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由某些本身丝毫不是随机因素的固定规则所产生的，因而许多随机现象实际上比过去所想象的更容易预测。例如，费根鲍姆发现：对截然不同的函数进行迭代一维单蜂函数，在迭代过程转向混沌时，它们竟然遵循着同样的规律，受同一个数字的支配，这个数就是δ4669201609。“倍周期分”现象说明通往混沌的道路不是任意的，而有某种惊人的规律性。对于预测来讲，混沌构成了新的限制，但它也在前人未曾料想到的因果关系上指明了新的机制。

吸引和排斥

混沌作为探索复杂性的新学科，不仅修正了经典科学只有必然性没有偶然性的观念，而且修正了经典科学只有运动没有发展的观念。一般而言，人们认为牛顿的“没有时间箭头”的概念在经典科学框架内已经由效力学解决了，这就是熵增定律：耗散系统在趋向平衡态的演变中，具有对初始条件的遗忘机制，无论初始条件是什么，我们都应把不可逆的变化看成是趋向于某个最可几状态的演变但是，20世纪主张发展而到热力学中寻找科学根据的论者很快迟到了一个难题。如果系统都要趋于一个完全可以由一班定律推出的终态，即热力学平衡态，那么发展在本质上就是暂时的，转瞬即逝的。一旦系统进到平衡态，发展即宣告结束。这样一来，自然的发生，生命的起源和发展，宇宙的进化，统统都成为不可能；因此，系统的演化必定是趋于吸引子又不能止于吸引子的过程。在趋于稳定的过程中，新的非稳定性如何获得，以使系统在适当的时候进到一个更高的层次上，就成了我们面临的又一个重要的科学与哲学问题。

混沌是把偶然性和必然性集于一身的东西，它通过吸引与排斥的对立统一，说明了非稳定性的起源、放大，以及和稳定性相互协调的机制，进而揭示了事物自己运动的原因。研究复杂系统，“吸引子”是后来发展起来的一个极其重要的概念，复杂系统由极多自由度所组成，可能出现的动力学态不胜枚举；加之演化，系统历经许多态。这些态稍纵即逝，无从把握，所以研究复杂性一直困难重重。。现在不同了，我们可以把系统变化规律的研究首先归结为寻找吸引子，找到吸引子即掌握了系统发展变化的趋势。

较之其它吸引子，混沌吸引子是一种奇异吸引子，它不仅有被吸引的一面，还有被排斥的一面。系统的运动在吸引子之外的状态都向吸引子拢，这是吸引作用，反映系统运动保持“稳定”的一面；而一旦到达吸引子内，其运动又是相互排斥的，这对应着“不稳定”的方面。

贝塔朗菲认为，要认清系统演化的条件与机理，我们既要研究运用自我纠正的负反馈手段达到自我保持的过程，又。耍研究运用自我放大的正反馈手段达到自我创新的过程。在这里，“涨落”和“耗散”这两个概念是掌握吸引和排斥这对矛盾的关键。

摩擦是人人皆知的一种耗散形式。其重要性早在经典力学公式化以前就被人们所认识。亚里士多德认为地球上的物体都具有静止的普遍趋势。他在提出这4假说时，事实上就表达了某种“摩擦”使运动减慢的思想。牛顿则采用了忽略摩擦的理想化作法而得到经典惯性定律。但事实上，无论机械装置如何精巧，惯性定律的实验是做不出来的。在物理科学中国屋使用“理想犹态”这一辞汇，如“无摩擦”、“完全弹性碰撞”、“绝对零度”等等，提出这样一些件件，是为了使问题大大简化。在地球上，要实现这样的理想状态是不可能的。在真实系统中，时间一长，摩擦毋宁说起着支配作用。

按照伽利略作“描述地上的运动的法则同天上的运动法则是相同的”结论，支配天体运动的法则，连同地球上落体运动的定律，都可以由牛顿所推导的方程式普遍地表达出来，它构成了近代科学的主体。但在这一背景中，存在着只有天上的运动才是完一美的，而地上的运动则是这种理想状态的不完全反映这样一种潜在观念。经典力学排除了摩擦，也就排除了由摩擦产生的“热”的存在。这里被排除的不仅仅是热，还有时间的不可逆性。其实，它排除了事物的发展，这才是问题的症结所在。到了热力学，寻求演化判据导致的结果是使人们认识到耗散的重要性。“耗散使得相体积不断收缩而不是刘维定理所保证的相体积不变。各种各样的运动模式在演化中逐渐衰亡，最后只剩下少数自由度决定系统长时间行为。”耗散过去总是被人们看作妨障效率、消耗能量的有害而无益的东西，但热力学的证据表明，对于研究复杂性，耗散使系统运动速度减慢，自动趋向平衡。于是“吸引”的一面，也就是运用负反馈手段达到自我保持的过程得到了说明。要说明“排斥”的一面，离不开“涨落”概念。众所周知，涨落是由系统内部产生出来的与外因无关的非稳定，它与耗散一样，总是无法完全排除的。但问题是，涨落究竞能不能对系统产生重大影响大数定律证明，微观上的涨落总是衰减的，在宏观上意义不大，这个结论曾大大影响了人们对涨落伪重视。

揭示涨落放大的机制，这是现代非线性动力学最重要的成就之一，而混沌是非线性现象的核心问题。非线性的实质是系统各要素之间相互作用、相互影响、相互联系，这也是辩证唯物主义的一个基本观点，而经典科学几乎是线性律的一统天下，因此在那里没有运用自我放大的正反馈手段达到自我创新的过程；在混沌理论中，涨落放大的机制是“对初始条件的敏感性”。

彭加勒早就意识到这一点，他说：。“初始条件的微小差别在最后的现象中产生了极大的差别，前者的微小误差促成了后者的巨大误差。预言变得不可能，我们有的是偶然发生的现象。”洛仑兹还用“蝴蝶效应”来加以形象描绘，意思是说，尽管我们可以用一个完全确定的模型来描述大气运动，但只要一进入混沌态，一只蝴蝶翅膀所造成的影响，都足以使一个地区的整个天气为之改观。“对初始条件的敏感性”丰富了我们对非线性作用的认识，它“是各种大小尺度的运动互相纠缠所不能逃避的结果”。

综上所述，耗散和涨落存在于任何系统之中，又作用在同一系统之上，两者缺一，系统演化的条件就不充分了。耗散是系统自我保持的主导因素，涨落是系统自我创新的主导因素。如果只有涨落没有耗散，系统就会失去任何稳定性；而如果只有耗散没有涨落，系统就不会发生新旧结构的转换，演化在到达某一“终态”后即告结束。涨落是以耗散为背景的，守恒系统中没有涨落，耗散是以涨落为前提的，：没有涨落，耗散系统的响应无从谈起。没有涨落的耗散和没有耗散的涨落，都是不可能存在的。耗散和涨落又是对立的，它们分别对系统起着吸引和排斥的两种作用。系统的自己运动是涨落和耗散两种因素相互竞争的结果。当耗散起主导作用时；系统呈稳定状态，演化循序渐进，具有决定论性质；当涨落起主导作用时；系统状态失稳渐进为跃变所中断，最后的状态取决于哪个涨落先发展起来，在这个意义上少演化变成了一个随机过程；经过环境选择，体系将最终到达三个与微小涨落无关的稳定态，并成为演化的新起点，从稳定到不稳定又到新的稳定，系统的演化就是在耗散和涨落的联合作用下无限地展开。

有序与无序

有序与无序是二对关系到物质进化；生命起源、社会发展的哲学范畴。在这里，关键是事物从低级向高级发展问题。系统自己走向有序结构，对物理学来说是一个破天荒的发展。许多人认为，较之耗散结构理论、协同学；超循环理论这些自组织理论，混沌在这方面的哲学意义似乎要小得多。但事实上，混掂与自组织的关系，就象熵与信息的关系一样，是；枚钱币的两面。

首先，混沌有助于解决复杂性的起源问题。对于自组织来说，复杂性的起源很重要，因为如果终态是唯；的，就没有选择；没有选择，也就没有进化。在混沌动力学中，相空间对系统有吸引力的态不止一个。既然系统的吸引子不止一个，演化就成了一个由可能性转变为现实性的过程。可能性有多种，现实性只有一个如何解决这多与一的矛盾呢选择，多中选一。系统自组织所遵循的原则，如果从外部看，就成了最适合组织复杂客体的控制论方法。于是，就可以解决如何把“多中选一”变成“多中选优”这个合目的控制”的核心问题。

其次，混沌有助于解决突变的问题。根据超循环理论，除了突变之外，系统是不产生新信息的。自组织理论感兴趣的是质的变化，即从一个状态到另一个状态的跃变，通过跃变，新信息被创造出来。在哲学认识中，一连串的事件中有一个能牵一发而动全身的临界点，混沌意味着这种临界点无处不在。对于物质进化，人们最感棘手的是那些光滑变化和突然变化的过渡例如在生物进行过程中，物种与物种之间更替，常常留有一个化石记录的空白。大多数人弄不懂，怎么竟能在“一瞬间”形成新物种呢现在，混沌理论的“蝴蝶效应”揭示了宏观结构形成的机制和触发过程，这是非常重要的。

再次，混沌有助于解决有序和无序对立统一的问题比起前两点来讲，这具更大的哲学意义。过去，在人们的认识中，混沈和有序是对立的、绝对排斥的，混沈为无序和无组织的代名词。现在，混池理论使我们看到了“热平扔泥钝”和“非平衡湍流混沌”的划分，只有前者才是“渺渺蒙蒙不分上下，昏昏沉沉不辨内外”，而后者却在宏观无序之中包藏着十分惊人的秩序性。混沌把有序和无序集于一身，不仅在静态关系上，说明有序和无序的对立统一，而且在动态关系上，有助于阐明事物发展“呈螺旋式上升”的否定之否定规律。

中国自古以来就把盘古开天辟地说成是混沌初开。阴阳五行说认为，混沌生阴阳，阴阳生五行，五行生万物。古希腊先哲也有这样的观点，正如思格斯所说：“在希腊哲学家看来，世界在本质上是某种从泥吨中产生出来的东西，某种逐渐生成的东西。”2根据现代宇宙演化理论，我们认为，混沌在我们这个宇审中是物质进行的始点。

但是，事物的发展不是直线地、无限地趋于复杂和有序化。当代科学对混沌的研究表明，有序来自混沌又可以产生混沌；泥沌来自有序，又可以产生有序，事物发展充满着有序棗无序的辩证转化。具体可表述为如下图式：混沌态1有序态1混沌态2有序态2

值得注意的是，混沌态2较之混沌1态1，不是简单的复归。在混沌态2之中保留着有序态1之中的信息，又包含着有序态2的“胚胎”。这就是说，系统在自组织地形成结构后，在混沌中生成的有序有可能复归混沌。但这不是简单的复归，因为混沌中包藏着秩序，而且这很可能类似于宏观能量向微观能量转移那样，是一种宏观序向微观序的转移。而这种转移正是产生高一级有序结构的前提和基础。

现在能比较完整地剖析无序棗有序的转化关系了。我们看到，自然界物质的运动充满着矛盾存在着转折点。物质演化必定是既组织自身又破坏自身的组织。但由于混浊有内部结构，混沌态是分层次的，与历史有关，这样，从有序到无序，再从无序到新的有序，事物从低级走向高级，这和否定之否定规律比较接近。

简单与复杂

客观世界既是简单的，又是复杂的。客观存在的任何事物，都是简单和复杂的对立统一。人类对事物的认识也经历了由简单到复杂的发展历程。十七世纪以来近代自然科学的发展，强调在实验的基础上分析和解剖，把复杂的要素简化后进行研究，取得了极大的成功。久而久之也导致了简单化的思潮。在经典科学中，复杂性仅仅是简单性的面纱。牛顿有句名言代表了经典科学的这个基本观点：“自然界喜欢简单化，而不爱用什么多余的原因来夸耀自己。”

进入本世纪，人们对自然的认识经历了一个向着多重性、暂时性和复杂性发展的根本转变，复杂性也随之作为一个重要的概念频频出现。混沌运动作为崭新的科学范例，使我们认识到复杂性如何在自然界中出现，以及在何种程度上被加以研究。

但是，认识到复杂性是物质世界的属性，并不意味化繁为简这条原则就不重要了。：简单与复杂的辩证关系既有认识论的意义，：更有方法论的意义。化繁为简作为一条重要的方法论原则，即使对于研究复杂系统问题也是绝对少不了的。就多年来人们形成的观念来讲，生物在其形态和功能两方面都无可争议的是自然界中最复杂、最有组织性的物体。但我们看到，自组织现象的突破却是从无生命世界中较简单的物系开始的。如贝纳德不稳流、化学钟等等，它们常来的连锁反应是整个科学界对复杂性科学的重视大大增加。

在这方面，分形理论提供的范例是最具说服力的。分形理论作为以研究无规则形体为对象的一门新的几何学，与经典的数学大相径庭。但是它的研究成果却有助于使人们相信简单与复杂之间的距离绝不象人们想象的那样大；过去，由于缺乏对复杂性进行定量研究的工具人们对复