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「還記得那天早上，我衝到威斯巴可和佛吉曼梭爾的面前說：『你們瞧，就在凍結成分逐漸溶解、連結，未凍結的孤島也開始連結之處，能夠產生最複雜的計算！』那天早上，我們熱烈的討論這個現象，我們都同意這個問題很有趣，但是我們手邊還有別的工作，此外，當時我的想法還是：『沒有人會在乎這些東西。』所以，我沒有繼續研究下去。」

蘭頓說，試試看以一大堆規則來告訴每一個柏茲，在每一種可想像到的情況下該如何應變，系統就會變得笨拙而複雜。事實上，蘭頓看過像這樣的電腦模擬實驗，結果都顯得笨拙而不自然——更像卡通動畫，而不是活潑的生命。除此之外，既然程式不可能涵蓋每一種可能的狀況，由上而下的系統永遠都會碰到它們不知道如何應付的場面，因此會變得敏感而脆弱，經常躊躇不前。

派卡德和他自己最初的想法都是，系統藉著適應而達到混沌邊緣。考夫曼仍然相信這個答案基本上沒錯，問題是，當他和派卡德以模型實驗時，他們都要求他們的系統適應於某些外在的適應度定義；然而在真實的生態系統中，適應程度不全是靠外力決定的，最重要的是當個體不斷適應彼此時，適應度便從共同演化之舞中誕生。這也正是賀南展開「艾可」模型實驗的原因：以外力來界定適應程度等於作弊。所以考夫曼明白，真正的問題不是表面上的適應是否能將系統導向混沌邊緣，而是共同演化能否將系統導向混沌邊緣。

另一方面，無政府主義也行不通，最好的例子就是前蘇聯瓦解後，部分小國的狀態。自由放任的經濟體系也行不通，狄更斯筆下英國工業革命時期的恐怖生活及近代美國儲貸銀行大災難，都是例證。最近的政治發展更顯示，健全的經濟和健全的社會都必須讓秩序和混沌保持平衡，但不是只求取和稀泥、折衷式的平衡而已。這些體系必須像活細胞一樣，一方面以嚴密的回饋及管制來自我規範，另一方面也要留下創造、改變及因應新狀況的空間。「在由下而上、有彈性的組織中，演化勃然而興；但同時，演化必須導正由下而上的活動，以免摧毀整個組織，必須有某種控制的階層使資訊不但由下而上流動，同時也由上而下流動。」法默說。混沌邊緣的複雜動力學似乎最適合這類的行為。

所以，聽過派卡德的演講之後不久，考夫曼和一位剛從賓州大學畢業的年輕程式設計師強森（Sonke Johnsen）合作，設計了一個模型。考夫曼和強森模仿派卡德的基本策略，讓成對的模擬網路面對一個挑戰：「配錯對」遊戲。他的想法是串連每個網路，因此對手會看見六個模擬燈泡，然後讓燈泡以不同形態對彼此閃動，「適應得最好」的網路就是燈泡能夠閃動出與對手截然不同形態的網路。也可以把配錯對遊戲調整得更複雜或更不複雜，但問題是，天擇的壓力再加上遺傳演算法，是不是就足以把網路導向相變區域，正好位在全然混亂的邊緣？考夫曼說，答案是肯定的。不管他和強森從混沌狀態或秩序狀態開始，在每一種狀態中，演化都會把系統帶向混沌邊緣。

考夫曼承認，到目前為止，一切都還只是直覺。但是新第二定律的下一步就是要了解這種向上奔騰的連串波濤是如何自然開展。

近來，法默又和巴格利及羅沙拉摩斯的博士後研究員方塔那（Walter Fantana）再修正了一次自動催化組模型，使這個模型能像真正的化學系統一樣，容許間歇發生一些自然反應。這些自然反應引起很多的自動催化組分裂，但是分崩離析的自動催化組卻正好為演化的大躍進鋪路。「它們引發了紛至沓來的新品種，有些變種變得更強大，然後又穩定下來，直到下一次大崩潰出現。我們看到了一系列的自動催化組變種相互取代。」也許這就是線索。法默說：「我很有興趣看看我們在談『進步』的概念時，是否能涵蓋突現的結構——這種突現結構具備了某些前所未有的追求穩定的回饋環。關鍵在於必須發生一系列的演化來架構宇宙的物質，每一個層次的突現都為下一個層次的突現鋪路。」

第二種比較激烈的調整連結點的方法，是改變網路的整個布線圖，把舊的連結點扯掉，放入新的連結點。這種方式就等於賀南所謂的「探險式」學習（exploration learning）——冒大風險來取得高回收。例如自動催化組中發生的狀況就是如此，就好像在真實世界一樣，偶爾會自動形成新的聚合物，因此而產生的化學連結點會給自動催化組一個機會，來探索聚合物的全新領域。但是，神經網路就不會發生這種狀況，因為神經網路的連結點是模擬突觸的，不能被更動。但是，近來有一批神經網路迷所做的實驗中，神經網路在學習的過程也會重新布線，理由是任何固定的布線圖都是任意配置，應該容許改變。

一旦有了這層領悟，自我組織和天擇的老問題也就豁然開朗：過去二十五年來，考夫曼一直聲稱自我組織是生物學中最強而有力的作用力，現在他認為生命體系並非深植於秩序井然的系統中；事實上，生命體系很接近這種鬆散、流動的混沌邊緣相變。而天擇也並非與自我組織對立，反而更像運動定律，能不斷把突現、自我組織的系統推向混沌邊緣。

他說：「我主張生命和組織就像日益增強的能趨疲一樣，是不可改變的；但是，因為生命和組織比較不規則，所以看起來比較不定。生命反映了一個普遍的現象，我相信這種現象可以用一個類似熱力學第二定律的定律來說明，這個定律能形容物質自我組織的傾向，同時能預測宇宙中組織的通性。」

蘭頓說：「這真是令人沮喪的時刻。我以為萬事俱備，只欠東風，結果又得重來。而人工生命研討會即將在二月召開，所以我又得再度把論文拋開。」

蘭頓如今回想起這件事，還餘悸猶存。那些混帳傢伙讓他出醜了整整兩個小時，然後才舉行那場驚喜派對。杜撰了那封信，並安排了整場惡作劇的法默說：「能源部那條規定的號碼應該早就洩漏天機了，蘭頓快四十歲了，而他的生日正是十一月三十日。」

法默說，更混沌未明的是，混沌邊緣的觀念能不能應用在共同演化的系統上？當你探討生態系或經濟系統時，你不清楚是否能明確定義像秩序、混沌及複雜這些觀念，更遑論相變了。儘管如此，法默覺得混沌邊緣的原理仍然沒錯。就拿前蘇聯為例吧，「很明顯，採取中央極權統治的社會組織是行不通的。」長期以來，史達林所構築的體系太僵硬不變，控制嚴密，以致無法生存。或是看看七○年代底特律的三大汽車公司吧，他們規模擴張得太龐大，太嚴格的鎖定幾種做事方式，以致對日益增強的日本挑戰無動於衷，更不要說積極應變了。

開始的時候有一鍋符號串，然後讓符號串根據文法規則彼此反應。可能新的符號串總是比舊的符號串長，因此你永遠不可能重複已有的符號串。在所有可能的符號串中，能射得愈來愈速、而從不回顧的結構，姑且稱之為「噴射機」。當你組合成群的符號串時，你可能以不同的方式組合出過去已有的符號串，我們稱之為「蘑菇」。這些都是自動催化組，是自力更生而誕生的模型。然後，你可能也會得到一組在符號串空間盤旋的符號串集合，我們稱之為「卵」，卵能自我複製，但是並沒有一個單一的實體來進行自我複製。又或許你可以製造出一團團的「金線霧」。到處都充斥著各式各樣的符號串，但是仍然有一些符號串是無法複製的，例如1101101100。所以，還是有一些新東西可玩。

撰寫總論時，蘭頓小心翼翼的避免聲稱人工生命學者所研究的實體「真正」活著。很顯然這些實體並非真正活的，無論柏茲、植物、自我複製細胞自動機，都只是電腦模擬而已，是離開了電腦就不復存在的簡化生命模型。儘管如此，由於人工生命的整個觀點都是要抓住生命最基本的原則，因此，很難逃避這個問題：人類終能創造出真正的人工生命嗎？

其他模型的分析也都殊途同歸，其中都暗藏著同樣的節點—連結點結構。法默說，找到共同的架構令人安心不少，因為這表示四個瞎子至少是把手放在同一頭大象身上。此外，共同架構也幫助學者更容易溝通，不必再遭受不同術語的干擾。最重要的是，找出共同的架構可幫助學者提煉出模型的精髓，因此能更提綱挈領的討論突現的意義。而這些模型告訴我們的教訓就是：力量其實蘊藏於連結點之中。這是為什麼許多人對結合論如痴如醉，因為你可以從非常、非常簡單的節點著手——線性的「聚合物」、只有二元的「信息」、或是只能開關的「神經元」，經過相互反應後，仍然產生令人驚訝而複雜的結果。

自我組織的臨界性顯然瀕臨某個東西的邊緣，而從很多方面看來，這個東西與蘭頓的博士論文中想探討的相變又如出一轍。蘭頓認為，二級相變對混沌邊緣而言格外重要，例如，不論就哪一種大小的尺度來看，其實物體都有微觀的密度擾動現象，尤其是在相變發生的時候。其實，這種密度擾動現象也依循冪律行為。蘭頓在馮諾曼的世界中發現的抽象二級相變，或第四級細胞自動機（如生命遊戲），不管在哪一種尺度下，也都會顯現結構、擾動和「延長暫態」。

法默相信，答案尚未揭曉。這是為什麼他和考夫曼、派卡德一起研究自動催化組及生命起源，並且熱心支持蘭頓的人工生命研究。就像羅沙拉摩斯和聖塔菲的許多人一樣，法默已可以感覺到這種理解、答案、原理或定律，幾乎就要伸手可及。

一般而言，你不可能從一組泛基因型開始，而預測它們的泛表現型行為會是如何。這是電腦科學的不可判定性定理；也就是說，除非電腦程式微不足道，否則要知道結果最快的方法就是把程式跑一遍，看看會發生什麼狀況。沒有任何通用的程序能夠以更快的速度掃描過電腦密碼和輸入信息，然後就告訴你答案。大家過去喜歡說：電腦只聽程式設計師的話，這個說法一方面千真萬確，另一方面卻又捕風捉影，因為任何複雜而有趣的電腦密碼都會產生出乎意料之外的結果。這是為什麼電腦軟體在上市前，都必須經過無休無止的測試和修正錯誤，然而使用者還是很快就會找到毛病。對人工生命而言，最重要的是，這是為什麼生命系統可以一方面是完全由程式（泛基因型）控制的生化機器，另一方面仍然會在泛表現型中產生意外、自發的行為。

他說，從抽象組織的觀點來看生命，可能是研討會中最引入注目的見解。難怪這些見解往往與電腦息息相關，因為兩者有相同的智識起源。

要知其所以然，得先從以碳為基礎的傳統生物學開始講起。一百多年來，生物學家不斷指出，任何活的有機體最突出的特質就是它的基因型及表現型之間的差異。當然，活細胞的實際活動極其複雜，每一個基因都是一種蛋白質分子的藍圖，在細胞中有數不清的蛋白質以數不清的方式相互作用。但是，事實上，你可以把基因型想成平行執行的小小電腦程式的集合，一個基因就是一個電腦程式。發生作用的時候，每一個程式都和其他活躍的程式合作或競爭，集合起來看，這些相互反應的程式所執行的整體計算方式，就是表現型，也就是有機體發展過程中所呈現的結構。

派卡德差不多和蘭頓同時有了相變的想法，因為他也一直在思考適應的問題，因此不免質疑：最有適應能力的系統是否也是能得出最佳演算結果，也就是位在這奇怪邊緣的系統？

無論如何，一旦開始交互作用，只要條件適合，通常就會發生自動催化的現象；無論你討論的是分子或經濟，都如出一轍。「一旦你在較高的層次累積了足夠的多樣性，就會歷經自動催化的相變，新的實體會在這個層次大量增殖。」這些大量增殖的實體會繼續交互反應，往更高的層次產生自動催化組。所以就從較低層級層層上推到較高層級，每一級都發生這種自動催化的相變。

有兩個原因。化學力量的第一個來源是多樣性。原子能夠組合成許多種不同的分子結構，而分子組合的可能性則無限大，不像夸克只能三個一組的組合成中子和質子。化學力量的第二個來源是反應。結構A能操縱結構B來形成新的結構C。

方塔那由一些聽起來簡單得令人難以置信的宇宙現象著手。他指出，當我們觀察從夸克到銀河系等規模不等的宇宙現象時，我們發現和生命有關的複雜現象只會在分子大小的情況下出現。為什麼呢？

「關於這一切所代表的意義，我有一部分答案。」考夫曼說，他近來思考了很多，因為一九九一年感恩節之前不久，考夫曼和他的太太在一次車禍中死裏逃生，好幾個月後才逐漸康復。

當然，嚴格的說，蘭頓只有在細胞自動機中證明了複雜和相變之間的關聯性。沒有人知道在其他模型中，或在真實的世界裏，是不是依然如此。但是法默說，另一方面，有很多線索顯示，或許這是真的。例如，你可以看到多年來，許多結合論模型會突然出現類似相變的行為。早在一九六○年，考夫曼在他的遺傳網路模型中最先發現的就是相變。如果連結點太鬆散的話，網路基本上就凍結不動，而如果連結點太緊密的話，網路就會在一片混亂中劇烈攪動。惟有在兩者之間，當每個節點恰好有兩個輸入信息時，網路才能產生考夫曼所要尋找的穩定的狀態循環。

其次來看看人工生命的一般生物學，觀念如出一轍。蘭頓以「泛基因型」或GTYPE泛指任何低層次規則的集合，又以「泛表現型」或PTYPE來泛指在特定環境下，這些規則相互作用所產生的結構或行為。例如在傳統的電腦程式中，泛基因型本身顯然就是電腦密碼，而泛表現型則是使用者輸入信息所引起的程式反應。在蘭頓的自我複製細胞自動機中，泛基因型是規定每個細胞如何與相鄰細胞相互作用的規則，而泛表現型則是整體形態。在雷諾斯的柏茲程式中，泛基因型是引導柏茲飛行方向的三個一組的規則，而泛表現型則是柏茲群的結群行為。

蒼蠅、野兔、狐狸的情形也一樣。每一種生物都在自己的景觀中活動，然而，共同演化的重點在於，這些景觀都並非各自獨立，而是兩兩配對。對青蛙而言，要看蒼蠅的動作才能決定什麼是好的策略，反之亦然。「所以當每個作用體適應的時候，也改變了其他作用體的適應度景觀。」考夫曼說：「你想像中的圖像是，有一隻青蛙在牠的策略空間中，朝向山頂步步攀登，而蒼蠅也在牠的策略空間中，步步上爬，但是景觀會隨著牠們的動作變形。」就好像牠們都走在橡膠上一樣。

同時，邏輯步驟的程序（procedure）逐漸在邏輯學家的努力下獲得較清楚的概念，因此奠定了一般計算理論的基礎。二十世紀初期，徹區（Alonzo Church）、歌德爾（Kurt Gödel）、圖寧等人指出，無論機器所用的材質是什麼，機械流程的精髓不是一件東西，而是抽象的控制結構——能夠以一組規則來表現的程式。蘭頓說，的確，這也是為什麼你可以把軟體從一部電腦中取出，放到另一部電腦中執行；因為這部機器的「機械性」不在於硬體，而是在於軟體之中。一旦你接受了這個觀念（這也正是蘭頓十八年前在麻州綜合醫院中得到的啟示），那麼你很容易就可以看出，有機體的「生命力」也在於軟體之中、在於分子的組織中，而非分子本身。

當然，在秩序和混沌狀態之間，集體的適應度必然到達巔峰。考夫曼說：「根據和_圖_書我們所作的數據模擬，最大的適應度恰好發生在相變。所以關鍵在於，就好像有一隻看不見的手，所有的作用體都為了自己的利益改變周遭景觀，然而系統整體卻共同演化而到達混沌邊緣。」

考夫曼說，如果確是如此，那麼你可以了解為什麼複雜性的增長似乎是不可動搖的：複雜性增長只不過反映了生命起源的自動催化定律。當然，這個定律必須成為假想的新第二定律的一部分。然而，考夫曼相信這還不足以解釋一切，就像他終於了解自我組織也不能全然解釋生物學的道理一樣。事實上，這種由下而上、層層上推的連串變動，也是另一種形態的自我組織。因此，接下來的問題是，天擇和適應如何形成這系列演變？

在最初的電腦模型中，自動催化組沒有演化，因為當時自動催化組與外在環境之間沒有互動關係。模型假設所有的事情都發生在一鍋混合的化學溶液中，所以一旦自動催化組突現出來，就會變得很穩定。然而，在四十億年前真實的世界裏，環境會讓這種面貌模糊的自動催化個體陷於掙扎、波動之中。所以為了要了解在這種情境下會發生什麼狀況，法默和研究生巴格利讓自動催化組模型的「食物」供應產生波動。「最妙的就是，有些自動催化組就像貓熊一樣，只吃竹子。如果你改變了它們的食物，它們就活不了。但是另外有一些自動催化組則像雜食動物一樣，有很多不同的新陳代謝方法，因此可以替換不同的食物分子。所以，當你改變供應的食物時，它們完全不受影響。」法默說。像這種最強壯的自動催化組很可能就會生存於遠古的地球上。

法默說：「我想我們隱約知道，這種有趣的組織現象活動的領域在哪裏。」然而，這並不能解釋一切。即使為了辯解，你假設這種特別的混沌邊緣領域確實存在，想像中的新第二定律還是得解釋突現系統如何到達這個領域，如何繼續留在混沌邊緣，以及在那裏做什麼。

然而，兩者之間也有一些令人疑惑的相異點。蘭頓的混沌邊緣強調的是，邊緣系統有潛力作複雜的演算及顯現近似生命的行為，而巴克的臨界狀態似乎與計算或生命毫不相干（地震能計算嗎？）。此外，蘭頓的理論中絲毫未提及系統必須「存在」於混沌邊緣，正如派卡德所說，系統可以經由某種天擇的形式，達到混沌邊緣。然而輸入沙粒、能量或其他東西會驅使巴克的系統自然達到臨界狀態。這兩種相變的觀念如何相互呼應，仍是未知之數。

最後，混沌邊緣的觀念大大改變了自我組織與天擇問題在他心目中的意義。但是，那時他卻百味雜陳，因為他自己不但從一九六○年代起，就在遺傳網路上看過近似相變的行為，而且在一九八五年，他幾乎就要領悟了混沌邊緣的想法，但終究擦身而過。

還好，蘭頓一旦從驚恐中恢復過來，生日派對就賓主盡歡，畢竟不是每天都有博士候選人過四十歲生日。法默還號召蘭頓在研究中心和理論部門的同事，一起湊錢買了部新的電吉他當做生日禮物。「我是真心要刺|激他趕快讀完博士，因為我擔心他遲遲沒有拿到學位，終究會成為把柄，而且說不定真的有這麼條規定，限制實驗室聘用沒有博士學位的人。」

一九八八年十一月底，羅沙拉摩斯非線性研究中心的祕書交給蘭頓一個密封的官樣信封，裏面是由實驗室主持人海克（Siegfred Hecker）簽署的一份備忘錄：

最好的例子就是地震。住在加州的人都知道微震發生的頻率要遠多於轟動全球的大地震。一九五六年，地質學家古登堡（Beno Gutenberg）和瑞區特（Charles Richter）指出，這些震動事實上都遵循冪律：在任何區域中，每年釋放出某些能量的地震數和能量的冪次恰成反比。（在實證上，冪次大約是一．五。）對巴克而言，這個論調聽起來好像自我組織的臨界性。因此，他和唐超設計了一個斷層帶的電腦模擬；在斷層帶，地殼穩定而不可遏止的運動，把斷層的兩側推向相反的方向。根據標準的地震模型，每一側岩石都被龐大的壓力和摩擦鎖住，岩石會抗拒地殼運動的拉力，直到突然毀滅般的滑移爆發。

考夫曼說，在化石紀錄中，這種過程呈現出來的是長期停滯後爆發了演化變遷，正符合古爾德（Stephen J. Gould）和艾德瑞吉（Niles Eldridge）等古生物學家聲稱的，他們在化石紀錄中看到的「間斷的均衡」現象。從邏輯推論來看，你可以說這類大動亂正是隱藏在地球過去的大滅絕的背後原因，整個物種完全從化石紀錄中消失，被新物種所取代。六千五百萬年前，流星或彗星很有可能毀滅了恐龍，所有的證據都指向這個方向，但是其他許多大滅絕或許純粹是內部原因——起因於地球生態系在混沌邊緣發生了規模異於尋常的大變動。

考夫曼熱切的說：「讓我們把網路看成基因調節的模型，我認為真正的胚胎發育、細胞分化，在秩序狀態中的連結鬆散、但離邊緣又不太遠的網路裏，適應得十分良好。因此，我們很有理由猜測，十億年的演化事實上使真正的細胞轉趨於混沌邊緣。所以這個強而有力的證據足以顯現混沌邊緣必有其好處。」

在這樣的遠景之下，他覺得每個投身於這個領域的科學家應該立刻閱讀「科學怪人」（Frankenstein）這本書。在這本書中（儘管電影中並未出現這一幕），科學怪人聲稱他不需要為他的創造物負責任。蘭頓指出，我們絕不容許這樣的事情發生，我們無法預測目前所做的事情將如何影響未來，但是無論如何，我們都要為後果負起責任。也就是說，大家必須公開討論人工生命的含義。

蘭頓寫道：「在本世紀中葉以前，人類已經有能力消滅地球上的生命。在下個世紀中葉以前，人類將有能力創造生命。兩者之中，很難說何者施加給我們的責任更重。未來，不只將出現人工生命，而且演化的過程也將愈來愈在人類的掌控之中。」

他說，無論採取哪一種方式，沙堆都自我組織成最後的形態，不需外力干預。沙堆正處於臨界的狀態，表面的沙粒十分不穩定。事實上，處於臨界狀態的沙堆和鈽的臨界質量大同小異——在鈽的臨界質量狀態下，連鎖反應一觸及發，徘徊在可能演變成核爆的邊緣。微細的沙粒表面也是以各種可能的組合方式相互鎖定住，隨時可能鬆手。所以當一粒沙掉落的時候，很難說會發生什麼狀況。有可能什麼動靜也沒有，有可能只是引起幾粒沙移動，也有可能小小的撞擊正好引起適當的連鎖反應，導致沙堆全面大崩潰。巴克說，這些狀況都會不時發生，全面的大崩潰很少發生，但小崩落則屢見不鮮。但是，穩定掉落的沙粒總會引起規模不一的沙崩，形成可以用數學分析的「冪律」（power-law）行為：特定規模的沙崩頻率是其規模的某些冪次（也稱次方）的反比。

其次，把不計其數的符號串程式放在模擬的大鍋中，讓它們可以隨機的彼此反應，然後靜觀其變。事實上，結果和考夫曼、法默及派卡德的自動催化組模型大同小異，只不過多了些奇怪而美妙的變化。能自我維持的自動催化組當然出現了，但是另外還出現一些會無限成長的組合，有一些組合在化學成分消失時，能夠自我修補，還有一些組合在注入新的化學成分時，會適應並改變自己。甚至還有一對組合沒有相同的成分，但卻會彼此催生。方塔那說，簡而言之，煉金術程式代表的含義是，純粹過程的集合（他的符號串程式）已經足以自然突現出栩栩如生的結構。

顯然，如果系統到頭來只是製造出一堆死的符號串，系統不會有什麼發展，就好像經濟體系把大部分產出轉為乏人問津、也不能再製造成其他物品的小玩意一樣。「但是如果『活』的、有生產力的符號串能夠自我組織，不製造出那麼多死的符號串，那麼它們就會更生意盎然。」於是淨生產力會大幅提升，活的符號串群會比不自我組織的符號串更占上風。事實上，當你注視著電腦模型時，你發現隨著電腦模擬的進行，愈來愈少見到死符號串成形。

法默說，在一九八○年中葉，自動催化組模型也發生了相同的狀況。這個模型有許多參數，例如反應的催化強度，以及「食物」分子供給的頻率都是。基本上，他和派卡德、考夫曼必須借助從嘗試與錯誤中獲得的經驗，以人工來設定所有的參數。他們首先發現的就是在參數到達某種程度之前，模型中沒什麼狀況發生，但是一旦跨越了某個門檻後，自動催化組就會迅速發展。法默說，這種行為又和相變大同小異。

「我們很難在生物學中說明『進步』的觀念。」法默說。當我們說，這個生物比那個生物先進，究竟代表什麼意思？例如，蟑螂已經在地球上生存了幾億年，比人類的歷史還要久遠，牠們對於當蟑螂非常拿手。我們真的比牠們先進嗎？還是只是不同而已？六千五百萬年前，我們的靈長類祖先真的比殘暴霸王龍先進，還是只不過僥倖逃過彗星隕落的劫難而已？

考夫曼說，最後，新的第二定律還必須包括一個層面：「新的第二定律必須能說明，自從生命誕生以來，有機體為何變得如此複雜，這樣有什麼好處？」

但是，答案就在於研討會中一再出現的第二個洞見：沒錯，生命體系是機器，但是這種機器的組織和我們所習慣的組織截然不同。不像人類的設計師都從上而下設計機器，生命體系似乎都從底部向上發展，從簡單的系統中浮現出整體結構。蛋白質、DNA、及其他生物分子組成了細胞，神經元組成腦子，相互反應的細胞組成了胚胎，螞蟻組成了蟻群，同理，企業及個人組成經濟體系。

考夫曼說，回頭來看，很容易又有事後之明：如果我們都深陷秩序狀態中，那麼每個人都在適應度的山頂上，而且相互一致。但是，這是個很糟的山頂。因為事實上每個人都只不過在綿延山脈中的小丘之頂，沒有辦法掙脫羈絆，攀登真正的最高峰。在人類組織中，這就好像分工之後，每個人都被綁得死死的，只能學習如何做好被分配到的工作，不能多管閒事。無論用那一種比喻，顯而易見的是，在不同組織中，如果每個個體都有多一點的自由和活動空間，那麼將造福大眾。僵化的系統將會變得比較能變通，集體的適應度將升高，作用體整體將更接近混沌邊緣。

我希望看到所有這些發現導出一個雙流程理論：一方面作用體自我架構成新的結構，在競爭中贏得資源的主掌權，另一方面則同時自我推進到混沌邊緣。

這些和神祕而不可遏止的複雜性增長有什麼關係呢？考夫曼說，可能有很大關係。「複雜性的增長，和不均衡系統由下而上的層層自我架構息息相關（例如，原子、分子、自動催化組等）。但是關鍵在於，一旦突現出較高層次的實體，這些實體就會交互作用。」分子可以和分子結合成新的分子，符號串世界中突現的新結構，情形也一樣。創造它們的化學同樣也會使它們藉著交換符號串，而產生豐富的相互作用。「例如，這裏有一個『卵』，你丟進一個符號串，卵可能就會變成噴射機，或是變成另一個卵，或金線霧。」

所以，當考夫曼聆聽有關混沌邊緣的演講時，他的心情混雜著興奮與懊悔。他禁不住覺得這個觀念有一部分為他所有；但是他也承認，蘭頓把相變、計算和生命的關聯性解析得扣人心弦，蘭頓下了苦功把這個想法琢磨得嚴謹而精確。更重要得是，蘭頓領悟到考夫曼所未見的道理：混沌邊緣不只是純然的秩序系統和混沌系統之間的簡單分界線。經過多次長談後，蘭頓終於讓考夫曼明白，混沌邊緣是自成體系的特殊區域，是你能找到近似生命的複雜行為的地方。

「我們應該做的是，研究這樣的趨勢能不能用來詮釋歷史，如果可以的話，我們在歷史上是不是也同樣找得到這種間斷的均衡，例如羅馬的滅亡算不算一個例子。因為這樣一來，我們就真的變成演化歷史的一部分。藉著研究演化過程，我們或許能夠把這種概念融入政治、經濟、社會理論中，而我們將明白，惟有小心翼翼達成全球的協議和盟約，才能安然度過災難。但是，接下來的問題是，我們真的想控制人類的演化嗎？而且因此就能阻止演化嗎？演化的過程是有益的，如果單細胞生物有辦法阻止演化，使單細胞生物始終是獨霸地球的生命形態，那麼，我們根本不會存在，所以你不想阻止演化。另一方面，也許你想了解如何能讓演化持續進行下去，同時又避免殺戮和滅絕。」

考夫曼說：「這個故事是關於我們自己的。物質已經努力演化至最佳狀態，我們也能在宇宙中安詳自在。然而還是會有很多痛苦，因為你可能滅絕或破產。但是我們處在混沌邊緣，因為這是我們能表現得最好的地方。」

法默說，同樣的，直到一八四○年代，英國釀酒商和業餘科學家焦耳（James Joule）才為熱力學第一定律奠定了實驗基礎。熱力學第一律又稱能量不滅定律，它說明了能量能夠從一種形式轉換到另一種形式，包括熱的、機械的、化學的或電的形式；但是你永遠無法創造或毀滅能量。到了一八五○年代，科學家才能以清晰的數學形式說明這兩條定律。

但這正是問題所在：無論合理與否，你如何測試這樣的觀念呢？蘭頓藉著觀察細胞自動機在電腦螢幕上展現複雜行為，而辨認出相變。然而，在真實世界的經濟和生態體系中要如何進行驗證，仍是未知之數。當你觀察華爾街的行為時，你如何分辨何者為簡單，何者為複雜？當談到全球政治或巴西雨林正處於混沌邊緣時，確切的含義又是什麼？

如果蘭頓的語氣比一般的科學論文高調的話，那麼在羅沙拉摩斯，他不是唯一的例外；法默不會讓他專美於前。

第三個問題：一旦到達了混沌邊緣，系統做什麼事情？這個問題比較微妙。

然而，無論電腦病毒的身分如何，蘭頓毫不懷疑「真正的」人工生命終有一天會出現，而且這一天可能就在不久的將來。甚且，由於生物科技、機器人技術以及先進的軟體技術發展，人工生命將被應用在商業及軍事用途上。但是，人工生命的研究也因此格外重要，如果我們真的朝向人工生命的美麗新世界邁進，那麼至少我們在行進中要張大眼睛。

「所以，我們可以說相變是複雜性計算出現的地方，而且突變和天擇將能使你到達相變狀態。」當然，派卡德已經在他的簡單細胞自動機模型中，證明了這個論點，考夫曼現在希望在他自己的遺傳網路中，也能證明演化能把真正的細胞帶向混沌邊緣。

蘭頓不介意，因為他自己也一直抱持著同樣的觀點。但是，他已經花了幾個月時間做編輯工作；也就是說，把四十五篇論文各讀四遍，把每篇論文寄給不同的審稿人，再把審稿人的意見寄回給原作者，要求他們修改論文，還要不時以甜言蜜語哄騙每個人快馬加鞭修改完成，然後，他自己再花幾個月的時間撰寫序文和總論。他嘆口氣：「真是花了不少時間。」

考夫曼的研究方法更抽象。他仍然以符號串來代表系統中的「分子」，但是他甚至並不堅持它們一定代表程式，而可以只是一連串的符號：110100111，10，11111等等。他的模型中的「化學」只是一組說明某些符號串如何改變另一些符號串的規則。既然符號串就好像語言中一個個的文字，他稱這種規則組為「文法」。重點在於，藉著隨機創造一組文法規則，他可以取樣觀察不同的化學現象，看看會產生什麼樣的自動催化結構。

所以，這證實了考夫曼的臆測嗎？考夫曼說，幾乎沒有！單單靠幾個電腦模擬，不能證明什麼。如果在各式各樣的複雜遊戲中，都證明了混沌邊緣是最佳位置，而且突變和天擇能把你帶到那裏，那麼也許這整個鬆散而奇妙的臆測就有了解答。但是他承認，這也是他還無暇清除的瓦礫堆之一，他感到還有許多美妙的臆測在向他召喚。

事和-圖-書實上，你甚至可以利用數學來精確分析兩者雷同之處。在蘭頓的秩序狀態中，系統總是會統合成穩定狀態，就好像在臨界點之下的鈽，連鎖反應總是會消逝無蹤，也好像一小堆沙：永遠不會真的出現沙崩。而在蘭頓的混沌狀態中，系統總是分歧為不可預測的動盪狀態，就好像超越臨界點的鈽，會併發一系列連鎖反應，或是像巨大的沙堆，因為無法支撐而崩潰。混沌邊緣和自我組織的臨界狀態一樣，都存在於以上兩種狀態的交界之處。

考夫曼說，你會直覺的相信只要具備突現的內涵，這些都在混沌邊緣。分子會集體組成活細胞，我們假定細胞是在混沌邊緣，因為細胞有生命。細胞會集體組成有機體，有機體集體組成生態系，以此類推，每個層次都接近或存在於混沌邊緣，因此都有生命。

當然，新的第二定律可能會部分談到基本單位、內在模型、共同演化，以及賀南和其他人研究的所有適應機制。然而，法默猜想這條定律的核心或許不是關於機制，而是關於方向——它在陳述一個簡單的事實：演化的結果總是令事物比演化之前更複雜、更精巧、更有架構。他說：「雲比大霹靂後的混沌一片有架構，生命起始的太初渾湯又比雲有架構。」我們又比太初渾湯有架構，現代經濟體系要比美索不達米亞的城邦有架構，就好像現代科技要比羅馬時代的科技複雜一樣。似乎學習和演化不止慢慢、不可遏止的把作用體拉向混沌邊緣，同時學習和演化也把作用體沿著混沌邊緣，帶向愈來愈複雜的發展方向。為什麼呢？

自從法老王的時代開始，人類就在找尋自動機的祕密，當時的埃及工匠利用水的滴漏而發明了時鐘。在西元第一世紀，亞歷山大的希羅（Hero of Alexandria）提出了他的氣體學，描述保持正常氣壓的氣體如何在模仿動物及人形的小機器中，產生簡單的運動。一千年後在歐洲，中古和文藝復興時期的工匠發明了愈來愈精巧的鐘鎚，會從時鐘內部伸出敲打報時，有些公共時鐘甚至還設計了各種形狀的鐘鎚演出一齣戲。工業革命時期，時鐘自動機技術帶動了更複雜的流程控制技術，工廠的機器已由轉動的凸輪和相互連結的機械手臂導引著運轉。此外，更精密的結合了轉動的凸輪、鼓輪及機械手臂後，十九世紀的發明家又開發出一種控制器，能在同一部機器上產生不同的動作程序。隨著二十世紀初期計算機的發展，「這種可以設定程式的控制器成為電腦發展的濫觴，」蘭頓說。

他帶著自責的語氣說：「有很多篇論文，我一直懊悔沒能寫出來，這正是其中一篇。」一九八五年夏天，他利用休教授年假的時間在巴黎做研究，這個想法正是在那個時候開始萌芽。當時，他和物理學家威斯巴可（Gerard Weisbuch）及研究生佛吉曼梭爾（Francoise Fogelman-Soule）一起到耶路撒冷的哈達薩醫院（Hadassah Hospital）待了幾個月。一天早上，考夫曼正在思考網路中他稱之為「凍結成分」（frozen component）的問題。他在一九七一年首先注意到這種現象。在他的燈泡比喻中，這就好像網路中東一堆、西一堆相互連接的節點群，不是全都亮起燈光，就是全都熄滅，而且就一直保持那樣的狀態；然而網路中其他部分的燈泡卻一直持續閃爍。在緊密連結的網路中，燈泡集體混亂閃爍，根本不會出現凍結成分。然而凍結成分卻充斥於連結疏鬆的網路中，這也是為什麼這類的系統很容易就完全僵化。他很好奇，介於兩者之間會是什麼狀況？也就是最近似真實遺傳系統的不太緊密、也不太鬆散的網路，也就是既不完全僵化，也不是全然一片混沌的網路……

這條弧線要回溯到一九六○年代，當時他剛開始琢磨自動催化組和基因組的網路模型。在那段日子裏，他確實希望能相信，生命完全經由自我組織而形成，天擇只不過是枝節而已。胚胎發育就是最好的證明，相互作用的基因自我組織成不同的形狀，對應於不同的細胞；而相互作用的細胞又在發育中的胚胎自我組織成不同的結構。他說：「我從來不懷疑天擇的作用，我只是覺得在最深層，終究還是和自我組織有關。」

「關於滅絕的化石證據還不夠充分，沒有說服力，」考夫曼說：「但是你可以模擬有冪律的狀況。」的確，他在聽完巴克的演講後不久，就設計了這樣的實驗，出來的圖表雖然不是完美的冪律，卻饒富意義。

「所以當我們問，生命如何發生，及為什麼有生命的系統是這個樣子，這類的問題都是讓我們了解人類本身，以及人類和一般死物有什麼不同的根本問題。我們愈了解這些事情，我們就愈接近像『人生的目的是什麼？』這類的根本問題。科學永遠也不可能直接回答像這樣的問題，但是藉著提出另一個問題：『為什麼世界會愈來愈複雜？』或許我們能學到一些關於人生的根本道理，從而領略到人生的目的，就好像愛因斯坦藉著了解地心引力而領悟了時間和空間的道理。我想到的比喻是天文學中的轉移視線：如果你想看到非常微弱的星星，你應該先看看旁邊的夜空，因為這樣一來，你的眼睛會對微光更敏感。如果你直視這顆星，星星就會消逝。」

科學探討很多事情，法默說。科學是關於有系統的蒐集資訊，是關於建立邏輯一致的理論來說明事實，也是關於發現新材料、新藥物、新技術。

方塔那說，其中一個答案就是「化學」：生命顯然是一種化學現象，只有分子能自發的和其他分子起複雜的化學反應。但是，為什麼呢？為什麼分子能這麼做，而夸克和似星體卻不能呢？

所以，關於這點，新的第二定律可能會怎麼說呢？

他寫道：基本上，人工生命與傳統生物學恰好背道而馳。人工生命不是藉著分析來了解生命——把生物社群解析成物種、有機體、器官、組織、細胞、細胞器、薄膜，及最後的分子；人工生命試圖以綜合法來了解生命：在人工系統中，組合簡單的片段來創造近似生命的行為。人工生命科學的信條是，生命並不只是物質表面的特性，而是物質的組織。人工生命的運作原則是，生命的定律一定是以變動的形式存在。人工生命的遠景是，運用電腦和機器人等新媒介來探索生物學的其他可能發展。人工生命學者能像太空科學家研究其他星球一樣：因為從整個宇宙的角度來了解其他星球的動態，反而對我們自己的世界有更深一層的了解。「只有當我們能夠從『生命可能的形態』來看『生命目前的形態』時，我們才能真正了解野獸的本質。」

法默說，所以很多人都各自思索這些問題，但是當時他覺得很沮喪：「沒有一門學科在探討這個問題。生物學家沒有在研究這類問題，他們陷在哪個蛋白質會和哪個蛋白質發生反應的迷陣中，忽略了一般性的通則。就我所見，物理學家也沒有在研究這類問題。這是我一頭栽進混沌理論的原因之一。」

法默說，你很容易就安慰自己說，達爾文早就回答了這兩個問題。既然在競爭的世界裏，反應最複雜的系統總是最占上風，那麼固定不變的系統只要稍微放鬆一點，就能表現得更好，而紊亂的系統只要有組織一點，也同樣能表現得更好。所以如果這個系統還不在混沌邊緣的話，你期待學習和演化會把系統推向混沌邊緣。如果系統已經在混沌邊緣了，那麼你期待學習和演化會在它開始游離時，把它拉回來。換句話說，你期待學習和演化穩住混沌邊緣——，因為那才是複雜、適應性系統生存的自然領域。

「所以，也許我們該學到的教訓是，演化不會停止，演化仍然在持續進行，表現出許多生物歷史上曾經出現的現象，只不過這些現象現在都發生在社會文化的環境中。我們可能也會看到與生物演化相同的滅絕和騷亂。」

考夫曼說：「巴克到聖塔菲來的時候，我對他的自我組織臨界性理論大為激賞，他的理論真的不錯。」儘管巴克的尖刻實在令人不敢恭維，蘭頓、法默、還有其他的聖塔菲人卻都有同感。顯然，在混沌邊緣的拼圖中，他們又找到了關鍵的一片圖案，現在的問題只是這片圖案該安插在什麼位置。

所以，蘭頓的研究出色而且重要。儘管如此，由於其他各種研究工作和寫書的羈絆，考夫曼幾年後才真正領悟了混沌邊緣的含義。事實上，那是在一九八八年夏天，派卡德從伊利諾到聖塔菲來，在研討會中說明他對混沌邊緣的研究。

除此之外，假設你真能創造生命，那麼你會突然面臨到比生命或非生命的技術定義還要重大的問題，你會很快的陷入某種實證的神學中。例如，創造了一個活生物之後，你是否有權利命令它崇拜你，供奉你？你是否有權利扮演上帝的角色？如果它不聽你的話，你是否有權利毀滅它？

法默說：「我幾乎視之為宗教問題。身為物理學家、科學家，我內心深處一直渴望了解宇宙。對我這樣一個宇宙即神論者而言，大自然就是上帝，所以藉著了解自然，我就更接近上帝。事實上，直到在研究所就讀的第三年，我還從未夢想過真能當一名科學家。我只是把科學視為我正在做的事情，而不是我加入了一個修道院。」

顯然，必須由直接指向基本物理和化學原理的模型來完成這個工作，例如蘭頓最喜歡的細胞自動機，法默說。而蘭頓在細胞自動機中發現的混沌邊緣的奇怪相變，似乎正提供了大部分的解答。在人工生命研討會中，蘭頓對這個題目一直保持緘默；但是從一開始，聖塔菲和羅沙拉摩斯的許多人都發現混沌邊緣的觀念扣人心弦。

「然後，在一九八○年初，有一天我去拜訪史密斯。」史密斯是著名的英國生物學家，也是考夫曼的老朋友。考夫曼在停頓了十年之後，這時候正重新開始認真思考自我組織的問題，在這十年間，他一直在研究果蠅的胚胎發育。他說：「史密斯夫婦和我一起散步時，史密斯說我們離達爾文的家不遠，然後他就大發高論：一般說來，把天擇認真當一回事的人是英國鄉紳，就像達爾文一樣。接著他看著我，微微笑了一下，然後說：『認為天擇和生物演化沒什麼關係的人是城市猶太人！』史密斯說：『你真的得好好思考天擇的問題，考夫曼。』我卻不聽，我希望一切自然產生。」

蘭頓說，最美妙的是，一旦你把生命與計算的觀念相結合，就可以產生大量的相關理論，例如生命為什麼充滿驚奇？

就考夫曼所理解，巴克的自我組織臨界性理論提出了一個答案，如果一個系統顯現出大小不等的變化和騷亂的波動，而且變動的規模遵循冪律，那麼這個系統就是在臨界狀態及（或）混沌邊緣。當然，巴克的說法只是用一個更精確的數學方法來重複蘭頓一貫的論調：只要系統在穩定和流動之間取得適當的均衡，這個系統就能顯現複雜、近似生命的行為。但是，冪律提供了衡量的工具。

的確，考夫曼顯然希望新一代的卡諾會叫作——考夫曼。他像法默一樣，預見新的第二定律會解釋突現的實體在混沌邊緣時，如何表現出最有趣的行為，以及這些實體如何藉著適應的過程，而愈趨複雜。但是，和法默不同的是，考夫曼沒有背負行政管理的重擔和挫折。自從抵達聖塔菲的第一天起，他就埋首於這個問題中。他十分迫切的想找到答案，彷彿要花三十年來探究秩序和自我組織的意義，令他有種咫尺天涯的痛楚。

他問：「所以，什麼才是我們該採取的正確措施呢？我不知道，我只知道這就像演化歷史上的『間斷的均衡』，總是在許多物種滅絕後才出現安定的狀況，而且新情勢也不必然就比過去進步。模型顯示，混亂過後，在穩定時期稱霸的物種可能比過去稱霸的物種還不能適應環境。所以這類的演化變遷時期可能很危險，這是美國可能喪失世界強權地位的時刻。誰曉得可能會發生什麼事呢？」

葛雷易克在他的暢銷書「混沌」中，特闢一章來講這段故事：一九七○年代，法默和他一生的摯友派卡德還在加州大學聖塔克魯茲分校念物理研究所的時候，他們怎麼樣迷上了輪盤賭的運動學。計算球在輪盤上快速滾動的軌跡使他們感覺到，物理系統中最初的小變動可能會在最後的結果中產生巨大的變化。書中也描寫他們和另外兩位研究生簫（Robert Shaw）和克洛區菲（James Crutchfield）如何開始了解到，所謂「混沌」的新科學或一般人較熟悉的「動力系統理論」；他們四人又如何決定致力於這方面的研究，而形成所謂的「動力系統集團」。

電腦病毒尤其是個熱門話題。許多與會者都覺得電腦病毒已經快要跨越界線了，這個討厭的東西幾乎符合每個人所能想到的每一種生命條件。電腦病毒能藉著自我拷貝到另一部電腦或磁片中而達到繁殖、散布的目的；電腦病毒能夠以電腦密碼的形式儲存起來，就好像DNA一樣；電腦病毒還能徵用宿主（電腦）的原有性能來執行它們自己的功能，就好像真正的病毒徵用了受感染的細胞分子新陳代謝作用一樣；電腦病毒能對環境（電腦）的刺|激起反應；而且，拜一些電腦玩家變態的幽默感之賜，電腦病毒甚至還會突變和演化。儘管電腦病毒不能獨立的生存於物質世界中，但是不能因此就否定它是有生命的東西。如果就像蘭頓所宣稱，生命存乎組織之中，那麼適當組織的實體就是有生命的，無論它是用什麼做成的。

法默說，但是儘管美景可期，結合論模型仍然無法解釋新的第二定律。首先，結合論模型無法告訴你突現如何在經濟、社會、或生態體系中運作，在這些體系中，節點都非常「精明」，會不斷彼此適應。要了解這類的系統，你必須先了解合作和競爭的共同演化之舞，也就是說，用過去幾年日漸流行的「艾可」之類的模型來研究共同演化。

所以派卡德做了個簡單的模擬。開始的時候是很多的細胞自動機規則，他要求每個規則都作一些計算。然後，他採用賀南式的遺傳演算法，根據這些規則表現的好壞來進行演化。結果，他發現最後找到的規則正好都密布於邊緣地帶。一九八八年，派卡德把結果發表成一篇叫「朝向混沌邊緣的適應」（Adaptation to the Edge of Chaos）的論文，這是「混沌邊緣」的名稱首次出現在學術期刊（當時蘭頓仍然稱之為「混沌初始」）。

蘭頓說，研討會中許多人都提到，要產生似生命的行為必須模擬小單位的群體，而不是模擬複雜的大單位；只控制局部行為，而不是掌控全局。不要從上而下巨細靡遺的作各種規定，而是讓行為由下而上、自然而然的突現出來。實驗的時候，要把重心放在發展中的行為，而不是最後的結果。就像賀南最喜歡提出的論點，生命體系從來都不會真正安定下來。

考夫曼的想法是：你先從創始的符號串起步。這種最初的符號串能產生自動催化組符號串、卵、蘑菇、噴射機等等，但是它們也能製造出「死」的符號串——也就是沒有生命，不能作為觸媒、也不會起反應的符號串。

簡單的說，就是「你被解雇了。」蘭頓大驚失色，跑去找杜倫（Gary Doolen），杜倫鄭重其事的證實了這件事，沒錯，確實有這麼一條規定。而且，沒錯，海克有可能這麼做。

就以學習和演化為例吧。既然節點如此簡單，網路的整體行為就幾乎完全由連結點來決定。或是套句蘭頓的話，連結點把網路的泛基因型編碼了，因此要修正系統的泛表現型行為，你只要改變連結點即可。法默說，事實上，要改變行為的方式有兩種。第一種是連結點的位置固定不變，但是改變它們的強度。這就是賀南所謂的「採掘式」學習（exploitatio和圖書n learning），不斷改善你已有的知識。在賀南的分類者系統中，他藉著不斷獎勵能產生好結果的分類者規則，來達到這個目的。在神經網路中，則藉著各種學習演算法，在網路中呈現一系列已知的輸入信息，然後不斷加強或減弱連結點，直到出現正確的反應。

但是，科學的核心是關於說故事，解釋世界是什麼樣子，還有世界如何演變成今天這個樣子。科學所描繪的故事就像過去的創世神話或史詩傳奇一樣，能幫助我們了解人類，同時也了解人類和宇宙的關係。科學中有一個故事是關於一百五十億年前，在大霹靂的一瞬間，宇宙如何誕生；有一個故事是關於夸克、電子、微中子及其他粒子，如何從大霹靂中飛散而出，成為無法形容的熱電漿；又有一個故事是關於這些粒子如何逐漸凝結成我們今天在銀河、星球上看到的物質；有一個故事是關於為什麼太陽是像其他恆星一樣的星體，而地球是像其他行星一樣的星球；有一個故事是關於生命如何在地球上誕生，而且演化了四十億年；還有一個故事是關於三百萬年前人類如何在非洲大平原上誕生，並且慢慢發展出工具、文化及語言。

這兩種過程可能同時發生在同一種生態系中，這完全要看景觀的架構和配對的狀況而定。所以，把那些已經達到局部理想狀態而靜止不動的作用體標上紅色，其他的標上綠色，他和強森就實際在電腦螢幕上展示他們的模型。當系統深陷混沌時，幾乎沒有作用體靜止不動，因此螢幕上出現綠色的汪洋大海，只有零星幾點紅色在閃爍，代表有幾個物種想要找到暫時的平衡。反之，當系統處於秩序狀態時，幾乎所有作用體都鎖定在均衡中，所以電腦螢幕上顯現一片紅色，只有幾點綠色蜿蜒而行，代表無法安定下來的個體。

暫時的成功讓考夫曼更進一步想要知道，冪律的連鎖變化是不是混沌邊緣的生命體系共通的特性——包括股市、技術的相互依存網、雨林等等。儘管證據非常不充分，但是，他覺得這個預測應該無誤。同時，想到混沌邊緣的生態系卻引起他注意到另一個問題：這些體系如何到達混沌邊緣？

巴克是個三十來歲、身材圓胖、一臉福相的年輕人，然而他卻有著條頓（Teutonic）民族的強悍作風，說話唐突、甚至語帶挑釁。有一次蘭頓在研討會中問他問題時，他說：「我知道我在說什麼，你知道自己在說什麼嗎？」同時，巴克也聰明絕頂，他的相變觀念言簡意賅，足以和蘭頓的理論分庭抗禮。然而兩人的觀念卻南轅北轍，幾乎看不出有任何關聯。

的確，你可以把這種由下而上的想法看成純科學的新「生機論」（vitalism）。所謂生機論，就是古代的人認為生命中包含了某種超越物質的能量、力量、或精神。蘭頓說，生命的確超越物質，但不是因為有一種超乎物理或化學法則的生機賦予這些體系生命，而是因為遵循簡單互動規則的群體，能夠恆常的展現出人意料之外的行為。生命也許確實是一種生化機器，但是，要賦予這個機器生命，「並不是就把生命注入機器之中，而是組織機器，讓機器群體間相互反應的動態『活』起來。」

法默說：「談這些令我沮喪，因為有語言上的問題。人們再三討論如何定義『複雜』和『突現計算的傾向』，但是如果不能以數學術語作清楚的定義，單單用這些字眼，只能在你的腦中激起模糊的影像。這就像熱力學誕生之前的一八二○年代，他們知道有一種東西叫作『熱』，但是他們討論的時候所用的名詞，後來聽起來簡直可笑極了。」

巴克解釋，一九八八年，他和同事唐超及威森費德（Kurt Wiesenfeld）在研究一種被稱為「電荷密度波」的神祕凝態現象時，發現了自我組織的臨界性。但是，他們很快就體認到這個現象有廣泛而深遠的意義。最好的例子就是想像桌上有一堆沙，新的沙粒如濛濛細雨般不斷落下。（他們以電腦模擬和實際的沙都作了實驗。）沙堆愈來愈高，直到再也無法堆得更高。此時，隨著新的沙繼續落下，舊沙開始從沙堆旁邊流瀉而下。巴克說，假如你一開始就堆了很大的沙堆，結果完全一樣，沙堆會從兩側崩潰，直到所有多餘的沙全都掉落。

無論是哪一種體系，在重重限制之下，仍然有共同演化的充裕空間。如果青蛙經由演化，舌頭變長，蒼蠅就要學習如何逃得更快。如果蒼蠅經由演化，發出難聞的氣味，青蛙就得學習如何忍受這種氣味。所以，你如何把這些過程具像化呢？考夫曼說，其中一個辦法是一次看一個物種，先從青蛙開始。青蛙在任何時候，都會發現有些策略比其他策略奏效，所以任何時候，青蛙可以採用的策略就形成一種想像的「適應度」景觀，最有用的策略高居山頂，而最沒用的策略停在谷底。當青蛙演化的時候，牠在景觀中四處移動。每次青蛙經歷突變的時候，就由目前的策略移至新策略，天擇會使青蛙的所有動作平均仍然朝向適應度更高的山上攀升，使青蛙往谷底下降的變種終究會死亡。

更廣義的說，泛基因型的觀念基本上和賀南的「內在模型」觀念不謀而合，唯一的不同是蘭頓比賀南更強調泛基因型作為電腦程式的角色。所以，自然而然，泛基因型的觀念能充分應用在賀南的分類者系統上，就好像一組分類者規則一樣。這個觀念同樣適用於「艾可」模型，在模型中，生物的泛基因型包括了攻擊和防禦的染色體。而在亞瑟的玻璃屋經濟模型中，人工作用體的泛基因型就是辛苦學習而來的經濟行為規則。基本上，這個觀念適用於任何複雜適應性系統，在其中作用體能依照一組規則而相互作用。而當它們的泛基因型發展為泛表現型時，在在呈現出一種計算方式。

然而，蘭頓承認，當考慮到生命的流動性、自發性及有機性，再考慮到電腦和其他機器的運作完全由人為掌控時，要接受這個觀念並不容易。乍看之下，單單以這些名詞來談生命體系，都顯得十分滑稽。

加拿大的林登梅爾和普辛基（Prezemyslaw Prusinkiewcz）發表的電腦繪圖植物，也是同樣經過由下而上的群體思考所產生。這些植物並不是畫在電腦螢幕上，而是長出來的。開始的時候只有一條莖，然後用幾個簡單的規則來告訴每條莖如何長出樹葉、花朵、以及更多的分枝。同樣的，這些規則並沒有提到最後形成的植物長什麼樣子，而只是模擬植物發展過程中，眾多的植物細胞如何各自區分及相互作用，卻因此創造出幾可亂真的灌木或花朵。事實上，如果細心的選擇適當的規則，甚至可以創造出與已知品種非常相似的電腦植物。如果稍微修改一下規則，可能就會產生截然不同的植物，這也證明在演化時，生物發展過程中些微的改變都可能在外觀上引起劇烈的變化。

法默讀到艾西摩夫的小說時，才十四歲，即使在當時，他都感覺到這個小說指出了一個深奧的問題。他自問，如果能趨疲不斷增強，如果原子尺度的錯亂和失序是不可改變的，為什麼宇宙仍然會產生星球、雲和樹？為什麼物質會大規模的變得愈來愈有組織，同時又小規模的變得愈來愈沒有組織？為什麼宇宙萬物沒有在遠古以前，就分解成混沌一片瘴氣？

丹麥出生的物理學家巴克（Per Bak）在混沌邊緣遊戲中，是一張不按理出的牌。他和長島布魯克海文國家實驗室的同事在一九八七年首次發表了「自我組織臨界性」（self-organized criticality）理論，從此，安德森對他們的研究一直有很多溢美之詞。一九八八年秋天，巴克終於到羅沙拉摩斯和聖塔菲研究院來討論他的概念。

「現在假定共同演化的複雜系統的確會到達混沌邊緣。這很像蓋婭，也就是說有一種吸子，一種不斷變遷、我們共同自我維續的狀態；在其中，物種會不斷滅絕，新物種不斷誕生。如果經濟體系也是如此，那麼就是不斷出現新技術取代舊技術的狀態。如果這一切都屬實，就表示處在混沌邊緣時，我們的表現最佳，一個開放而不斷變動的世界是我們的最佳狀態。」

當系統處於相變狀態時，當然秩序和混沌相互平衡，電腦螢幕似乎也展現生命的脈動，紅島和綠島相互交織，噴射出彷彿隨機碎形的捲鬢。生態系一部分永遠達到均衡，轉為紅色，一部分則永遠閃爍，而且在找到新的演化方式時，轉為綠色。變動的波濤大小不等的橫掃螢幕，偶爾還掀起驚濤駭浪，把生態系變得面目全非，無法辨認。

他說：「宗教把道德規範銘刻於石碑上，以強制推行。我們現在面臨嚴重的問題，是因為我們一放棄傳統宗教，就無所遵循。但是，當你把宗教和道德剖開來看，所有的宗教和道德規範人類行為的方式，其實都在配合社會的運作。在這個演化過程中，社會不斷的作各種實驗，這些實驗成不成功，就決定了哪些文化理念和道德箴言會繼續流傳下去。」如果是這樣，那麼或許共同演化理論能為我們說明文化的變遷，以及社會如何在自由和控制之間取得不斷變動的平衡。

蘭頓發現這個問題很難回答，其中一個原因是，沒有任何人知道「真正的」人工生命是什麼樣子。也許是某種遺傳工程製造出來的超級有機體？或是能自我複製的機器人？還是教育過度的電腦病毒？到底生命是什麼？你怎麼能確定你是不是真的找到了生命？

為了釐清這個想法，考夫曼決定再度和強森合作，另外設計一個電腦模型。這個電腦模擬實驗是個很不錯的結合論網路。程式的核心是他的「NK景觀」模型的修訂版。過去幾年，他為了對天擇有更進一步了解，而發展出「NK景觀」（NK landscape）模型。在模型中，物種的適應度端賴許多不同的基因。每個物種都有N基因，而其適應度又要視K個其他基因而定。這個模型比賀南的「艾可」還要抽象，但是在概念上很簡潔。一開始，你先想像有個生態系，其中物種能任意突變、演化，但是物種相互反應的方式只有幾種。所以，青蛙總是以黏舌來捕捉蒼蠅，狐狸總是追逐野兔。你也可以把模型想成經濟體系，其中每一家公司都能任意調整內部組織，但是這家公司和其他公司的關係卻被合約和法令所限定。

他說：「所以，一九八二年我坐下來寫書的大綱。」「這本書打算探討自我組織和天擇：你如何整合這兩種理論？最初我的想法是兩者互相衝突，天擇要的是一種東西，但是系統中的自我組織行為又有其局限。所以，兩者相互較勁，直到達到某種均衡之後，演化再也無法推動改變。整本書的前三分之二，我都抱持著這種意念。」考夫曼說。或說得更精確一點，他這種想法一直延續到一九八○年代中，直到他在聖塔菲聽到混沌邊緣的說法，才開始動搖。

當然，在神經網路中，節點及連結點的結構非常明顯。節點相當於神經元，而連結點則相當於連接神經元的突觸。如果程式設計師有一個視覺的神經網路模型，他可以藉著刺|激能接受輸入信息的節點，使之反應，來模擬明暗不同的光線落在視網膜的形態，然後讓這種反應透過連結點，散播到神經網路的其他部分。這就好像把滿滿一船貨物送到沿海各個港口，再由不計其數的貨車把貨物沿著公路運送到內陸城市。如果妥善安排連結點，那麼網路的反應很快就會安定下來，對應於所看到的景觀（例如，「那是一隻貓！」），而形成自我統一的形態。而且，即使輸入的信息混雜而不完整，網路模型仍然會有同樣的表現。

法默不清楚新的第二定律會是什麼樣子。「如果我們很清楚，我們就知道如何達到目標。目前一切純屬臆測，只是直覺而已。」事實上，他不清楚結果會有一條定律，還是有許多條定律？不過，他確實知道人們最近發現了許多線索，例如突現、適應、混沌邊緣。他們至少已開始為這個假設的新第二定律勾勒出輪廓。

法默和非線性研究中心主任坎貝爾仍然一本初衷，支持蘭頓。但是他們和蘭頓都知道，現在有壓力了。此外，第二次人工生命研討會預定在一九九○年二月召開，儘管這次法默和其他人伸出援手，研討會主要仍由蘭頓一手策畫，而他還必須完成博士論文。所以，他日夜趕工。一九八九年十一月，他飛到安娜堡，接受由賀南和勃克斯主持的博士論文委員會的口試。如果通過口試，他們當場就能頒給他博士學位，他的一切痛苦也就結束。

他說，沙堆的比喻提出了可能的答案。穩定輸入能量或水或電子，會驅使大自然中許多系統自我組織，達到臨界狀態，就好像穩定落下的沙粒會驅使沙堆自我組織，達到臨界狀態。它們變成剛好在臨界邊緣、相互糾纏的次系統，不時發生大小不一的沙崩，重組為恰好足以在邊緣維持平衡的狀態。

最好的例子就是法默在一九八九年和他的太太，環境律師貝琳（Alletta Belin）共同發表的非技術性論文：「人工生命：即將來臨的演化」（Artificial Life: The Coming Evolution），這篇論文在加州理工學院慶祝葛爾曼六十大壽的研討會中發表。他們寫道：「隨著人工生命的出現，我們可能是第一個能創造出自己繼承人的生物。如果我們扮演造物主失敗了，我們的繼承人可能冷酷而惡毒。但是如果我們成功了，他們可能是無論在知識或智慧上，都遠超越我們的優秀生物。很可能未來具有意識的生命回顧這個世紀時，我們會最受矚目；但不是因為我們自己，而是因為我們所創造的生命。人工生命很可能是人類最美好的創造物。」

從他的角度看來，自動催化組的觀念深陷泥沼已久。一九八六年，他和法默、派卡德發表生命起源模擬之前，法默已經轉而研究預測理論，派卡德則去幫忙渥富仁在伊利諾大學設立複雜系統研究院，考夫曼覺得自己無法獨自再進一步發展這個模型。除了聖塔菲研究院每天都有許多他感興趣的熱門話題外，他既沒有耐性，也缺乏程式設計技巧，不可能日復一日的坐在電腦螢幕前，抓出複雜軟體中的程式錯誤。

法默說：「我在中學的時候，就已經想到了自我組織的問題。儘管剛開始的時候，我的想法很模糊，而且是從科幻小說得來的靈感。」他尤其記得艾西摩夫（Issac Asimov）的一篇小說「最後的問題」（The Final Question）。小說中，未來的人類問宇宙超級電腦，要如何消除熱力學第二定律——也就是宇宙萬物趨於冷卻、衰敗的傾向。他們問，我們如何扭轉日益增強的「能趨疲」。結果，在人類滅亡、星球冷卻多年之後，電腦終於學會如何完成這項偉大的志業，於是它宣布：「創世的光芒再現！」一個嶄新、低能趨疲的宇宙於焉誕生。

「在自我組織的範疇中，我們正悄悄的邁向這個階段。但是，了解組織要比了解失序難多了，我們還無法以清晰量化的形式來說明自我組織的核心概念。我們需要像氫原子這樣的東西，讓我們能夠把它分解開來，清楚描述讓它發生作用的關鍵是什麼。但是，目前我們只了解這塊拼和-圖-書圖中的零星片段，每一片各自有其意義。例如，我們現在很清楚混沌和碎形的概念，也就是簡單的部分所構成的簡單系統能產生複雜的行為。我們也蠻了解果蠅的基因調節。在某些特定的狀況下，我們也依稀掌握了腦部的自我組織過程。而在人工生命的研究中，我們創造了『小宇宙』的新內涵。所有的這些行為只約略反映了自然系統中的真實狀況，但是我們已經能夠完全利用電腦來模擬上述的概念，並任意改變其中的情況，而且不但知其然，亦知所以然。我們希望有一天終於能組合所有的片段，形成完整的演化和自我組織理論。」法默說。

蘭頓的基本觀念是，產生生命和心靈的神祕東西是在秩序和失序之間的某種平衡。更明確的說，你應該從系統如何表現的角度來看系統，而不是只注意系統如何構成。如此一來，你就會發現秩序和混沌這兩個極端，就好像當原子被鎖定在定點所形成的固體，以及當原子任意互相顛覆時形成的液體一樣。但是在這兩種極端之間，在某種叫「混沌邊緣」的抽象相變中，你也可以找到複雜性——也就是系統的組成元素從來不會鎖定在固定位置，但是也從來不會分崩離析，變成混沌一片。這類系統一方面穩定得足以儲存資訊，另一方面又鬆散得足以傳遞資訊。這類的系統能組織起來作複雜的計算，能對外界反應，能表現得自動自發、有適應性及生意盎然。

毋庸置疑，這個問題在研討會中引起了廣泛的討論，不只在會場上，而且在走廊上或晚餐桌上，都有人高聲熱烈的辯論這個問題。

在所有可能的變動行為的廣大空間中，混沌邊緣就像一片超薄的薄膜，是分隔混沌和秩序的特殊複雜行為區域。就像你看，汪洋大海的表面只不過由一個分子那麼厚的界線，來分隔海水輿空氣。而且混沌邊緣也像汪洋大海一樣，廣闊得超乎想像之外，在其中，作用體可以經由無限種方式而變得複雜而有適應能力。的確，就像賀南提到的「永恆的新奇」，以及有適應能力的作用體逡巡於可能性的無垠穹蒼，他所討論的正是有適應能力的作用體游走於廣闊的混沌邊緣薄膜中。

反之，如果我們深陷混沌狀態，那麼每次有所變動，我都把你搞得一團糟，或者你把我搞得一團糟。我們從來都無法到達巔峰，因為我不停的把你踢下山，你也不停的把我踢下山，就好像希臘神話中，不斷推動巨石上山的薛西弗斯（Sisyphus）。因此，我的整體適應度必然很低，你的也差不多。在組織中，就好像一個公司的指揮系統大亂，沒有人知道應該做什麼，大半的時間他們的工作都在相互扯後腿。因此，個別作用體顯然應該和對手配合更緊密些，更能適應其他作用體的行為，如此一來，混沌狀態會稍稍穩定些，整體的適應度會上升，而且生態系也會更接近混沌邊緣。

他補充：「喜歡問題定義明確的科學家對這門學問不會感興趣，但是沒有定見正是這個領域迷人之處。一切都還在發展之中，沒有人已經找到解答的途徑，但是點點滴滴的線索四處飄散，模擬的系統和模糊的概念紛紛湧現，因此可以預見二、三十年後，我們將會有一套真正的理論。」

不幸的是，論文委員會的意見是無異議的「不通過」。他們說，基本的混沌邊緣概念很不錯，你也作了很多電腦實驗來支持你的想法，但是你總括了渥富仁的理論、計算的突現等等，而這些論調和數據的關聯模糊不清。所以你必須緩和你的論調，讓數據更能支持和說明你的論點。

老實說，目前沒有人知道答案。「但是，這個問題是我整個思考背後的根本問題，從生命起源—自動催化—聚合物組，到複雜和組織的理論，都在探討這個問題。」

法默說：「然而，經過一段時間以後，我對混沌理論感到厭倦。混沌的基本理論已經成形，所以我不再有開疆闢土、探索未知的樂趣。」除此之外，混沌理論本身也不夠深入，混沌理論告訴你簡單的行為規則能產生極其複雜的變化；但是儘管碎形的圖案美麗非凡，混沌理論事實上對生命體系或演化的基本原則談得不多，也沒有解釋從散亂的初始狀態如何自我組織成複雜的整體。更重要的是，混沌理論沒有回答他念念不忘的老問題：宇宙中為何不斷形成結構和秩序？

蘭頓說，這些都是很好的問題。「無論能不能找到正確的答案，我們都應該要誠實、公開的討論這些問題。人工生命不只挑戰科學和技術，而且挑戰我們最根本的社會、道德、哲學及宗教信仰。人工生命就像哥白尼的太陽系理論一樣，會強迫我們重新檢視自己在宇宙的定位以及在大自然中所扮演的角色。」

當然，這個定義遺漏了像反應速率常數和溫度變化之類的了解真化學的關鍵。但是方塔那說，他是故意的，他的論調是「化學」事實上可以應用在許多複雜系統上，包括經濟、技術、甚至心智。（商品及服務會和其他商品及服務相互反應，產生新的商品及服務；想法也會和其他想法激盪，產生新的想法。）因此，提煉出化學精髓——多樣性和反應——的電腦模型，應該能提供研究複雜性增長的新方法。

法默並不是天生的行政人才。三十五歲的法默是個高大、瘦骨嶙峋的新墨西哥州人，直到現在還是一副研究生的模樣，紮個馬尾，穿著T恤，嘴裏嚷著：「質疑權威！」繁忙的官僚作業令他痛苦，而撰寫提案向「華盛頓的那些呆瓜」要錢，更令他痛苦。然而，法默無論在申請經費或激發知識熱情上，都天賦異稟。他以數學預測而聞名於世，他最早找到方法來預測看似隨機而混沌的系統的未來行為，包括像人們最有興趣研究的股市未來動向。此外，法默毫不懊悔把小組大半的一般性經費，都撥給蘭頓和一小群人工生命學者，而他自己的非線性預測和其他的研究工作只好自食其力了。「預測能產生實際的結果，所以我可以答應贊助機構在一年內就有回收。但是人工生命研究還要很長一段時間，才能產生實際的結果。在目前的環境下，人工生命幾乎不可能申請到研究經費。」

就長期來說，目前的狀況並不符理想。法默熱愛預測的工作，但是在行政責任和預測工作之外，他幾乎沒有時間研究人工生命，然而人工生命比其他任何題目都能打動他的心弦。他說，人工生命直接切入突現和自我組織的深層問題，而這些問題正是一直盤旋在他腦海中的問題。

法默說，在他和派卡德、考夫曼合作完成的自動催化及生命起源模型中，也可以看到這種網路結構。在這個模型中，節點組也就是所有可能的聚合物物種的組合，例如abbcaad，連結點則是聚合物之間的模擬化學反應：聚合物A催化聚合物B，以此類推。藉著刺|激某些節點的反應（也就是從模擬的環境中，讓小小的「食物」聚合物穩定的流入系統之中），將會引起一連串的反應，最後安定下來，形成活躍而且可以自給自足的聚合物和催化反應形態——也就是「自動催化組」，一種模擬從太初渾湯中突現的原始有機體。

他指出，這條路好似殘酷無情而且曠日費時。大自然的程式是用許多任意區隔的泛基因型來建造許多不同的機器，然後把不管用的機器淘汰掉。而事實上，這種混亂而浪費的過程，也許就是大自然所能找到的最好辦法。此外，賀南的遺傳演算法也許是唯一可行的辦法，能讓電腦處理雜亂、定義不清的問題。「這也許也是唯一有效的程序，能讓你從特定的泛表現型線索中，找到泛基因型。」

考夫曼問：現在，你在這樣的系統中，會得到什麼樣的動態？你會看到什麼樣的整體行為，這些行為彼此間有何關聯？這就是電腦模擬的妙用。當他和強森開始跑他們的NK生態系模型時，他們和蘭頓有了相同的發現：秩序狀態、混沌狀態及似混沌邊緣的相變。

為了測試這個想法，考夫曼和強森容許電腦模擬的作用體改變內部組織，這就等於賀南所謂的「探險式學習」。但是重點是，當物種有能力演化內部組織時，生態系整體確實會朝向混沌邊緣移動。

法默承認，其中有許多模型看起來不像結合論的模型，許多人第一次聽到這些模型被歸為結合論，都大吃一驚。但是，這只不過是因為不同的人在不同的時間，創造了這些模型以解決不同的問題，而且他們用不同的語言來描述這些模型。法默說：「其實剖開來看，他們的本質都一樣。」

「假定這些關於生命起源的模型都是正確的，那麼生命不是懸於均衡之中，生命也不完全依賴某個溫暖的小池塘中湊巧產生了像DNA或RNA之類能自我複製的分子。生命是複雜物質的自然表現，有很深的化學和催化特性，和均衡距離遙遠。也就是說，我們在宇宙中安詳自在，一切都可以預期。這和把有機體當成補綴而成的機器，純靠盲目的機運而產生，大相逕庭。那樣的世界沒有深植於生物學的原理，全是由隨機的變化和天擇主宰一切，那樣，我們在宇宙中就不那麼安詳自在了。」

在賀南的分類者系統中，節點—連結點結構就沒有那麼明顯。節點組就是所有可能的內部信息的組合，例如l001001110111110。而連結點就是分類者規則，每一條規則都在系統的內在公布欄上找尋適當的信息，然後也在布告欄上張貼信息回應。程式設計師藉著刺|激一些輸入節點，也就是把相關的輸入信息張貼在布告欄上，來刺|激分類者發出更多的信息，然後又引起更多信息回應。結果就好像神經網路散播對刺|激的反應一樣，分類者系統中會流瀉出大量信息。然後，也正像神經網路會安定下來形成自我統一的狀態；分類者系統也會安定下來，形成一組穩定的信息及分類者，以解決眼前的問題——或是在賀南的眼中，代表一個突現的心智模型。

他說：「我們可以感覺到雷同之處，但又很難明確的解釋清楚。這是另外一個領域，需要有人作一些嚴謹的比較分析。」

他說：「我聽過法默說這好像熱力學誕生前的階段，我想他說得沒錯，我們在複雜科學中想要尋求的，是整個宇宙的非均衡系統中狀態形成的通則。有了像混沌邊緣之類的提示，我覺得我們已經瀕臨突破，就好像距離卡諾發明熱力學只有幾年的時間。」

他說：「對我而言，在研究自我組織和天擇如何結合的辛苦過程中，下一步就是研究邁向混沌邊緣的演化過程。我覺得很煩，因為我依稀捉摸到一點輪廓了。我並不是太過小心翼翼，我的研究還未結束，我只是對許多事情都有了初步的認識。我覺得自己好像榴彈砲，射穿一面又一面的牆，留下滿目瘡痍。我覺得我匆匆跳過一個又一個題目，想要看到彈道弧線的終點，卻不知道回程時該如何清除那些殘骸。」

此外，當時也沒有人能想像如蒸汽機、化學反應及電池等複雜混亂的事物，竟然全都由一些簡單的通則所宰制。直到一八二四年，年輕的法國工程師卡諾（Sadi Carnot）發表了後來被稱之為熱力學第二定律的陳述：熱不會自然的從冷物體流到熱物體，當時卡諾正在寫一本關於蒸汽機的書，他正確的指出，這個簡單而普遍的事實使蒸汽機的效率大受限制，更不要提內燃機、發電廠的渦輪機，或是任何靠熱來發動的引擎了。不過要再過七十年，才出現第二定律在統計上的解釋：原子總是不斷嘗試回復隨機狀態。

法默說：「老實說，對這些問題的興趣驅使我成為物理學家。伍特斯和我在史丹福上完物理課後，常常坐在草地上討論這些問題，腦中閃現各式各樣的想法。很多年以後，我才發現其他人也已經有類似的想法，而且還記載在文獻上，例如韋納（Norbert Wiener, 1894-1964）和調控學，普里歌金和自我組織觀念等。」事實上，甚至在英國哲學家史賓塞（Herbert Spencer）的著作中都找得到同樣的議題。一八六○年代，史賓塞藉著發明「適者生存」這樣的句子，而推廣了達爾文的理論，在他眼中，達爾文的進化論只是驅動宇宙結構自然起源的廣大力量中的一個特例。

方塔那的發現令考夫曼非常興奮，他立刻決定要再度大舉投入自動催化遊戲。方塔那把抽象的化學視為思考突現及複雜的新方法，但是，他所產生的結果真的代表抽象化學的通性嗎？還是只不過和他執行煉金術程式的方式有關？

這是蘭頓的肺腑之言，這段話正充分反映了他發現自動複製的細胞自動機的親身經驗，但是，這段描述同樣也適用於雷諾斯的「柏茲」群——人工生命研討會中最生動的展示。雷諾斯並沒有由上而下詳細規範柏茲的整體行為，或是叫柏茲跟隨一個特定的領袖行動，他只用了三個簡單的規則來局部規範個別柏茲之間的互動關係。然而正是這種局部性，使柏茲群能夠有組織的適應變動的狀況。這些規則總是會把柏茲拉在一起，正如亞當史密斯「看不見的手」總是要在供需之間維持平衡。但是，就如經濟一樣，這種集中於一點的傾向只是傾向而已，是每個柏茲對鄰近柏茲的行動發生反應後的結果，所以當柏茲群碰到像柱子這樣的障礙物時，只要每個柏茲各行其是，柏茲群就會毫無困難的兵分二路，繞道而行。

蘭頓說：「關於這一切的含義，我的結論純屬臆測，我從相變的角度來看世界，許多想法好像都能適用。」

「但是，我也不相信虛無主義——也就是任何事物都不會比別的事物更好。如果你退後一步，綜覽整個演化過程，我相信你可以很有意義的討論進步的觀念，你會看到整個趨勢都是朝向日益增強的精巧、複雜和功能性發展；T型車和法拉瑞車的差異比起最初的有機體和最近的有機體的差異，簡直是小巫見大巫。儘管這個觀念叫人難以捉摸，但是演化的設計確實日漸朝向『質』的提升，這種整體趨勢是有關生命意義最迷人而深奧之處。」

一九八九年，法默最害怕的事情終於發生了。蘭頓向羅沙拉摩斯總部申請一份內部經費補助，在公文作業的程序中，實驗室高層主管發現蘭頓已經在那裏當了三年博士後研究員，卻「還」沒有拿到博士學位。法默說：「這下可麻煩了。我記得很清楚，因為當時我在義大利度假，他們一直追蹤我到海邊的小鎮，我花了幾千里拉的硬幣，打了無數通電話向他們解釋。回到美國以後，我得在博士後研究員委員會面前為蘭頓及我自己辯護，因為我是蘭頓的主管。我被好好的拷問了一番：『怎麼會發生這種事情？』之類。我能做的只是指出蘭頓創造了人工生命這門科學的事實。當然，所有這些成就只有讓他們更懷疑。最後，我們還得要求將他的博士後研究員資格再延長三個月，以便讓蘭頓快馬加鞭把博士學位拿到。」

考夫曼聽到了十分震驚。「我曾經想到過在相變中可以產生複雜的計算，但是我從來沒有想過天擇也能產生同樣的結果，我壓根兒沒有這樣的想法。」

更重要的是，無論是結合論模型或共同演化模型，都無法解釋生命和心靈最初的起源。宇宙中為什麼會出現生命和心靈？單單說「突現」不足以解釋一切。宇宙中充斥著各種突現的結構，例如銀河、雲、雪花等物體，但它們都沒有獨立的生命。一定還需要其他的條件，而這個假設的新第二定律必須告訴我們其他的條件是什麼。

法默說，所以簡單的說，結合論的想法顯示，即使節點（個別的作用體）沒有腦子，沒有生命，依然能突現出學習和演化的能力。更廣義而言，當力量是在於連結點，而非節點時，所代表的意義就和蘭頓及人工生命學者的理論一致。https://www.hetubook.com.com也就是說，生命的本質是在於組織而不在於分子。這同時也幫助我們對於生命和心靈在宇宙的起源，有了更深一層的了解。

的確，法默是蘭頓的良師益友，儘管蘭頓實際上比他大五歲。法默是聖塔菲決策核心圈裏極少數的年輕科學家之一，他說服柯文撥出五千美金贊助蘭頓在一九八七年舉辦的人工生命研討會，也安排蘭頓在聖塔菲研究院的會議上演說，他在聖塔菲科學委員會上倡議聘請科學家來研究人工生命，還鼓勵蘭頓在羅沙拉摩斯定期舉辦小型討論會。最重要的是，當法默在一九八七年同意主持羅沙拉摩斯理論部門新成立的複雜系統小組時，他把人工生命列為小組的三個主要研究計畫之一。

為了要達到這個目的，方塔那回到電腦程式設計本身，試圖界定他所謂演算的化學，或「煉金術」。他說，就像馮諾曼很久以前指出的，電腦密碼有雙重生命，它一方面代表程式——指揮電腦做事的指令，另一方面又只代表數據——電腦記憶體中的系列符號。所以，我們就藉此定義兩個程式之間的化學反應：程式A把程式B解讀為輸入的數據，然後「執行」而產生一系列輸出數據——也就是電腦的新程式，程式C。

巴克說，這些現象的重點在於，冪律行為在大自然中非常普遍，無論在太陽的活動、銀河的光、通過電阻的電流，以及河水流動中，都會出現這種現象。大的脈衝很少出現，小的脈衝屢見不鮮，但是無論大小，發生的頻率都符合冪律。這種現象太普遍了，這個現象為何無所不在，已經變成物理學中一個惱人的謎團。

另一方面，整個過程讓他獲益非淺。他說：「這就好像準備博士資格考。怎麼樣才是好的論文？有了這次經驗後，我成為這方面的專家。」現在，這本書總算完成了，完全符合柯文和潘恩斯要求的水準，蘭頓覺得他所創造的不只是一系列的論文而已。他的博士論文或許還深陷泥沼，但是研討會論文集很有可能就此奠定了人工生命科學成為嚴謹科學的基礎。更重要的是，他融會貫通了研討會講員的想法和洞見後，在序文和長達四十七頁的總論中盡取其精華。蘭頓等於為人工生命的內涵撰寫了一份最清楚的宣言。

結果，足足有四年，他沒有花什麼心思在自動催化上。直到一九九○年五月，他聽到年輕的博士後研究員方塔那的演講。當時，方塔那剛加入法默在羅沙拉摩斯的複雜系統小組。

又假定最初的符號串產生了兩個噴射機，這兩個噴射機彼此競相爭奪符號串，但是如果其中一個噴射機能幫助另一個噴射機不要產生死符號串，第二個噴射機也能學會幫助第一個噴射機不要產生死符號串，你就有了互助共生體。這對互助合作的噴射機可能就為更高層次、更複雜的個體——「多噴射機」結構，奠定了基石。考夫曼說：「我感覺更高層次的結構所以突現，是因為它們能更快速的吸收更多的符號串流量。」

當然，這正是賀南及聖塔菲派的複雜適應性系統的觀點。不同的是，賀南把這種群體結構視為基本單位的集合，經由基本單位的重組，可以產生極有效率的演化。然而，蘭頓卻視之為可以產生豐富、似生命動態的機會。「在電腦上模擬複雜物理系統的過程中，我們得到的最驚人教訓是，複雜的行為不需要來自複雜的根源。的確，極其簡單的元素集合起來，就可能突然出現有趣而迷人的複雜行為。」

所以電腦模型顯示個別系統能藉著天擇和適應而到達混沌邊緣，而且生態系也能藉著共同演化到達混沌邊緣。「到目前為止，這是我所知道的唯一證據，能證明複雜系統須在混沌邊緣完成複雜的工作。但是，目前這個證據還不夠充分，因此儘管我覺得這個假設相當可信，我還不能確定這是不是真的。但是如果這個假設真的成立，那麼我們就可以把它應用在經濟體系和其他事情上。」這個發現將幫助我們以新眼睛看世界，這個發現將成為新的第二定律的關鍵概念，同時考夫曼苦心鑽研了三十年自我組織與天擇結合的奧祕，也將因這個發現向前邁一大步。

巴克說，這篇論文刊出後，人們在不同領域都找到自我組織臨界性的證據，例如波動的股價或都市中變換莫測的交通狀況等（走走停停的交通阻塞就相當於瀕臨臨界點的山崩）。他承認，還沒有一種理論能指出哪一種系統會發生臨界狀態，哪一種不會。但是，顯然很多系統都會出現臨界狀態。

考夫曼說，要看看這一切如何運作，可以想像一個穩定的生態系統或成熟的產業部門，其中所有的作用體都彼此適應良好，幾乎沒有變革的壓力。然而作用體不可能永遠停留在穩定狀態，因為遲早會有一個作用體產生很大的突變，以致於脫離均衡狀態。也許是年老的公司創辦人終於過世，接班人有新的經營作風；或是隨機的遺傳特性|交換，使某個物種能跑得比過去快。考夫曼說：「因此，作用體開始改變，因而引起鄰居的改變，然後就會導致一連串的變化，直到最後一切回歸靜止。」但是，接著又會有另外一個作用體發生突變。的確，你可以預期整個族群都沐浴在層出不窮的隨機突變中，就好像巴克的沙堆沐浴在不斷落下的沙粒中；也就是說，你可以預期任何緊密互動的作用體群形成自我組織的臨界狀態，遵循著冪律，出現山崩地裂般的巨變。

卡諾的熱力學第二定律，也就是宇宙萬物趨於冷卻、衰敗的傾向。法默不清楚新的第二定律會是什麼樣子，但是他相信：這個定律能形容物質自我組織的傾向，同時能預測宇宙中組織的通性。

他補充，不幸的是，自我組織的臨界性只能告訴你山崩的整體統計，對特定的山崩則不能提供任何資訊。因此，了解並不等於預測，科學家預測地震或許也曾成功過，但卻不是因為自我組織的臨界性。他們的情形就好像我們假想有一群小小科學家住在臨界的沙堆上，他們詳細測量周邊的沙粒，而且努力預測什麼時候這些沙粒會崩落。但是懂得整體的冪律行為對他們毫無幫助，因為整體行為並不是靠局部細節來決定，事實上，即使這些沙堆上的科學家想辦法讓他們所預測的崩潰不會發生，都無濟於事。他們當然可以豎起支架、穩定結構，但是結果只不過把沙崩的地點移到其他地方而已，整體的冪律維持不變。

他說，就拿前蘇聯和東歐共產霸權的崩潰來說吧，整個情勢不禁令人聯想到混沌邊緣的穩定和混亂的冪律分布（power-law distribution）。「在冷戰時期，有很長一段時間，世界局勢幾乎沒有什麼變化。儘管我們責怪美國和蘇聯政府以武力威脅全世界，雙方沒有動武只不過因為不想同歸於盡，但是這段時間世界局勢算是非常穩定。現在穩定時期已經結束，我們可以看到巴爾幹半島及其他地方的局勢混亂，我比以前更害怕未來局勢可能的演變。因為在模型中，一旦脫離了準穩時期（metastable period），就進入混沌階段，變化紛至沓來，戰爭的可能性大增，其中包括爆發世界大戰的可能性。現在的局勢要比過去更敏感，更可能一觸即發。」

拋開他的詞藻不談，法默可是很認真的把人工生命當一門嶄新的科學看待，因此，他也很認真的支持蘭頓。畢竟，最早把蘭頓引進羅沙拉摩斯的人就是法默，儘管他為蘭頓遲遲不完成博士論文而憤怒，但是他毫不後悔。他說：「蘭頓絕對有他的價值，大家都很喜歡他，像他這樣真正有夢想、有人生目標的人太少了。蘭頓不太有效率，但是我覺得他很有洞見，而且有辦法實現自己的想像，他不怕應付細節。」

考夫曼說，這就好像間斷的均衡在發生作用。儘管眼看這三種狀態在螢幕上顯現，別有一番趣味，看到共同演化模型確實出現混沌邊緣的相變也令人欣慰，然而故事只說了一半，仍然沒有解釋為什麼生態系會到達混沌邊緣。另一方面，儘管採用了適應度的景觀模型，到目前為止，他只探討了個別基因的突變過程，卻沒有談到每個物種的基因組結構變化（能夠說明一個基因如何與另外一個基因相互反應的內在組織圖）。這個結構和基因本身一樣，也是演化的產物。「你可以想像有一種演化的流程，把每個作用體的內在組織調整到混沌邊緣的狀態。」

但是，一年的時間就這麼匆匆流逝，而他還沒有真正開始動筆，原因是人工生命研討會結束後，許多後續的發展占據了他的時間。柯文和潘恩斯請他整理演講內容，結集成冊，作為聖塔菲研究院關於複雜科學的系列叢書之一。同時，柯文和潘恩斯也堅持這些文章必須像其他學術論文一樣，經過外界科學家嚴謹的審核。他們告訴他，聖塔菲研究院絕不能沾染上草率的名聲，這必須是科學，而不是電視遊樂器。

考夫曼十分欣慰。回頭來看，道理顯而易見。「你可以想像一個很大的生態系，其中的景觀都兩兩配對，只有兩件事可能會發生：不是所有的物種都往上攀爬，景觀一直扭曲變形，因此物種不停的移動；就是有一群鄰近的物種已經到達史密斯所謂演化的穩定策略，因此就停了下來。」也就是說，這群物種彼此適應良好，缺乏變動的誘因。

至於考夫曼，他衷心希望不需要等那麼久。

他最喜歡的例子就是他和派卡德、考夫曼合作的自動催化組研究中的演化。自動催化的美妙之處在於你可以從頭看著突現產生，看著一些能互相催化的化學組，其濃度以極驚人的速度超越了均衡狀態的濃度。也就是說，整個自動催化組就好像突現的新個體，從均衡的背景中突顯出來，這正是你想用來解釋生命起源的現象。「如果我們知道如何在真正的化學實驗中，重複這個過程，那麼我們就找到了生命和非生命的中介者。這些自動催化的個體沒有遺傳密碼，但是卻能自給自足，自我繁衍；它可能不像種子做得那麼好，但是卻比一堆石頭好一些。」法默說。

從其他許多電腦科學的定理中可以得知，你想倒過來走也不行。你不能先設定你想要的行為（泛表現型），而希望找到一組能產生這種結果的規則（泛基因型）。當然，所有的定理都不能阻止程式設計師在定義清楚的環境下，利用經過完整測試的演算法來解決被清楚定義的問題。但是蘭頓說，生命系統面對的往往是定義模糊、不斷變動的環境，似乎只有嘗試與錯誤（也就是達爾文的天擇）這條路可走。

考夫曼說：「假定很多年之後，你回到這裏，自動催化組已經相互共同演化，噴射出符號串。還存活的必然是那些已經演化出有競爭能力的相互作用關係、食物鏈或共生體的結構。你會看到的作用體，將是能創造出大家都能共存共榮的世界的作用體。這提醒了我們，我們目前所生存的世界完全由我們自己所塑造，我們參與了這整齣戲的演出，既不是受害者，也不是局外人。你、我和金魚，都是宇宙的一部分。」

但是，考夫曼必須承認史密斯說得對，自我組織沒有辦法獨自完成這項工作，畢竟突變的基因和正常基因一樣可以自我組織，結果當產生的是腿長在頭上或沒有頭的畸形果蠅時，你仍然需要靠演化來去蕪存菁。

最後，蘭頓說，會議中第三個洞見是：生命可能不只是「像」計算方式而已（因為生命不只是分子，而是組織的特性），生命根本就是一種計算方式。

法默說，當我們無法清楚的定義「適應度」（fitness）時，「適者生存」就和「生者生存」（survival of the survivors）意義相同。

在巴克和唐超的模型中，兩側的岩石也會扭曲變形，直到即將滑移。這時候，地層會有一些小小的滑落和大一點的滑落，剛好足以保持臨界點的張力。所以地震的冪律說明了地球不斷扭曲斷層帶，直到斷層帶到達自我組織的臨界性，而他們所模擬的地震遵循的冪律非常類似於古登堡和瑞區特的發現。

絕望的蘭頓說，但是這不就表示整篇論文都得重寫。

而這也正是電腦模擬及人工生命的奧妙之處：你可以在桌上型電腦以簡單的模型實驗，看看你的想法實際運作狀況如何，試試看能否精確的確立原本模糊的概念，也可以試著提煉出突現在大自然中運作的本質。而且，目前可以選擇的模型很多。特別引起法默注意的是結合論——以相互連結的「節點」網路來代表一群相互反應的作用體。過去十年來，結合論模型到處出現，最好的範例就是神經網路運動，學者利用人工神經元來模擬知覺及記憶恢復，同時也對主流人工智慧學所採用的符號處理方式，發動猛烈的攻擊。緊迫其後的就是聖塔菲研究院所支持的許多模型的研究，包括賀南的分類者系統、考夫曼的遺傳網路、生命起源的自動催化組模型，以及派卡德在一九八○年代中期和羅沙拉摩斯的皮瑞森合作的免疫系統模型。

同樣的，了解複雜，我們並不會就有了道德的科學理論。但是，如果新的第二定律能幫助我們了解我們是誰，我們是什麼，以及腦子和社會結構如何產生，那麼也許我們對道德會比現在多一些了解。

蘭頓很清楚法默的用意，沒有人比他更想完成博士論文。自從人工生命研討會舉辦後，他的研究有不少進展。他已經把舊的細胞自動機編碼從密西根移轉到羅沙拉摩斯的工作站上運作，他也以不計其數的電腦實驗來探討混沌邊緣的相變，他甚至深入的閱讀了物理學文獻，學習如何用統計方法分析相變。

考夫曼卻不擔心這點，毋庸置疑，這兩種觀念彼此呼應；無論還有什麼枝節問題，自我組織的臨界性聽起來很有道理。更棒的是，巴克看事情的觀點澄清了一些一直困擾他的問題，其中一個問題就是在混沌邊緣的個別作用體，混沌邊緣正是能容許個別作用體思考並生活的動態區域。但是作用體的整體又如何呢？就以經濟體系為例，大家談到經濟的時候，彷彿經濟體系有情緒、有反應、會感染熱度。經濟體系是在混沌邊緣嗎？那生態系是不是呢？免疫系統呢？全球的國家體系呢？

賀南、勃克斯和其他委員說，那你最好趕快開始。

現在有一個故事是關於複雜。

事實上，當時他們甚至不確定熱是什麼，更不要談了解熱如何作用了。當時大多數德高望重的科學家都相信燒得紅熱的撥火鐵棒中密布著一種叫「熱素」的無重透明液體，只有少數人認為熱可能代表了撥火棒的原子中某種細微的運動。結果少數人的意見是正確的。

「我們最近注意到，你已經開始領取第三年博士後研究獎學金，然而卻還未完成博士學位。根據能源部第四○—一一三○條規定，本機構不得雇用未具博士學位的博士後研究員超過三年。就閣下的情況，由於行政作業失誤，我們未事先警告你可能觸犯規定的相關事宜。因此我們已經向能源部申請延期，你不必歸還一九八九年會計年度的獎學金；但是，自八八年十二月一日起，除非你已經拿到博士學位，我們將無法繼續聘請你擔任研究員。」

法默說，首先，這條想像中的定律必須對突現有嚴謹的描述：整體大於部分的總合究竟是什麼意思？他說：「這不是魔術，但是對人類而言，在我們小小的腦子裏，感覺好像魔術一樣。」飛翔的柏茲（及真正的鳥群）會適應鄰居的行動，因此形成群體。有機體會在共同演化之舞中合作並競爭，因此形成協調的生態系。原子彼此鍵結以尋求最低能量狀態，因此形成所謂「分子」的突現結構。人類為了滿足物質需求而彼此購買、銷售或交易物品，因此創造了所謂「市場」的突現結構。人類也因為其他不可量化的因素而彼此互動，因而形成家庭、宗教和文化。藉著不斷尋求相互適應及自我統一，作用體超越了自我，組成了新的東西。訣竅就在於要弄清楚其中的道理，但是又不會變成枯燥無味的哲學或新時代神祕主義。