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毛治國(Chi-Kuo Mao)
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複雜系統的自組織特性1:因緣成果(催生自組織系統理論 五之二)

毛治國(Chi-Kuo Mao)
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在探討人道世界他組織之手的議題之前,對於純粹的自組織系統的一般特性,必須有更深入的了解才行。以下就以《複雜系統理論與應用的FAQ》一文所揭櫫的「因緣成果、常變循環、臨機破立」三原理為對象,進一步展開說明它們的具體內涵。
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從複雜理論中抽離出針對自組織現象所發現的各種規律,再將它們套入生命系統的創生、存在與演化架構,就構成一套具有生命力的自組織系統理論。由於這套系統理論在應用上可涵蓋自然、生物、人類社會等領域(Chan, 2001),具有相當於司馬遷所說「究天人之際、通古今之變」的性質,因此它也代表一種認識世界的認識論(epistemology)與世界觀,若再搭配人道世界的「他組織(hetero-organization)」之手對自組織世界所可產生的作用後,它就成為可用以改變世界的一套方法論(methodology)。
在探討人道世界他組織之手的議題之前,對於純粹的自組織系統的一般特性,必須有更深入的了解才行。以下就以《複雜系統理論與應用的FAQ》一文所揭櫫的「因緣成果、常變循環、臨機破立」三原理為對象,進一步展開說明它們的具體內涵。

因緣成果(conditional causality)

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因緣是借用自佛典的一對名詞

佛典中因緣兩字的原意主要是強調屬於人自身的內因,與屬於來自環境的外緣,兩者間具有共起共滅,亦即所謂「因緣互起(co-arising)」的關係,它們必須同時出現才能成相,缺一則均為空。《楞嚴經》中對於「因緣和合成果」有這樣一段解說。

蘇東坡就曾根據這句經典寫了一首名為《琴詩》的禪詩「若言琴上有琴聲,放在匣中何不鳴?若言聲在指頭上,何不於君指上聽?」

借用「因-緣」概念來理解自組織現象,主要用它們來分別代表具有自發性互動關係的「系統」與「環境」這對範疇。


具自組織特性的「系統-環境」關係是「因-緣」關係:

自組織系統的系統與環境間的互動關係可簡化為以下說法:內因爲依據,外緣為條件,因緣俱足且和合時就會『成果』(老的內因會轉化成新的內因)。這一說法反映出諸佛典中所揭示「世間萬事皆因緣和合生成」的意旨,例如《楞嚴經疏》就說「聖教自淺至深,說一切法,不出因緣二字」(按:句中的「法」泛指萬事萬物);只不過佛典的說法是通則性的泛稱命題 — 泛指萬物的生成法則;而上述從自組織系統角度所論述的「因緣和合所成之果」則是個案性的特稱命題 — 指特定系統的相變 (phase transition)現象 — 用來指稱系統的結構與功能狀態發生了與前一階段不同的質變。


自組織世界的「因-果關係」是「因-緣-果關係」的簡稱:

因緣成果概念也使我們不期然發現,自組織的世界其實是一個「雖有因,但若無緣就不成果」的世界。華嚴宗的成一法師洞察「因果定法則、因緣成萬事」的道理(這是掛在台北市濟南路華嚴蓮社大廳牆上的一副對子),這句話我的解讀是:因與果之間存在一定的轉化關係,但這種轉化會否發生則決定於具有偶然性的外緣是否出現(亦即:因-果關係可以是先驗的存在,但因-緣-果關係則是經驗的存在)。

這也解釋了任何因果論都不具有必然性的先天原因 — 因爲根據「因-緣-果」的結構,不只有因無緣固然不能成果;甚至任何因只要遭遇的緣不同(前提是該緣與因仍可和合),所成的果也就不同。正因為因緣成果原理中所蘊含的因果關係是否成立,具有上述的「條件性」,所以在英譯時,我們就把因緣成果翻成conditional causality。


因緣成果的「內因依據」指的是系統內在的「元素-結構-功能」關係

一般所謂的系統都是以元素(element)為基本單位,這些元素間又構成特定的結構(structure)關係,而這些結構關係再會產生特定的功能(function)。換句話說,不論是無機的人造系統,或是有機的生命系統都是以這種特定的「元素-結構-功能」關係來定義。自組織系統也不例外。

以動物生理系統為例,它的基本構成元素是細胞;複雜生物的細胞會經特化與分化(specialization & division)過程,分別組成稱為組織(tissue)的不同基層結構;這些不同的基層結構還會再進一步分別組成具有特定功能的不同器官(organ);這些不同的器官又會再組成更高階不同的生理系統;這些複雜的生理系統最後再進一步組構成完整的生命個體。最後形成的這一生命個體就以它所具有的自我求生能力(整體性的宏觀功能)與環境互動,並以自我調適或改善環境的方式,來適應並存活於環境中。這一生命個體就是我們定義中的自組織系統。

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自組織生命系統,不論它的結構複雜度(complexiticity),往微觀看都可找得到具共通性的最基本構成元素(例如生物體中的幹細胞,人類組織系統中的個人),而往宏觀看也都具有自求生存的整體性功能,來與環境互動並適應環境。這種系統內在的「元素-結構-功能」關係就是自組織系統生命力的「內因依據(internal cause)」。

這一內因依據通過它的整體功能與稱為「外緣條件(external condition)」的外在環境互動,並且當內因與外緣可相互和合時,它們就會發展出和諧的互依共存的「因緣和合(the convergence of internal cause and external conditions)」的新狀態;反過來,當內因與外緣經過互動仍無法相互和合時,系統就會因不能適應環境而耗散消亡 (毛治國,2018)。


因緣和合是一種什麼狀態

自組織的內因外緣和合是通過某種過程達成的一種和諧平衡的狀態。這方面最生動的案例是發生於遠古的早期細胞演化過程(Mao & Chang, 2020)。

地球在26億年前因為以光合作用求生的藍綠藻菌(cyanobacteria)的巨量繁殖,將地球上的碳水化合物分解出大量氧氣,導致大氣含氧量不斷上升超過20%的佔比,因而引發所謂的大氧化事件(oxygen catastrophe) (Dole, 1965),造成了經歷十數億年化學演化與早期生物演化所形成,利用發酵作用求生但厭氧的原核細胞(prokaryote)大量滅絕(環境外緣發生巨變,凡系統內因無法適應新外緣的物種就只能耗散)。不過,在這一生物大浩劫的場景中,出現了一幕好戲:一種好氧的掠食性細菌侵入並寄生於某種原核細胞內,並發展出穩定的共生關係,這一寄生、宿主關係最後甚至演化成完全適應大氧化環境的真核細胞(eukaryote)(這是內因的結構與功能發生相變,結果發展成對新外緣具有適應力新內因的具體案例)(Margulis et al., 2006)。這一真核細胞就是後來動物與植物生命演化的源頭元素(按:發展成植物的真核細胞比動物的多吸收了一個可自行產生養分的葉綠體,所以最後導致植物可自營(autotroph)求生,而動物則必須異營(heterotroph)求生的分歧)。


這一侵入原核細胞寄生成功的好氧細菌後來就發展為粒線體(mitochondria),成為新形成真核細胞的能源,可發出比傳統發酵作用強數十倍的能量;而作為宿主的真核細胞則為粒線體提供了生存所需的庇護空間(Sagan, 1967; Zachar et al., 2018)。這種相依互補的內共生(endosymbiotic)關係有趣的地方是:宿主與寄生者仍然各自擁有DNA,並在各自為政下進行不同步調的獨立演化 — 這是古人所稱「和而不同」的典型,也是因緣和合成果的範例。(按:近年有關人類共同祖先源自非洲,並在七萬年前開始出走各大洲的理論,依據的就是人類細胞中粒線體的DNA突變頻率遠遠低於真核細胞的DNA,所以可用來作為追蹤幾萬年來先民遷徙軌跡的科學線索。)

上述「個體間獨立而互補、各取所需、相互依存而生」的「內共生」關係,為因緣和合的意義提供了具體的線索:在不穩定的因緣謀合的演化過程中,自組織系統間雖然會出現競爭現象;但一旦進入因緣和合穩定狀態後,生命的規律就是互補合作,而非競爭關係。它的意思是:進入因緣和合穩定狀態的先決條件是「在每一自組織生命體的自我求生過程中,必須同時為其他相關生命體的生存做出貢獻」;換句話說,當大生態系統中的每一個體成員都能遵循這一生存規律,那麼一個因緣和合的穩定狀態就可形成。我們把這一規律就稱為制約因緣成果關係的「和合律 (rule of interdependent convergence)」。

和合律是「外緣條件」對「內因依據」所產生功能的一種具有他律性的要求(毛治國,2018)。

自組織有序狀態的維持

任何熱力系統都難逃熱力學第二定律所稱的「熵熷(entropy increase)」(又稱熱力退化)問題。自組織系統也屬熱力系統,為了克服因熵熷而導致的系統越變越亂的無序狀態,系統就必須不間斷地(1)從環境吸收物質、能量與新訊息等稱為「負熵」的資源,來抵消內生的「熵增」;(2)將產生自系統內部的「正熵(廢棄物)」排入環境,以使自己保持低熵的有序狀態。這種吸收負熵、排出正熵的舉動就是生物學所稱的「新陳代謝」作用。這一新陳代謝功能一旦中斷,系統就會出現「耗散(死亡)」的危機(Prigogine & Nicolis, 1977;Prigogine, 1978; Prigogine, & Stengers, 1984)。我們把利用新陳代謝作用維持自組織系統有序存在的法則稱為自強律(rule of self-regulation),這一規律可對應《易經》的「天行健,君子自強不息」的精神,它是一條自律性法則,相對於和合律所蘊含的「王道(自利也利他)」精神,自強律則反映出自組織系統的「內聖(自立自強)」精神;而自強律與和合律相連結後,所反映的其實就是古人所稱「先求內聖,再求外王(己立才能立人、己達才能達人)」的基本關係 (毛治國,2018)。

生物的個體生命有一種無法排除的熵熷就是老化(新陳代謝功能會隨個體生命存在的壽年增加而不斷弱化),因此最後因老化而死亡就是無可逃避的宿命。但物種族群或社會性組織系統,則可藉由系統組織成員的新陳代謝,來維持整體族群或組織的低熵狀態;這種系統性抗老化的新陳代謝機制一旦失靈,就會導致族群滅絕,或組織的崩解(城市變廢墟、企業被淘汰、王朝被滅亡)。

熱力退化(熵增律)與生物進化的矛盾統一

自強律所對抗的是熱力學的熵增律(第二定律),熵增律宣告任何熱力系統(涵蓋自組織生命系統)只會越變越亂、越無序(簡稱熱力退化論);但生物學卻證明生物結構經由演化會越變越複雜、越有序(簡稱生物進化論)。那麼世界究竟是越變越無序,還是越變越有序?要化解這一矛盾難題,在概念上就需把「生物進化論『套入』熱力退化論」來理解,才能統一這對科學悖論(paradox)。

它的道理是:任何生命系統都是以外在環境變得更亂作為代價,才能維持它的生存與發展。

因為生命系統一方面從環境吸收負熵,相對就使環境增加一份熵增;另方面它又再向環境排出正熵,再使環境增多了一份熵增;所以外環境為支撐生命系統的存在,必須額外多承受兩份熵增;若再加上環境本身原本就會產生的熵增,這樣就使外在大環境在生命系統存在過程中出現了三份總熵的增加量,於是大環境就變得亂上加亂。因此,歸納來說,熱力退化論還是最終不變的鐵律,而生物進化論只是熱力退化論籠罩下的例外。必須注意的是,這個例外的存在也有其極限:當環境可吸收的總熵量飽和、負熵來源(能量)耗盡,無法再滿足生命系統新陳代謝的需要時,生物進化論也就失掉了實現的基礎。這也是人類必須推動循環經濟來保育地球資源的根本理由 (Kirchherr, Reike, & Hekkert, 2017)。


用因緣成果原理認識世界(管理觀點)

自組織的創生

因緣成果原理可用來理解企業新創成敗的原因。例如,擁有技術的專業人士創業,基本上是個「據因造緣」的局:例如施振榮當年在個人電腦產業開始萌芽的階段創業,憑藉的是他本身擁有設計電腦產品的專業技術(內因),而他成功的門檻就在能否開拓出市場(外緣);當這一對內因與外緣相和合時,他的創業就能成功。

再如,郭台銘當年創業是先拿到了一張RCA的電視機轉台用旋鈕的代工訂單(外緣),這時他的成功門檻就在能否找到相關的製造與生產技術(內因),來和合內外因緣交出產品,所以這是另一種「據緣造因」的局。這兩個例子雖是非常簡化的說法,但在概念上就可用來檢視很多年輕人創業失敗的原因:許多人都是只掌握了單方面的因或緣,而未注意到「孤因不立、獨緣不生」,不知因緣和合才能成果的道理而失敗。


自組織的存在

企業的樓起樓塌往往可用「自強律」來檢視。有些企業創業有成後,可一路從企業、企業、企業成長到企業;但也有許多企業創業後遭遇許多「坎(chasm)」跨不過去(Moore, 1991),像彗星般劃空而逝。企業失敗的理由也可簡單歸因為「因緣失和,故不能合而成果」;其中許多失敗案例就在自強律未能貫徹,致使新陳代謝失調(例如組織結構未能隨事業規模調整、專業人才晉用管道不通等),結果該成長的時候,卻因養分或動能不足而無法長大;另外也可能因爲內部熵增積重難返,以致未老先衰、短命夭折。至於不知從基本面下手健全體質,只會用美化財務報表,來炒短線求近利的企業,就更是與自強律背道而馳,發生生存危機只是遲早的事。


自組織的演化

前述細胞演化的故事中,真核細胞的形成就是在大氧化環境下,粒線體與原核細胞以共生方式,形成具有嶄新結構與功能的新個體(真核細胞)來適應新環境的案例。在近代產業革命過程中,因為新技術的推陳出新,在「性價比」這一吸引子的推波助瀾下,企業如果不能與時俱進,適時推動第二曲線的自我再造,就難逃被時代淘汰的命運。


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例如,曾經是全球相機相片產業龍頭的柯達(Kodak),在兼具照相功能的手機流行之後,就被市場淘代、一去不返;功能手機時代稱霸全球的諾基亞(Nokia),在智慧手機崛起後一敗塗地,整個品牌幾乎從手機市場消失;另外,個人電腦時代不可一世的英特爾(Intel),在智慧手機取代個人電腦成為消費性電子產品的主流後,十數年來它所生產的CPU卻始終無法打入智慧手機市場。


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相對的蘋果公司,在賈伯斯時代,從桌上電腦Mac開始,先用iTunes打入下載音樂市場,再賡續推出iPod、iPhone、iMac、iPad等前浪追後浪的一波波第二曲線產品,並且每一波新產品上市,也都無不「轟動武林、震驚萬教」帶動相關產業的典範變遷。這種「賈伯斯現象」也同樣可用「因緣成果」原理來解讀。賈伯斯令人佩服的不只是他的產品(內因)都能緊密契合市場的需求(和合外緣),他甚至有辦法(有膽量與自信)走在消費者前面,洞察消費者自己講不出來的潛在需求,並用他的產品告訴消費者「這才是你要的產品」(相當於激化老外緣的改變來和合自己的新內因)。這也是「破壞性創新」(Christensen, 1997)理論「滿足消費者未被滿足『潛在』需求」的最佳典範。


參考文獻

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本文作者:毛治國
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