历史的、动态的、过程的观点去认识工程和思考工程,而且更有利于我们去认识所创造的人工世界和人本身。无论是天然世界还是人工界,事物的发展变化总是涉及到多样性、适应性、变异性、选择性等特征。因此,研究工程演化首先需要说明工程与演化的关系,以试图能说明演化对于工程哲学研究的合理性和重要性。也只有在这一合理前提下,才能进一步探讨工程演化其他方面的问题。

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