第三章

造物主的秘密

1986 年秋天，当菲尔·安德森和肯·阿诺正在为经济学研讨会开列参加者名单时，乔治·考温正在和桑塔费教区的克里斯特雷修道院商谈三年租赁期的交易。这个砖砌平房结构的建筑物坐落在被称之为坎杨路的一条蜿蜒弯曲的小路上，正好紧挨着画廊林立的昂贵地段。

该不研究所正式运作的时间了。迄今为止，麦克阿瑟基金会这类的基金组织已经开始逐笔拨给研究所运作基金，考温和他的同事们已经为研究所招聘了一些职员。这些职员急需自己的办公空间。而且，随着经济研讨会和其它研讨会的安排，研究所也迫切需要有办公空间来置放办公桌和电话，让来访的学者有地方工作。考温觉得这个修道院虽小，但足够开展工作，尤其是在价格上便宜得让人没法放手。所以到了 1987 年 2 月，研究所的职员就搬进

修道院来办公了。几天之内，这个狭小的空间就塞满了东西。一片混乱

拥挤从来就没有得到过缓解。1987 年 8 月 24 日，当布赖恩·阿瑟第一次踏入前门时，差点儿就摔倒在前台接待员的桌子上。这张接待桌挤在大门后一个狭小的凹处，只留下一英寸左右的空地容门打开，走廊上排满了满箱满箱的书籍和论文，复印机被塞在一个柜子里，一个职员的“办公室”就在楼道里，整座房子一片混乱。然而阿瑟却对这个地方一见钟情。

“我不可能想象出一个比这儿更适合我的兴趣和性情的地方了。”他说。这个混乱不堪的修道院在和平、隐蔽和安宁之中不知怎地却透出追求知识的活力。研究所的项目主任金戈·里查德森（Ginger Richardson）出来迎接他，带他四处参观。她带着阿瑟踩着铺着皱皱巴巴的亚麻地毯的地板观看门上那些可爱的手工艺装饰、擦得锃亮的灯罩和装潢精制复杂的天花板。她告诉他怎样穿过从前修道院院长的办公室，现在是考温的所长办公室的地方，到艾森豪威尔时期的厨房去用咖啡，领着他参观由以前的小教堂改装的大会议室。会议室的另一端墙原来是个祭坛，现在挂着涂满了方程式和图示的黑板。光线透过彩色玻璃射进来，摇曳不定地投洒在黑板上。她还带他参观一排拥挤狭小的办公室，那曾经是修女们的寝室，现在这里挤塞着廉价的金属办公桌和供打字员使用的椅子。从办公室的窗子望出去，是一个洒满阳光的院子，可以透过窗户眺望到远处的桑格里德克里斯托山脉。

阿瑟不第一次来新墨西哥，早就沉浸在兴奋迷离的情绪中了。桑格里德克里斯托山脉、明媚的沙漠阳光和晶莹剔透的沙漠景观对他的感染和震撼，不亚于对几代画家和摄影家的感染和震撼。但他立刻感觉到这个修道院有一种特殊的魅力。“整个气氛让我无法置信。”阿瑟说。“当我随意翻阅那些陈列的书籍和置成在四周的论文，我感到一种自由自在和无拘无束的气氛。我真不敢相信还有这样的地方存在。”他开始预感到这个经济研讨会也许真的会非常令人激动。

在这种办公条件下，前来访问的学者们常常是三两个人挤用一间办公室，他们把自己的名字写在纸上，贴到自己的办公室门上。有一次阿瑟发现了一个他十分想见的人的名字：宾夕法尼亚大学的斯图尔特·考夫曼（Stuart Kauffman）。两年前，在布鲁塞尔的一个学术会议上，阿瑟短暂地见过一次考夫曼。当时考夫曼关于发展中的胚胎细胞的演讲给他留下了极为深刻的印象。考夫曼的观点是，细胞传送化学信息，导致胚胎中其他细胞的发展，形成一个自我连续的网络，这样就产生出一个相互关联的生物体，而不仅仅是一团原生质。这个概念呼应了阿瑟关于人类社会是个自我连续、相互支持对目互作用的网络的想法。他记得他从那个学术会议回来后对他的妻子苏珊说：“我刚听了生平最精彩的一场学术报告。”

所以，他刚把自己的办公室安顿停当，就转悠到考夫曼的办公室。你好，他说，你还记得我们两年前见过面吗？

嗯，不怎么记得了。考夫曼忘了这回事。但请进来吧。四十八岁的考夫曼皮肤晒得黝黑，有一头卷曲的头发，穿着加利福尼亚休闲装，态度非常和蔼亲切。阿瑟的态度也同样和蔼亲切，那天早上他处于一种想爱一切人的情绪中。两人的交谈很快就变得热烈了起来。“斯图是个非常热情的人。”阿瑟说。“他是一个你觉得愿意去拥抱的人。我并不是个喜欢到处去拥抱别人的人。但他就是这么个性格可爱的人。”当然，他们很快就开始探讨起了经

济学。起初，他们有满脑子的话题，却不知对方想听些什么。阿瑟开始告诉考夫曼关于他在报酬递增率方面的研究。“这是个很好的开始，斯图尔特从这儿介入话题，向我谈及他最近的一些想法。”

事情往往就是这样的。阿瑟很快就得知，考夫曼是一个有非凡的创造性的人，他就像一个作曲家，头脑里总是无止无休地跳跃出美妙的音符。他没完没了地发表自己的看法，对人谈起话来速度飞快。确实，这好像是他思考问题的一种方式：用大声把自己的想法说出来的方式来进行思考。他不断地谈论、不断地谈论。

他的这一特点已经在桑塔费研究所众所周知了。在前一年的相处中，考夫曼就已经变成了一个无所不在的人。他是一个罗马尼亚后裔，继承了一小笔房产和保险业，所以成为能够在桑塔费买第二所住处，可以在这儿一住就是半年的少数几个科学家之一。在每一次研究所召开的研讨会期间，都可以听到考夫曼用他优美而自信的男中音不断地提出各种建议。在每个学术讨论会的问答时间里，都可以听到他大声思考关于如何将所谈内容形成概念的问题。“让我们想象有一组灯泡被随机地连接在一起，好吧，然后⋯⋯”在会议期间的任何时候都可以听到他对任何愿意听他说话的人大谈他最近的一些想法。有传闻说，曾经有人听到他对一个复印机修理工解释他在理论生物学上的一些观点。如果他身边没有别的访客，他很快就会对离他最近的同事不断解释他已经重复过一百遍的东西。没完没了，不厌其烦。

这已经足以使他最好的朋友都大喊着受不了，落荒而逃了。但更糟糕的是，这使考夫曼因过于自我中心、唠唠叨叨和缺乏安全感而著称，尽管有些同事回过头来会说，他们还是非常关心考夫曼的。他们会非常愿意告诉他： “确实，斯图尔特，这个想法太妙了。你真是非常聪明。”但不管大家对考夫曼的真实感受如何，考夫曼都无法自控。这二十五年来，他一直被一种景象所控制——这个景象如此强有力、如此不可抗拒、具有如此震慑人心的美，他根本就无法不被它所紧紧吸引。

最接近对这个景象解释的英文词是“秩序”。但就是这个词也无法抓住考夫曼所说的意思。听考夫曼谈论秩序就像听用数学、逻辑和科学语言谈论某种原始的玄学。对考夫曼来说，秩序就是对人类存在的奥秘的回答，它解释了在这个似乎是被偶然因素、混乱和盲目的自然法则所支配的宇宙里，我们怎么会作为有生命的、会思考的生物出现并存在的。对考夫曼来说，秩序告诉我们，人类确实是大自然的偶然产物，但又不仅仅只是偶然的产物。

确实，考夫曼总是急忙补充说，达尔文完全正确：人类和所有其他生命体无疑都是四十亿年随机变化、随机灾难和随机生存竞争的产物。我们人类并不是上帝的发明，或太空外来人。但他会同时强调说，达尔文的自然选择法也并不是人类存在的故事的全部。达尔文并不知道事物存在自我组织的力量，即：将自己组织成日益复杂的系统的持续力量，尽管事物也像热力学第二定律所描述的那样，同时也存在永远趋于解体的持续力量。达尔文也并不知道，秩序和自组的力量创造了有生命的系统，就像创造了雪花这种形式，或一锅沸腾的汤的热汤分子对流的现象。所以考夫曼宣称，生命的故事确实是一个偶然现象和偶然事件编织而成的故事，但这也是一个关于秩序的故事：它表现了一种融于大自然的经纬之中的深刻的、内在的创造力。

“我喜欢这个故事。真是很喜欢这个故事。我的整个生命就是这个故事的一幕幕的呈现。”

秩序

走在世界上任何一个科学研究所的走廊上，你会很容易就透过一个办公室敞开的门看到墙上贴着一幅爱因斯坦的画像：爱因斯坦裹着一件大衣，心不在焉地走在普林斯顿大学的雪地上；爱因斯坦神情专注地凝视着照相机镜头，破旧的毛衣领子上别着一支自来水笔；爱因斯坦咧开嘴大笑，对着全世界伸舌头。这个相对论的创立者几乎不大家共同的科学英雄，是深邃的思想和自由的创造精神的象征。

在五十年代初，爱因斯坦当然是加利福尼亚州萨克拉门托的一个名叫斯图尔特·考夫曼的男孩心目中的英雄。“我极其崇拜爱因斯坦。不，不能用崇拜这个词，应该叫热爱。我热爱他把理论看作是人类心智自由创造的思想，我热爱他视科学为对造物主秘密的探究。”爱因斯坦用 Old One 来比喻宇宙的创造者。考夫曼对 1954 年第一次接触到爱因斯坦的思想仍然记忆犹新。那时他才十五岁，读到一本爱因斯坦和他的合作者利奥波尔·英费尔德（Leopold Infeld）合写的一本关于相对论起源的普及读物。“当时我为能够看懂这本书，或我以为我能看懂这本书而激动万分。爱因斯坦巨大的创造力郴自由驰骋的思维使他能够在他自己的头脑中创造出一个世界来。我记得我当时想，有人能这样做简直太美妙了。我记得他去世的时候（1955 年）我哭了。我感到就像失去了一位老朋友。”

在读到这本书之前，考夫曼即使不是个引人注目的学生，也一直是个不是拿 A 就是拿 B 的好学生。但在这之后，他的热情被点燃了，倒不一定是被科学点燃的。他不觉得他必须亦步亦趋地跟随爱因斯坦的脚步走。但毫无疑问他感到有了一种与爱因斯坦同样的想洞穿事物内部秘密的欲望。“当你观看一幅立体派油画，看到上面隐在的结构——那就是我想探索的。”事实上，他对此表现出来的最直接的兴趣根本就不是在科学方面。少年时期的考夫曼热衷于当个剧作家，探侧人类灵魂里的黑暗和光明。他的第一部作品，和他高中时的英语教师弗莱德·托德合作写的一个音乐剧本简直“糟糕透顶”。但他对被一个真正的大人很当回事地来对待而激动不已。那时托德二十四岁，与托德的合作是启发考夫曼的知识觉醒的很关键的一步。“尽管那不是一部很好的音乐剧，但如果我十六岁时就能和弗莱德合作写出一部音乐剧来，那还有什么不能做到呢？”

所以当斯图尔特·考夫曼 1957 年进入达特茅斯时，他已经完完全全是一个剧作家了。他甚至还抽烟斗，因为他的一个朋友告诉他，如果你想成为一个剧作家的话，你就必须会用烟斗抽烟。当然，他继续写剧本：他与他大学一年级的同屋、高中开始的小伙伴麦克·迈格雷合作，又写了三部剧。

但很快，考夫曼就发现他创作的剧本的问题：剧中人物发表许多武断的意见。“他们喋喋不休地探讨生命的意义和怎样才算一个好人。他们只是谈论这些，却没有行动。”他开始意识到，他对剧本本身的兴趣远不如对他剧本中的人物想探索的思想要大。“我想寻找到通往某种隐在的强大而神奇的东西的通道——虽然我说不清楚那究竟是什么。当我发现我的好朋友狄克·格林将要去哈佛大学攻读哲学时，我感到非常懊恼。我希望我也能够成为一个哲学家。但我当然只能做一个剧作家。放弃做一个剧作家，就意味着放弃我正在为自己设想的身份。”

他回忆说，他思想斗争了一个星期才想透彻：“我不一定非要当一个剧作家，我可以成为一个哲学家！所以在后来的六年中，我以极大的热情投入

到对哲学的研究之中。”当然，他从伦理学开始学起。作为一个剧作家，他想弄明白善与恶的问题。除此之外，作为一个哲学家他还能学点别的什么呢？但很快他就发现自己又喜欢上了别的东西。他的兴趣转移到了科学的哲学和心智的哲学上来了。他说：“对我来说，它们似乎不深邃之所在。”什么是可以用来发现世界本质的科学？什么可以用来了解世界的心智？

在这股求知热情的驱使下，考夫曼在 1961 年以第三名的成绩毕业于达特

茅斯大学，继而又获得了牛津大学 1961 年至 1963 年的马歇尔奖学金。结果，他没有直接去牛津大学。”在必须到牛津报到之前我有八个月的时间，所以我做了唯一的一件理性的事情：我买了一辆大众车，开着它到阿尔卑斯山去滑雪。我有奥地利圣·安东最尊贵的地址，波斯特旅馆。我把车停放在旅馆的停车场，整个冬天都使用那个旅馆的盥洗室。”

他一到牛津就发现这儿的环境非常适宜于他。他至今仍然能够数出他这一生中最使他激动的三个学术环境，牛津便是第一个。“我生平第一次发现我周围的人都比我聪明。美国人在那里也是人才济济。有罗德奖学金获得者，马歇尔奖学金获得者。其中有些人已是很知名的人物了。那时和我们一批的马格德林学院的（Magdalene）戴维·苏特（David Souter），现在供职于最高法院。乔治·F.威尔（George F. Will，美国著名新闻评论家及专栏作家）和我曾经总是去吃印度餐厅，逃避学院的伙食。”

对科学与心智的强烈求知欲使考夫曼在牛津选择了哲学、心理学及生理学课程。这个课程不仅只包括传统哲学，而且更注重当代对视觉系统的神经分析和对脑部神经联系的更为广泛的模拟。总之，这门课致力于从科学的角度来研究心智的运作。他的心理学导师名叫斯图尔特·苏瑟兰德（Stuart Sutherland），他后来成为又一位很有影响的人物。苏瑟兰德喜欢坐在他的书桌后面，连续不断地把问题抛给他的学生，让他们做思考体操：“考夫曼！视觉系统是怎样区分投射到视网膜相邻的两个锥体上的两个光点的？”考夫曼发现他喜欢面对这类富有挑战性的问题。他发现他有能力当场想出各种方案，作出有说服力的回答。（“嗯，眼睛并不是静止不动的，它在轻轻移动。所以，也许当你刺激多个视网杆和视网膜时⋯⋯”）确实，他承认这样即兴建立模型使他养成了一种习惯。从此以后，他一直在或这样或那样地即兴建立模型。

但是，他也不得不承认，不无讽刺的是，正是这种可以即兴建立模型的能力使他放弃了哲学，趋向某种更为切合实际的方向：医学院。

他笑着说：“在某种程度上，我认为我永远也不可能成为一个伟大的哲学家。我的论点是：我永远也不会有康德那么聪明。而除非你能像康德那么聪明，否则成为一个哲学家就没有什么意义。所以我应该去读医学院。你会注意到，这不是一个推理。”

当真地说，其实是因为他那时时哲学感到厌烦了。他说：“这并不是说我不再热爱哲学了。而是我不相信哲学中的某种轻浮性。当代哲学家们，或起码是五十年代和六十年代的哲学家们，总认为自己是在检验概念和概念的意义，而不是在检验这个世界的现实。所以你可以发现你的论点是否中肯、是否得当、是否连贯等等，但却无法发现你是否正确。这最终引起了我的不满。”他希望做深入现实的探究，希望洞察造物主的奥秘。“如果可以选择，我情愿做爱因斯坦，而不做威特根斯坦（Ludwig Wittgenstein，奥地利籍著名哲学家）”。

更重要的是，他不敢信任自己身上轻浮的弱点。“我始终非常擅长于概念性的东西。”他说。“在最好的说，这是我性格中最为深刻的一面，是上帝赐予我的天赋。但往最坏的说，这不圆滑取巧，是肤浅。因为我有这种焦虑，所以我对自己说：‘去读医学院吧。那些坏脾气的女人生的儿子们是不会让我光耍嘴皮子，到处卖弄知识的。因为我不得不照顾病人，他们会迫使我去了解大量的事实。’”

⋯⋯⋯⋯

事实确实如此。但不知为什么，医学院和病人并没有改变考夫曼喜欢玩思想的习惯。其实医学从来就不曾真正有机会改变考夫曼。因为他从来就没有读过任何医学预科的课程，所以他就安排自己于 1963 年秋季去柏克莱大学读一年的医学预科，然后再进入海湾另一端旧金山市的加利福尼亚大学医学院。于是，就是在柏克莱，他修了最初的发展生物学课程。

他被这门课程强烈地震撼了。“这里有绝对令人震惊的现象。”他说。“从一个受精卵开始，然后这东西逐渐发展，变成了一个有秩序的新生命，然后又变成一个成熟的生命。”不知为什么，单个的受精卵能够分裂，变成不同的神经细胞，肌肉细胞和肝脏细胞，以及上百种不同的细胞，这个过程精确到万无一失。奇怪的不是生而缺憾的悲剧常有发生，而是大多数新生命一出生就完美无缺。“这至今仍然是生物学中最美丽的奥秘之一。”考夫曼说。“我整个儿地被细胞分化的问题给迷住了，马上就投入了对这个问题的深入思考。”

那时是做这项研究的一个大好时机：从 1961 年一直到 1963 年，雅格布

（Jacob）和莫诺德（Monod）刚发表了他们关于遗传回路（genetic circuits）的一系列论文。这项工作使他们后来获得了诺贝尔奖。（这正是阿瑟 16 年以后躺在夏威夷海滩上读到的论著。）而考夫曼很快就读到了他们的观点。他们论述说，任何细胞都包含着几个“调节”基因（regulatory genes），这些调节基因就像开关一样，能够打开或关闭其他基因。“他们的研究成为所有生物学家的启示录。如果基因能够相互打开和关闭，好么就会有遗传回路。在某种意义，基因组（genome）就会是一种生化计算机。正是整个系统的这种计算机行为，即有秩序的行为，以某种方式决定了细胞之间的差别。”

但问题是，这些细胞差别是怎样形成的呢？

考夫曼说，其实，大多数研究人员曾经（在这点上，甚至到现在）都并不过于为这个问题操心。他们谈论着细胞的“发展程式”，仿佛 DNA 计算机真的像 IBM 主机执行用 FORTRAN 语言编写的程序一样执行遗传指令：一步一步地逐条执行。更有甚者，他们好像相信这些遗传指令是精确无误的组织，就像任何人来编写的计算机代码一样被自然选择法完全排除了误差。怎么可能不是这样的呢？遗传程序中的最微小的错误都会导致一个发展中的细胞的癌变，或可以将之完全置于死地。这就是为什么成百的分子基因学家早就开始在实验室里努力译解精确无误的生化机制，研究在这个生化机制中基因 A 不如何打开基因 B 的，基因 C、D、E 的活动又是如何影响整个开关过程的。他们认为，一切都在这些细节之中。

但考夫曼越是思考这幅图景就越是发现，细胞差别是怎样形成的这个问题正赫然耸立于眼前。基因组就像计算机，很好，但它又完全不是 IBM 公司生产的计算机。他发现，在一个真正的细胞里，许许多多的调节基因可以同时作用。所以，基因组电脑不像人类制造的计算机那样逐步执行指令，而是

同步地、平行地执行大多数，或所有的遗传指令。他推理，如果情况真是这样的话，那么，重要的不在于是否这个调节基因精确地按照界定好的顺序激活了那个调节基因。而是这个基因组作为一个整体，是否能够安顿下来，将活性基因组合成一个稳定的、自我连贯的形态。调节基因最多也许能经历两个、三个或四个不同构型的循环，总之数目不多，否则细胞就会到处乱串，基因随机地相互开闭，陷于混乱状态。当然，肝脏细胞内活性基因的形态与肌肉细胞或脑细胞内的活性基因形态会非常不同。但考夫曼想，也许这正是重要之处。单个的基因组能够有许多稳定的行为形式这一事实，也许正是发育过程中能够产生许多不同细胞类型的致因。

人们都心照不宣地假设，细节就是一切。考夫曼对此感到十分困惑。他知道，生物分子的细节显然是十分重要的。但如果基因组必须被组合和调整到尽善尽美才能发挥作用，那它怎么会从随机的试验和进化的错误中诞生呢？这就像老老实实地洗一整副牌，却拿到一手的黑桃一样：不是没有这个可能，但这种可能性不大。“这感觉就不对。”他说。“别指望上帝或自然选择法会做到这一步。如果我们只能用大量详尽的，自然选择过程中未必能发生的细节来解释生物的秩序，如果我们现在所见到的从一开始都经历过艰难的挣扎，那我们今天就不会存在于此了，只有足够的宇宙空间和时间上的机遇并不能产生这一切。”

事情肯定不止于此。他想。”不知为什么，我想证明秩序是最初就出现的，并不是后天置入和演化出来的。我有意识地要证明，在遗传调节系统中，秩序是天然而成的，带有不可避免的性质。秩序以某种方式自由地存在于事物之中，它是自动形成的。”他推测到，如果情况果真如此，那么，生命的这个自动而自组的特征就正好和自然选择法背道而驰。根据达尔文的描述，任何一种生物体的精确的遗传详况都是随机演变和自然选择的产物。但生命本身的自组，即秩序，却具有更深刻、更根本的含义。秩序纯粹地产生于网络结构，而不是产生于细节。事实上，秩序是造物主的头等奥秘。

“我不知道我哪来的这股冲动。”他说。“为什么斯图尔特·考夫曼凑巧来到这个世界，而且对秩序问题发生了兴趣？这整个儿就是个绝妙的谜。一个人的心智能够对这个问题感到新鲜好奇，能够提出这类的问题，这使我感到既奇怪又惊喜。只是我这一生都有这样的感觉：好像我从事过、热爱过的所有科学研究，都是为解开这一谜团所做的努力。”

确实，对一个二十四岁的医科大学预科生来说，关于秩序的问题就像他身上的一直不消的痒处。他好奇地想，遗传秩序自由地存在究竟意味着什么？好吧，就让我们看一看在真正的细胞里发现的遗传回路吧。它们显然经过几百万年进化的精加工。但另一个问题是，它们真的有什么特别的吗？在无数可能的遗传回路中，他们是唯一能产生有秩序的稳定构型的遗传回路吗？如果是这样的话，那它们就是一把黑桃牌的类似物了。进化居然能幸运到产生它们，那就真是个奇迹了。或者，稳定的网络就像拿到一手黑桃、红桃、草花和方块混合牌一样通常吗？因为如果情况果真是这样的话，那进化偶然选择了有用的遗传回路，就是一件轻而易举的事了。真正的细胞中的网络就会是正好凑巧通过了自然选择的那个了。

考夫曼认为，寻找到答案的唯一方法就是洗牌，拿出一组完全典型的遗传回路，看看它们究竟会不会产生出稳定的构型。“所以我立刻就想到，如果把几千个基因随机地连挂在一起会发生什么呢？它们会产生什么效果？”

现在他知道他该如何思考这个问题了。他在牛津学过神经回路，他知道，真正的基因当然会相当复杂，但至少雅格布和莫诺德已经告诉过我们了，调节基因基本上只是开关。而一个开关的本质就是来回于两种状态之间：激活的状态和熄灭的状态。考夫曼喜欢把它们想成是电灯泡（开或关），或想成是一个逻辑状态（真的或假的）。但他觉得不管把它们想成是什么意象，却正是这种开或关的行为形成了调节基因的本质。剩下的只是相互作用的基因网络的问题了。当时柏克莱大学的自由演说运动正在校园蓬勃兴起，考夫曼却把他的课余时间都消遣在奥克兰他的公寓的楼顶上。他坐在那上面入迷地画着连挂在一起的调节基因的网络图形，力图搞清楚它们是怎样相互打开和关闭的。

考夫曼对研究基因网络确实十分入迷，甚至一直到他完成了在柏克莱的医学院预科课程，回到旧金山，开始了医学院全日制课程以后，他还沉迷在这里面。这并不是因为他已经对医学院感到厌倦了，恰好相反：他发现医学院课程的难度非常非常大。他的老师要求他死记硬背堆积如山的课本知识，极端痛苦地做肾脏的生理结构分析之类的功课。但尽管如此，他仍然一门心思想学医。学医迎合了他内心的童子军精神：在任何情况下，行医都是做有益的事，同时又能让他准确地知道该如何去做，就好比在风暴中搭帐篷一样。

然而，考夫曼继续他的基因网络游戏，因为他几乎无法自控。“我狂热地想从事对这些随机基因网络的奇怪科学的研究。”他的药物学考试得了 C。“我的药物学课程的笔记本上涂满了遗传回路的图表。”他说。

起初，他发现遗传回路使他感到非常困惑。他懂得很多抽象逻辑，但却几乎没有数学知识。他在图书馆找到的计算机教科书对他几乎毫无帮助。“当时，自动机理论早已建立，这个理论所论述的就是逻辑开关网络。这些书告诉我如何合成一个能够发挥作用的系统，或复杂自动机功能的一般限制何在。但我感兴趣的是复杂系统的自然法则。秩序从何而来？当时没人思考这些问题。当然只是据我所知是没人思考这些问题。”所以他继续画他的随机遗传回路图表，极力去直观感觉这些网络的行为模式。当他需要用到数学时，他就尽自己的能力来发明数学公式。

很快他就发现，如果每一个基因都被许多其它基因所控制，使基因网络变得像一盘意大利面条一样稠密地纠缠在一起，那么整个系统就会猛烈动荡，陷于混乱局面。就拿电灯泡来比喻，那就会像一个巨大的拉斯维加斯广告牌线路错乱了，上面所有的灯光都乱闪一气，完全没有秩序。

考夫曼同样想到，如果每个基因最多只被另外一个基因控制，基因网络非常稀松地连接，那么，网络的行为模式就过于简单了。这就会像一个广告牌上大多数灯泡都只会像没有头脑的夜总会频闪灯光那样枯燥地开开关关。而那不是考夫曼想象的秩序。他想要的遗传灯泡是能够将自己组织成有趣的行为形式，就像随风摇曳的棕榈树或翩翩起舞的火烈鸟一样。另外，他知道非常稀松地连接的网络是不现实的：雅格布和莫诺德已经证明了，真正的基因通常都受控于好几个别的基因（今天，我们知道典型的数额是两个到十个）。

所以考夫曼就取其中间数。这样的网格连接既不十分稠密，也不十分稀疏。在实际操作上，为了让事情更简单些，他取每个基因只有两条输入的网络。他发现了隐含着特殊意义的现象。他早就知道，稠密连接的网络会非常敏感：如果你深入进去，调节任何一个基因的状态，比方说，从打开的状态

调节到关闭的状态，那就会引发雪崩现象，导致网络像瀑布一样无止无休地来回翻滚。这就是为什么稠密相连的网络总是趋于混乱状态的原因。它们永远不可能安顿下来，但在只有两个输入的网络中，考夫曼发现，开关一个基因并不会引起连续扩散的变化波动。在大多数情况下，被触及的基因会恢复到原来的状态。事实上，只要基因活动的两种形态相差不是很大，它们就会趋于会聚。“事情变得简单了。我能够看见电灯泡趋于进入开或关的状态。” 考夫曼说。换句话说，两条输入的网络就像一盏灯光一样随意闪烁，却又总是能够自己组织成火烈鸟或香摈酒杯图案的广告牌。

秩序！考夫曼利用医学院课程外的一切业余时间来研究它。他在笔记本上画上了越来越多的两条输入的随机网络图，详尽地分析每一个网络的行为方式。这是一项既引人入胜、又令人困惑的工作。关于这项工作的好消息是，两条输入的网络好像总是能够很快地稳定下来。在最好的情况下，它们能够在几种不同状态中循环往复。这正是一个稳定细胞的状况。关于这项工作的坏消息是，他并不知道他做的两条输入的模型和真正的遗传调节网络有什么相干。真实细胞中的真实网络包含了几万个基因，而考夫曼用铅笔和纸画的网络在达到不过五个或六个基因时就已经容纳不下了。要追踪一个包含七个基因的网络的所有可能的状态和状态的转变情况，意味着要填满 128×l4 的矩阵。如果要做一个包含八个基因的网络，就要求把这个矩阵扩大一倍，并以此类推。“而手工操作导致误差的机率简直大得无可避免。”考夫曼说。“我一直眼巴巴地看着我的七个基因的网络，简直无法忍受要画包含八个基因的网络图的念头。”

“不管怎么说吧，在我读到医学院二年级时，我无法再继续下去了。这个游戏我玩得时间够长的了。所以我穿过大街，来到计算机中心，询问是否有人能够替我编个程序。他们说，‘当然可以。但你得付钱。’所以我掏出钱包。我很乐意付这笔钱。”

在决定让计算机代劳后，考夫曼发誓要全力以赴：他要模拟包含一百个基因的网络。回想起这件事时，他笑了。好在当时他并不完全知道他在做什么。让我们这么想一下：单个的一个基因只能有两种状态：开或关。但包含两个基因的网络就可以有 2×2，或者说，四种状态：开——开、开——关、关——开、关——关。一个包含三个基因的网络就可以有 2×2×2，或 8 种状态，依此类推。这样，在一个包含 100 条基因的网络里可能出现的状态就

是 2 的 100 次方，也就是相当于 100 万兆兆，也就是 1 的后面跟着 30 个零。考夫曼说，这就产生了无穷无尽的可能性。更重要的是，从原则上说，没有理由说明为什么他模拟的网络不能够随机漫游于这个空间之内。他是故意让他们随机连接的，而这将意味，他的关于细胞循环的想法根本没有希望得到证实：计算机必须经过 100 万兆兆的状态转变后才会出现重复的情况。这将把是各种状态都捋过一遍的细胞循环，这个过程无边无际到了超过想象力。考夫曼说：“如果计算机从一种状态过渡到另一种状态需要万分之一秒，则让计算机运转 100 万兆兆微秒，就要花比宇宙历史漫长几十亿倍的时间。我根本不可能在读医学院期间完成这个实验！”光是付计算机的上机费，就足以让考夫曼在从医学院毕业之前就破产。

但幸运的是，考夫曼当时并没有做这个运算。在一位对他帮助颇大的计算机中心编程员的帮助下，他的包含 100 个基因的两条输入的模拟网络编码后，就轻松地将一堆扫了孔的卡片交给了前台。十分钟以后，结果就出来了，

打在了宽幅报表纸上。这结果正像他所期待的那样，表明网络很快就稳定地安顿在有秩序的状态之中，大多数基因只固定在开或关的状态，其它基因在几种不同的形态间循环。这些形态看上去当然不像火烈鸟或任何可以辨认的东西。如果这个包含了一百个基因的网络是一个有一百个电灯泡的拉斯维加斯广告牌的话，则这些有秩序的状态看上去就像振动不停的斑驳图案。但它们确实存在，而且非常稳定。

“这简直太令人激动了！”考夫曼说。“无论是那时还是现在我都觉得我的这个发现具有很深远的意义。它不是任何人能够凭直觉臆想出来的。” 两条输入的网络并不是在 100 万兆兆种状态中漫游，而是很快就移入这个空间的一个极小的角落滞留了下来。“它安顿了下来，在五个、六个、七个，或更多的状态中，典型的是在大约十种状态中倘佯、循环，形成惊人的高度秩序！我简直就被这个结果震惊了。”

最初的模拟只是一个开始。考夫曼仍然搞不清楚稀疏相连接的网络为什么会这样神奇。但它们就是如此神奇，他感到这个结果让他完全从一个全新的角度来看待基因和胚胎的发育过程。他用最初的方法做为样板，并在这个基础上加以改进，又做了无数个类型的模拟。他想知道，这种有秩序的行为是什么时候出现的？为什么会出现？同时他也想知道如何用真实的数据来检验他的理论？

他想，根据他模拟的模型，一个很显然的推断就是，真正的基因网络必须是疏松地相互连接的。稠密连接的基因网络似乎无法在稳定的循环之中安顿下来。他并不指望真正的基因网络全都像他模拟的基因网络一样都只是两条输入。大自然从来就不是这么规范的。但他的计算机模拟和他所有的计算使他认识到，从某种统计学意义上来说，基因网络只能是稀疏相连的。当你观察数据，就会发现真正的基因网络似乎就像模拟的那样稀疏。

到目前为止一切进展得还不错。另一个对理论的测验是观察一个含有一组调节基因的特定的生物体，弄清楚它能够产生多少细胞类型。当然，考夫曼还处于专门研究基因网络的典型行为表现的阶段，还说不出什么特别的东西来。但他肯定可以从统计上观察到与之相关的内容。他一直有这样一个假设：一个细胞类型会呼应它所属于的稳定状态的循环，所以他的模拟越做越大。他一直跟踪了解，随着网络模拟规模越来越大，到底会出现多少状态的循环。当他做到对包含四百至五百个基因的网络进行模拟这一步时，他得出的结论是，循环的次数大致相当于网络内基因数的平方根。同时，他还利用课余时间到医学院的图书馆去翻阅大量难懂的参考资料，寻找真正生物体的比较性数据。为此他费尽了周折，但总算有了结果：生物体中细胞类型的数额确实大致相当于该生物体中基因数的平方根。

事情就这样进行着。“见鬼，我真的成功了！”考夫曼说。这是他经历的最辉煌的一件事。当医学院二年级结束时，他花在计算机上的费用已经累计到好几百美元了。但他毫不痛惜地付清了这笔费用。

1966 年，在医学院三年级开学的时候，考夫曼写了一封信给麻省理工学院的神经生理学家沃伦·麦克科鲁奇（Warren McCulloch），向他解释他在基因网络方面所做的研究，并问他是否感兴趣。

考夫曼承认，写这封信有些鲁莽。麦克科鲁奇本人最初也是医学博士，是神经生物学方面的巨子之一，更别说他在计算机科学、人工智能和心智哲学方面的贡献了。在过去的二十年间，他和他忠实的追随者们研究发现了思

想的内含意义，最初发表于 1943 年的研究结果是他和十八岁的数学家沃尔特·彼兹（Walter Pitts）合写的论文，题目是“内在神经活动之逻辑微积分”。在那篇论文中，麦克科鲁奇和彼兹宣称，大脑可以被模拟成逻辑运行的网络，比如“和”、“或”、“不是”等等。在当时，往轻了说，这也是一个革命性的思想，产生了极大的影响。麦克科鲁奇—彼兹的模型不仅是现在被称之为神经网络的第一个例证，而且也是将大脑活动当作一个信息加工形式来认识的最初尝试——正是这一认识激发了人工智能和认知心理学的诞生。他们的模型首先指出，非常简单的逻辑通道之网能够产生极其复杂的计算结果。这一发现很快就被运用到计算机的普遍理论中了。

但不管麦克科鲁奇是不是一个科学巨子，考夫曼觉得他是唯一能够分享他的研究成果的科学家。“麦克科鲁奇是我知道的唯一的一个在神经网络方面做了大量研究的人。而且我很清楚，基因网络和神经网络基本上是一回事。”他说。

另外，考夫曼到了这个阶段非常需要外界的一点儿支持。医学院的教育对他来说是喜忧参半。在医学院他当然获得了他作为一个牛津大学哲学系的学生迫切需要的“事实”，但这些事实却不可能给他提供更深层的结果。“当时我必须按别人说的来做我应该做的事，这使我内心非常焦躁。在医学院，一个人要做的是掌握事实、掌握诊断法、吸取诊断智慧的精华，然后准确无误地完成整个诊断过程。虽然诊病的过程给我带来了愉悦，但却缺乏我所追求的完美。这不像在探寻造物主的奥秘。”

同时，考夫曼的教授对他探寻基因网络之美颇为不满。“读医学院最为意味深长的事之一就是苦役折磨。”考夫曼说。昼夜值班和没完没了的要求

——“目的就在于让你清楚地明白病人至上的道理。你得凌晨四点半起床，开始做你必须做的事。对此我倒一点儿都不介意。但医学院的有些教员自认为自己是医院的卫士，他们认为如果你做为医生没有一种应有的态度，你就永远不可能成为一个真正的医生。”

考夫曼尤其记得他读大学一年级期间的一位外科教授：“他认为我的思想总是溜号。他倒也没错，我记得他告诉我，哪怕我期终考试得了 A，他也会给我的总成绩评 D。我记得我期终考试得了 B，但他仍然给我评了个 D。” “所以你可以想象，作为一个医学院的学生，脾气古怪、闷闷不乐，外

科得了个 D。这对我的情绪有很大的影响。我是马歇尔奖学金的获得者，在学业上一直出类拔萃。而在医学院我却是挣扎度日，我的外科教授告诉我，我是一个多么悲惨的失败者。”

事实上，他在医学院生活的唯一的光明面是他与一个意大利裔美国纽约姑娘伊丽沙白·安·卞奇结了婚。她是艺术系的研究生，考夫曼在牛津遇到她时，她还是个大学生，来欧洲旅行。“我当时正为她撑着一扇拉开的门，心想，嗬，这真是个漂亮的女孩儿。从此我就总是为她撑着门了。”但就连她也怀疑他做的基因网络研究。“丽沙比我要具体得多了。她对医学兴趣非常大，和我一起去上解剖学课程和其它很多医学课程。但对我的基因网络研究，她的反应是：‘挺不错的，但这是真的吗？’对她来说，这网络太虚幻了。”

正是在这种情况之中，考夫曼收到了麦克科鲁奇的回信：“整个剑桥都为你的研究所激动。”他写到。考夫曼回忆这些时笑了起来。“我一年以后才搞明白，沃伦说这话的意思是，他读了我寄给他的信，认为这很有意思。”

但是当时，麦克科鲁奇的回信让他又激动又惊讶。他没有想到事情会有这样的结果。他胆壮了起来，回了一封信，解释说，加州大学旧金山分校鼓励医学院三年级的学生走出校门到别处去实习三个月。他问他是否能利用这段时间来麻省理工学校，和麦克科鲁奇一起做研究？

麦克科鲁奇回信说，当然可以。而且考夫曼和丽沙这段时间可以住在他家。

他们立刻就接受了邀请。考夫曼永远也忘不了他第一次见到麦克科鲁奇的情形：那是在一个冬夜，大约九点钟左右，他和丽沙开着车在黑暗而陌生的马萨诸塞州剑桥街道上转来绕去。他们穿越过整个美国开到这儿，却完全迷了路。“这时他们看见留着长老般胡须的沃伦隐约出现在迷雾中，把我们迎接到他的家里。”沃伦的妻子鲁克端出了奶酪和茶水来款待筋疲力尽的客人，麦克科鲁奇打电话给麻省理工学院的人工智能小组的第一号人物马文·明斯基（Marvin Minsky）说：“考夫曼来了。”

麦克科鲁奇是个虔诚的教友派教徒，也是个体贴而又迷人的主人。他高深莫测又奔放不羁，心灵自由地驰跃在广阔的知识天地，以无穷的热情探索思想的内在活动。他行文古风颇健，文章旁征博引，充满了从莎士比亚到圣·伯纳芬图拉（Saint Bonaventura，十三世纪意大利哲学家）的至理名言。然后给文章取名为：《幻想从何而来？》、《心智为何存在于头脑之中？》和《穿越玄学家的洞穴》。他喜欢猜谜、喜欢敏捷巧妙的对话。他是世界上少数能说得过考夫曼的人之一。

考夫曼说：“沃伦常常会把你拖入一个冗长的谈话之中。”曾经住在麦克科鲁奇家里的学生讲过如何为了避免被麦克科鲁奇拖入冗长的谈话而从楼上的卧室越窗而逃的故事。麦克科鲁奇常常会跟在考夫曼后面一起进入浴室，在考夫曼淋浴时，他就放下马桶坐圈，趁着考夫曼忙着把肥皂沫从耳朵里清洗出来时，坐在马桶上愉快地大谈网络及其各种逻辑功能。

然而最重要的是，麦克科鲁奇成了考夫曼的良师、引路人和朋友，就像对待他的所有学生一样。当他了解到考夫曼来麻省理工学院的目的是要在计算机上做庞大的计算机模拟，从而获取关于网络行为表现的详细统计信息时，他把考夫曼介绍给了明斯基和明斯基的同事西摩·派珀特（Seymour Papert），他们安排考夫曼在当时被称为“MAC 计划”的高功能计算机上进行他的模拟。“MAC 计划”的意思是机器辅助认知（Machine-Aided Cognition。MAC 是取每个词的头一个字母的缩写）。麦克科鲁奇又安排了一个在计算机编码方面比他懂得多得多的本科生来帮助考夫曼编写程序。最终他们做了上千个基因的计算机模拟。

同时，麦克科鲁奇还把考夫曼介绍给了虽小但却十分热情的理论生物学世界。正是在麦克科鲁奇的起居室里，考夫曼见到了神经生理学家杰克·考温。杰克从五十年代末至六十年代初在为麦克科鲁奇当研究助手，现在刚接受恢复芝加哥大学理论生物学小组的委托。正是在麦克科鲁奇的办公室里，考夫曼见到了英格兰萨塞克斯大学的布朗·哥德文（Brian Goodwin），从此和他成了最亲密的朋友之一。“沃伦就像我的高中老师弗莱德·托德一样。他是第一个认真把我当作一个青年科学家，而不是一个学生来对待的人。”考夫曼说。但令人悲伤的是，麦克科鲁奇没过几年就去世了，那是在 1969 年。但考夫曼仍然有点把自己看作是他的事业的继承人。“沃伦一下子就把我带入了那个我从此再也没有离开过的世界。”

确实如此。在来麻省理工学院之前考夫曼就决定了，毕业后他要弃医从事科学研究。正是通过麦克科鲁奇所认识的这群朋友将他真正引入了这个圈子。

他说：“正是由于杰克·考温、布朗·哥德文和其他人，我才于 1967 年被邀请参加了我生平第一个科学会议。”这是由英国胚胎学家康拉德·沃丁顿（ Conrad Waddington）召开的一系列理论生物学会议的第三次会议。“在六十年代中期到后期的那段时间召开的那些会议所做的尝试，正是今天的桑塔费研究所在做的事。”考夫曼说。“真是太好了。从清晨四点起来抽血、化验大便样本——就是我们所谈论的亲手接触现实！——我飞往意大利北部科莫湖畔的色贝劳尼别墅。简直是棒透了。那儿到处是令人惊奇的人。约翰·梅纳德·史密斯（John Maynard Smith）在这里、莱纳·托姆（Rene Thom）刚发明了灾难理论、芝加哥的狄克·刘文廷（Dick Lewontin）在那儿。狄克·莱文斯（Dick Levins）从芝加哥赶来。刘易斯·沃尔普特（Lewis Wolpert）从伦敦赶来。这些人现在仍然是我的朋友。”

“我在会上做了学术报告，介绍基因网络中的秩序、细胞类型数等等。报告结束后，我们走出来，到俯瞰着湖水的阳台上喝咖啡。杰克·考温走过来问我是否愿意来芝加哥做研究。我几乎不假思索地脱口答到：‘当然愿意！’足有一年半时间我都没顾上问杰克，我的薪水到底是多少。”

生与死

在阿瑟到达桑塔费研究所第一天的午餐后，他和考夫曼沿着坎杨路上砖坯建成的画廊，向考夫曼喜爱的水洞散步而去。从那以后的两周之内，他们几乎每天都在一起吃午饭，或只是在一起谈话。

他们经常是边散步边聊天。考夫曼比阿瑟还要喜欢外面的新鲜空气。他少年时代参加童子军时在塞拉参加过无数次远足和野外露营活动。上大学时他是个劲头十足的滑雪运动员和登山队员。现在只要有可能他仍然喜欢出门远足。所以考夫曼和阿瑟总是沿着坎杨路边走边聊，或爬上修道院后面那开阔的山岗。他们坐在山顶上，眺望着桑塔费全景和连绵起伏的山脉。

阿瑟开始感觉到考夫曼心里似乎有无法言喻的悲伤。有时，在他诙谐幽默、机智巧妙、充满好奇的谈话中、在他滔滔不绝地讨论他的思想时，他会突然停顿下来，脸上闪过一丝悲伤。在阿瑟和他的妻子苏珊到达桑塔费不久的一个晚上，阿瑟夫妇和考夫曼夫妇一块儿出去吃晚饭。考夫曼告诉了他们一个悲伤的故事：去年 10 月一个星期六的晚上，他和丽沙回到家，得知他们十三岁的女儿麦瑞特遭到了车祸，肇事者撞了人后开车逃跑了，他们的女儿被送到当地医院，伤势非常严重。夫妇俩和儿子爱森马上跑着去了医院，但到了医院却被告知，麦瑞特十五分钟前已经去世了。

在这件事过去了五六年后的今天，考夫曼在叙述这件事时已经不至于控

制不住自己了。但那天晚上他却怎么也无法自控。麦瑞特是他最心爱的女儿。“这个灾难简直整个地把我打垮了。我悲痛万分，简直无法用言词来形容。我们走上楼去，我女儿破碎的身体躺在一张桌子上，正在冷却。这种悲痛简直无法忍受。那天晚上我们全家三口人拥在一张床上，哭做一团。我女儿的性格易于激动，但她关心他人的天性让我们赞叹不己。我们都认为她是我们四个人中最优秀的。”

考夫曼接着说：“人们都说，时间能治愈创伤。但并不完全是这样的。只不过是悲伤不那么经常爆发了。”

当他们沿路散步，攀爬修道院周围的山坡时，阿瑟情不自禁地被考夫曼关于秩序和自我组织的概念所吸引住了。但具有讽刺意味的是，当考夫曼用“秩序”这个词时，明显和阿瑟所用的“杂乱”是同一回事——也就是突现，

即，复杂系统永不停息地把自己组织成各种形态的趋向。但是当时，考夫曼用了一个恰好相反的词却并不令人感到吃惊。他正好是从一个完全不同的方向得出这个概念的。阿瑟谈论“混乱”，是因为他是从冰封而抽象的经济均衡的世界入手的，在这个世界里，人们认为市场规律像物理学规律一样可以精确地决定一切。考夫曼谈论“秩序”，是因为他是从杂乱而偶然的达尔文世界入手的。在达尔文的世界里没有任何规律可言，只有意外事件和自然选择。虽然他们是从完全不同的角度出发的，但基本上却达到了一个同样的位置。

考夫曼同样也被阿瑟的报酬递增率概念所吸引、所困惑了。“我很难理解为什么这个概念在经济学上还是新的，而生物学家这么多年来一直在和正反馈打交道。”他花了很长时间才弄明白新古典经济学世界的观点有多么停滞僵化。

但使他更感兴趣的是，阿瑟开始问他另一个正引他入迷的经济学问题：技术变迁。往轻了说，这个问题也早已变成了炙手可热的政治议题。你可以从任何一份你随手翻阅的报纸或杂志上感受到这种潜在的焦虑：美国还有竞争能力吗？我们是怎样丧失了神话般的美国创造力、丧失了老一辈美国佬的技能的？日本人是不是会一个产业一个产业地把我们挤出局？

这都是些切入要害的问题。关键是，正如阿瑟向考夫曼解释的那样，经济学家回答不了这些问题，起码从最基本的理论上，经济学对此无解。技术发展的整个动力就像是一个黑匣子。“直到十五年或二十年之前，大家在意识上仍然认为，技术只是随机地从天而降的，人类是根据天书的蓝图出现了生产钢铁、制造硅片、或产生其它任何这类东西的技术。这些技术由托马斯·爱迪森这样的聪明人发明出来。这些聪明人躺在浴盆里时灵感从天而至，所以就能在上天绘制的蓝图上加上一页。”其实严格地说，技术根本就不属于经济学范畴。技术是外来的，被非经济的进程神奇地分娩出来的。最近，人们做了大量的研究，用模拟来证明技术是内在孕育而生的，这意味着，技术是由经济系统内部产生的。但这通常意味着技术是研究和发展投资的结果，几乎就像一件商品一样。虽然阿瑟认为这个观点包含了一定的真相，但他仍然不认为这是事情的本质。

他对考夫曼说，当你观察与经济学理论背道而驰的经济历史时，你会发现，技术完全不像一件商品，而更像是一个不断演化的生态系统。“特别是，技术发明绝少是在真空中产生。比如说，激光打印机基本上是静电印刷机，就是一个激光装置和计算机线路来告诉静电滚筒在哪儿印刷。所以，只有当我们有了计算机技术、激光技术和静电复印技术后，激光打印机才有可能被发明出来。但也是只有人们需要精巧、高速的打印机，激光打印机才会被发明出来。”

总之，技术形成了一个高度相互关联的网，或用考夫曼的话来说，是一个网络。更有甚者，这些技术之网具有高度的动力，并且很不稳定。技术似乎可以像生物一样发展演化，就像激光打印机产生了桌面排印系统软件，而桌面排印系统软件又为图形处理程序打开了一个天地。阿瑟说：“技术 A、B 和 C 也许会引发技术 D 的可能性，并依此类推下去。这样就形成了可能性技术之网，多种技术在这张网中相互全面渗透，共同发展，产生出越来越多的技术上的可能性。就这样，经济变得越来越复杂。”

而且，这些技术之网就像生物生态系统一样会经历演化创造的爆发期和

大面积的灭绝期。比方说，汽车这样的新技术取代了以马代步的旧技术，而随着以马代步方式的消逝，铁匠铺、快速马车、水槽、马厩、养马人等也消失了，依存于以马代步方式的整个技术子系统突然就崩溃了，就像经济学家约索夫·舒姆派特曾经称为“毁灭的飓风”那样。随着汽车的出现，铺设完好的道路、加油站、快餐厅、汽车旅店、交通法院、交通警察和交通指示灯也纷纷出现了。新的商品和新的服务设施开始发展壮大，每一项新内容的插入都是因为以前出现的商品和服务设施为它们开辟了空间。

阿瑟说，确实，这个过程是他所指的报酬递增率的一个绝好的范例：每当一项新技术为其它商品和服务开辟了合适的空间时，进入这个新的空间的人就会在极大的诱惑下尽力帮助这项技术的发展和繁荣。更有甚者，这个进程正是锁定现象背后的主要驱动力：一个特定的技术能够提供给依附于它的其它技术的新空间越大，就越难以改变这种技术发展的方向，除非有一种较之强得多的技术出现。

阿瑟解释说，这个技术之网的概念与他对新经济学的想象非常接近。但问题是，他发展的数学方法只适宜于一次对一项技术的发展进行观察。他真正需要的是一个类似网络性的模拟，就像考夫曼开发的那种一样。所以他问考夫曼：“你能做一种模拟，让刚被发明的技术就像打开的开关一样，也许⋯⋯？”

考夫曼目瞪口呆地听他说完这一切。他能吗？阿瑟刚才用完全不同的语言所描述的一切正是考夫曼这十五年来一直在研究的问题。

默想了几分钟之后，考夫曼就开始向阿瑟解释为什么技术变化的过程就像生命的起源一样。

考夫曼最初产生这个想法是在 1969 年，在他到达芝加哥的理论生物学研究小组的时候。

他说，在读过医学院之后，置身芝加哥有如置身于天堂。现在回想起来，芝加哥其实就是他经历过的三个最令他激动的知识环境中的第二个。“这是一个非凡的地方，拥有才能非凡的人。”他说。“芝加哥我工作的那个部门所集中的人物之优秀，在全美国都是出类拔萃的，他们就像我在意大利碰到的那群朋友一样。”杰克·考温正在进行皮层组织方面突破性的研究工作。他用简单的方程式来描述大脑中的刺激和抑制波是怎样越过神经细胞的双重尺度薄片的。约翰·梅纳德·史密斯也正在从事进化动力学方面的突破性研究。他利用被称之为博弈理论的数学技术来澄清物种之间竞争与合作的本质。利用萨塞克斯大学的年假来这儿从事研究的梅纳德在网络的数学分析上给了考夫曼及时的帮助。“约翰教我算数，他是这么说的。”考夫曼说。“有一天我治愈了他的肺炎。”

生活在同事和至交中间的考夫曼很快就发现，在网络的统计特征的研究上他并非是孤军奋战。比如，1952 年，英格兰神经生理学家罗斯·阿什贝（Ross Ashby）在他出版的《脑之设计》（Design for a Brain）这本书中就思考了同样的问题。考夫曼说：“他探索的是复杂网络的普遍性，提出了一个与我的问题相似的问题，但我却对此一无所知。当我一发现这件事就立即与他取得了联系。”

同时，考夫曼发现自己在研究基因网络的同时，还对物理学和应用数学做出了一些最前卫的发展。他的基因调节网络动力结果变成了被物理学家们称之为“非线性动力”的一个特例。从非线性这个角度来看，很容易就能明

白为什么稀疏连接的网络能够这么容易就自组成稳定的循环：从数学角度来说，它们的行为就相当于落在河谷周围山坡上的所有雨水都会流入河谷最底部的湖里。在所有可能的网络行为空间里，稳定的循环就像盆一样，或者就像物理学家所说的“吸引物”。

经过对基因网络六年的艰苦研究，考夫曼满意地感到他终于能如此完美地了解其中的奥秘。但他仍然禁不住地感到，这里面还缺了点什么。基因调节网络的自组之说当然非常好，但是在分子这个层面，基因活动依存于核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）这些复杂、精致的分子之山。而 RNA 和DNA 又是从何而来的呢？

生命究竟是怎样起源的呢？

根据生物学教科书上的正统理论，生命的起源相当直接。DNA、RNA、蛋白质、多糖类和形成生命的其他分子于几十亿年前在某种温暖的小池塘中形成。当时，像氨基酸这类简单的分子建设砖块在初始的气候环境中要经过不断积聚。事实上，在 1953 年，诺贝尔化学奖得主哈罗德·尤瑞（Harold Urey）和他的研究生史丹勒·米勒（Stanley Miller）用实验证明，最初由甲烷、氨和其它类似的东西形成的氛围可以自发地产生这样的建设砖块。所需要的只是偶然的闪电来提供产生化学反应的能量。这个理论又说，随着时间的推移，这些简单的混合物就开始聚集于池塘和湖水，经过更进一步的化学反应，变得越来越复杂，最终就会产生一群分子，包括 DNA 双螺旋结构和（或）它的单结构表兄弟 RNA。它们都具有自我繁殖的能力，而当自我繁殖一经产生，其余的一切就都是自然选择的结果了。常规生物学理论大致上就是这样说的。

但考夫曼不买这个帐。就先拿一件事来说，大多数生物分子的结构都非常庞大。比如说，合成一个单个的蛋白分子要精确有序地聚集几百个氨基酸建设砖块。这在一个具备所有最先进的生化技术的现代实验室里都非常难以实现。蛋白分子又怎么能够在一个池塘中自我形成呢？许多人都试图测算出发生这种情况的偶然性会有多大，然而他们得到的结论基本上都差不多：如果生物分子的形成真是随机的，那么你得等上比宇宙形成还要长得多的时间才可能等到一个有用的蛋白质分子的形成，就更别设想需要多长的时间才能等到无数蛋白质、糖类、脂肪和氨基酸的形成，从而组合成一个完全可以起作用的细胞了。即使你假设在人的观察力所能及的宇宙中几百万的星系中以兆计的星球中，都有像地球这样拥有温暖的海洋和气候的行星存在，在任何这些行星上出现生命的可能性仍然是微乎其微的。如果生命的起源真的是一个随机的结果，那生命的起源可就真是个奇迹了。

更具体些说，考夫曼不能苟同标准的生物学理论是因为，这个理论将生命的起源与 DNA 的出现等同了起来。对考夫曼来说，将生命的起源基于如此复杂的东西之上显然是不合理的。DNA 双螺旋机构能够自我复制，当然，但关键是，这种自我复制的能力在于它能够展开自己的双螺旋结构，并进行自我拷贝。更进一步的是，在现在的细胞中，这个过程还有赖于一群扮演各种协助角色的特殊蛋白质分子。所有这一切怎么会发生在一个池塘里呢？考夫曼说：“我产生了一种就像当年非要一探基因调节网络究竟是否存在秩序那样的冲动。在 DNA 中存在某种非常奇妙的东西，生命的起源正是有赖于这样一种特殊的东西，我简直不希望这是真的。我这样对自己说：‘如果上帝赋予了氮另外一种化合价呢？（在 DNA 分子中充满了氮原子）如果是这样的话，

生命有可能出现吗？’对我来说，生命的起源竟然处在这样一种微妙的平衡点上，这真是一个令人震惊的结论。”

但考夫曼又想，谁说生命的至关重要的因素就是 DNA 了？从这点来说，谁说生命的起源是一个随机的结果了？也许还有另外的产生自我复制系统的途径，一种能够允许有生命的系统依靠自己的努力，从简单的化合反应逐步发展成为生命的方式。

好吧，现在来想象一下初始原汤的情形吧，里面有那些微小的氨基酸、糖类等物质。很明显，你不能指望它们会自己融合在一起，形成一个细胞。但你起码可以指望它们会产生一些随机的相互作用，事实上，很难想象有什么事情可以阻止它们这样相互作用。虽然随机作用不会产生任何奇妙的东西，但它们能够产生较大数量的具有短链和分叉的小分子。

目前这个事实虽然并不能增大生命起源的可能性，但考夫曼想，假设，仅仅是假设，有一些飘浮在初始原汤中的小分子能够起到“接触剂”的作用，就像是极其微小的媒人。化学家常常能够发现这样的物质：一个接触剂分子在四处周游时粘上了其它两个分子，把它们撮合到一起，这样就使它们之间的相互作用和相互融合发展得更快一些。然后，接触剂又放开了这对“新婚夫妻”，转而把另外两个分子撮合到了一起，就这样一直发展下去。化学家也非常熟悉很多像刀斧手一样的接触剂分子，它们侧身挨上一个又一个的分子，然后把它们切割开。接触剂的这两种作用使它们成为现代化学工业的支柱。比如像汽油、塑料、染料、药品等，没有接触剂，所有这些产品几乎都不可能出现。

考夫曼想，好吧，现在来想象一下在初始原汤中有一些 A 分子忙着催化另一个 B 分子的形成。既然第一个分子是随机形成的，它的接触与催化功能也许并不十分有效，然而它并不一定要十分高效。但即使是一个效能微弱的接触剂都能使 B 分子的形成要远比另外途径快得多。

考夫曼想，现在，让我们假设分子 B 本身具有微弱的接触催化功能，这样它就能催化一些分子 C 的产生。假设分子 C 也可以起到接触催化作用，并依此类推下去。他推测，如果初始原汤的池塘够大的话，如果池塘里的各种分子多得足够开始发生相互作用的话，那么，在事情发展的某个阶段，也许完全可能产生出已经完成了整个圆圈，又开始去接触催化分子 A 的分子 Z。但这样就有了更多的分子 A，这意味着有了更多的接触催化剂，可供加强分子 B 的形成，而更多的分子 B 反过来又可供加强分子 C 的形成，这样没完没了地进行下去。

换句话说，考夫曼认识到，如果初始原汤中的条件成熟的话，你就完全不用等待随机作用的结果了。初始原汤中的混合物会形成一个连贯的、自我强化的相互作用网。更进一步的是，这个网中的每一个分子能够接触和催化这个网中其他分子的形成，这样，较之网外的分子，网内所有的分子都会稳定地得到越来越大的发展。总之，从整体来看，这个网能够催化自我的形成。它会成为一个“自动催化组”。

当考夫曼认识到这一切时产生了一种敬畏感。在这里，秩序再一次出现了，这是自由存在的秩序。秩序自然地产生于物理学和化学的法则之中。秩序从分子的混沌之中自发地浮现出来，宣布自己是一个发展的系统。这个想法美妙得不可思议。

但这就是生命吗？不。考夫曼不得不承认，这不是我们今天所了解的生

命。一个自动催化组没有 DNA、没有基因码、也没有细胞膜。事实上，除了一群飘浮在原始池塘中的分子之外，它并非真正独立地存在。如果当时地球大气圈之外有一个达尔文凑巧经过，他（或它）都很难察觉到有任何不同寻常的事情。任何一个特定的参与这个自动催化组的分子看上去与其它分子都没有什么不同。我们无法在任何一个自动催化组中发现事情的本质，事情的本质存在于这个自动催化组的整体动力上：它的集体行为。

然而，考夫曼想，从更深一层的意义上来说，自动催化组也许是有生命的，它能够呈现出某种非常明显的生命特征。比如说，它能够发展。而且从原则上说，没有理由认为这样的自动催化组为什么不能是开放性的，能够随着时间的推移产生出越来越多的、变得日趋复杂的分子。这样的自动催化组甚至具有一种新陈代谢的功能：分子网络能够稳定地把飘浮在整个初始原汤中的氨基酸和其它形式的分子作为“食品”分子来供应，把它们粘合在一起，将这个自动催化组变成更加复杂的混合体。

自动催化组甚至能够显示出原始的自我繁殖方式：如果一个自动催化组凑巧从一个小池塘溅洒到一个相邻的池塘，比方说是在一次洪水泛滥中，那么，溅入相邻池塘中的自动催化组会立即开始在新的环境中发展。当然，如果这个池塘内早有另外的自动催化组存在了，那么这两组就会为资源而展开竞争。考夫曼意识到，这样就直接给自然选择敞开了门户，由自然选择来扬弃和优化这些自动催化组。我们很容易想象出这样一个自然选择的过程。对环境变化更能适应，或拥有更有效的接触催化效果的，更善于产生相互作用的，或拥有更复杂、更精致分子的自动催化组通过自然选择被保留了下来。最后，事实上你可以想象得出来，扬弃的过程产生了 DNA 和其他所有的物质。关键在于先要形成一个能够存活和自我繁殖的实体。在这之后，进化就能够在相对较短的时间内完成自己的工作了。

好吧，他承认这是假设，是在许多如果上再加上许多如果。但对考夫曼来说，这个自动催化组的故事与他所听到的最善辞令的生命起源的解释是背道而驰的。如果他的假设是真的话，那就意味着，生命的起源并不需要等待某种荒唐而不可能发生的事件来产生一组极其复杂的分子。这意味着，生命确实可能依靠自己的努力从非常简单的分子发展进入存在。这也意味着，生命并不是一个随机的偶然事件，而是大自然自我组织的、持续强制力的某种表现。

考夫曼对这一研究简直就鬼迷心窍了。他立即投入了计算和用计算机对随机网络进行模拟，重复他在柏克莱所做的实验：他希望了解自动催化组的自然规律。好吧，就算你并不知道当时究竟有什么样的混合物和什么样的化合反应，但你起码可以想象它们的可能性。自动催化组的形成完全是一个没有可能的事吗？抑或它的形成几乎是不可避免的？让我们来看看数据吧。假设有少数几种“食品”分子，比如像氨基酸这类东西，假设在初始原汤中，这些分子开始相互聚台，形成聚合物之链。用这种方式能够聚合多少种聚合物？这些聚合物之间得发生多少相互作用才能形成一个相互作用的大网？如果形成了这样一个相互作用的大网，那么，在自闭后形成一个自动催化组的可能性有多大？

“当我整个想了一遍后，我发现事情对我来说已经变得显而易见了，相互作用的次数会大于聚合物的数额。这样，在达到每一个聚合物都能够发生一个催化反应这个固定的可能性时，就会达到某种相互自动催化的复杂阶

段。换句话说，这就像他的基因网络：如果原始初汤超越了复杂的界线，它就会经历这种滑稽的阶段变化，即相变。那么自动催化组的出现就确实是不可避免的了。在内容足够丰富的原始初汤中，自动催化组只能是这样形成，生命从原始初汤之中自发地粘合催化而出。”

考夫曼觉得，这个故事实在是太美了，它不可能不是真的。他说：“如今我仍然像刚得出结论时那样坚信故事的这个剧情。我坚信生命就是这样开始的。”

阿瑟也很赞同考夫曼的观点。他认为这是一个伟大的发现，不仅仅因为这是关于生命起源的一个绝妙的解释，而且自动催化组和经济学如此相似，使他简直无法忽略而过。那些天他和考夫曼一边在山间散着步，或弓身趴在餐桌上吃午餐，一边反复讨论这个观点。

他们都认为，最明显的是，自动催化组就是一个分子转换网，正如经济是商品和服务的转换网一样。从真正的意义上来说，自动催化组其实就像一种极其微小的经济体系，它吸取原料（原始的“食物”分子），然后把原料变成有用的产品（也就是自动催化组里更多的分子）。

更有甚者，自动催化组能够依靠自己的努力来进化，就像经济那样，能够随着时间的推移越发展越复杂。这正是最令考夫曼着迷之处。如果发明是老技术的新结合，那么，随着我们有越来越多的可供利用的老技术，可能性发明的数额就会急剧增加。他认为，事实上，事物一旦超越了某种复杂性的临界点，就会出现一种类似他在自动催化组中发现的相变。而在复杂性临界点之下，一些国家仅仅依存于少数几种工业生产上，这些国家的经济也趋于脆弱和停滞。在这种情况下，无论你向这个国家注入多少投资都没有用。“如果你一味地只是出产香蕉，那么，除了出产更多的香蕉之外，你就别无它望了。”但如果一个国家开始努力朝多样化方向发展，将经济的复杂程度增至超越临界点，那这个国家就会进入一个发展和发明的爆发性阶段——就是一些经济学家称之为的“经济起飞”阶段。

考夫曼告诉阿瑟，相变的存在也有助于解释为什么贸易对经济的繁荣如此重要。假设有两个不同的国家，每一个国家的发展都介于临界点之下，这两个国家的经济就会毫无起色。但假设这两个国家开始做贸易，它们各自的经济就会进入相互依存阶段，形成了一个较为复杂的更大的经济体系。“我相信这两国之间的贸易往来能够形成联合的经济体系，从而超越临界点，使经济爆发般地向外扩展。”

最后一点，一个自动催化组完全能够像经济体系一样经历进化过程中的繁荣期和衰落期。将一种新的分子注入到初始原汤中，往往能够彻底改变旧有的自动催化组的结构，这和以马代步的方式被汽车的出现所代替时，经济体系发生了改变是一个道理。这正是自动催化论真正吸引阿瑟之处。就像他初次读到分子生物学时那样，自动催化论中的这个相同的特点使他心驰神往：骚乱和变化、以及一些严重的后果都起源于看似微不足道的小事。而在这些现象之后藏着意义深远的自然法则。

考夫曼和阿瑟没完没了地讨论这些想法，探索其间的联系，感到非常愉快。他们的谈话就像一年级大学生随时随地地自由讨论。特别是考夫曼尤为激动。他觉得他们正在探索某种真正全新的东西。很显然，网络分析不会助使任何人精确地预测到下个星期会出现什么样的新技术。但它也许能助使经济学家获得预测这一进程的统计上的和结构上的方法。比如说，当你介绍一

种新产品，它会对经济引起多大的震动？它会带动多少种别的商品和服务的出现？它会导致多少老行业的消亡？你如何认识一种商品已经成为一个经济体系的中心，而不仅仅是又一个呼啦圈？

考夫曼进一步认识到，这些思想的效用最终可能远远不限于经济学领域。“我觉得这些模型同时也可以容纳偶发性事件和法则。关键是，相变也许是有规律的，而其中的特殊细节却无规律可循。也许我们掌握了历史发展进程是如何开始的这样的模型，可以解释工业革命或作为文化转变的文艺复兴这样的历史性事件的起源，解释为什么一个封闭孤立的社会或社会精神在某种新思想注入之后就无法再保持封闭孤立。”你也可以对寒武纪大爆炸问同样的问题：五亿七千万年前，这个充满了海藻和池塘浮渣的世界突然爆发而成为充满了大量复杂的、多分子生物体的世界。“为什么突然出现多样生物？”考夫曼问。“也许是因为世界超越了多样化的临界点而引起了爆发，也许是因为世界从海藻丛发展出了更有营养、更复杂的物质，这就导致了一个转换过程带动又一个转换过程的转换爆发期。这和经济现象是一样的。”当然，甚至考夫曼也不得不承认，所有这些想法不过是希望而已。但另

一方面，他又告诉阿瑟，这一切也许是非常可能的。他从 1982 年就开始做基础性研究，那是在他停顿了十多年之后重新开始对自动催化论的研究。

考夫曼记得，他是从 1972 年的某一天开始停止了对自动催化论的研究的。当时芝加哥的一位化学家斯图尔特·莱斯（Stuart Rice）来访他所在的理论生物学小组。莱斯在理论化学方面享有盛誉，考夫曼很希望给他留下深刻的印象。“他走进我的办公室，问我正在从事什么研究，我就告诉他我正在研究自动催化，他就说：‘你做这个研究干什么？’我不知道他为什么这么说。我猜他认为这工作没有任何意义。但当时我想：‘上帝，斯图尔特当然知道他在说什么。我不应该再做这个了。’所以 1971 年，我把已经做成的研究结果写了出来，发表在控制论学会期刊上，然后就把这项研究搁置一旁，全忘了这件事。”

考夫曼的这种反应并不完全因为缺乏安全感。其实当时他的自动催化模型正好也走入了死胡同。无论他为研究生命的起源做多少计算和计算机模拟，它们也仅仅只是计算和计算机模拟而已。要取得真正的进展，他就必须在米勒和尤雷的实验基础上继续有所发展，就必须在实验室里证明，初始原汤中确实可以产生自动催化组。但考夫曼并不知道怎样才能做到这一步。就算他有耐心，也有在实验室进行化学试验的技术，他也不得不在各种的气温与气压下观察数百万计各种组合的混合物的形成。这将是一件他穷尽一生的时间都不会有结果的事情。

似乎没有人能想出什么好办法来。在自动催化研究领域考夫曼并不是在孤军奋战。几年前，柏克莱诺贝尔奖得主麦尔文·卡尔文（Melvin Calvin）在他 1969 年出版的《化学演变》这本书中描述了他所探测的有关生命起源的几个不同的自动催化情形。与此同时，德国的奥托·罗斯勒（Otto Roseeler）、曼弗莱德·艾根（Manfred Eigen）也在独立地进行自动催化方面的探索。艾根甚至已经能够用 RNA 分子在实验室证明一个自动催化循环的形式。但还没有人能够证明自动催化组是如何在米勒-尤雷的初始原汤中从简单的分子中浮现出来的。这个悬而未决的学说似乎没有取得任何进展。

但是，尽管考夫曼对莱斯的评论的反应并不完全因为缺乏安全感，但很大程度上却确实是这样的。他有一种在这个新的领域证明自己的能力的迫切

需要，但他发现，理论学家在生物学家眼里的声誉很低。 “在生物学中，从事数学计算的人处于底层中的最低层。”他说。这与

物理学和经济学的情况正好相反。在物理学和经济学中，理论家是王者。而在生物学领域，特别是在分子生物学和发展生物学领域，试验工具是全新的，为了研究生命系统的细节需要采集大量的数据资料。所有的荣誉和光荣都归于实验室。“分子生物学家都坚信，所有的答案都会随着对特殊分子的了解而获得。”考夫曼说。“大家都极不愿意去研究生物系统是如何运作的。” 比如，基因网络研究中的吸引者的概念对他们来说是很浮夸的。

在神经科学和进化生物学领域，排斥理论的气氛要略微淡一些。但即使在这些领域，考夫曼的网络概念也被认为有点儿怪诞。他谈论庞大网络中的秩序和统计行为，却无法用这个分子或那个分子来举例说明。许多研究人员很难理解他在说些什么。“当初有人对我的基因网络的研究工作有所反应，沃丁顿就赞赏我的想法，还有其他许多人也都赞赏我的想法。这就是我得到了我的第一份工作的原因。我为此感到非常高兴，非常骄傲。但在此之后就沉寂了下来，从七十年代初期开始走下坡。人们不再特别关心这件事了。”考夫曼把大量时间投入到学习如何做生物实验之上了。他感到一种与他

当初从哲学转向医学院时同样的冲动：他不信任自己的辩才和理论倾向。“部分原因在于我觉得自己需要做脚踏实地的工作。但另一部分的原因是我真的想知道世界究竟不如何运作的。”

考夫曼特意把研究重点放在小小的果蝇身上。基因学家在二十世纪初已对果蝇做了大量的研究。果蝇现在仍然是生物学家从事发展进程方面研究时最喜欢的实验对象。果蝇有许多有利于做实验的特点，它会出现古怪的变化，新孵出的果蝇的腿会长在触须应该长的地方，或它的生殖器会长在应该是它的头部所在的位置，等等。果蝇的这些变化给了考夫曼研究遗传形式的充分余地，他可以由此思考发展中的胚胎是如何进行自我组织的。

1973 年，他对果蝇的研究使他来到了华盛顿郊外的美国健康研究所。那个研究所给他的两年任期使他得以逃脱去越南战场服兵役。［他在华盛顿的时候已经设法推延了四年服兵役。根据众所周知的“贝雷计划”（Berry Plan），物理学家在做医学实验期间可以推延服现役。］1975 年，他对果蝇的研究使他获得了宾夕法尼亚大学终身教授的职位。他开玩笑说：“我选择宾州大学，是因为那附近有非常好的印度餐厅。”但认真地说，他选择宾州，是因为他觉得无法再回到芝加哥大学地区的海德公园街区，把家安在那里，尽管当时加州大学也允诺了他同样的职位。他说：“那儿的犯罪率太高，种族关系大紧张了。你会感到你无力对此做出任何改善。”

考夫曼当然不会后悔他耗费在果蝇上的时间。他发表的关于果蝇发展的论述就像他对网络形式的论述那样充满激情。但他同时也记得 1982 年那生动的一幕。“我在塞拉利昂山上，忽然意识到，我已经有好几年对果蝇提不出什么新的见解了。我忙忙碌碌地做着核移植实验、无性系实验和其它实验，但我其实并没有产生任何新的想法。我感到一种全面的困顿。”

不知为什么，他当时立刻就明白，是回到他起初关于基因网络和自动催化研究去的时候了。见鬼，如果没有其它内容的话，他觉得他已经善尽其职了。“我已经有权去思考我想去思考的问题了。在读完医学院、做过医生、接生过六十个婴儿、为新生儿吸抽过骨髓、照料过贲门抑制等一个年轻的医生应该做的一切事情以后，在主持过实验室，学会了如何使用闪烁计数器、

如何拿果蝇做遗传实验等其它一切事情以后，尽管生物学界依然蔑视理论，但我已经有权做任何我想做的事情了。我已经满足我在牛津读书时的渴望，已经不怕自己会才思缥缈了。我现在深信自己是个优秀的理论家。这不一定是说，我总是对的。但我信任自己。”

特别是他认识到，现在是回到自动催化组的研究上去的时候了，而且这次要把它做对。他说，在 1971 年，他真正拥有的只不过是非常简单的计算机模拟。“我非常清楚地知道，随着方案中蛋白质数额的增加，它们之间相互反应的次数增加得会更快。所以当这个系统变得足够复杂时，就会产生自动催化现象。但在分析工作中我并没有得到多少结果。”

所以他重又开始进行计算，就像以往一样，一路研究下来，总是以发明数学公式而告终，“1983 年，我耗费了整个秋季，从十月份一直到圣诞节，一直在证明各种数学定律。”他说。聚合物的数量、相互作用的次数、聚合物的接触催化反应的次数、这个巨大的反应图示中的相变次数，从中探测究竟在什么样的条件下自动催化才会发生。他怎么能证明会发生自动催化现象呢？他记得整个结果匆匆忙忙地形成于 11 月份，在他从印度开会回来的二十四小时的飞机航班上，“我返回到费拉德尔菲亚时简直累坍了。”他说。圣诞节那一天他匆匆忙忙地草涂下这个定律，到了 1984 年元旦前，他获得了结

论：他在 1971 年只能推测，不能证明的滑稽的相变得到了确凿的证明，这个定律表明，如果化学反应过于简单，相互作用的复杂程度过低的话，相变的现象就不会发生，这个系统就会是一个低于临界点的系统。但如果相互作用的复杂性达到了一定的程度，考夫曼的数学定律就可以精确地界定这意味着什么——这个系统就会是超越临界点的系统，自动催化现象就会变得不可避免，秩序就会自由存在于其中。

真是太妙了。很显然，他接下来要做的事，就是要用更加先进的计算机模拟技术来证明这些理论设想。他说：“我已经有了关于超越临界点和在临界点之下的两种系统的设想，我急切地希望看到计算机是否能模拟这两种系统的表现。”但同样重要的是要将象征真正化学和热动力学的某种情形也编进模拟模式里去。一个更现实的模式至少可以在如何在实验室创造一个自动催化组这一方面给实验者提供指导。

考夫曼知道有两个人可以帮助他，其中的一个他已经见到过了。在巴伐利亚开会期间，他结识了罗沙拉莫斯物理学家多伊恩·法默（Deyne Farmer）。法默的想象力就和考夫曼一样丰富、一样充满活力，而且也像考夫曼一样着迷于自我组织的概念。他们俩非常愉快地在阿尔卑斯山滑了一整天的雪，一直在讨论网络和自我组织。他们相处得好极了，法默甚至安排考夫曼作为顾问和讲师来罗沙拉莫斯做阶段性学术访问。不久，法默又介绍考夫曼认识了伊利诺斯大学年轻的计算机专家诺曼·派卡德。

法默和派卡德自七十年代末在桑塔·克鲁兹读加州大学物理系研究生成为同学开始就一直合作默契。在加州大学读书时他们俩就都是自喻的“动力系统团体”的成员。这个团体的成员是一小群致力于那时的前卫领域——非线性动力学和混沌理论研究的研究生。这个团体的成员对非线性动力学和混沌理论作出了富有创意的贡献。这使他们的动力系统团体在詹姆士·格莱克

（James Gleick）的著作《混沌》（Chaos）中占有一个篇章。《混沌》一书发表于 1987 年秋，差不多就在阿瑟、考夫曼和其他人为参加经济学会议而聚集桑塔费的那段时间。

当考夫曼八十年代初第一次见到法默和派卡德时，他们俩已经开始厌倦混沌理论了。

就像法默所说：“又怎么样呢？混沌的基本理论已经血肉丰满了。”他向往走在前沿的激情。在科学的前沿，事情还没有能够被完全理解。对派卡德而言，他希望自己搅到真正的复杂之中去。混沌动力学是复杂现象，当然，想想一片树叶在徐徐微风中随意摇曳吧。但这种复杂太简单化了。在树叶摇曳的情形中，只存在来自于风的一组动力。这组动力可以被一组数学等式描述出来。而这个系统只是盲目地、永远地遵循这些方程式运作。没有任何变化，也没有任何改进。“我希望超越这个，深入到生物学和心智这类更复杂、更丰富的形式之中。”派卡德说。他和法默一直在寻找切入要害的研究课题。所以当考夫曼建议，他们可以在计算机模拟自动催化系统方面相互合作时，他们便一拍即合，立即决定做这个尝试。

1985 年，当考夫曼从巴黎和耶路撒冷休完年假回来后，他们就着手这项研究。“我们之间开始了密切的合作。”考夫曼说。对化学反应的随机网络的讨论是一回事，这样的网络可以用纯数学语言来描述。但用相对真实的化学来模拟这些反应又是另一回事了，这时事情很快就变得复杂化了。

考夫曼、法默和派卡德最后得出的是一个聚合物化学的简化模型。基本的化学建设砖块，也就是根据米勒—尤雷过程原理在原始初汤中可能形成的氨基酸和其他这类简单的混合物，在计算机模拟中用 a、b、c 这样的象征性符号来表达。这些建设砖块能够相互连接成链，形成更大的分子，比如像accddbacd。这些更大的分子反过来又会发生两种化学反应。它们可能分裂开来：

accddbacd→accd＋abacd

或者它们也可以反过来，最终合为一体： bbacd＋cccba→bbcadcccba

每一组反应都有一个相关的数——化学家将其称为率常数——这个数能够决定在没有接触剂的情况下发生化学反应的频率。

当然，这个实验的全部意义在于观察在有接触剂的情况下会发生什么情况。所以考夫曼、法默和派卡德必须找到能够分辨哪一个分子触发哪一种化学反应的方法。他们尝试了好几种方法，其中考夫曼提议采取的一种与其他方法的效果类似的方法，即只是选取一系列的分子，比如像 abccd，然后任意指定每一个分子的化学反应，比如 baba ＋ccda→babaccda。

在进行模拟时，一旦所有的反应速率和催化强度被界定清楚后，考夫曼、法默和派卡德就让计算机开始丰富他们模拟的原始池塘，源源不断地提供像 a、b、aa 这一类的分子“食物”。然后他们就坐下来，看看他们的模拟会产生什么样的结果。

在很长时间内，他们的模拟产生不出多少结果。这很令他们沮丧，但却并不令人吃惊。反应速率、催化强度和食物供给率，所有这些参数都可能有误。要做的是改变这些参数，然后再看看什么参数会起作用，什么参数不会起作用。他们在这样做时偶然发现，当他们把参数修改到有利的范围之内时，模拟的自动催化组就产生了。更进一步的是，自动催化组形成的条件，似乎正像考夫曼在他的关于抽象的网络定理中所预测的那样。

1986 年，考夫曼和他的合作者发表了他们的研究结果。虽然这时法默吸收了一名研究生，里查德·巴格雷（Richard Bagley），来拓展和大幅度加

快这个模拟实验，但法默和派卡德这时早已兴趣别移了。考夫曼自己也开始进一步思考进化中自我组织情形发生的其他方式。但在这次计算机模拟实验之后，他比以往更深刻地感到，他已经真正面对造物主的奥秘了。

他记得有一次独自登上泰后湖畔的塞拉斯山，到他最爱去的豪塞泰尔瀑布。他回忆说，那是一个怡人的夏日。他坐在瀑布旁的一块石头上，思考着自动催化的问题及其意义。“我突然明白了，上帝已经部分地向我展示了宇宙运作的奥秘。”当然，他指的不是通常人们认为的那个上帝，考夫曼从来没有相信过有上帝的存在。“但我有了一种理解宇宙的神圣感觉，一个展现在我面前的宇宙，一个我身为其中一部分的宇宙。事实上，这不与虚荣自负正好相反的一种感觉。我感觉到上帝正在向愿意倾听的人展示世界运行的奥秘。”

他说：“这是一个美好的时刻，一个我离宗教体验最接近的时刻。” 桑塔费

经济学研讨会召开的日期日趋逼近，阿瑟开始把越来越多的时间花费在完善他的发言上（会议安排阿瑟为第一天的第一个发言人），考夫曼则在自家附近尘土飞扬的道路上独自长时间地散步。他说：“我记得我来来回回地踱步，一边尽力归纳我演讲的中心概念的构架。”他们约定，由阿瑟来谈报酬递增率，而考夫曼早已就他所要谈的网络模拟做出了发言提纲。另外，对他俩共同的关于技术发展和自动催化的想法，还会增加一次讨论。把经济看作自动催化组这个想法实在是妙不可言，不可能被轻易放过。考夫曼急于让大家共同分享这一点。

对考夫曼来说，他在桑塔费的家就像豪塞泰尔瀑布一样是他对这类问题做沉思默想的好地方。他在桑塔费的家是一个宽大而不规则的建筑物，巨大的落地窗从地板一直顶到天花板。这座房屋坐落在桑塔费西北部沙漠地区的一条尘土飞扬的道路上，从那里可以眺望到里奥格兰德河谷对面的杰梅兹山脉的壮丽景观。这景观有某种永恒的、几乎精神性的意味。他买下这处房产还不到一年，主要是为了能够在桑塔费研究所呆更长的时间。

桑塔费研究所无疑是他经历过的第三个最优秀的学术环境。他说：“就像牛津和芝加哥那样令我激动和神往。但把桑塔费和牛津、芝加哥大学相比，桑塔费就像小土豆一样渺小。这儿简直是个令人震惊不已的地方。”他是 1985

年和法默一起进行自动催化计算机模拟时听说桑塔费研究所的。但直到 1986

年 8 月，当他参加研究所的一次研讨会时，才有机会亲历桑塔费。那次“复杂的适应性系统”研讨会是由杰克·考温和斯坦福大学的进化生物学家马克·菲尔德曼组织召开的。考夫曼就像阿瑟一样，一下子就喜欢上了这个地方，他几乎不假思索地就认定，这儿正是他向往的地方。“这儿一直充满了追求真理的热情、知识的激情、以及混乱而严肃和欢乐，还有‘感谢上帝，我不是孤独的’这样的感觉。”

他的夫人和两个孩子，爱森和麦瑞德也为能够在桑塔费消磨时光而欣喜若狂。当考夫曼带他们来看这个地区时，他们立刻喜欢上了这个地方。考夫曼还记得他们去桑格里德克里斯托山去采蘑菇的那天。他夫人是个画家，而世界上没有任何地方拥有像新墨西哥这样明媚的阳光了。所以 1986 年 9 月

12 日，考夫曼选购了他们在桑塔费的家，计划每年来新墨西哥居住一个月左右的时间。

但就在 1986 年 10 月 25 日，他们在桑塔费购买房子还不到两个星期，麦

瑞特就遇车祸身亡。女儿死后，桑塔费的家对考夫曼来说突然比假期别墅具有了更大的意义。从那时候开始，桑塔费的家就成了他的避难所。他的家人基本上就算搬到这儿来常住了。而考夫曼自己就像在往来于两个家之间的流放者，使他维系于宾夕法尼亚大学的仅仅是他的学生、年薪和终身教职。他所在系的主任知道考夫曼这样做是因为需要感情上的自我拯救，所以做出了能够让考夫曼每年在桑塔费度过一半时间的安排。考夫曼说：“宾州大学已是非常照顾我了。不是很多地方能够允许你这么做的。”

考夫曼说，对在桑塔费第二年的情形他已记不太清楚了。1987 年 5 月，他得知他获得了麦克阿瑟基金会无条件的“天才”研究基金，他为此而非常欣喜，但却又感觉不到快乐。“最倒霉的事情和最幸运的事情都发生在我身上了。”他躲进了自己的研究工作中。他说：“作为一个科学家，这是我能够进入并能够恢复正常感觉的地方。”他会经常沿着尘土飞扬的道路漫步，凝视着山脉，探寻着造物主的奥秘。