多伊尔是解读复杂系统的行家,他能解释复杂系统(诸如波音777飞机或你的大脑,二者都有许多彼此关联的零件)如何高效、快速、安全地运转,而不是爆炸、崩溃或是急停。你或许能预料到,和“意识”一样,“复杂度”也是一个没有统一释义的术语。出于方便的考虑,现在我们可以着重关注系统中三个维度的复杂度。当一个系统的组成部件、内部连接和互动、行为表现(可预测或不可预测)这三个方面数量很多,或极具多样性时,我们就说这个系统是复杂的。工程系统逐渐开始拥有生物级别的复杂度4。例如,根据多伊尔的估算,波音777飞机大约有15万个系统模块,它们组成了复杂的控制系统和网络,其中包含约1000台负责驾驶飞机的电脑。显然,先进的技术系统和高度进化的生物系统是完全不同的,不过,它们的组织结构存在许多类似之处5。
通常来说,当我们看到“结构”一词时,我们会想到楼房、桥梁和高速公路的设计艺术与科学,它们的设计风格(比如巴洛克风、新艺术运动风),以及它们的建造方式(用夯土、玻璃或钢材),或许也会想到诸如布鲁内列斯基(Brunelleschi)和帕拉第奥(Palladio)这样的大设计师。
The Consciousness Instinct
但是,结构也可以指物体的复杂构成。这个物体不一定是建筑,也不一定具有物理实体。它可以是政府的管辖体系、互联网的通路,或是你脑中的神经网络。
在底层意义上,结构指的是“在限制范围内的设计”,也就是迈克尔·波拉尼所说的边界条件:一种统合的约束力量划定的边界6。对建筑来说,边界条件意味着权衡种种限制因素,包括材料(如草、泥巴、木头、砖块、石头、钢铁)、施工地点(如是否容易发生火灾、洪水和地震,平坦还是陡峭,热带还是冻土环境)、建筑功能(如居家、歌剧院还是加油站),以及显而易见的因素即房主的想法(亚里士多德所说的终极目的)等等。对你的脑与神经系统来说,结构限制包括能量消耗、大小以及处理速度。
复杂生物系统与科技系统都有高度组织化的结构,也就是说,此类系统的组成部件以特定形式排列,使其获得特定功能和稳健度。举一个简单的例子,衣服中的棉花纤维就是一种高度组织化的结构,这种结构使得布料能被用来穿在身上7。棉布耐磨耐撕扯,因此做成的衣服也很耐穿。相反,将同样的棉花纤维随机压制得到的是纸,就无法耐受摩擦和撕扯。高度组织化的复杂系统在结构上的相似点表明它们满足同样的需求:高效,适应性强,可进化,并且稳健。8