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为什么需要生物学思维

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作者:[塞缪尔·阿贝斯曼

出版社:四川人民出版社

出版时间:2019年05月

ISBN:9787220113246

编辑推荐

● 应该怎么看待这个越来越复杂的世界?复杂系统研究专家塞缪尔·阿贝斯曼用《为什么需要生物学思维》这本书为我们提供了一个洞悉复杂世界的思考方式,告诉我们不必害怕。

 

● 北京大学国家发展研究院教授、财新传媒学术顾问汪丁丁,《连线》创始主编、畅销书《失控》作者凯文·凯利,美国经济学家、乔治梅森大学经济学教授泰勒·考恩,美国数学家、康奈尔大学数学教授、畅销书《同步》作者斯蒂芬·斯托加茨等联袂推荐!

 

 

 

内容简介

● 人类的技术,从网站到交易系统,从城市基础设施到科学模型,甚至是为大型企业提供配套服务的供应链系统和物流系统,都已变得过于复杂且相互交错。为什么复杂的技术系统越来越难以理解了呢?我们应该如何看待这个复杂的世界呢?

 

● 生物学思维和物理学思维是理解世界的两种方式,而复杂的技术系统更接近生物学系统,因此用生物学思维理解技术系统是个不错的选择。

 

● 认识复杂系统的正确态度是:对于难以理解的事物,要努力克服我们的无知;一旦理解了某个事物,也不会认为它是理所当然的。谦卑之心,加上迭代的生物学思维,就是洞悉复杂世界的正确方式。

作者简介

[塞缪尔·阿贝斯曼 

● 复杂性科学研究专家、应用数学家、计算生物学家。

 

● 2008 年获得康奈尔大学计算生物学博士学位,现为哈佛大学医学院研究员,考夫曼基金会高级学者。

 

● 《纽约时报》《华尔街日报》《连线》《大西洋月刊》等特约撰稿人。

书摘 · 插画

为什么需要生物学思维 - 文轩书苑

1986 年初的一个冬日,距离“挑战者号”航天飞机爆炸事件发生还不到一个月,著名物理学家理查德·费曼(RichardFeynman)在调查委员会的听证会上公开了一份调查报告。费曼非常冷静地揭示了导致“挑战者号”航天飞机起飞后不久就爆炸解体的原因。问题出在用于密封固体火箭助推器各部分之间缝隙的 O 型圈上。O 型圈其 实是一小片橡胶,放入冰水后会失去弹性,也就是说,这种小部件对温度变化非常敏感,所以无法保证密封的牢固性。这些 O 型圈很可能就是这起导致 7 名机组人员丧生灾难的罪魁祸首。

 

与此事件如出一辙的是发生在汽车业中的另一事件。2007 年的一天,琼·布考特(Jean Bookout)驾驶着一辆生产于 2005 年的丰田凯美瑞,行驶在俄克拉何马州的一个小镇上。突然,她的车开始加速,并失去了控制。她踩下了刹车,但没有任何作用;她拉起了紧急制动器,轮胎在道路上留下了触目惊心的摩擦痕迹。然而,这些努力都无济于事,汽车最终狠狠地撞到了路堤上。布考特受了重伤,车上的乘客、她的朋友芭芭拉·施瓦茨则不幸遇难。

 

并不是只有布考特一个人遇到这种怪事。事实上,多年以来,在丰田公司生产的汽车中,有多种型号的汽车都曾出现过此类奇怪且危险的故障:汽车在行驶过程中会“违背”驾驶员的意愿保持匀速,甚至还会“擅自”加速。这种意外加速事故已经导致多人伤亡。业内专家分析出了这类事故的几个导火索:驾驶员操作失误,垫毡顶住了油门加速踏板,油门加速踏板黏滞未能及时复原,等等。但是,这些原因并不能解释所有的意外加速事故。在受事故影响的车型中,因为垫毡或油门加速踏板不合格而被召回的并不多,而且我们也没有理由认为,丰田汽车的驾驶员比其他汽车的驾驶员更容易犯错。

 

无奈之下,丰田公司请来了嵌入式软件专家迈克尔·巴尔(Michael Barr)追查原因,并向他开放了专有数据库以及向来严格保密的软件代码。在 6 位经验丰富的工程师的协助下,巴尔几经周折终于找到了问题的根源。与此同时,计算机科学家菲利普·库普曼(Philip Koopman)也通过对公开程序的仔细分析,找到了事故发生的大致原因。两位专家都认为,对于意外加速事故的发生,丰田发动机软件系统的过度庞大和极度复杂,以及糟糕的设计都应该承担相应的责任。我们无法将事故责任明确地归咎于某个设计或部件出了错,毕竟,这里面存在的问题盘根错节,而且这些问题还会引发汽车软件系统与外部机电系统之间的巴洛克式结构(baroque structure)的大规模交互。无论是单独看来,还是整体看来,这个系统的 极度复杂性让我们很难理解这些相互作用、相互影响的部件的深层问题和缺陷。有依据表明,丰田公司本来完全没有必要搞出一个如此复杂的系统,至少在现有情况下,不必如此复杂,它们显然不够小心。

 

这个“诊断结果”与我们熟悉的“技术失败”并无二致。费曼找到了导致“挑战者号”航天飞机爆炸的单一原因,有所不同的是,我们无法确定导致丰田汽车出现事故的单一原因。无论如何,如果部件堆积得越来越多,设计也越来越复杂,那么灾难便只会越来越多。

 

事实上,即使找到了导致失败的单一原因,但在极度复杂的系统中,那很可能也只是掩人耳目的东西罢了。1996 年,阿丽亚娜 5 型火箭在发 射升空 39 秒后爆炸,火箭上搭载的 4 颗卫星均毁于一旦。事故分析表明,发生爆炸的原因是,火箭在新环境下使用了一些较为陈旧的软件代码。但是,根据霍默 - 狄克逊教授的说法,没有任何一个承包商被追责。这次爆炸并不是某个决策失误所致,而是整个发射系统的极度复杂性所致。其他类似的灾难还有三哩岛核电站事故,尽管有关方面也找到了一个原因,但是究其根本,仍然得归咎于系统的庞大和极度复杂,而非某个部件或决策出了错。

 

当我们试图将这种复杂性拆解开来时,难免会陷入“挑战者号”航天 飞机的主流事故中。尽管航天飞机的发射和操作是一项异常复杂的工作,但是很多人都相信,只要彻底核查复杂系统,将其分解开来,确定每个部件如何工作,在什么情况下会出故障,我们就应该能够理解它们。这无疑是一种过于自信的想法,其根源在于:人类的思想拥有无限潜力。人们总认为,只要足够努力,就可以完美地理解身边的一切事物,特别是人类自己所构建的那些东西。

 

我们观察到,这种情绪在所谓的辉格党式的进步观念中体现得最为充分。正如科学作家菲利普·鲍尔(Philip Ball)所描述的那样,这种观念认为人类已经踏上了“从无知和迷信的黑暗时代走向理性时代的胜利之旅”。在科学界和技术爱好者的圈子中,这个观念根深蒂固,正如历史学家伊恩·毕考克(Ian Beacock)在文章中所写:“科技行业讲述了人类‘数字时代’的崛起,那是一个辉格党式的故事:阴郁昏暗的时代行将结束,人类将迎来一个更加美好的未来,一个更幸福、更开放的世界。在那个美丽新世界中,一切都是测量好的、经过精心设计的,并达到了最高效的完美状态。”当然,坚持这种观点的人还认为,效率和生产力的提高,促使人们为了实现某个令人振奋的目标,而持续关注和理解自身所构建的现代工程。这种辉格党式的观点与社会学家马克斯·韦伯(Max Weber)所描述的“现代思维模式”有关:在一个“不再拥有幻想的世界”中,人们会产生一种感觉,也就是“在原则上,我们可以通过运算来掌握所有事物”。

 

然而,这种理解复杂性的方法如今已经失效了。是的,我们正处在一个新时代,正在建立一个新系统,而这个系统是无法从整体上被掌握的,或者说,无论对谁而言,它都太复杂了。我们发现,在分析丰田汽车意外加速事故时,无论是不是专家,上述那种陈旧的思维模式都不足以应对其复杂性了。不仅如此,这些情况不只附着在我们缺失的经验中,它们已充斥了我们的整个生活。