复杂-第17章
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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128×14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持过一遍的细胞循环，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，就轻松地将一堆打
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·卡洛（WarrenMcCulloch），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。卡洛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、人工智能和思维哲学方面的贡献了。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·匹茨（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，卡洛和彼兹宣称，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。卡洛－匹茨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处理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。这一发现很快就被普遍地运用到计算机理论中了。
但不管卡洛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。“卡洛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。“丽沙比我要实
际得多了。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，考夫曼收到了卡洛的回信：“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，卡洛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院，和卡洛一起做研
究？
卡洛回信说，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卡洛的情形：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，卡洛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。”
卡洛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？》、《思维为
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。”曾经住在卡洛家里的学
生讲过如何为了避免被卡洛拖入冗长的谈话而从楼上的卧室越窗而逃的故事。卡洛常常
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，卡洛成了考夫曼的良师、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（SeymourPapert），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）。卡洛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，卡洛还把考夫曼介绍给了虽小但却十分热情的理论生物学界。正是在卡洛的
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
为卡洛当研究助手，现在刚接受恢复芝加哥大学理论生物学小组的委托。正是在卡洛的
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，卡洛没过几年就去世了，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。
正是通过卡洛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、雷内·托姆（Rene
Thorn）刚创立了突变论、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�
