物理學思維與生物學思維

〔美〕塞繆爾·阿貝斯曼

今天，物理學家之所以會孜孜不倦地探尋能夠一統天下的萬有理論，也是出于與牛頓相同的愿景，即希望能夠發現可以作為人類已知的、宇宙各方面基礎的秩序，并讓宇宙的每個組成部分都各歸其位，將它們放在適當的位置上。科學家赫胥黎有一句名言：“科學的最大悲劇是，一個丑陋的事實往往會殺死一個美麗的假說。”他的意思是，優雅的理論是科學的目標，當某個事物與優雅的理論相悖，或令理論復雜化時，科學便會遭遇最大的悲劇。

然而，博物學家不會贊同赫胥黎的抱怨。在他們看來，根本不存在所謂“丑陋的事實”。所有的事實和知識都為我們提供了與這個奇妙世界有關的新信息，向我們展示著世界的復雜性和多樣性。當事實不符合我們的心智模式時，完全不必為此而感到沮喪;相反，還應該為這種“意外”感到由衷的高興，然后去尋找能夠解釋這些“意外”的新方法。

在這里，我們還能發現現代醫生的影子。他們為人體各個層級上的完美功能而嘖嘖驚嘆，例如，血液凝固過程中的復雜步驟，酶級聯反應的復雜性質，等等。還有那些天文學家，他們會為精密的太空望遠鏡所揭示的諸多星系類型而深深傾倒。

物理學思維和生物學思維是理解世界的兩種方式。所謂用物理學思維理解世界，就是覺得一切可設計、可控制、可預測。在物理學中，人們通過統一和簡化去觀察各種現象的明顯趨勢，無論是在愛因斯坦、牛頓，還是在麥克斯韋身上，都能看到這一點。眾所周知，麥克斯韋給出了能解釋電磁原理的公式。簡化，甚至極簡化，是物理學領域備受尊崇的方法之一。

但是，那不過是200多年前才開始流行的一種思維方式。從長遠來看，200年只是人類社會非常短暫的一個瞬間。

而我們今天所講的復雜的技術系統，則更接近生物學系統。

比如，如何應對風險。物理學的方法是要通過精確來規避風險，而生物學的方法是通過冗余來規避風險。昆蟲、魚，通過大量產卵繁衍大量的后代，最后活下來的沒幾個，但是物種基因的安全是有保障的。這就是通過冗余來規避風險。

人類造飛機也是如此，一個發動機不安全，那就裝4個。看起來好像很浪費，但是要知道，飛機發動機作為一個復雜系統，要讓它做到萬無一失是不可能的，就算可能，那成本也會高到不像話。所以，裝4個發動機，反而是一種降低成本的辦法。

再比如，如何修正錯誤。物理學的辦法是先搞清楚原理，再改正錯誤，正本清源。而生物學的方法呢？在各種環境突變中，只要你能生存下來，能穿過進化的剪刀，就是好樣的，就已經適者生存了，至于是不是完全沒有錯誤，生物學不關心，因為這不重要。

從下面這個古老的科學笑話中，我們可以清楚地看出這種區別。一個奶農為了提高產奶量，雇用了兩位顧問，一位是生物學家，另一位是物理學家。生物學家在考察了一周后，提交了一份長達300多頁的詳細報告，寫明了每頭奶牛的產奶量具體取決于什么因素，例如天氣情況、奶牛的大小和品種等。而且這位生物學家還向奶農保證，只要嚴格按照此建議執行，奶牛的平均產奶量可增加3%～5%。

而物理學家只考察了3小時就回來了，然后宣稱自己已經找到了一個能夠適用于所有奶牛的高效解決方案，并且可以將產奶量提高50%以上。奶農問：“那么，你說應該怎么做呢？”“好吧，”那位物理學家回答道，“首先，假設你有一頭身體為球形的奶牛……”

抽象化方法當然是有用的，但我們不能做出存在“球形奶牛”這種假設。當你把生物學層面的細節都抽象化之后，你不僅會丟失大量信息，而且最終還會對某些重要的組成部分感到束手無策。

復雜的技術系統更接近生物學系統，因此，用生物學思維思考復雜技術是個不錯的選擇。為了從整體上理解系統，我們也會忽略一些細節，這時，物理學思維才是首選。我們真正需要的是經過物理學思維錘煉的生物學思維。

（松 名摘自四川人民出版社《為什么需要生物學思維》一書，王 原圖）