第四章 组装复杂性

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4.1 生物——机器的未来

灰暗的秋色降临,我站在美国最后一片开着野花的大草原[1]中间。微风拂来,黄褐色的草沙沙作响。我闭上眼睛向耶稣——那重生复活的上帝——祈祷。接着,我弯下腰,划着火柴,点燃这片最后的草原。草原燃起熊熊烈火。

“今日原上草,明日炉中烧。”那复活者说。火借风势噼啪作响,燃起8英尺高的火墙,如一匹脱缰野马;此时,那一段福音浮现在我的脑海中。丛丛枯萎的野草发出的热量令人敬畏。我站在那里,用绑在扫帚把上的橡皮垫拍打火苗,试图控制火墙的边界,阻止它向淡黄色的田野蔓延。我想起了另一节福音:“新的到来,旧的逝去。”

在草原燃烧的同时,我想到了机器。逝去的是旧的机器之道,到来的是重生的机器之本性,一种比逝去的更有活力的本性。

我来到这片被火烧焦的草地,因为这片开着野花的草原以自己的方式展现了人造物的另一个侧面,正如我马上要解释的那样。这片烧焦的土地以事实说明,生命正在变为人造的,一如人造的正在变得有生命,它们都在成为某种精彩而奇特的东西。

机器的未来就在脚下这片杂乱的草地里。这片曾经野花盛开的草原被机器按部就班地翻犁过,什么都没留下,除了我脚下的这一小片草地。然而,具有极大讽刺意味的是,这片小草地掌握着机器的命运——因为机器的未来是生物。

带我来到这片草场火海的人,是三十多岁、做事极其认真的史蒂夫·帕克德[2]。当我们在这片小草原上漫步时,他抚弄着少许干杂草——他非常熟悉它们的拉丁名字。大约20年前,帕克德陷入一个无法自拔的梦想。他幻想某个郊区的垃圾场重新绽放出花朵,还原为缤纷草原的原始颜色,成为烦扰不断的世人寻求心灵平和的生命绿洲。就像他喜欢对支持者说的那样,他幻想得到一个“带来生活品质改善”的草原礼物。1974年,帕克德开始实施自己的梦想。在持怀疑态度的环保组织的些许帮助下,他开始在离芝加哥市中心不太远的地方重建一个真正的草原。

帕克德知道,生态学教父奥尔多·利奥波德[3]在1934年曾经成功地重建了一块勉勉强强的草原。利奥波德所在的威斯康星大学买了一个名为柯蒂斯的旧农场,打算在那里建立一个植物园。利奥波德说服学校让柯蒂斯农场重新还原成草原。废弃的农场将最后一次接受翻犁,然后被撒上行将绝迹的、几乎叫不上名字的草原种子,随后就听之任之了。

这个简陋的实验并非在逆转时钟,而是在逆转文明。

在利奥波德这天真的行动之前,文明迈出的每一步都走上对自然进行控制和阻隔的又一个阶梯。修建房屋是为了将大自然的极端温度挡在门外;侍弄园圃是为了将自然生长的植物转变为驯服的农作物;开采铁矿则是为了砍伐树木以获取木材。

这种前进的步伐很少有过停歇。偶尔,某个封建领主为了自己的狩猎游戏会保留一片野生树林不被毁掉。在这块庇护地,猎场看守人可能会种植一些野生谷物为他主人的狩猎吸引动物。但是,在利奥波德的荒唐举动之前,没有人刻意地去“种植“野生状态。事实上,即使在利奥波德审视柯蒂斯项目的时候,他也不认为能有人“种植”野生状态。作为一个自然学家,他认为必须由大自然来主掌这片土地,而他的工作就是保护自然的一切举动。在同事以及大萧条时期由国家资源保护队雇用的一群农民小伙子的帮助下,利奥波德在头5年时间里,用一桶桶水和偶尔进行的间苗,养护了300英亩[4]新兴的草原植物。

草原植物生长茂盛,非草原杂草同样生长茂盛。这片草场无论覆盖上了什么,都不是草原曾经有过的模样。树苗、欧亚舶来种以及农场杂草,都与草原植物一起旺盛地生长。在最后一次耕耘又过了10年后,利奥波德终于明了,新生的柯蒂斯草原只不过是个荒原混血儿。更糟糕的是,它正在慢慢变成一个杂草丛生的场地。这里缺失了什么。

也许有一个关键的物种缺失了。一旦这个物种被重新引进,它就有可能恢复整个植物生态圈的秩序。20世纪40年代中期,人们找到并确认了这个物种。它是个机敏的动物,曾经遍布高草草原,四处游荡,影响着所有在草原安家的植物、昆虫和鸟类。这个缺失的成员就是——火。

火使草原有效地运转。它使那些需要浴火重生的种子得以发芽[5],将那些入侵的树苗一笔抹去,让那些经不起考验的“城里人”望而却步。火在高草草原生态中所承担的重要职能被重新发现,这也正契合了对火在北美其他几乎所有生态圈内所承担的职责的重新发现。说是重新发现,因为原住民中的土地学家早已认识和利用了火对大自然的影响。欧洲移民曾详细记录了火在白人统治前的草原上无处不在、肆意横行的情况。

尽管对我们来说火的功能已经了然,但当时生态学家还不清楚火是草原的重要组成部分;自然资源保护论者,也就是我们现在所说的环保人士,就更不理解了。具有讽刺意味的是,奥尔多·利奥波德,这位最伟大的美国生态学家,竟然强烈反对让野火在荒地里燃烧。他于1920年写道:“放火烧荒不仅无益于预防严重的火灾,而且最终会摧毁为西方工业提供木材的森林。”他列举出放火不好的五个原因,没有一个是有根据的。利奥波德严厉斥责“烧荒宣传员”,他写道,“可以确定地说:如果烧荒再持续50年的话,我们现存的森林区域将进一步大幅度缩小。”

10年后,当大自然的相互依赖性被进一步揭示之后,利奥波德终于承认了天然火的重要本质。当他重新在威斯康星这块人造草地引入火种之后,草原迎来了几个世纪以来最茂盛的生长期。曾经稀少的物种开始遍布草原。

然而,即使经过了50年的火与太阳及冬雪的洗礼,今天的柯蒂斯草原仍然不能完全体现其物种的多样性。尤其是在边缘地带——通常这里都是生态多样性最集中体现的地方,草原几乎成了杂草的天下,这些杂草同样肆虐在其他被人遗忘的角落。

威斯康星的实验证明,人们可以大致地拼凑出一个草原的近似物。但是,到底要怎样才能再现一个各方面都真实、纯洁、完美的草原呢?人类能从头开始培育出真正的草原吗?有办法制造出自维持的野生状态吗?

4.2 用火和软体种子恢复草原

1991年秋天,我和史蒂夫·帕克德站在他的宝地——他称之为“阁楼中发现的伦勃朗”——芝加哥郊外的树林边。这是我们将要放火焚烧的草原。散生的橡树下生长着几百英亩的草,沙沙作响、随风倾倒的草扫拂着我们的脚面。我们徜徉在一片比利奥波德看见的更富饶、更完美、更真实的草地上。融入这片褐色植物海洋的是成百上千种不寻常的物种。“北美草原的主体是草,”帕克德在风中大声喊道,“而大多数人注意到的是广告中的花朵。”我去的时候,花已经凋谢,样貌平平的草和树似乎显得有些乏味。而这种“无趣”恰恰是重现整个生态系统的关键所在。

为了这一刻,帕克德早在20世纪80年代初,就在伊利诺伊州繁茂的丛林中找到了几块开满鲜花的小空地。他在地里播上草原野花的种子,并将空地周边的灌木清除掉,扩大空地的面积。为了阻止非原生杂草的生长,他把草点燃。起初,他希望火能自然地做好清理工作。他想让火从草地蔓入灌木丛,烧掉那些林下灌木。然后,由于林木缺乏油脂,火就会自然地熄灭。帕克德告诉我,“我们让火尽可能远地冲进灌木丛。我们的口号是,‘让火来做决定’。”

然而,灌木丛没有按他希望的那样燃烧。于是,帕克德和他的工作人员就动手用斧子清除那些灌木。在两年的时间内,他们获得了令人满意的结果。野生黑麦草和金花菊茂密地覆盖了这片新领地。每个季节,这些重建者都要亲自动手砍伐灌木,并播种他们所能找到的、精挑细选的北美草原花种。

可是,到了第三年,显然又有什么不对劲的地方。树荫下的植物长得很不好,不能为季节性的烧荒提供良好的燃料。而生长旺盛的草又都不是北美草原的物种,而是帕克德以前从没见过的。渐渐地,重新种植的区域又还原为灌木丛。

帕克德开始怀疑,任何人,包括他自己,是否能走出几十年来焚烧一块空地,却一无所获的困境。他认为一定还有另一个因素被忽略了,以至于无法形成一个完整的生物系统。他开始读当地的植物历史,研究那些古怪的物种。

他发现,那些在橡树地边缘的空地上繁茂生长的不知名物种并不属于北美草原,而是属于稀树大草原生态系统[6]——一个生长有树木的草原。研究了那些与稀树大草原有关的植物之后,帕克德很快意识到,在他的重建地边缘还点缀着其他的伴生物种,如蒲公英、霜龙胆和金钱草。甚至还在几年前,他就发现了怒放的星形花朵。他曾经把开着花的植物带给大学的专家看,因为星形花植物多种多样,非专业人士是分辨不出来的。“这是什么鬼东西?”他问植物学家,“书中找不到,(伊利诺伊)州物种目录中也没列出来。这是什么?”植物学家说:“我不知道。这可能是稀树大草原的星形花植物,可是这里并没有稀树大草原,那么,它就不可能是那种植物。不知道是什么。”人们对他们不想要的东西总是视而不见。帕克德甚至告诉自己那不同寻常的野花一定是偶然出现的,或被认错了。他回忆说:“稀树大草原物种不是我最初想要的,因此曾想把它们除掉来着。”

然而,他不断地看到它们。他在地里发现的星形花植物越来越多。帕克德渐渐明白了,这古怪的物种是这些空地上的主要物种。其他与稀树大草原相关的许多物种,他还没有认出来。于是,他开始到处搜寻样本——在古老公墓的角落里,沿着铁路的路基,以及旧时的马车道——任何可能有早期生态系统零星幸存者的地方,只要可能,就收集它们的种子。

帕克德看着堆在车库里的种子,有了一种顿悟。混成一堆的北美草原种子是干燥的、绒毛似的草籽。而逐渐多起来的稀树大草原的种子则是“一把把色彩斑斓、凹凸不平、粘糊糊的软胶质”,成熟后的种子包有果肉。这些种子不是靠风而是靠动物和鸟类传播。那个他一直试图恢复的东西——共同进化系统,联锁的有机体系——不是单纯的北美大草原,而是有树的大草原:稀树大草原。

中西部的拓荒者称有树的草原为“荒野”。杂草丛生的灌木丛,和长在稀少树木下的高草,既不是草地也不是森林,因此对早期定居者来说那是荒野。几乎完全不同的物种使得这里保持着与北美大草原截然不同的生物群系。这块稀树大草原的荒野特别依赖火,其程度远超过北美大草原。而当农民们来到这里,停止了烧荒,这块荒野就迅速沦为树林。本世纪初,这种荒野几乎消失,而有关这里的物种构成也几乎没有记录。但是一旦帕克德脑子里形成了稀树大草原的“搜索图像”,他就开始在各处看到它存在的证据。

帕克德播种了成堆的稀树大草原古怪的粘糊糊种子。两年之内,这块地就由稀有的被遗忘了的野花点缀得绚丽多彩:问荆、蓝茎秋麒麟、星花蝇子草、大叶紫菀。1988年的干旱使那些原本非土生土长的杂草枯萎了,而重新得以安家落户的“土著居民”却依然茁壮成长。1989年,一对来自东方的蓝色知更鸟(在这个县已经几十年未见过了)在它们熟悉的栖息地安了家——帕克德将这件事看作是“认证”。大学的植物学家们回了电话,州里似乎有关于稀树大草原多种花色鲜明植物的早期记录。生物学家将其列入濒临灭绝的物种清单。长有椭圆叶的乳草植物在这块重建的荒野恢复生长了,而在州里其他任何地方都找不到它们的影子。稀有而濒临灭绝的植物,如白蝴蝶兰花和浅色连理草也突然自己冒了出来。可能它们的种子一直处在休眠中——在火和其他因素之间找到了合适的萌芽条件——或者由鸟类,如来访的蓝色知更鸟,带了过来。伊利诺伊州各地整整10年未见过的银蓝色蝴蝶,奇迹般地出现在芝加哥郊区,因为,在那新兴的稀树大草原上生长着它最喜爱的食物,连理草。

“啊,”内行的昆虫学家说,“爱德华兹细纹蝶是典型的稀树草原蝴蝶,但是我们从没见过。你肯定这是稀树草原吗?”到了重建后的第5年,爱德华兹细纹蝶已经在这个地区满天飞舞了。

“你盖好了,他们就会来。”这是电影《梦幻之地》[7]中的经典台词。这是真的。你付出的努力越多,得到的越多。经济学家称其为“报酬递增法则”,或滚雪球效应。随着相互联系的网络编织得越来越紧密,再加织一片就更容易了。

4.3 通往稳定生态系统的随机路线

不过,其中仍有机巧。随着事情的进展,帕卡德注意到物种加入的次序很有关系。他获悉其他生态学家发现了同样的情况。利奥波德的一位同事发现,通过在杂草丛生的土地,而不是像利奥波德那样在新开垦的土地上播种北美草原的种子,能够获得更接近真实的北美草原。利奥波德曾经担心争强好胜的杂草会扼杀野花,但是,杂草丛生的土地比耕种过的土地更像北美大草原。在杂草丛生的陈年地块上,有一些杂草是后来者,而它们中有些又是大草原的成员。它们的提早到来能加速向草原系统的转变。而在耕耘过的土地上,迅速抽芽的杂草极具侵略性,那些有益的“后来者们”加入这个集体的时间过晚。这好比在盖房子时先灌注了水泥地基,然后钢筋才到。因此,次序非常重要。

田纳西州立大学生态学家斯图亚特·皮姆[8]将各种次序——如经典的刀耕火种——与自然界上演了无数次的次序作了比较。“从进化的意义上来说,参与游戏的选手们知道先后的顺序是什么。”进化不仅发展了群落的机能,而且还对群落的形成过程进行了细调,直到群落最终能够成为一个整体。还原生态系统群落则是逆向而行。“当我们试图还原一块草原或一块湿地的时候,我们是在沿着该群落未曾实践过的道路前行,”皮姆说。我们的起点是一个旧农场,而大自然的起点则可能是一个万年前的冰原。皮姆自问道:我们能通过随机加入物种,组合出一个稳定的生态系统吗?要知道,人类还原生态系统的方式恰恰带有很强的随机性。

在田纳西州立大学的实验室里,生态学家皮姆和吉姆·德雷克[9]一直在以不同的随机次序组合微生态系统的元素,以揭示次序的重要性。他们的微观世界是个缩影。他们从15至40种不同的单一水藻植株和微生物入手,依次把这些物种以不同的组合形式及先后次序放入一个大烧瓶。10到15天之后,如果一切进展顺利,这个水生物的混合体就会形成稳定的、自繁殖的泥地生态——一种很特别的、各物种相互依存的混合体。另外,德雷克还在水族箱里和流水中分别建立了人工生态。将它们混在一起后,让其自然运行,直到稳定下来。“你看看这些群落,普通人也能看出它们的不同,”皮姆评论道,“有些是绿色的,有些是棕色的,有些是白色的。有趣的是没办法预先知道某种特定的物种组合会如何发展。如同大多数的复杂系统一样,必须先把它们建立起来,在运行中才能发现其秘密。”

起初,人们也不是很清楚是否会容易地得到一个稳定的系统。皮姆曾以为,随机生成的生态系统可能会“永无休止地徘徊,由一种状态转为另一种状态,再转回头来,永远都不会到达一个恒定状态”。然而,人造生态系统并没有徘徊。相反,令人惊讶的是,皮姆发现了“各种奇妙的现象。比如说,这些随机的生态系统绝对没有稳定方面的麻烦。它们最共同的特征就是它们都能达到某种恒定状态,而且通常每个系统都有其独有的恒定状态”。

如果你不介意获得的系统是什么样子,那么要获得一个稳定的生态系统是很容易的。这很令人吃惊。皮姆说:“我们从混沌理论中得知,许多确定系统都对初始条件极其敏感——一个小小的不同就会造成它的混乱。而这种生态系统的稳定性与混沌理论相对立。从完全的随机性入手,你会看到这些东西聚合成某种更有条理性的东西,远非按常理所能解释的。这就是反混沌。”

为了补充他们在试管内的研究,皮姆还设立了计算机模拟试验——在计算机里构建简化的生态模型。他用代码编写了需要其他特定物种的存在才能生存下来的人造“物种”,并设定了弱肉强食的链条:如果物种B的数量达到一定密度,就能灭绝物种A。(皮姆的随机生态模型与斯图亚特·考夫曼[10]的随机遗传网络系统相似。见第二十章)每个物种都在一个巨大的分布式网络中与其他物种有松散的关联。对同一物种列表的成千上万种随机组合进行了运行后,皮姆得到了系统能够稳定下来的频度。所谓稳定,即指在小扰动下,如引入或移除个别物种,不会破坏整体的稳定性。皮姆的结果与其瓶装微观生物世界的结果是相呼应的。

按皮姆的说法,计算机模型显示:“当混合体中有10至20种成分时,其峰值(或者说稳定点)可能有十几到上百个。假如你重演一遍生命的进程,会达到不同的峰值。”换句话说,投放了同样的一些物种后,初始的无序状态会朝向十几个终点。而改变哪怕是一个物种的投入顺序,都足以使系统由一个结果变成另一个。系统对初始条件是敏感的,但通常都会转为有序状态。

皮姆把帕卡德还原伊利诺伊大草原(或者应该说是稀树大草原)的工作看成是对他的发现的佐证:“帕卡德第一次试图组合那个群落的时候失败了,从某种意义上说,是由于他得不到所需的物种,而在清除不想要的物种时又遇到很多麻烦。一旦引进了那些古怪却合适的物种,离恒定状态就相当接近了,所以它能容易地达到那个状态,并可能一直保持下去。”

皮姆和德雷克发现了一个原则,它对任何关注环境以及对创建复杂系统感兴趣的人都是重要的经验。“要想得到一块湿地,不能只是灌入大量的水就指望万事大吉了。”皮姆告诉我,“你所面对的是一个已经历经了千万年的系统。仅仅开列一份丰富多样的物种清单也是不够的。你还必须有组合指南。”

4.4 如何同时做好一切

史蒂夫·帕克德的初衷是想延续真正的北美草原栖息地。在此过程中,他复活了一个已经消逝了的生态系统,也许还得到了一个稀树大草原的合成指南。30年前,戴维·温盖特[11]在百慕大群岛的一片海洋(而不是如海的草地)中看护一种珍稀岸禽,以使其免于灭绝。在此过程中,他再现了一个亚热带岛屿的完整生态环境,进一步阐明了组合大型机能系统的原理。

百慕大的故事说的是一个岛屿受到病态的、无规划的人工生态系统的蹂躏。第二次世界大战结束时,住房开发商、外来害虫彻底侵占了百慕大群岛,当地植物被进口的花园物种所毁灭。1951年,在该群岛外岛的悬崖上发现了百慕大圆尾鹱——一种海鸥大小的海鸟——这一通告令当地居民和全球科学界极为震惊,因为人们认为百慕大圆尾鹱已经灭绝几个世纪了。人们最后看到它们是在渡渡鸟灭绝前后的17世纪。出于一个小小的奇迹,几对圆尾鹱一连几代都在百慕大群岛远处海崖上孵卵。它们大部分时间生活在水上,只有在构建地下巢穴时才上岸,因此4个世纪都没人注意到它们。

戴维·温盖特在中学时代就对鸟类充满狂热的兴趣。1951年,百慕大一位自然学家成功地将第一只圆尾鹱从裂隙深处的鸟巢取出时,他就在现场。后来,盖温特参与了尝试在百慕大附近名为楠萨奇的无人居住的小岛重新安置圆尾鹱的行动。他如此倾心于这个工作,以至于新婚的他搬到了这个无人居住、没有电话的外岛上的一处废弃的建筑里。

温盖特很快就明白了,如果不还原这里的整个生态系统,就不可能恢复圆尾鹱的兴旺。楠萨奇和百慕大原本覆盖着茂密的香柏树林,但是在1948至1952年仅仅三年的时间里,香柏就被引入的害虫彻底毁掉了,只剩下巨大的白色树干。取而代之的是许多外来植物。温盖特认为主岛上那些高大的观赏树肯定逃不过五十年一遇的飓风。

温盖特面对着所有整体系统制造者都会面临的难题:从何入手?事事都要求其他的条件万事俱备,但你又不可能一下子把整个东西拎起来舞弄。有些事必须先做,而且要按正确的顺序去做。

通过对圆尾鹱的研究,温盖特断定,它们的地下筑巢地点已经因无计划的城市扩张而减少了,之后,又有热带白尾鸟前来抢夺仅存的合适地点。好斗的热带鸟将圆尾鹱的幼鸟啄死,再占用其鸟巢。严峻的形势需要采取严厉的措施。因此,温盖特为圆尾鹱制定了“政府安居计划”。他制作了人工巢穴——一种地下鸟窝。假如楠萨奇森林能够恢复的话,那些树木就会在飓风的作用下微微倾斜,根部拔起而形成大小合适的缝隙。热带鸟太大进不去,但对圆尾鹱来说就太完美了。但是,温盖特等不及这一天了,因而,他制作了人工鸟巢,作为解开这个谜题的第一步。

由于需要森林,他种植了8000棵香柏,希望其中能有一些抵抗得住枯萎病。有些香柏确实顶住了病害的侵袭,但是又被风扼杀了。于是,温盖特又种了一种辅助物种——生长迅速、非本地生的常青植物木麻黄——作为环岛防风林。木麻黄迅速长大,使香柏得以慢慢生长,几年过后,更适应环境的香柏取代了木麻黄。补种的森林为一种已经几百年未在百慕大出现过的夜鹭创造了完美的家,而夜鹭吞食陆地蟹。如果没有夜鹭,这些陆地蟹就成了岛上的有害物种。数目爆长的陆地蟹一直享用着湿地植物汁多味美的嫩芽。如今蟹的数量减少,让稀少的百慕大莎草有了生长的机会,近几年里,它也有了结籽的机会。这就好像“少了钉子,丢了王国。”[12]的寓言故事。反过来说:找到钉子,王国获胜。温盖特一步一步地重组了失去了的生态系统。

生态系统和其他功能系统犹如帝国,毁掉容易,建起来难。大自然需要发展森林或湿地的时间,因为就连大自然也不能同时做好一切。温盖特所给予的那种帮助并没有违反自然规律。大自然一般都是利用临时的脚手架来完成自己的许多成就的。人工智能专家丹尼·希利斯[13]在人类的大拇指身上看到了类似的故事。借助拇指的抓握,灵巧的手使人类的智能更进一步,具备了制造工具的能力。但是一旦智能建立,手就没那么重要了。希利斯宣称,建立一个巨大的系统确实需要许多阶段,一旦系统动作起来,这些阶段就变得可有可无了。“锤炼和进化智能所需的辅助手段远比简单地停留在某个智能水平上要多得多。”希利斯写道,“人们在确信与其他四指相对的拇指在智能发展中的必要性的同时,也毫不怀疑现在的人类可以脱离开拇指进行思考。”

当我们躺在隐于高山山梁的草甸上,或涉入潮沼肮脏的水中,就遭遇了大自然的“无拇指思想”。将样板草场更新为花的世界所需要的中间物种此刻都消失了。留给我们的只有“花的念想”,而缺失了看护它们成型的“拇指”。

4.5 艰巨的“拼蛋壳”[14]任务

你可能听说过一个感人的故事——《植树人种出了幸福》,它讲的是如何从荒芜中创造出一片森林和幸福的故事。这是一位1910年徒步去阿尔卑斯山深处旅行的欧洲年轻人讲的故事:

这位年轻人信步来到一个多风无树的荒芜山区。那里仅剩的居民是一些吝啬、贫穷、牢骚满腹的烧炭人,挤在一两个破败的村庄里。年轻人在这个地方见到的唯一一个真正快乐的居民是一个孤独的牧羊隐士。年轻人惊奇地看着这位隐士整天默默无语,白痴似的把橡子一粒粒戳进月球表面似的荒山。沉默的隐士每天种100粒橡子。年轻人迫不急待地离开了这块荒凉的土地。许多年后,第一次世界大战爆发,年轻人竟又意外地回到了这里。这次,他发现当年的那座村庄已经郁郁葱葱,几乎认不出来了。山上生长着茂盛的树木和植物,流淌着溪水,到处是野生的鸟兽,还有一批心满意足的新村民。那位隐士在30年的时间里种了90平方英里茂密的橡树、山毛榉和桦树。他在大自然面前看似孤立无援、蚍蜉撼树的举动已经重塑了当地的气候,为成百上千的人们带来了希望。

可惜这个故事是杜撰的。尽管人们把它当作真实的故事在世界各地传扬,实际上它只是一位法国人为时尚杂志编写的奇幻故事。不过,也确实有一些理想主义者通过种植上千棵树木而重建森林的故事。他们的成果证实了法国人的直觉:大面积生长的植物能促进当地生态系统进入良性循环。

有个真实的例子:20世纪60年代初期,英国奇女子温迪·坎贝尔- 普尔蒂旅行到北非,通过在沙漠中栽种树木来抵御沙丘的入侵。她在摩洛哥提兹尼特省的45英亩沙地上种植了2000棵树,形成一道“绿色的墙”。在6年的时间里,这些树功勋卓越。温迪又设立了基金,为在阿尔及利亚布萨达的260亩沙漠荒原上再种植13万株树木提供资金。这项工作也取得了成果,形成了一小块适合柑橘、蔬菜和谷物生长的新田地。

哪怕只给予一个小小的立足点,那些相互关联的绿色植物内所隐藏的巨大潜能都会触发收益递增的法则:“拥有者得到更多。”生物促进环境发展,也促进更多生物的成长。在温盖特的岛上,鹭的出现使莎草能够重现。在帕克德的北美大草原,以火来清除障碍使野花得以生存,从而使蝴蝶得以生存。在阿尔及利亚的布萨达,一些树木改变了气候和土壤,从而使那里适合更多树木的生长。更多的树木为动物、昆虫和鸟儿创造了生存地,从而为更多的树木准备好了栖息地。从一些橡子开始,大自然就像一部机器,为人类、动物和植物建造豪华的家园。

楠萨奇和其他森林收益递增的故事,以及来自斯图亚特·皮姆微观世界的数据报告,都印证了一个重要的经验,皮姆称之为“拼蛋壳效应”。我们能把失去的生态系统重新组合起来吗?是的,只要所有的碎片都还存在,我们就能将其还原。只是,不知道我们能否还能得到所有的碎片。也许陪伴生态系统早期发展的某些物种——正如助推智能发展的拇指——在附近已不复存在了。或者,在一场真正的灾难中,重要的辅助物种在全球灭绝了。完全有这样一种可能,曾经有一种假想的、到处生长的小草,对于北美大草原的形成具有至关重要的作用,但却在最后的冰河时期被一扫而空。随着它的逝去,蛋壳就不可能再还原了。“记住,两点之间并非总有一条路径可走,”皮姆说。

帕克德曾经有过这个令人沮丧的想法:“大草原永远不能完全复原的一个原因是有些成分永远消失了。也许没有大型食草动物,如古时候的乳齿象乃至过去的野牛,大草原是不会回来的。”皮姆和德雷克的工作还得出更可怕的结论:“不仅要有合适的物种按恰当的顺序出现,而且还要有合适的物种在恰当的时间消失。一个成熟的生态系统也许能轻易地容忍X物种,但是在其组合过程中,X物种的出现会把该系统转到其他路径上,将其引向不同的生态系统。”帕克德叹息道:“这就是创造一个生态系统往往要经过数百万年的原因。”如今,扎根在楠萨奇岛或驻扎在芝加哥郊区的哪个物种能将重现的稀树大草原生态系统推离原来的目的地呢?

由此说到机器,有一个违反直觉却很明确的规则:复杂的机器必定是逐步地,而且往往是间接地完善的。别指望通过一次华丽的组装就能完成整个工作正常的机械系统。你必须首先制作一个可运行的系统,再以此为平台研制你真正想完成的系统。要想形成机械思维,你需要制作一只机械“拇指”——这是很少有人欣赏的迂回前进的方式。在组装复杂机械过程中,收益递增是通过多次不断的尝试才获得的——也即人们常说的“成长”过程。

生态系统和有机体一直都在成长,今天的计算机网络和复杂的硅芯片也在成长。即使我们拥有现存电话系统的所有关键技术,但如果缺少了从许多小型网络向一个全球网络成长的过程,我们也不可能组装出一个与现有电话系统一样巨大且可靠的替代品。

制造极其复杂的机器,如未来时代的机器人或软件程序,就像还原大草原或热带岛屿一样,需要时间的推移才能完成,这是确保它们能够完全正常运转的唯一途径。没有完全发展成熟或没有完全适应外界多样性就投入使用的机械系统,必然会遭到众口一致的诟病。用不了多久,再听到“时机成熟,再把我们的硬件投放市场”时就不会觉着可笑了。

[1] 北美大草原(prairie):分布于北美大陆中部和西部的辽阔的大草原,也称为温带草原,以禾本科植物为主。随着降雨量的由西向东增加和草茎的高低,而又区别为高、中、低几种类型的草原,东部气候半湿润,草木繁茂,种类丰富,并常出现岛状森林或灌丛,称为高草草原;西部内陆靠近荒漠一侧,雨量减少,气候变干,草群低矮稀疏,种类组成简单,并常混生一些旱生小半灌木或肉质植物,称为矮草草原。中间为过渡混生草原。

[2] 史蒂夫·帕克德(Steve Packard):主持伊利诺斯州自然保护协会的科学和管理工作,唤起了世界对芝加哥地区残存的稀树大草原的关注,建立了自愿者网络,成为《纽约时报》科学作家威廉·史蒂文斯的新书《橡树下的奇迹》所关注的焦点。

[3] 奥尔多·利奥波德(Aldo Leopold,1887~1948):美国伦理学家、环境保护主义理论家。著有自然随笔和哲学论文集《沙乡年鉴》。在这本书中,利奥波德从哲学的意义上提出了“土地道德”的概念,把人们对自然的态度与人的道德联系在一起,并指出,在人类历史上,征服者最终都将祸及自身。

[4] 1英亩≈4047平方米

[5] 浴火重生的种子:某些硬壳类植物种子,非火烧去外壳不能发芽。比如澳洲桉树的种子有厚厚的木质外壳,借助大火把它的木质外壳烤裂,便于生根发芽。因此桉树林就像凤凰,大火过后不仅能获得新生,而且会长得更好。

[6] 热带或亚热带稀树大草原(savanna):是指干湿季对比非常明显的热带地区。主要见于东非、南美巴西高原和印度等地。以高达一米以上的旱生禾草为主要成分所组成的草被层占优势,在这种草被层的背景上散生着一些旱生矮乔木。以禾草的生产力高以及植被稀疏开旷等为其特点。savanna土著原意即为“树木很少而草很高”。

[7] 《梦幻之地》(Field of Dreams):是凯文·科斯特纳最出色的代表作之一。这是一部带有神秘色彩的文艺片,描写中年人不甘心于平凡而内心渴望追求梦想的那股力量,对于美国婴儿潮一代的集体心理有深刻动人的刻画。主人翁是青少年时期与父亲失和而无法完成梦想的农场主人雷,有一天他听到神秘声音说:“你盖好了,他们就会来。”于是他像着了魔一样铲平了自己的玉米田,建造了一座棒球场,没想到他的棒球偶像真的来到那里打球,而且还因此使他跟父亲之间的多年心结得以开解。

[8] 斯图亚特·皮姆(Stuart Pimm):1971年获英国牛津大学文学学士,1974年获新墨西哥州立大学哲学博士。皮姆具有保护濒危物种的经验,对热带雨林的消失及其后果颇有研究。

[9] 吉姆·德雷克(Jim Drake):宇航工程师,发明家,帆板运动创始人之一。

[10] 斯图亚特·考夫曼(Stuart Kauffman,1939~):美国圣塔菲研究所(Santa Fe Institute)科学家,理论生物学家。

[11] 戴维·温盖特(David Wingate,1935~)鸟类学家、博物学家、自然资源保护论者,大英帝国勋章获得者。再现了百慕大生态环境,拯救了珍稀鸟类圆尾鹱。

[12] 少了钉子,丢了王国:这个寓言故事讲的是一个国王去打仗,所骑的战马少了一个马掌钉,结果在战斗中战马跌倒,输掉了战争,也丢掉了王国。

[13] 丹尼·希利斯(Danny Hillis,1956.09~):美国发明家、创业家和作家。他与其他人联合创立了“思考机器公司”(Thinking Machine Corporation),该公司研发了并行超级计算机“连接机”(Connection Machine)。

[14] 拼蛋壳:有个英语童谣,大意是,一个叫Humpty Dumpty的矮胖子,不小心从墙头摔下来,像鸡蛋一样跌得粉碎。国王的骑士们谁都无法把他拼好。