生命起源之谜：基于怀特海有机宇宙论的发现

“曰：遂古之初，谁传道之？上下未形，何由考之？冥昭瞢，谁能极之？冯翼惟像，何以识之？明明，惟时何为？阴阳三合，何本何化？圜则九重，孰营度之？”这是2000多年前战国时期楚国诗人在《天问》中的句子，他欲探究“天地万象之理，存亡兴废之端”，一连问了一百七十多个问题。这段的大意是：“请问：亘古最初的形态，是谁传承告诉后人的？天帝还没有成形的时候，这个时期凭什么考证？幽冥晦暗，日夜不分之时，谁能够将它考察明白？宇宙混沌一片，只有虚拟之‘像’，要如何才能知晓这个道理？开天辟地，昼夜分明，什么时候演化成这样？阴阳两极交互，生而万物，何为基础，又孕育何物？都说天外九重天，谁丈量过这个距离？”[1]

是啊，宇宙起源、生命的起源、意识的起源至今依然是难解之谜。现代科学表明，宇宙起源于137亿年前的奇点大爆炸，地球大约46亿年前诞生在云骸中，大约40亿年前地球初现雏形，有了原始的天、地和海洋。在彗星或小行星的撞击、太阳的粒子流（太阳风）、剧烈火山活动、地震等的交互作用中，年轻而古老的地球开始了孕育生命之旅。火山喷发的大气水分子开始凝结并降落到地表以自由水体的形式聚集，它们与岩石发生化学反应溶出钙盐和镁盐汇入原始江河溪流，形成原始海洋——孕育生命的原始浆汤。在天体的撞击、地震的震荡、火山喷发的烟熏火烤、气候的变幻莫测以及强紫外辐射的洗浴下，原始浆汤熬出了蛋白质的构件——氨基酸。氨基酸构成生命还有漫长的旅途。生命拥有非常有序的结构，而根据热力学的一条基本定律，无序会随着时间一起增长，生命通过消耗能量维持有序的力量。生命世界的“有序来自无序”源自哪里？随着量子物理学的发展，对生命起源的探索的目光投向了微观量子世界。在量子空间里，粒子会同时出现在多个地方，具有量子叠加态、波粒二象性、量子纠缠、离散能级和量子隧穿等奇特的能量与规律。正是外界的环境诱因激发内在最微小处的严密与活力，终于地球在35亿年前出现了最古老的单细胞生物。地球生命链条虽历经数次大灾大难、生死浩劫，仍顽强生存，得以延续至今。生命是宇宙有机整体的成果。离开宇宙有机整体，不可能诞生生命。没有生命的起源，也就没有人类、人类意识以及后来的城市。

“一沙一世界，一花一天堂”，从宇宙进化论观点来看，任何事物都是在宇宙中创生出来的，每一个个体都包含着宇宙整体的信息，都与整体不可分离，是相互联系共融共生的关系。现代生命科学证实生物体的每一个细胞都包含着整体的信息。生命永远是一个不可分离的整体，都与内在的远古的生命起源有着丝丝缕缕的联系，并繁衍出丰富多彩的物种。生物不仅具有多样性，还具有统一性，具有一些共同的特征和属性。统一性是多样性的统一，生物多样性寓于统一性之中，脱离生物的统一性，任何物种都会失去存在的基础。千姿百态、五彩斑斓的生物多样性有赖于物种之间相互作用、相互依赖的统一性。生命系统在自身的生物性结构中储存、凝结了关于自身在其宇宙复杂关联下建于时空流形上的进化历史。意识的基质是一种伴随物种自然进化，而烙上宇宙自然信息刻痕的信息结构场。精神是一种物质形态，一种高度序化的特殊物质形态。人能够认识自然的根源在于人是进化的高级成果，携带着宇宙自然进化的全部信息。生命的起源是宇宙万物相互联系统一的产物，生命的起源、宇宙的起源和人类意识的起源是如此奇妙地紧密联系在一起。

在宇宙中微不足道而对人类来说弥足珍贵的生物圈组成了人类蔚蓝色家园。大地、天空、河流等相互影响，彼此相依相存，和谐美妙。我们的祖先在非洲大陆、欧亚大陆、美洲大陆、大洋洲繁衍生息，劳动创造，从采集食物向“刀耕火种”的生产食物转变，开始在充满希望的土地上定居下来，有了村庄、城镇。据考证，世界上第一批城市出现在幼发拉底河和底格里斯河之间的美索不达米亚，其中第一座城市是苏美尔人的乌鲁克城，于公元前8000年左右出现在肥沃的新月地带。从人类诞生开始孕育，到地理大发现（即人类开始全球化）开始形成。人类已成为一个独立的地球圈层——人类圈。人类社会有机体与自然进化有着统一规律，社会中的层次组织结构进化与生物组织结构进化有着“同形性”和“重演律”，有着引向智能化、集约化目的序的必然趋势。

自然中不断重现的有序性一直令我们着迷：无论是花朵的对称性，还是松果的几何构形。在生命系统中，无生命的物质按照遗传法则所传递的组织方案来构造高度复杂的有序结构。生命乃是从运动变化中创生的有序，并永远与走向混乱无序的衰败（decay）相伴随。秩序与混沌的相互作用成为自然造化万物的潜力所在。[2]从生物学的角度来看，生命表现为植物、动物等有机体的形态，这些形态展现出一种从单细胞到组织、器官，再到无数细胞组成的多细胞有机体的独特的组织体系。生命系统是开放系统，需要不断同环境进行物质与能量交换，实现自我更新。新陈代谢是生物与外界进行物质交换和能量交换的全过程。物质与能量代谢是生命的本质特征，是生态系统维持和运转的链条。怀特海说：“如果我们不把自然界和生命融合在一起，当作‘真正实在’的事物结构中的根本要素，那二者一样是不可理解的；而‘真正实在’的事物的相互联系以及它们各自的特征构成了宇宙。”[3]城市的主体是有生命的人，城市的生存环境是自然界，城市因而具有了生命特征，我们需要用生命科学的视角考察城市。

圣塔菲研究所（Santa Fe Institute，SFI）创始人之一、遗传算法发明人约翰·霍兰先生（John Holland）提出的复杂适应系统（complex adaptive system，CAS）理论认为，复杂适应系统中的成员是具有适应性的主体，能够与其他主体进行相互作用，持续地“学习”和“积累经验”，改变自身的结构和行为方式，进而主导系统进化演变。城市正是这样一个复杂适应系统，人的能动性使城市具有高度的复杂性。生命都具有复杂、自组织性和整体性等基本特征，这是其与非生命的根本区别。而城市的组织结构和演化过程也同样具有这些特征。来自圣塔菲研究所的杰弗里·韦斯（Geoffrey West）和路易斯·贝当古（Luis Bettencourt）发现城市规模与生物体的成长一样显现幂律分布特征，即当城市规模翻番时，分摊至每个居民的电缆长度、加油站数量和其他一些基础设施约减少15%，而收入、专利、储蓄和其他财富指标上升约15%。因此，城市是一个具有自身生长和调节机制的有机体。(www.xing528.com)

CAS理论通过把系统元素理解为活的具有主动适应能力的主体，并引入宏观状态变化的“涌现”概念，涌现是在微观主体进化的基础上，宏观系统在性能和结构上的突变。万亿个微小的脑细胞以及它们的电和化学通信涌现出抽象思维、情感、创造性和意识等。城市本身大概是地球表面最大规模的一种涌现，源于人的智能，涌现出城市经济、城市政治和城市文明。与涌现、自组织概念密切相关的是诸多生命复杂系统的另一个重要特点，即具有根据不断变化的外部条件不断适应和进化的能力。在CAS研究中重要的概念包括涌现、自组织、适应、自稳机制、通信和合作。

复杂的语言让我们可以与他人分享复杂的思想和知识。从计算的角度看，交流就是发出和接收信息，如果社会成员之间广泛交流大量信息，我们就认为这是文化的一部分。因此文化也就是许多记忆交流的产物。语言使得村庄、传统、手工艺和贸易成为可能。书写的发明使得信息可以在文化中流通，同时也让更多的人能够获取信息，从而极大地增加了信息的总量。现在数字革命又再一次提高了这种能力。自然界中我们认为复杂和具有适应性的系统——大脑、昆虫群落、免疫系统、细胞、城市社会、全球经济通过简单规则产生出复杂和适应性的行为，相互依赖而又自私的生物一起协作，以解决影响它们整体生存的问题。洛克（John Locke）在《人类理解论》中写道：“一些思想是由简单的思想组合而成，我称此为复杂；比如美、感激、人、军队、宇宙等。”1990年，20世纪最著名的理论物理学家之一——普林斯顿大学的约翰·惠勒，提出“万物源于比特”，以强调信息在我们的物理宇宙中的基础性作用。生物学也越来越像信息科学。50多年前发现DNA在其化学结构中存储了生物的描述信息。这种信息是怎样被用于构造和维护生命体是现在许多生物学研究的重点。心理学家也在逐渐接受人脑的首要功能是处理信息的观点。社会组织及其互动也越来越多地用信息和进化来解释。[4]梅拉妮·米歇尔在所著的《复杂》一书中写道：复杂性研究之所以产生，是因为一些学者强烈地感觉到，一些高度“复杂”的自然、社会和技术系统之间具有深刻的相似性。这种系统的例子包括大脑、免疫系统、细胞、昆虫社会、经济、城市、万维网等。说它们“相似”，并不是说必然存在掌控这些不同系统的唯一的一组原理，而是说所有这些系统都表现出“适应性的”“类似生命的”“智能性的”和“涌现性的”行为。

人世间任何一座伟大的城市都由人和自然万物，包括各类生物、植被、地貌、气候等，共同参与筑就而成，是一个万物高度依存共生、开放动态、有序自组织的生命巨熵系统。在万物的协作下，城市生命内系统不断与外部环境进行能量交换，释放正熵（高热废能），摄取负熵（有效物质、能量、信息等），维持城市生命体的正常运转、成长和进化。[5]因此，既要维持城市人口的衣食住行，改善他们的福利，还要减少资源使用和污染排放，用整合性的方法维持自然生态系统的功能，这就需要对人类—自然耦合系统进行整合研究。人是一个经济体，城市是人的聚集，是经济体的聚集，充满了经济活力、创新和变化。人类的未来和地球的长期可持续发展都与城市的命运有脱不开的关系。城市是文明的熔炉，创新的中心，创造财富的引擎，权力的中心，吸引创意的磁石，推动观念、增长和创新出现的催化剂。但是，城市也可能是犯罪、污染、贫困、疾病、能源和资源消耗轮番上演的舞台。事实上，一座城市的实质是生活在其中的人为城市带来了活力、灵魂和精神，当我们参与一座成功城市的日常生活时，我们内心就会感受到这些难以言传的特点。一座城市的关键是要将人们团结在一起，利用一座伟大城市的多样性所提供的绝佳机会，促进人们之间的互动，并由此创造观念和财富，激发创新思维，并鼓励企业家精神和文化活动。

正如怀特海所说：“地球上的生命以在时空星系中观察到的秩序为转移，正像我们的经验所揭示的那样……生命的本质要到既定的破坏中去寻求。宇宙不受完全符合这种失去活力的影响，它通向新秩序，而后者是重要的经验的第一需要。”[6]怀特海过程哲学的“共生与过程原理”阐明了事物的生成、发展和演化的过程。过程就是实在，实在就是过程，实在的本质是在过程中生成的。实际存在物是变动不居的，处于不断流变的过程之中。因为整个宇宙，包括自然、城市、社会和人的生命，都是由各种实际存在物的发展过程所构成的一条历史轨迹，这一过程承继的是过去，立足的是现在，面向的是未来，从而使整个宇宙表现为一个生生不息的能动的流变、创造、通往新秩序的过程。