第四章 组装复杂性 4.3 通往稳定生态系统的随机路线

不,其中仍有机巧。随着情的进展,帕卡德注意物加入的次序很有关系。他获悉其他生态现了同的情况。利奥波德的一位同现,通在杂草丛生的土,不是像利奥波德那在新垦的土播北草原的子,够获更接近真实的北草原。利奥波德曾经担争强胜的杂草扼杀野花,但是,杂草丛生的土比耕的土更像北草原。在杂草丛生的陈年块,有一些杂草是者,它中有些又是草原的员。它的提早加速向草原系统的转变。在耕耘的祼,迅速抽芽的杂草极具侵略,那些有益的“者”加入集体的间晚。比在盖房子先灌注了水泥基,钢筋才。因,次序很重。

田纳西州立生态斯图亚特·皮姆 将各次序——经典的刀耕火——与界演了无数次的次序了比较。“从进化的意义说,参与游戏的选手知先的顺序是什。”进化不仅展了群落的机,且群落的形程进行了细调,直群落最终够一整体。原生态系统群落则是逆向行。“我试图原一块草原或一块湿的候,我是在沿着该群落未曾实践的路前行,”皮姆说。我的点是一旧农场,的点则是一万年前的冰原。皮姆问:我通随机加入物,组合一稳定的生态系统吗?知,人类原生态系统的方式恰恰带有很强的随机。

在田纳西州立的实验室,生态皮姆吉姆·德雷克 一直在不同的随机次序组合微生态系统的元素,揭示次序的重。他的微观世界是缩影。他从15至40不同的单一水藻植株微生物入手,依次些物不同的组合形式及先次序放入一烧瓶。1015,果一切进展顺利,水生物的混合体就形稳定的、繁殖的泥生态——一很特别的、各物相互依存的混合体。另外,德雷克在水族箱流水中分别建立了人工生态。将它混在一,让其运行,直稳定。“你些群落,普通人它的不同,”皮姆评论。“有些是绿色的,有些是棕色的,有些是白色的。有趣的是办法预先知某特定的物组合何展。同数的复杂系统一,必须先它建立,在运行中才现其秘密。”

初,人不是很清楚是否容易一稳定的系统。皮姆曾,随机生的生态系统“永无休止徘徊,由一状态转另一状态,再转回头,永远不达一恒定状态。”,人造生态系统并有徘徊。相反,令人惊讶的是,皮姆现了“各奇妙的现象。比说,些随机的生态系统绝有稳定方面的麻烦。它最共同的特征就是它达某恒定状态,且通常每系统有其独有的恒定状态。”

果你不介意获的系统是什子,那获一稳定的生态系统是很容易的。很令人吃惊。皮姆说:“我从混沌理论中知,许确定系统初始条件极其敏感——一的不同就造它的混乱。生态系统的稳定与混沌理论相立。从完全的随机入手,你些东西聚合某更有条理的东西,远非按常理所解释的。就是反混沌。”

了补充他在试管内的研究,皮姆设立了计算机模拟试验——在计算机构建简化的生态模型。他代码编写了需其它特定物的存在才生存的人造“物”,并设定了弱强食的链条:果物B的数量达一定密度,就灭绝物A。(皮姆的随机生态模型与斯图亚特·考夫曼 的随机遗传网络系统相似。见二十章)。每物在一巨的分布式网络中与其它物有松散的关联。同一物列表的千万随机组合进行了运行,皮姆了系统够稳定的频度。所谓稳定,即指在扰动,引入或移除别物,不破坏整体的稳定。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,“混合体中有10至20分,其峰值(或者说稳定点)有十几百。假你重演一遍生命的进程,达不同的峰值。”换句话说,投放了同的一些物,初始的无序状态朝向十几终点。改变哪怕是一物的投入顺序,足使系统由一结果变另一。系统初始条件是敏感的,但通常转有序状态。

皮姆帕卡德原伊利诺斯草原(或者应该说是稀树草原)的工是他的现的佐证:“帕卡德一次试图组合那群落的候失败了,从某意义说,是由他不所需的物,在清除不的物又遇很麻烦。一旦引进了那些古怪但却合适的物,则离恒定状态就相接近了,所它容易达那状态,并一直保持。”

皮姆德雷克现了一原则,它任何关注环境及创建复杂系统感兴趣的人是重的经验。“一块湿,不是灌入量的水就指望万吉了。”皮姆告诉我,“你所面的是一已经历经了千万年的系统。仅仅列一份丰富的物清单是不够的。你必须有组合指南。”

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