1984年6月29日，菲利普·安德森（Philip Anderson）接到潘恩斯的一个条子，问他是否愿意于今年秋季参加一个“正在形成的科学大整合”讨论会。
嗯，也许吧。安德森对此持有一些怀疑。他已经听到过关于研究所的传言了。盖尔曼走到哪儿都谈这个研究所。据安德森所知，这个研究所是由加州理工学院的几个上了年纪的诺贝尔桂冠得主组成的一个轻松的退休养老院，有百万美元的捐资，云集了科学界的巨擘。
值得庆幸的是，安德森的声望不在马瑞·盖尔曼之下。他于1977年因凝聚态物理学方面的杰出贡献而获得了诺贝尔奖。这三十年来，他在自己这个领域所享有的中心地位，就像盖尔曼在他的领域所享有的中心地位一样。但私下里，安德森却蔑视权威和荣誉。
他甚至不喜欢从事时髦问题的研究。每当他感到其他理论物理学家都涌向他正在研究的一个课题时，他就会本能地转向别的领域。
他尤其无法忍受那些物理学界新星到处炫耀自己的专业的做法，他们就好像佩戴着学术衔位的徽章似的，不管自己是否取得了学术成就都要大声嚷嚷：“看看我吧，我是粒子物理学家呢！”、“看看我吧，我是个宇宙学家呢！”对国会把资金挥霍在制造浮华的新型望远镜和耗资巨大的新型加速器上，而让一些小规模的，在安德森看来更有科学价值的研究项目无钱进行的做法，安德森感到非常愤怒。他已经花了大量时间在国会委员会面前谴责粒子物理学家们最近宣称的、将耗资几十亿美元的超导超级对撞机（Super－conducting Superconllider）计划。
另外，他觉得桑塔费这伙人像是一批业余爱好者。马瑞·盖尔曼怎么会知道如何组织一个跨学科的研究所？他这一生从来没有做过任何跨学科项目的研究。潘恩斯起码还和天文学家一起做过一些将固体物理应用于中子星结构的研究。他和安德森确实也正在一起做这个小问题的研究。但其他人呢？安德森的学术生涯大部分是在贝尔实验室（Bell Labs）度过的。如果真有一个跨学科环境的话，贝尔实验室就是这样一个环境。
安德森知道进行这样跨学科的研究有多么棘手。在学术领域，遭受惨败的各类新奇研究所已是尸横遍野。这些新奇的研究所最终不是成了狂人的占领区，就是陷入让高智商窒息的境地。事实上，在普林斯顿，安德森身边就有一个悲惨的例子：这就是庄严的普林斯顿高级研究所，奥本海默、爱因斯坦和冯·诺意曼的家。这个研究所确实在某些方面成就斐然，比如在数学方面。但作为一个跨学科的研究所，安德森认为它是一个悲惨的失败。在这里，无非是有一群绝顶聪明的科学家在各自忙着自己的事，很少相互探讨问题，安德森已经看到许多杰出的科学家进去后从未兑现自己的诺言。
但尽管如此，安德森仍然觉得这个桑塔费研究所对他有很大的诱惑力。特别在扭转还原论的潮流上。这是他的语言，他已经和还原论打了几十年的游击战了。
他回忆说，激起他采取行动的第一件事，是1965年他读到粒子物理学家维克多·韦斯考普夫（Victor Weisskopf）的一篇文章。在这篇演讲中，韦斯考普夫似乎在暗示，“基幢科学——即粒子物理和宇宙学的一部分——不同于、也优于诸如凝聚态物理学这样的应用性学科。作为一个凝聚态物理学家，安德森感到受了侮辱，非常恼怒。他立即写了一篇反对这个观点的文章，于1972年发表在《科学杂志》（Science Magazine）上。这篇文章的题目是《更多就不同》（More Is Different）。自此以后，只要一有机会安德森就宣传他的观点。
他说，他首先得承认，还原论的形式有其“哲学的正确性”。也就是：相信宇宙是受自然法则支配的。绝大多数科学家全心全意地认同这个论断。确实，如果科学家不接受这个观点的话，很难想象还会有科学的存在。相信自然法则就是相信宇宙最终可以被完全理解。能够决定银河命运的力量也就是能够决定地球上从树上落到地上的那只苹果的力量；能够透过钻石折射光线的原子也就是能够形成一个活细胞的原子；由大爆炸形成的电子、中子和质子也可以形成人脑、心智和灵魂。相信自然法则，就是从最深层次相信自然的统一性。
但是，相信自然法则并不意味着基本法则和基本粒子是唯一值得研究的对象。即，只要有一个足够巨大的计算机，其它一切事情都是可以预料的这一观点。他说，很多科学家确实是这么认为的。1932年，发现了正电子（电子的反物质的表述）的物理学家就宣称，“其余的一切都是化学”。最近，马瑞·盖尔曼自己也把凝聚态物理学理论弃之为“脏态物理学”。正是他的这种傲慢让安德森感到无法忍受。正如他在1972年的文章中所写的：“具有将所有东西都还原到最简单的基本规律的能力，并不意味具有能从这些最简单的基本规律着手，重构宇宙的能力。事实上，基本粒子物理学家越多地告诉我们基本法则的实质，这些法则对于其他科学的真正问题就越不相干，离社会现实就更为遥远。”
这个“其余一切都是化学”的胡说八道一碰到大量尺度与复杂的双重问题时就不击自溃了。举水为例，组成水的分子一点儿都不复杂，只是一个大的氧原子和两个小的氢原子粘在一起，就像米老鼠和它的两只耳朵一样。水分子的行为受众所周知的原子物理方程式的支配。但当你把大量的水分子放在一个热锅里，水就会突然沸腾起来，水分子会上下翻滚、溅泼，大量的水分子会形成一个集体的特征，液态。而每一个单个的水分子却不具有这样的特征。事实上，除非是你能准确地知道从何处入手、又如何研究这些特征，否则，在那些众所周知的原子物理方程式里是找不到答案的。这些方程式甚至不存在对这样的集体特征的暗示。水的液态是“涌现”（emergence）的。
安德森说，同样，涌现的特征经常会导致突现的表现形式。比如说，将这些液态水稍加冷却，冷却到华氏32度，突然水就不再随机地滚做一团了。相反，水分子会进入“相变”（phase transition），将自己凝固成我们所说的冰的晶体排列状。或者你也可以反过来做这个实验。把水不断加热，正在沸腾的水分子会突然蒸发，进入相变，变成水蒸气。这两种相变对单个水分子来说都是没有任何意义的。
这样的例子层出不穷。天气就是一个涌现的特征：把水蒸气带到墨西哥湾上空，让它与阳光和风相互发生作用，它就可以自组织成叫作雷暴雨这样的一种突然出现的结构。
生命也是一个涌现的特征，是DNA分子、蛋白分子和无数其它的分子都遵循化学法则而产生的结果。心智又是一个涌现的特征，是几十亿神经元遵循活细胞的生物法则产生的结果。事实上，正如安德森在他1972年发表的文章中所指出的那样，你可以把宇宙想象成是由不同的阶层组成的：“在每个复杂的层面都会出现全新的特征。每个阶段都需要全新的法则、概念和普遍化，需要与上一阶段同样多的灵感和创造性。心理学并不是应用生物学，生物学也并不是应用化学。”
任何读过他1972年发表的文章或和文章的作者交谈过的人都不会怀疑作者的情感指向。对安德森来说，无穷变化中的突发现象正是科学最诱人之所在。较之而言，夸克就显得非常乏味。这就是他之所以深入凝聚态物理学的最重要的理由：这是一个突发现象的神境。（1977年授予他诺贝尔奖就是褒彰他对某种金属从电导体转变成绝缘体的微妙过程做了理论上的解释。）这也是为什么凝聚态物理学始终不能完全满足他的原因。
1984年6月，当安德森收到潘恩斯的邀请时，他正忙着将他在物理学中发展的技术应用于理解蛋白质分子的三维结构，同时分析神经系统的行为表现：一列列简单的处理器如何像大脑中的神经元网络一样进行计算。他甚至还深入到最终的奥秘：他提出了一种模式来解释地球上的第一个生命是如何通过简单化学混合物的集体自组而形成的。
所以，安德森想，如果这个桑塔费研究所是认真的话，他很愿意去听听。当然，如果它是认真的话。
几个星期以后，他接到了潘恩斯的邀请，有机会自己去见识一番了。事情的结果是，那年夏天，他担任了阿斯本物理中心（Aspen Center for Physics）主席。这个物理中心隔着一个草坪与阿斯本研究所相望，是理论物理学家的避暑地。安德森本来计划到那儿去见潘恩斯，讨论一些关于中子星内部结构的计算问题。所以当他到潘恩斯的办公室见他第一面时，他就直奔主题地问：“好吧，你们这个研究所到底是玩花活呢，还是认真的？”他知道潘恩斯一准会说：“当然是认真的。”但他想听听到底是怎么个认真法。
潘恩斯尽力让自己的回答具有说服力。他非常需要把安德森拉进来。尽管安德森持有种种怀疑，但就他广泛的兴趣和深刻的洞察力而言，他至少也与盖尔曼处于同等的量级。他会成为研究所非常需要的对盖尔曼的制衡力量。而且，他作为诺贝尔奖得主加盟，也会大大提高研究所的信誉。
所以，潘恩斯向安德森保证说，这个研究所真的是想致力于跨学科的研究，而不仅仅只是关注几个时髦的研究课题。不，研究所不会是马瑞·盖尔曼个人的前沿阵地，也不会成为罗沙拉莫斯的附属品。潘恩斯知道，安德森不想与罗沙拉莫斯发生任何关系。
潘恩斯告诉安德森，考温在起主要作用，潘恩斯也在起主要作用。如果安德森能够加入进来的话，他潘恩斯也会让他起到主要作用。安德森有否发言人可以向讨论会推荐吗？
潘恩斯成功了。当安德森发现自己报出一些名字和讨论题目时，他知道他已经上钩了。这个能使自己的思想产生影响的机会对他太具诱惑力了。“我能够在这个研究所产生一些影响这个念头使我接受了潘恩斯的邀请。如果这个研究所真能付诸实现，我非常渴望对它的发展尽我的一份力量，希望它能够避免我们以往的错误，能够尽可能顺利地发展。”
由于盖尔曼和卡罗瑟斯正好也在阿斯本，所以关于召开讨论会和成立研究所的讨论持续了整个夏天。安德森夏末一回到普林斯顿就写下了三四页关于如何组建研究所才能避免错误的建议。（最主要的观点是：不要分设科系！）他定于秋天去桑塔费。
“我在这儿干什么呢？”
要将这些讨论会组合在一起确实是个相当棘手的工作。其实，筹集基金倒并不十分困难。盖尔曼利用他的关系网从卡内基基金会拉来了两万五千美元。IBM公司捐资了一万美元。考温又另外从麦克阿瑟基金会筹集到两万五千美元。（盖尔曼是该基金会董事，觉得自己去筹资不太合适。）但更困难的事情是邀请什么人来参加的问题。考温说：“问题是，你能够让被邀请来的人相互交谈，就学科边缘上所发生的问题相互启发，相互激发吗？我们能否形成一个能够真正丰富科学大整合这类研究的社团？”我们实在不难想象这样的会议最终会落入互不理解，每个人的话题正好都与其他人的话题擦边而过的境地——如果他们之中的人没有因为实在百无聊赖而第一个走出会议室的话。避免这类情况发生的唯一办法就是要邀请那些适当的人来参加讨论。
“我们不需要那类与世隔绝的人，那类把自己关在办公室里写书的人。”考温说。
“我们需要沟通，需要激情，需要相互之间产生知识的激励。”
他说，他们最需要的是那些在自己的学科领域已经显示出真才实学和创造力，但又思想开通，易于接受新思想的人。但令人沮丧的是，即使是（或特别是）在举世瞩目的科学家里面，这样的人也十分稀少。盖尔曼推荐了一些可能具有这样素质的人。考温说：“盖尔曼对人的知识实力有很高的品味。而且他认识所有的人。”赫伯·安德森也推荐了几个人，潘恩斯和菲尔·安德森也都推荐了一些人。考温说：“菲尔的常识异常丰富。
他对那些他觉得华而不实的人很不客气。”他们花费了一个夏天的时间给全国各地打电话和苦思冥想，这才寻找到各大学科的精兵强将。他们最后发现，他们推荐上来的是“一个令人吃惊的杰出人才的名单”，囊括杰出物理学家、人类学家和临床心理学家。
当然，考温和任何人完全不知道，当这些人聚在一起时会发生什么。
其实，根本就无法将这些人全部都聚在一起。他们各自在时间安排上的冲突迫使潘恩斯将讨论会分别安排在两个周末举行，1984年10月6日至7日和11月10日至11日。但考温记得，即使是这样分成两段的讨论会召开起来都有困难。在10月6日的讨论会上，盖尔曼首先做了一个为时四十五分钟的发言，题目是：《研究所的概念》——基本上是他在前一个圣诞节期间对资深研究员们做的那番鼓舞人心的关于《正在形成的科学大整合》的发言的扩大版。接下来是就如何将这个概念变成切实可行的科学研究计划和一个现实的研究所进行长时间的讨论。“讨论中有一些争议。”考温说。起初，大家对如何寻找到一个共同点不是很明确。
比如说，芝加哥大学神经科学家杰克·考温（JackCowan。与乔治·考温没有亲戚关系）认为，分子生物学家和神经科学家早就应该开始把更多的注意力放到理论方面的研究上，从手头已经掌握的大量关于单个细胞和单个分子的数据资料中寻找出意义所在。
但马上就有反对意见说，细胞和生物分子很大程度上是随机进化的产物，对理论研究没有太大的意义。但杰克·考温以前就听到过类似的反对意见，他坚持自己的立场，举麻醉剂导致的视幻觉为例。这些视幻觉会有格子状、螺旋状、漏斗状等多种形状。每一个形状都可以被看作是一个通过脑视觉皮层的线性电波。对此是否有可能利用物理学家用过的数学场理论（mathematical field theories）做成线性电波的模式呢？
美国研究所的道格拉斯·斯瓦兹（Douglas Schwartz）说，考古学是进行跨学科研究最成熟的领域。美国研究所坐落在桑塔费的考古中心，这次研讨会就在这个中心召开。
道格拉斯说，考古研究正面对三大最根本的谜团：第一，尚未进化为人类的灵长物类是从什么时候开始具有了包括复杂的语言和文化在内的人类的特质的？这是发生在一百万年以前，从人能直立行走开始的呢？还是发生在几万年前，在尼安德特人开始转变成现代人类，现代直立人时开始的呢？是什么导致了这些变化？几百万种物种没有人脑这么大的大脑也生存自如。为什么地球上的物种如此不相同呢？第二，为什么农业社会和定居生活取代了游牧狩猎和部落生活？第三，什么力量导致了像行业分工、精英阶层的形成和基于经济和宗教等因素的权力结构的形成等文化复杂性的发展？
斯瓦兹说，虽然美国南部的阿纳萨基文明崛起与衰落的考古遗迹给后两个谜团提供了极好的野外实验室，但这三个谜团还没有找到真正的答案。他觉得，找到答案的唯一希望，在于考古学家和其他学科的专家之间要有比以往更多的合作。野外研究人员需要物理学家、化学家、地理学家和古人类学家更多的帮助，来使他们重现远古时期气候和生态平衡的变化。更重要的是，他们需要历史学家、经济学家、社会学家和人类学家帮助他们理解究竟什么是古代人行动的驱动力。
这番话无疑引起了芝加哥大学的考古学家罗伯特·麦克考马克·亚当斯（RobertMcCormack Adams）的共鸣。亚当斯几个星期前刚宣誓就任史密斯生物研究院的秘书长。
他说，至少在过去的十年中，他对人类学家的文明进化渐进论感到越来越不耐烦了。当他在美索布达米亚做考古挖掘时，看到古代文化经历了混乱的震荡和骚动。他说，他越来越把文明的兴衰看成是自组织的现象。在这个过程中，人类在不同的时候，从自己对环境的不同的认识出发，选择不同的文化组合群。
史蒂芬·伍尔弗雷姆（Stephen Wolfram）也从一个完全不同的方向接过来探讨这个自组织的主题。普林斯顿大学高级研究所二十五岁的史蒂芬是一个英格兰神童。他正在从最基本的层面上研究复杂现象。他早就开始和伊利诺斯大学商谈创建一个从事复杂系统研究的中心。他说，每当你观察物理或生物方面非常复杂的系统时，你会发现它们的基本组成因素和基本法则非常简单。复杂的出现是因为这些简单的组成因素自动地在相互发生作用。复杂性其实是存在于组织之中：即一个系统的组成因素用无数可能的方式在相互作用。
最近，伍尔弗雷姆和其他许多理论家已经开始用细胞自动器来进行复杂性的研究。
这基本上是按照编制好的特殊程序在计算机屏幕上生发出各种形式。细胞生发器具有定义精确的优势，因此可以用来做详细分析。而且，它们还完全可以用来对从非常简单的规律生发出具有令人吃惊的动力和复杂性形式进行研究。他说，理论家所面临的挑战，是要从中得出一个普遍的规律，这个规律应该能够描述这样的复杂性是何时和如何涌现于自然界的。虽然目前尚未得出答案，但他对此却抱乐观态度。
同时，不管你利用这个研究所做些什么，都要确保每个研究人员都有当前最好的计算机装备。计算机是从事复杂性研究的最基本的工具，他补充说。
讨论如此这般地继续着。怎样组织这个研究所？芝加哥城外的弗米国家加速器实验室创始期主任罗伯特·威尔逊（Robert Wilson）说，关键是，研究所要与实验人员保待密切的联系。过多的理论最终只会使你两眼紧盯着自己的肚脐眼。IBM公司的首席科学家路易斯·布朗斯克姆（LouisBranscomb）极力推崇创办一个没有系科界限的研究所的思路。在这样的研究环境中，人们可以随意交谈，相互影响。“人们可以相互偷思想，这点非常重要。”他说。
考温说，到了第一天午餐时间，与会者开始对自己的任务变得热切了起来。十分幸运的是，桑塔费恰逢秋高气爽的大好天气，大家排队自选午餐后，便端着盘子走出户外，在美国研究所的草地上继续刚才的讨论和争辩。（这个研究所的房产曾经属于一个在这儿埋了两百二十条狗的脾气古怪的嗣女。）考温说：“大家开始认识到，某些事正在形成之中。他们正在迎接它的到来。”到了第二天，那是一个星期天，“事情已经变得很激动人心了。”到了与会者启程回家的星期一早上，每个人都已经很明白了，这儿确实可以成为一个科学的核心。
卡罗瑟斯觉得这个周末过得就像是在天堂。“这儿聚集了一群来自不同学科领域的人，他们是全世界最具创造性的人。他们相互之间有许多共同语言，对世界基本上都持有一种共识。他们似乎都感到‘涌现的整合’真正意味着科学的重组——科学在不同领域的重复的主题将以新的方式被重新组合。我还记得我和斯坦福大学人口生物学家杰克·考温、马克·菲尔德曼（Mare Feldman），以及很多数学家之间的讨论。我们各自的学科文化背景迥然不同，但我们却发现我们面临的问题无论在技术上还是在结构上都有很大的重复性。也许这部分地是因为人类的头脑只能按一定的方式思考，但这些研讨会把我们所有人都变成了真正的信徒。我不怎么愿意把这称之为宗教的体验，但却非常接近这种体验。”
对埃德·奈普（Ed Knapp）来说，置身于众多功名显赫的大人物之中，令他欣喜万分。奈普是罗沙拉莫斯的元老，目前正在华盛顿国家科学基金会担任本届的主席。他也参加了最初的一些关于创立研究所的讨论。有一次他走到卡罗瑟斯面前问：“嗨，我在这儿干什么呢？”
史密斯协会的鲍勃·亚当斯（Bob Adams）也有差不多的反应。“这是一批很优秀的论文。”他说。“当事情正呼之欲出，而你已经开始做一些寻找端倪的工作时，能够走出来参加这样的桑塔费学术讨论，突然发现在神经生物学、宇宙学、生态平衡学理论等领域已经开始了这方面的探索——上帝，你只希望你也能加入进去。”
一个月以后又举办了第二次研讨会，出席这次研讨会的人全都换了，但效果却像上一次一样好。甚至连安德森都深有感触。“你没法不感到跃跃欲试。”他说。这次研讨会消除了他的最后一丝怀疑：这个研究所确实不同于以往他所知道的所有高级研究机构。
“这个研究所比以往任何这类的研究机构都更致力于跨学科的研究。他们确实把关注的重点置于各学科之间的共同问题上。”他说。而且，讨论确实产生出了一些东西。“虽然我们还不很清楚讨论涉及到的所有方面的问题是否都会被列入研究计划，但我们清楚地知道，其中很多问题都会被列入研究计划。”
更重要的是，研讨会对考温关于科学大整合的概念做了澄清，而这正是非常需要做的事。盖尔曼回忆说：“我们寻找到了大量的相似点。在我们所涉及到的各种学科领域的问题中，存在大量的共同特点。你得仔细观察和推敲，但一旦当你弄懂了各学科的术语，你会突然发现，大家面临的问题有如此多的共同点。”
特别是，创建期的研讨会证明，每一个问题的核心，都涉及一个由无数“作用者”组成的系统。这些作用者也许是分子、神经元、物种、消费者，或甚至是企业。但不管这些作用者是什么，它们都是通过相互适应和相互竞争而经常性地自组织和再组织，使自己形成更大结构的东西。就这样，分子组合成细胞、神经元组合成大脑、物种组合成生态平衡系统、消费者和企业组合成经济，等等。在每一个阶段，新形成的结构会形成和产生新的突然涌现的行为表现。换句话说，复杂性，实质上就是一门关于涌现的科学。
我们面临的挑战，也就是考温一直想陈述清楚的东西，就是如何发现涌现的基本规律。
这并不是一个巧合，讨论进行到了这个阶段，这个整合为一的新科学才产生了一个名字：复杂性科学。考温说：“较之我们沿用过的其他名称，包括‘突变科学’，这似乎是一个更能涵盖我们正在致力于研究的一切的总称。”“它涵盖了我感兴趣的一切，也许也涵盖了这个研究所所有人所感兴趣的一切事情。”
所以，在两次研讨会之后，考温和他的研究所就上了道。他们现在最需要的，就是有人能慷慨解囊，资助他们一笔经费。
约翰
十五个月以后，他们仍然在等待资金。回顾这段历程时考温说，他那时一直很有信心，相信经费会随之而到。“这是一段酝酿期。我觉得事情正在迅速发展之中。”但这个小组中的其他成员却急得火烧火燎。潘恩斯说：“我们有一种紧迫感，如果我们不能保持住这个势头，那么我们就会失去获得支持的机会。”
但这段时间也并非毫无成效。事实上，在许多方面，这十五个月的工作进展得非常好。考温和他的同事们找到一些钱，举办了几期研讨会。他们还落实了组织工作的大量具体细节问题，还说通了皮特·卡罗瑟斯以前的得力助手麦克·西蒙斯来做兼职副所长，这样就卸下了考温肩上的许多行政工作负荷。他们甚至还要回了他们想要的研究所的名称。以前他们只是为了需要才不得不接受里奥格兰德研究所这个名称。在作为“里奥格兰德研究所”存在了一年之后，当地的一家公司来跟他们说，他们想要这个名称。所以他们就说：“行埃如果你们能帮我们要回我们想要的名称就行。”所以这家公司就只好从那家治疗院那儿为他们买回了“桑塔费研究所”这个名称。这个交易就这么做成了。
也许最重要的是，考温和他的小组施巧计消除了与盖尔曼之间的一场潜在的爆发性危机。盖尔曼一直是一个非常优秀的、充满创意的演讲人。而且，他还从他的关系网中为研究所董事会招募了一些新的成员。盖尔曼说：“我总是做好准备听他们说：‘不，我太忙了。’但他们却总是说：‘哦，上帝，当然！我什么时候能来？我喜欢你们的想法。我这一生都在等待这样的机会！’”但作为董事会主席，募集基金的负责人，盖尔曼简直就没做成任何事。对他最客气的说法是，他天生就不是一个行政领导人。考温为此对他怒不可遏。“马瑞总是在别的地方。”盖尔曼管事太多，而且这些事不都是在桑塔费的事。他的办公桌上堆满了尚未审阅的文件，也从不回电话，把人们气得要发疯。研究所于1985年7月在阿斯本潘恩斯家召开了执行会议，这种糟糕的情况才得到圆满的缓解。盖尔曼同意辞去董事会主席一职，主持新成立的科学委员会。这样他就可以愉快地为研究所制定研究计划。刚从国家科学基金会卸任回来的埃德·奈普接任了董事会主席一职。
尽管取得了上述这些进展，但研究所期望的带着一亿美元的天使却还没到来。考温和其他人已经在想方设法努力争龋一些主要的基金会并不急于把钱投向这样一个稀奇古怪的项目。那些正儿八经的研究项目还急需他们的资助来度过里根财政削减导致的困难呢。卡罗瑟斯说：“我们要解决的是当今世界上所有的焦点问题，但许多人却对此置之一笑。”
与此同时，联邦政府基金机构的资助也成为很大的问题。继奈普之后就任国家科学基金会主席的爱利克·布劳奇（Eric Bloch）似乎愿意资助研究所一笔急需的种子基金，大约在一百万美元左右，但他肯定不会拿出一千万美元这么大的数额。考温的老朋友，现任能源部研究中心主任的阿尔文·特里弗尔皮斯（Alvin Trivelpiece）也做了这样的承诺。布劳奇甚至还提出，可以由两个基金会共同资助。但问题是，只有在研究所形成一个正式建议书并被通过后，这些事才有可能。然而等待建议书的形成和批准很可能需要几年的时间，因为现在大家仍然在做兼职。但在这之前，考温手头的运转经费就很紧缺。桑塔费研究所似乎是在做艰难的挣扎。
所以，1986年3月9日的董事会议的主要内容是挖空心思开列可能会为研究所捐资的人的名单。大家对很多想法做了详尽的讨论。一直到会议快结束时，坐在会议桌远端靠会议室后墙的鲍勃·亚当斯才犹犹豫豫地举起了手。
顺便说一下，他说。他最近在纽约参加罗素·赛奇基金会的董事会议。这个基金会为社会学研究出过不少资。在会议期间，他和新上任的花旗银行总裁约翰·里德（JohnReed）交谈过。亚当斯说，里德是个很有趣的家伙，刚四十七岁，是美国最年轻的企业主管。他在阿根廷和巴西长大，其父曾在那儿当企业主管。他在华盛顿和杰弗逊大学拿了一个文学士学位，在麻省理工拿了一个冶金学学士学位，又在麻省理工的斯隆商学院拿了商学硕士学位，科学知识十分广博。在罗素·赛奇基金会董事会议上，他显得十分愿意和学术界人物交流思想。
不管怎样吧，在喝咖啡时他和里德谈起了桑塔费研究所的事，亚当斯尽力向他做了解释。里德非常感兴趣。他当然没有一亿美元可以给他们。但他想知道研究所能否帮助他了解世界经济。里德说，当面临世界金融市场的问题时，那些职业经济学家就只能编造童话故事了。花旗银行在里德的前任奥尔特·韦斯顿（Walter Wriston）手下陷入了第三世界债务危机。花旗银行一年中损失了十亿美元，还有一百三十亿美元的巨款也许永远收不回来了。银行雇佣的经济学家不但没能预测到会发生这种情况，甚至他们的建议只是把事情弄得更糟糕。
所以里德认为，也许需要一个全新的对经济学的认识。他问亚当斯，桑塔费研究所是否对解决这个难题有兴趣。里德说他甚至愿意亲自来桑塔费谈谈这个问题。你们怎么认为？
潘恩斯说，亚当斯的话音刚落，“对这个提议我只考虑了一瞬间，立刻就说：‘这个主意太好了！’”考温随即响应。“把他叫到这里来。”他说。“我去筹集所需花费。”盖尔曼和其他人也纷纷插话表示赞成这个主意。但在座的人心里都清楚，现在把经济学当作复杂系统来研究，至少提前了二十年。考温说：“这项研究几乎难以界定学科界限。它涉及人类行为。”但，见鬼去吧，研究所的事照目前这个速度进展，他们已经没有对任何人说不字的余地了。这事值得一试。
菲尔·安德森在电话上说，戴维（潘恩斯），确实，他（里德）对经济学很感兴趣。
经济学其实是他的一大嗜好。没错，与里德的会谈听起来很有趣。但戴维，我来不了。
我太忙了。
潘恩斯极力游说。他知道安德森不喜欢旅行，于是就说，但是菲尔，如果你把事情安排好的话，你可以搭乘里德的私人飞机来，还可以带你夫人一起来。你们俩可以一起享受一下搭乘私人飞机的乐趣。那真是妙极了。那些飞机直接把你送往目的地，从家里出门到跨进这儿的门，可以省你六个小时的时间。这也给了你一个认识约翰的机会。你可以和他谈谈研究项目，可以……好吧，安德森说，好吧。我来。
所以，1986年8月6日，星期三傍晚，安德森和他夫人乔艾思登上了花旗银行的专机飞往桑塔费。嗯，安德森不得不承认它确实飞得很快，但也很冷。花旗银行的飞机爬上了五万米高空，远远高于一般商用飞机的飞行高度。但机舱里的暖气却好像对付不了严寒，乔艾思·安德森缩在机舱后面的一块毛毯下面。安德森坐在前排和里德、以及他的三个助手，布朗·奈夫（Byron Knief）、尤金尼亚·辛格（Eugenia Singer）和维克多·麦内泽斯（Victor Menezes）谈论着经济学。一同前往的还有麻省理工的经济学家卡尔·凯森（Carl Kaysen）。此人主持过普林斯顿高级研究所，现在是罗素·赛奇基金会和桑塔费研究所董事会的董事。
安德森发现里德很像亚当斯所形容的那样：聪明、直率、善言。在纽约，他因集体解雇职员而恶名远扬。但安德森发现，在私下交往中他是一个随和而不装腔作势的人，一个喜欢在和人聊天时把一条腿翘到椅子扶手上的企业主管。他显然没有被诺贝尔奖得主给唬祝他说他其实早就希望有这样一个会面的机会。这也正是为什么他喜欢罗素·赛奇基金会董事会议，喜欢其它学术机构董事会议的原因。“这种事对我来说十分有趣。
这给了我和学术知识界人物交谈的机会。他们对世界的看法与我的日常工作大不相同。
从两种不同的角度看世界使我受益匪浅。”里德回忆说，去桑塔费必须考虑怎样对一群专家学者解释清楚地个人对世界经济的偏颇看法，这使他感到非常兴奋。“这与你对着一群银行家讲话显然完全不同。”
对安德森来说，桑塔费之行是关于物理学、经济学和变幻莫测的全球资本流动的一场绝妙的漫谈。他还发现里德的一个助手不只是旁听而已。穿着好几件毛衣仍然在发抖的尤金尼亚·辛格为里德做了一个对计量经济模型的调查，她这次来是要就这个调查做一个报告。这些计量经济模型包括联邦储备银行、日本银行和其他银行采用的大型计算机对世界经济的模拟。安德森立刻就喜欢她了。
辛格颤抖不已并不是因为机舱里太冷。“我是被约翰要我做的事吓坏了！”她笑道。
她除了一张数学统计的硕士学位之外一无所有，尤其缺乏这方面的工作经验。“而约翰竟要我来对获诺贝尔奖的物理学家们做报告！说得客气点，我觉得我在技术上根本不具备这个资格。”
“这是我第一次对约翰给我下达的任务说不字。但他却轻描淡写、事不关己地说：‘哎，尤金尼亚，你会做好这件事的。在这方面你知道的比他们多。’”所以她就来了。
事实证明里德是对的。
由亚当斯和考温共同主持的会议第二天早上八点钟在距桑塔费以北十英里处的一个旅游牧场召开，只有十几个人参加。与会者中包括考温的老朋友杰里·盖斯特（JerryGeist）。他是新墨西哥公共服务公司的主席，这个会议的资助者。这次会议并不着意于科学交流。而是一场阐述和澄明，各方都极力想说服对方，让对方做自己非常希望对方做的事。
里德首先发言。他带来了一叠投影用的透明薄膜片。他说，他的问题基本上是他深陷于一种蔑视经济分析的世界经济体系之中。现存的新古典经济学理论和基于这之上的计算机模型根本就无法在他面对风险和不稳定因素时向他提供做决策所需要的信息。有些这类的计算机模型极其复杂。其中一个尤金尼亚待会儿会向各位详细描述。这个计算机模型有四千五百个方程式和六千个变量。但没有一个模型能够真正对付得了社会和政治因素。而这些因素往往就是最重要的变量。大多数模型都假设操作者会用手工输入利率、汇率和其他这类的变量，而这些恰恰是一个银行家期望经济模型能预测到的变量。
几乎所有这些经济模型都倾向于假设这个世界永远不会远离静止不变的经济均衡，而事实上这个世界经常由于经济突变和骚乱而动荡不安。总之，巨型的计量经济学模型能够给予里德和他的同僚们的，一点儿也不比他们凭直觉判断的要多。其结果也许都是想象出来的。
最近的一个例子是以1979年卡特总统任命保罗·弗尔克（Paul Volker）为联邦储备局局长为标志的世界经济动荡。里德解释说，这场经济动荡始于四十年代。当时各国政府都挣扎在两次世界大战导致的经济恶果和其间的一次西方经济大萧条之中。在这种困境之中，各国政府纷纷认识到，世界经济已经变得比以往任何时候都更有赖于各国之间的合作。这种共识在1944年的布雷顿森林协议（Bretton Woods agreements）中表现得最为突出。各国在新政之下纷纷放弃了以前的孤立主义政策和保护主义政策，开始转向同意让世界银行、国际货币基金组织和关贸总协定这样的国际组织来运作。结果非常成功。从金融上来说，世界经济起码持续了二十五年的稳定发展。
但到了七十年代，1973年和1979年发生了两次石油危机，尼克松政府让美元在国际货币市场自由浮动的政策、不断上升的失业率和蔓延肆虐的“经济停滞、通货膨胀”——这一切导致了布雷顿森林协议之后形成的世界经济体系的瓦解。资金开始以越来越快的速度在国际上流动。在那些为降低成本而正把生产线从本土移至海外的美国和欧洲的公司的支持下，迫切需要投资资本的第三世界国家开始借巨款来发展自己的民族经济。
里德说，在他们雇佣的经济学家的建议下，花旗银行和其它许多银行欣然将几十亿美元借贷给这些发展中国家。当时保罗·弗尔克宣誓就任联邦储备局局长，发誓要控制通货膨胀，不管付出多大代价，哪怕这意味着要让利率高到穿透屋顶，导致经济衰退。
但没人真的相信他的话。里德说，事实上，银行和他们雇佣的经济学家们都没有能够及时注意到，各国政府也都发出了同样的信息。任何一个民主国家都无法容忍政府强制的痛苦，是不是？所以花旗银行和其他银行在八十年代初一直还在把钱贷给发展中国家。
直到1982年，墨西哥首先宣称，反通货膨胀引发的世界范围的经济衰退导致他们无力偿还贷款。然后阿根廷、巴西、委内瑞拉、菲律宾和许多其他发展中国家也都纷纷如此宣称。
里德说，自1984年他出任花旗银行总裁以后，花费了大量时间来理清这团乱麻，迄今为止花旗银行已经损失了几十亿美元，世界各国银行的全部损失约在三千亿美元左右。
所以，他应该寻找什么样的资金运作替代方案？里德并不指望任何新的经济学理论准确到能够预测到保罗·弗尔克这样的特殊人物会上台。但是更符合社会和政治现实的新经济学理论应该可以预测到会有像弗尔克这样的人上台——不管怎么说，出于政治上的需要，他毕竟非常成功地控制住了通货膨胀。
他说，更重要的是，一个更好的经济学理论也许能够帮助银行注意到弗尔克行动隐含的意义。“任何能够加强我们对我们所处的这个世界的经济驱动力的理解和认识的事情都值得一做。”就他听到的现代物理学和混沌理论而言，物理学家的一些想法也许能够被应用于发展一种新的经济学理论。不知桑塔费研究所能否帮忙？
桑塔费方面的人被深深吸引住了。对他们大多数人来说，这是一个全新的领域。尤金尼亚·辛格对全球计算机模型的详细介绍也同样引起了他们的极大兴趣。尤金尼亚介绍的这些计算机模型包括规划连接（包含六千个变量）、联邦储备局跨国模型、世界银行全球发展模型、华利商贸模型和全球最优化模型。她总结说，这些模型没有一个是切实可用的，特别是在对付经济变化和震荡时。
所以这个话题又提出来了，桑塔费能帮得上忙吗？
嗯，也许吧。整个下午的大部分时间都是桑塔费研究所的学者对自己观点的阐述和说明。安德森谈及涌现和集体行为的数学模型问题，其他人谈到用先进的计算机图形处理技术来把堆积如山的数据转化成生动易懂的图形，利用人工智能技术来模拟能够适应、进化和从经验中学习的动因，以及将混沌理论用于分析和预测股市价格浮动、天气变化和其它这类随机性现象的可能性。最后，双方自然而然地达到了这样一个共识，那就是，这项经济学研究值得一试。安德森回忆说：“当时我们全都说，将此列入研究计划是有可能的。当代均衡经济学无法预测里德所谈及的经济震荡，这个经济学究竟缺少了什么呢？”
尽管如此，桑塔费方面的人还是表现得机智小心。虽然考温和他的同事们急需花旗银行的资金，但他们十分明确地对里德表示，他们无法保证会有奇迹出现。他们的一些想法也许会有用，但这是一个非常冒险的计划，也许会一无所获。这个羽翼未丰的研究所最不需要的是过高的期望和开空头支票。如果他们承诺他们无法办到的事，那无异于自杀。
里德说，他完全能够理解。他回忆说：“我的想法是，我不认为我们非要实实在在地得到某种具体的结果。”他只需要一些新的思想。所以他保证不加以时间上的限制，甚至不限制是什么样的具体成果。如果桑塔费研究所能够开始着手这项研究，并一年年地取得明显的进展，这就足够了。
“里德的话点燃了我对从事这项研究的热情。”安德森说。他们同意，下一步的工作是召开一个会议，一个扩大的研讨会，出类拔萃的经济学家和物理学家可以坐在一起研究讨论各种问题，拟出一个切实可行的研究计划。如果里德愿意为此捐资几千美元，桑塔费研究所就可以开始着手这项工作了。
这笔交易就这样谈成了。第二天早上，里德和他的助手们五点钟起床，坐轿车前往桑塔费机常里德希望尽早赶回东海岸的纽约，开始一天繁忙的工作。
肯尼思
不，戴维，安德森说，我没时间来组织这个经济学研讨会。
但是菲尔，潘恩斯在电话中说，你在和里德交谈时说了许多有趣的事。这个新的研讨会将是一个妙不可言的机会。你来邀请物理学家，然后我们再邀请最优秀的经济学家，组成研讨会的另一半成员。
不行。
听我说，潘恩斯说，我知道这又给你添了一件事。但你想，你会发现这事真的非常有趣，考虑一下吧。和夫人谈谈看。如果你答应了，我会帮助你的。你不用老是呆在桑塔费。
好吧，安德森叹道。好吧，戴维，我做就是了。
安德森虽然已经答应了下来，但却不知从何处下手。他从来就没有组织过这样的研讨会。但谁又干过这事呢？好吧，很显然，要做的第一件事是找一个能挑头为研讨会邀请另一半经济学家的人。他起码还认识一个经济学家：耶鲁大学的詹姆士·托宾（James Tobin），他曾和他上同一个高中，比他高几届，正巧也是诺贝尔经济奖得主。
吉米，他在电话上说，你对这样的事感兴趣吗？
不，我不感兴趣。托宾在听安德森解释完他想让他干的事之后说。他不是一个合适的人眩但斯坦福的肯·阿罗也许会感兴趣。事实上，如果安德森愿意的话，他很乐意给阿罗打个电话。
托宾肯定在电话上有一番精彩的描述。当安德森给阿罗打电话时，阿罗确实表现得兴趣十足。“我和肯在电话上聊了挺长时间。”安德森说。“结果我们发现我们俩的观点非常接近。”虽然阿罗是当今主流经济学的创始人之一，但他也像安德森一样，对传统理论持有一些反叛的态度。他太清楚常规经济学理论的弱点之所在了。其实他比任何批评家都能更明确地阐述其弊端。他偶尔也发表被他称之为“持不同意见”的论文，呼吁新的思想方法。他鼓动经济学家把更多的注意力放到人类心理学上来。比如，他最近对把非线性数学和混沌理论应用于经济学十分感兴趣。所以，如果安德森和桑塔费研究所的人认为能够探得新的方向——“嗯，这听上去没法不是一件有趣的事。”他说。
所以安德森和阿罗就着手开列名单，用与邀请创建期研讨会成员的同样标准为这次研讨会选择人眩他们需要那些有杰出学科背景，但又思想开放的人参加这个研讨会。
在阿罗这方，他认为他需要一些对正统经济学了如指掌的人。他不介意别人批判常规经济学，但他们最好要非常清楚地知道自己在批判些什么。他考虑了一会儿，写下了几个名字。
然后，他需要有一个偏重经验的人掺和进来。他想，只有对新古典经济学理论有坚实知识的人参加这个研讨会是不利的。你需要有人提醒你注意那些常规经济学对现实的不能解释之处。让我想想。也许那个去年他听到过他演讲的人会是个合适的人选，就是那个一直在从事人口统计学方面的研究，一直在谈论报酬递增率的人。他的研究不错。
阿瑟·布赖恩。他在名单上写下这个名字。
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第三章造物主的秘密
1986年秋天，当菲尔·安德森和肯·阿罗正在为经济学研讨会开列参加者名单时，乔治·考温正在和桑塔费教区的克里斯特雷修道院商谈三年租赁期的交易。这个砖砌平房结构的建筑物坐落在被称之为坎杨路的一条蜿蜒弯曲的小路上，正好紧挨着画廊林立的昂贵地段。
该是研究所正式运作的时间了。迄今为止，麦克阿瑟基金会这类的基金组织已经开始逐笔拨给研究所运作基金，考温和他的同事们已经为研究所招聘了一些职员。这些职员急需自己的办公空间。而且，随着经济研讨会和其它研讨会的安排，研究所也迫切需要有办公空间来置放办公桌和电话，让来访的学者有地方工作。考温觉得这个修道院虽小，但足够开展工作，尤其是在价格上便宜得让人没法放手。所以到了1987年2月，研究所的职员就搬进修道院来办公了。几天之内，这个狭小的空间就塞满了东西。
一片混乱
拥挤从来就没有得到过缓解。1987年8月24日，当布赖恩·阿瑟第一次踏入前门时，差点儿就摔倒在前台接待员的桌子上。这张接待桌挤在大门后一个狭小的凹处，只留下一英寸左右的空地容门打开，走廊上排满了满箱满箱的书籍和论文，复印机被塞在一个柜子里，一个职员的“办公室”就在楼道里，整座房子一片混乱。然而阿瑟却对这个地方一见钟情。
“我不可能想象出一个比这儿更适合我的兴趣和性情的地方了。”他说。这个混乱不堪的修道院在和平、隐蔽和安宁之中不知怎地却透出追求知识的活力。研究所的项目主任金戈·里查德森（Ginger Richardson）出来迎接他，带他四处参观。她带着阿瑟踩着铺着皱皱巴巴的亚麻地毯的地板观看门上那些可爱的手工艺装饰、擦得锃亮的灯罩和装潢精制复杂的天花板。她告诉他怎样穿过从前修道院院长的办公室，现在是考温的所长办公室的地方，到艾森豪威尔时期的厨房去用咖啡，领着他参观由以前的小教堂改装的大会议室。会议室的另一端墙原来是个祭坛，现在挂着涂满了方程式和图示的黑板。
光线透过彩色玻璃射进来，摇曳不定地投洒在黑板上。她还带他参观一排拥挤狭小的办公室，那曾经是修女们的寝室，现在这里挤塞着廉价的金属办公桌和供打字员使用的椅子。从办公室的窗子望出去，是一个洒满阳光的院子，可以透过窗户眺望到远处的桑格里德克里斯托山脉。
阿瑟是第一次来新墨西哥，早就沉浸在兴奋迷离的情绪中了。桑格里德克里斯托山脉、明媚的沙漠阳光和晶莹剔透的沙漠景观对他的感染和震撼，不亚于对几代画家和摄影家的感染和震撼。但他立刻感觉到这个修道院有一种特殊的魅力。“整个气氛让我无法置信。”阿瑟说。“当我随意翻阅那些陈列的书籍和置放在四周的论文，我感到一种自由自在和无拘无束的气氛。我真不敢相信还有这样的地方存在。”他开始预感到这个经济研讨会也许真的会非常令人激动。
在这种办公条件下，前来访问的学者们常常是三两个人挤用一间办公室，他们把自己的名字写在纸上，贴到自己的办公室门上。有一次阿瑟发现了一个他十分想见的人的名字：宾夕法尼亚大学的斯图尔特·考夫曼（StuartKauffman）。两年前，在布鲁塞尔的一个学术会议上，阿瑟短暂地见过一次考夫曼。当时考夫曼关于发育中的胚胎细胞的演讲给他留下了极为深刻的印象。考夫曼的观点是，细胞传送化学信息，导致胚胎中其他细胞的发育，形成一个自我连续的网络，这样就产生出一个相互关联的生物体，而不仅仅是一团原生质。这个概念呼应了阿瑟关于人类社会是个自我连续、相互支持、相互作用的网络的想法。他记得他从那个学术会议回来后对他的妻子苏珊说：“我刚听了生平最精彩的一场学术报告。”
所以，他刚把自己的办公室安顿停当，就转悠到考夫曼的办公室。你好，他说，你还记得我们两年前见过面吗？
嗯，不怎么记得了。考夫曼忘了这回事。但请进来吧。四十八岁的考夫曼皮肤晒得黝黑，有一头卷曲的头发，穿着加利福尼亚休闲装，态度非常和蔼亲切。阿瑟的态度也同样和蔼亲切，那天早上他处于一种想爱一切人的情绪中。两人的交谈很快就变得热烈了起来。“斯图是个非常热情的人。”阿瑟说。“他是一个你觉得愿意去拥抱的人。我并不是个喜欢到处去拥抱别人的人。但他就是这么个性格可爱的人。”当然，他们很快就开始探讨起了经济学。起初，他们有满脑子的话题，却不知对方想听些什么。阿瑟开始告诉考夫曼关于他在报酬递增率方面的研究。“这是个很好的开始，斯图尔特从这儿介入话题，向我谈及他最近的一些想法。”
事情往往就是这样的。阿瑟很快就得知，考夫曼是一个有非凡的创造性的人，他就像一个作曲家，头脑里总是无止无休地跳跃出美妙的音符。他没完没了地发表自己的看法，对人谈起话来速度飞快。确实，这好像是他思考问题的一种方式：用大声把自己的想法说出来的方式来进行思考。他不断地谈论、不断地谈论。
他的这一特点已经在桑塔费研究所众所周知了。在前一年的相处中，考夫曼就已经变成了一个无所不在的人。他是一个罗马尼亚后裔，继承了一小笔房产和保险业，所以成为能够在桑塔费买第二所住处，可以在这儿一住就是半年的少数几个科学家之一。在每一次研究所召开的研讨会期间，都可以听到考夫曼用他优美而自信的男中音不断地提出各种建议。在每个学术讨论会的问答时间里，都可以听到他大声思考关于如何将所谈内容形成概念的问题。“让我们想象有一组灯泡被随机地连接在一起，好吧，然后……”在会议期间的任何时候都可以听到他对任何愿意听他说话的人大谈他最近的一些想法。
有传闻说，曾经有人听到他对一个复印机修理工解释他在理论生物学上的一些观点。如果他身边没有别的访客，他很快就会对离他最近的同事不断解释他已经重复过一百遍的东西。没完没了，不厌其烦。
这已经足以使他最好的朋友都大喊着受不了，落荒而逃了。但更糟糕的是，这使考夫曼因过于自我中心、唠唠叨叨和缺乏安全感而著称，尽管有些同事回过头来会说，他们还是非常关心考夫曼的。他们会非常愿意告诉他：“确实，斯图尔特，这个想法大妙了。你真是非常聪明。”但不管大家对考夫曼的真实感受如何，考夫曼都无法自控。这二十五年来，他一直被一种景象所控制——这个景象如此强有力、如此不可抗拒、具有如此震慑人心的美，他根本就无法不被它所紧紧吸引。
最接近对这个景象解释的英文词是“秩序”。但就是这个词也无法抓住考夫曼所说的意思。听考夫曼谈论秩序就像听用数学、逻辑和科学语言谈论某种原始的玄学。对考夫曼来说，秩序就是对人类存在的奥秘的回答，它解释了在这个似乎是被偶然因素、混乱和盲目的自然法则所支配的宇宙里，我们怎么会作为有生命的、会思考的生物出现并存在的。对考夫曼来说，秩序告诉我们，人类确实是大自然的偶然产物，但又不仅仅只是偶然的产物。
确实，考夫曼总是急忙补充说，达尔文完全正确：人类和所有其他生命体无疑都是四十亿年随机变化、随机灾难和随机生存竞争的产物。我们人类并不是上帝的发明，或太空外来人。但他会同时强调说，达尔文的自然选择法也并不是人类存在的故事的全部。
达尔文并不知道事物存在自组织的力量，即：将自己组织成日益复杂的系统的持续力量，尽管事物也像热力学第二定律所描述的那样，同时也存在永远趋于解体的持续力量。达尔文也并不知道，秩序和自组的力量创造了有生命的系统，就像创造了雪花这种形式，或一锅沸腾的汤的热汤分子对流的现象。所以考夫曼宣称，生命的故事确实是一个偶然现象和偶然事件编织而成的故事，但这也是一个关于秩序的故事：它表现了一种融于大自然的经纬之中的深刻的、内在的创造力。
“我喜欢这个故事。真是很喜欢这个故事。我的整个生命就是这个故事的一幕幕的呈现。”
秩序
走在世界上任何一个科学研究所的走廊上，你会很容易就透过一个办公室敞开的门看到墙上贴着一幅爱因斯坦的画像：爱因斯坦裹着一件大衣，心不在焉地走在普林斯顿大学的雪地上；爱因斯坦神情专注地凝视着照相机镜头，破旧的毛衣领子上别着一支自来水笔；爱因斯坦咧开嘴大笑，对着全世界伸舌头。这个相对论的创立者几乎是大家共同的科学英雄，是深邃的思想和自由的创造精神的象征。
在五十年代初，爱因斯坦当然是加利福尼亚州萨克拉门托的一个名叫斯图尔特·考夫曼的男孩心目中的英雄。“我极其崇拜爱因斯坦。不，不能用崇拜这个词，应该叫热爱。我热爱他把理论看作是人类心智自由创造的思想，我热爱他视科学为对造物主秘密的探究。”爱因斯坦用OldOne来比喻宇宙的创造者。考夫曼对1954年第一次接触到爱因斯坦的思想仍然记忆犹新。那时他才十五岁，读到一本爱因斯坦和他的合作者雷奥波德·英费尔德（LeopoldInfeld）合写的一本关于相对论起源的普及读物。“当时我为能够看懂这本书，或我以为我能看懂这本书而激动万分。爱因斯坦巨大的创造力和自由驰骋的思维使他能够在他自己的头脑中创造出一个世界来。我记得我当时想，有人能这样做简直太美妙了。我记得他去世的时候（1955年）我哭了。我感到就像失去了一位老朋友。”
在读到这本书之前，考夫曼即使不是个引人注目的学生，也一直是个不是拿A就是拿B的好学生。但在这之后，他的热情被点燃了，倒不一定是被科学点燃的。他不觉得他必须亦步亦趋地跟随爱因斯坦的脚步走。但毫无疑问他感到有了一种与爱因斯坦同样的想洞容事物内部秘密的欲望。“当你观看一幅立体派油画，看到上面隐在的结构——那就是我想探索的。”事实上，他对此表现出来的最直接的兴趣根本就不是在科学方面。
少年时期的考夫曼热衷于当个剧作家，探测人类灵魂里的黑暗和光明。他的第一部作品，和他高中时的英语教师弗莱德·托德合作写的一个音乐剧本简直“糟糕透顶”。但他对被一个真正的大人很当回事地来对待而激动不已。那时托德二十四岁，与托德的合作是启发考夫曼的知识觉醒的很关键的一步。“尽管那不是一部很好的音乐剧，但如果我十六岁时就能和弗莱德合作写出一部音乐剧来，那还有什么不能做到呢？”
所以当斯图尔特·考夫曼1957年进入达特茅斯时，他已经完完全全是一个剧作家了。
他甚至还抽烟斗，因为他的一个朋友告诉他，如果你想成为一个剧作家的话，你就必须会用烟斗抽烟。当然，他继续写剧本：他与他大学一年级的同屋、高中开始的小伙伴麦克·迈格雷合作，又写了三部剧。
但很快，考夫曼就发现他创作的剧本的问题：剧中人物发表许多武断的意见。“他们喋喋不休地探讨生命的意义和怎样才算一个好人。他们只是谈论这些，却没有行动。”
他开始意识到，他对剧本本身的兴趣远不如对他剧本中的人物想探索的思想要大。“我想寻找到通往某种隐在的强大而神奇的东西的通道——虽然我说不清楚那究竟是什么。
当我发现我的好朋友狄克·格林将要去哈佛大学攻读哲学时，我感到非常懊恼。我希望我也能够成为一个哲学家。但我当然只能做一个剧作家。放弃做一个剧作家，就意味着放弃我正在为自己设想的身份。”
他回忆说，他思想斗争了一个星期才想透彻：“我不一定非要当一个剧作家，我可以成为一个哲学家！所以在后来的六年中，我以极大的热情投入到对哲学的研究之中。”
当然，他从伦理学开始学起。作为一个剧作家，他想弄明白善与恶的问题。除此之外，作为一个哲学家他还能学点别的什么呢？但很快他就发现自己又喜欢上了别的东西。他的兴趣转移到了科学的哲学和思维的哲学上来了。他说：“对我来说，它们似乎是深透之所在。”什么是可以用来发现世界本质的科学？什么可以用来了解世界的心智的科学？
在这股求知热情的驱使下，考夫曼在1961年以第三名的成绩毕业于达特茅斯大学，继而又获得了牛津大学1961年至1963年的马歇尔奖学金。结果，他没有直接去牛津大学。
“在必须到牛津报到之前我有八个月的时间，所以我做了唯一的一件理性的事情：我买了一辆大众车，开着它到阿尔卑斯山去滑雪。我有奥地利圣·安东最尊贵的地址，波斯特旅馆。我把车停放在旅馆的停车场，整个冬天都使用那个旅馆的盥洗室。”
他一到牛津就发现这儿的环境非常适宜于他。他至今仍然能够数出他这一生中最使他激动的三个学术环境，牛津便是第一个。“我生平第一次发现我周围的人都比我聪明。
美国人在那里也是人才济济。有罗德奖学金获得者，马歇尔奖学金获得者。其中有些人已是很知名的人物了。那时和我们一批的莫德林学院的（Magdalene）戴维·苏特（David Souter），现在供职于最高法院。乔治·F．威尔（Geofge F Will，美国著名新闻评论家及专栏作家）和我曾经总是去吃印度餐厅，逃避学院的伙食。”
对科学与思维的强烈求知欲使考夫曼在牛津选择了哲学、心理学及生理学课程。这些课程不仅只包括传统哲学，而且更注重当代对视觉系统的神经分析和对脑部神经联系的更为广泛的模拟。总之，这门课致力于从科学的角度来研究思维的运作。他的心理学导师名叫斯图尔特·苏瑟兰德（Stuart Sutherland），他后来成为又一位很有影响的人物。苏瑟兰德喜欢坐在他的书桌后面，连续不断地把问题抛给他的学生，让他们做思考体操：“考夫曼！视觉系统是怎样区分投射到视网膜相邻的两个锥体上的两个光点的？”考夫曼发现他喜欢面对这类富有挑战性的问题。他发现他有能力当场想出各种方案，作出有说服力的回答。（“嗯，眼睛并不是静止不动的，它在轻轻移动。所以，也许当你刺激多个视网杆和视网膜时……”）确实，他承认这样即兴建立模型使他养成了一种习惯。从此以后，他一直在或这样或那样地即兴建立模型。
但是，他也不得不承认，不无讽刺的是，正是这种可以即兴建立模型的能力使他放弃了哲学，趋向某种更为切合实际的方向：医学院。
他笑着说：“在某种程度上，我认为我永远也不可能成为一个伟大的哲学家。我的论点是：我永远也不会有康德那么聪明。而除非你能像康德那么聪明，否则成为一个哲学家就没有什么意义。所以我应该去读医学院。你会注意到，这不是一个推理。”
当真地说，其实是因为他那时对哲学感到厌烦了。他说：“这并不是说我不再热爱哲学了。而是我不相信哲学中的某种轻浮性。当代哲学家们，或起码是五十年代和六十年代的哲学家们，总认为自己是在检验概念和概念的意义，而不是在检验这个世界的现实。所以你可以发现你的论点是否中肯、是否得当、是否连贯等等，但却无法发现你是否正确。这最终引起了我的不满。”他希望做深入现实的探究，希望洞察造物主的奥秘。
“如果可以选择，我情愿做爱因斯坦，而不做维特根斯坦（Ludwig Wittgenstein，奥地利籍著名哲学家）”。
更重要的是，他不敢信任自己身上轻浮的弱点。“我始终非常擅长于概念性的东西。”他说。“往最好的说，这是我性格中最为深刻的一面，是上帝赐予我的天赋。但往最坏的说，这是圆滑取巧，是肤浅。因为我有这种焦虑，所以我对自己说：‘去读医学院吧。那些坏脾气的女人生的儿子们是不会让我光耍嘴皮子，到处卖弄知识的。因为我不得不照顾病人，他们会迫使我去了解大量的事实。’”事实确实如此。但不知为什么，医学院和病人并没有改变考夫曼喜欢玩思想的习惯。
其实医学从来就不曾真正有机会改变考夫曼。因为他从来就没有读过任何医学预科的课程，所以他就安排自己于1963年秋季去柏克莱大学读一年的医学预科，然后再进入海湾另一端旧金山市的加利福尼亚大学医学院。于是，就是在柏克莱，他修了最初的发育生物学课程。
他被这门课程强烈地震撼了。“这里有绝对令人震惊的现象。”他说。“从一个受精卵开始，然后这东西逐渐发育，变成了一个有秩序的新生命，然后又变成一个成熟的生命。”不知为什么，单个的受精卵能够分裂，变成不同的神经细胞，肌肉细胞和肝脏细胞，以及上百种不同的细胞，这个过程精确到万无一失。奇怪的不是生而缺憾的悲剧常有发生，而是大多数新生命一出生就完美无缺。“这至今仍然是生物学中最美丽的奥秘之一。”考夫曼说。“我整个儿地被细胞分化的问题给迷住了，马上就投入到对这个问题的深入思考。”
那时是做这项研究的一个大好时机：从1961年一直到1963年，雅各布（Jacob）和莫纳德（Monod）刚发表了他们关于遗传回路（genetic circuits）的一系列论文。这项工作使他们后来获得了诺贝尔奖。（这正是阿瑟16年以后躺在夏威夷海滩上读到的论著。）而考夫曼很快就读到了他们的观点。他们论述说，任何细胞都包含着几个“调节”基因（regulatory genes），这些调节基因就像开关一样，能够打开或关闭其他基因。
“他们的研究成为所有生物学家的启示录。如果基因能够相互打开和关闭，那么就会有遗传回路。在某种意义，基因组（genome）就会是一种生化计算机。正是整个系统的这种计算机行为，即有秩序的行为，以某种方式决定了细胞之间的差别。”
但问题是，这些细胞差别是怎样形成的呢？
考夫曼说，其实，大多数研究人员曾经（在这点上，甚至到现在）都并不过于为这个问题操心。他们谈论着细胞的“发育程式”，仿佛DNA计算机真的像IBM主机执行用FORTRAN语言编写的程序一样执行遗传指令：一步一步地逐条执行。更有甚者，他们好像相信这些遗传指令是精确无误的组织，就像任何人编写的计算矾代码一样被自然选择法完全排除了误差。怎么可能不是这样的呢？遗传程序中的最微小的错误都会导致一个发育中的细胞的癌变，或可以将之完全置于死地。这就是为什么成百的分子基因学家早就开始在实验室里努力译解精确无误的生化机制，研究在这个生化机制中基因A是如何打开基因B的，基因C、D、E的活动又是如何影响整个开关过程的。他们认为，一切都在这些细节之中。
但考夫曼越是思考这幅图景就越是发现，细胞差别是怎样形成的这个问题正赫然耸立于眼前。基因组就像计算机，很好，但它又完全不是IBM公司生产的计算机。他发现，在一个真正的细胞里，许许多多的调节基因可以同时作用。所以，基因组电脑不像人类制造的计算机那样逐步执行指令，而是同步地、平行地执行大多数，或所有的遗传指令。
他推理，如果情况真是这样的话，那么，重要的不在于是否这个调节基因精确地按照界定好的顺序激活了那个调节基因。而是这个基因组作为一个整体，是否能够安顿下来，将活性基因组合成一个稳定的、自我连贯的形态。调节基因最多也许能经历两个、三个或四个不同构型的循环，总之数目不多，否则细胞就会到处乱串，基因随机地相互开闭，陷于混乱状态。当然，肝脏细胞内活性基因的形态与肌肉细胞或脑细胞内的活性基因形态会非常不同。但考夫曼想，也许这正是重要之处。单个的基因组能够有许多稳定的行为形式这一事实，也许正是发育过程中能够产生许多不同细胞类型的致因。
人们都心照不宣地假设，细节就是一切。考夫曼对此感到十分困惑。他知道，生物分子的细节显然是十分重要的。但如果基因组必须被组合和调整到尽善尽美才能发挥作用，那它怎么会从随机的试验和进化的错误中诞生呢？这就像老老实实地洗一整副牌，却拿到一手的黑桃一样：不是没有这个可能，但这种可能性不大。“这感觉就不对。”
他说。“别指望上帝或自然选择法会做到这一步。如果我们只能用大量详尽的、自然选择过程中未必能发生的细节来解释生物的秩序，如果我们现在所见到的从一开始都经历过艰难的挣扎，那我们今天就不会存在于此了。只有足够的宇宙空间和时间上的机遇并不能产生这一切。”
事情肯定不止于此。他想。“不知为什么，我想证明秩序是最初就出现的，并不是后天置入和演化出来的。我有意识地要证明，在遗传调节系统中，秩序是天然而成的，带有不可避免的性质。秩序以某种方式自由地存在于事物之中，它是自动形成的。”他推测到，如果情况果真如此，那么，生命的这个自动而自组的特征就正好和自然选择法背道而驰。根据达尔文的描述，任何一种生物体的精确的遗传详况都是随机演变和自然选择的产物。但生命本身的自组，即秩序，却具有更深刻、更根本的含义。秩序纯粹地产生于网络结构，而不是产生于细节。事实上，秩序是造物主的头等奥秘。
“我不知道我哪来的这股冲动。”他说。“为什么斯图尔特·考夫曼凑巧来到这个世界，而且对秩序问题发生了兴趣？这整个儿就是个绝妙的谜。一个人的头脑能够对这个问题感到新鲜好奇，能够提出这类的问题，这使我感到既奇怪又惊喜。只是我这一生都有这样的感觉：好像我从事过、热爱过的所有科学研究，都是为解开这一谜团所做的努力。”
确实，对一个二十四岁的医科大学预科生来说，关于秩序的问题就像他身上的一直不消的痒处。他好奇地想，遗传秩序自由地存在究竟意味着什么？好吧，就让我们看一看在真正的细胞里发现的遗传回路吧。它们显然经过几百万年进化的精加工。但另一个问题是，它们真的有什么特别的吗？在无数可能的遗传回路中，他们是唯一能产生有秩序的稳定构型的遗传回路吗？如果是这样的话，那它们就是一把黑桃牌的类似物了。进化居然能幸运到产生它们，那就真是个奇迹了。或者，稳定的网络就像拿到一手黑桃、红桃、草花和方块混合牌一样通常吗？因为如果情况果真是这样的话，那进化偶然选择了有用的遗传回路，就是一件轻而易举的事了。真正的细胞中的网络就会是正好凑巧通过了自然选择的那个了。
考夫曼认为，寻找到答案的唯一方法就是洗牌，拿出一组完全典型的遗传回路，看看它们究竟会不会产生出稳定的构型。“所以我立刻就想到，如果把几千个基因随机地连挂在一起会发生什么呢？它们会产生什么效果？”
现在他知道他该如何思考这个问题了。他在牛津学过神经回路，他知道，真正的基因当然会相当复杂，但至少雅各布和莫纳德已经告诉过我们了，调节基因基本上只是开关。而一个开关的本质就是来回于两种状态之间：激活的状态和熄灭的状态。考夫曼喜欢把它们想成是电灯泡（开或关），或想成是一个逻辑状态（真的或假的）。但他觉得不管把它们想成是什么意象，却正是这种开或关的行为形成了调节基因的本质。剩下的只是相互作用的基因网络的问题了。当时柏克莱大学的自由演说运动正在校园蓬勃兴起，考夫曼却把他的课余时间都消遣在奥克兰他的公寓的楼顶上。他坐在那上面入迷地画着连挂在一起的调节基因的网络图形，力图搞清楚它们是怎样相互打开和关闭的。
考夫曼对研究基因网络确实十分入迷，甚至一直到他完成了在柏克莱的医学院预科课程，回到旧金山，开始了医学院全日制课程以后，他还沉迷在这里面。这并不是因为他已经对医学院感到厌倦了，恰好相反：他发现医学院课程的难度非常非常大。他的老师要求他死记硬背堆积如山的课本知识，极端痛苦地做肾脏的生理结构分析之类的功课。
但尽管如此，他仍然一门心思想学医。学医迎合了他内心的童子军精神：在任何情况下，行医都是做有益的事，同时又能让他准确地知道该如何去做，就好比在风暴中搭帐篷一样。
然而，考夫曼继续他的基因网络游戏，因为他几乎无法自控。“我狂热地想从事对这些随机基因网络的奇怪科学的研究。”他的药物学考试得了C。“我的药物学课程的笔记本上涂满了遗传回路的图表。”他说。
起初，他发现遗传回路使他感到非常困惑。他懂得很多抽象逻辑，但却几乎没有数学知识。他在图书馆找到的计算机教科书对他几乎毫无帮助。“当时，自动机理论早已建立，这个理论所论述的就是逻辑开关网络。这些书告诉我如何合成一个能够发挥作用的系统，或复杂自动机功能的一般限制何在。但我感兴趣的是复杂系统的自然法则。秩序从何而来？当时没人思考这些问题。当然只是据我所知是没人思考这些问题。”所以他继续画他的随机遗传回路图表，极力去直观感觉这些网络的行为模式。当他需要用到数学时，他就尽自己的能力来发明数学公式。
很快他就发现，如果每一个基因都被许多其它基因所控制，使基因网络变得像一盘意大利面条一样稠密地纠缠在一起，那么整个系统就会猛烈动荡，陷于混乱局面。就拿电灯泡来比喻，那就会像一个巨大的拉斯维加斯广告牌线路错乱了，上面所有的灯光都乱闪一气，完全没有秩序。
考夫曼同样想到，如果每个基因最多只被另外一个基因控制，基因网络非常稀松地连接，那么，网络的行为模式就过于简单了。这就会像一个广告牌上大多数灯泡都只会像没有头脑的夜总会频闪灯光那样枯燥地开开关关。而那不是考夫曼想象的秩序。他想要的遗传灯泡是能够将自己组织成有趣的行为形式，就像随风摇曳的棕榈树或翩翩起舞的火烈鸟一样。另外，他知道非常稀松地连接的网络是不现实的：雅各布和莫纳德已经证明了，真正的基因通常都受控于好几个别的基因（今天，我们知道典型的数额是两个到十个）。
所以考夫曼就取其中间数。这样的网格连接既不十分稠密，也不十分稀疏。在实际操作上，为了让事情更简单些，他取每个基因只有两条输入的网络。他发现了隐含着特殊意义的现象。他早就知道，稠密连接的网络会非常敏感：如果你深入进去，调节任何一个基因的状态，比方说，从打开的状态调节到关闭的状态，那就会引发雪崩现象，导致网络像瀑布一样无止无休地来回翻滚。这就是为什么稠密相连的网络总是趋于混乱状态的原因。它们永远不可能安顿下来，但在只有两个输入的网络中，考夫曼发现，开关一个基因并不会引起连续扩散的变化波动。在大多数情况下，被触及的基因会恢复到原来的状态。事实上，只要基因活动的两种形态相差不是很大，它们就会趋于会聚。“事情变得简单了。我能够看见电灯泡趋于进入开或关的状态。”考夫曼说。换句话说，两条输入的网络就像一盏灯光一样随意闪烁，却又总是能够自己组织成火烈鸟或香槟酒杯图案的广告牌。
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－AidedCognition。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（ConradWaddington）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！曳赏獯罄辈靠颇系纳蠢湍岜鹗＜蛑笔前敉噶恕Ｄ嵌酱κ橇钊司娴娜恕Ｔ己病っ纺傻隆な访芩梗↗ohn Maynard Smith）在这里、雷内·托姆（ReneThorn）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，介绍基因网络中的秩序、细胞类型数等等。报告结束后，我们走出来，到俯瞰着湖水的阳台上喝咖啡。杰克·考温走过来问我是否愿意来芝加哥做研究。我几乎不假思索地脱口答道：‘当然愿意！’足有一年半时间我都没顾上问杰克，我的薪水到底是多少。”
生与死
在阿瑟到达桑塔费研究所第一天的午餐后，他和考夫曼沿着坎杨路上砖坯建成的画廊，向考夫曼喜爱的水洞散步而去。从那以后的两周之内，他们几乎每天都在一起吃午饭，或只是在一起谈话。
他们经常是边散步边聊天。考夫曼比阿瑟还要喜欢外面的新鲜空气。他少年时代参加童子军时在塞拉参加过无数次远足和野外露营活动。上大学时他是个劲头十足的滑雪运动员和登山队员。现在只要有可能他仍然喜欢出门远足。所以考夫曼和阿瑟总是沿着坎杨路边走边聊，或爬上修道院后面那开阔的山岗。他们坐在山顶上，眺望着桑塔费全景和连绵起伏的山脉。
阿瑟开始感觉到考夫曼心里似乎有无法言喻的悲伤。有时，在他诙谐幽默、机智巧妙、充满好奇的谈话中、在他滔滔不绝地讨论他的思想时，他会突然停顿下来，脸上闪过一丝悲伤。在阿瑟和他的妻子苏珊到达桑塔费不久的一个晚上，阿瑟夫妇和考夫曼夫妇一块儿出去吃晚饭。考夫曼告诉了他们一个悲伤的故事：那年10月一个星期六的晚上，他和丽沙回到家，得知他们十三岁的女儿麦瑞特遭到了车祸，肇事者撞了人后开车逃跑了，他们的女儿被送到当地医院，伤势非常严重。夫妇俩和儿子爱森马上跑着去了医院，但到了医院却被告知，麦瑞特十五分钟前已经去世了。
在这件事过去了五年多以后的今天，考夫曼在叙述这件事时已经不至于控制不住自己了。但那天晚上他却怎么也无法自控。麦瑞特是他最心爱的女儿。“这个灾难简直整个地把我打垮了。我悲痛万分，简直无法用言词来形容。我们走上楼去，我女儿破碎的身体躺在一张桌子上，正在冷却。这种悲痛简直无法忍受。那天晚上我们全家三口人拥在一张床上，哭做一团。我女儿的性格易于激动，但她关心他人的天性让我们赞叹不已。
我们都认为她是我们四个人中最优秀的。”
考夫曼接着说：“人们都说，时间能治愈创伤。但并不完全是这样的。只不过是悲伤不那么经常爆发了。”
当他们沿路散步，攀爬修道院周围的山坡时，阿瑟情不自禁地被考夫曼关于秩序和自组织的概念所吸引住了。但具有讽刺意味的是，当考夫曼用“秩序”这个词时，明显和阿瑟所用的“杂乱”是同一回事——也就是涌现，即，复杂性系统永不停息地把自己组织成各种形态的趋向。但是当时，考夫曼用了一个恰好相反的词却并不令人感到吃惊。
他正好是从一个完全不同的方向得出这个概念的。阿瑟谈论“混乱”，是因为他是从冰封而抽象的经济均衡的世界入手的，在这个世界里，人们认为市场规律像物理学规律一样可以精确地决定一切。考夫曼谈论“秩序”，是因为他是从杂乱而偶然的达尔文世界入手的。在达尔文的世界里没有任何规律可言，只有意外事件和自然选择。虽然他们是从完全不同的角度出发的，但基本上却达到了一个同样的位置。
考夫曼同样也被阿瑟的报酬递增率概念所吸引、所困惑了。“我很难理解为什么这个概念在经济学上还是新的，而生物学家这么多年来一直在和正反馈打交道。”他花了很长时间才弄明白新古典经济学世界的观点有多么停滞僵化。
但使他更感兴趣的是，阿瑟开始问他另一个正引他入迷的经济学问题：技术变迁。
往轻了说，这个问题也早已变成了炙手可热的政治议题。你可以从任何一份你随手翻阅的报纸或杂志上感受到这种潜在的焦虑：美国还有竞争能力吗？我们是怎样丧失了神话般的美国创造力、丧失了老一辈美国佬的技能的？日本人是不是会一个产业一个产业地把我们挤出局？
这都是些切入要害的问题。关键是，正如阿瑟向考夫曼解释的那样，经济学家回答不了这些问题，起码从最基本的理论上，经济学对此无解。技术发展的整个动力就像是一个黑匣子。“直到十五年或二十年之前，大家在意识上仍然认为，技术只是随机地从天而降的，人类是根据天书的蓝图出现了生产钢铁、制造硅片、或产生其它任何这类东西的技术。这些技术由托马斯·爱迪森这样的聪明人发明出来。这些聪明人躺在浴盆里时灵感从天而至，所以就能在上天绘制的蓝图上加上一页。”其实严格地说，技术根本就不属于经济学范畴。技术是外来的，被非经济的进程神奇地分娩出来的。最近，人们做了大量的研究，用模拟来证明技术是内在孕育而生的，这意味着，技术是由经济系统内部产生的。但这通常意味着技术是研究和发展投资的结果，几乎就像一件商品一样。
虽然阿瑟认为这个观点包含了一定的真相，但他仍然不认为这是事情的本质。
他对考夫曼说，当你观察与经济学理论背道而驰的经济历史时，你会发现，技术完全不像一件商品，而更像是一个不断演化的生态系统。“特别是，技术发明绝少是在真空中产生。比如说，激光打印机基本上是静电印刷机，就是一个激光装置和计算机线路来告诉静电滚筒在哪儿印刷。所以，只有当我们有了计算机技术、激光技术和静电复印技术后，激光打印机才有可能被发明出来。但也是只有人们需要精巧、高速的打印机，激光打印机才会被发明出来。”
总之，技术形成了一个高度相互关联的网，或用考夫曼的话来说，是一个网络。更有甚者，这些技术之网具有高度的动力，并且很不稳定。技术似乎可以像生物一样发展演化，就像激光打印机产生了桌面排印系统软件，而桌面排印系统软件又为图形处理程序打开了一个天地。阿瑟说：“技术A、B和C也许会引发技术D的可能性，并依此类推下去。这样就形成了可能性技术之网，多种技术在这张网中相互全面渗透，共同发展，产生出越来越多的技术上的可能性。就这样，经济变得越来越复杂。”
而且，这些技术之网就像生物生态系统一样会经历演化创造的爆发期和大面积的灭绝期。比方说，汽车这样的新技术取代了以马代步的旧技术，而随着以马代步方式的消逝，铁匠铺、快速马车、水槽、马厩、养马人等也消失了，依存于以马代步方式的整个技术子系统突然就崩溃了，就像经济学家约索夫·熊彼得曾经称为“毁灭的飓风”那样。
随着汽车的出现，铺设完好的道路、加油站、快餐厅、汽车旅店、交通法院、交通警察和交通指示灯也纷纷出现了。新的商品和新的服务设施开始发展壮大，每一项新内容的插入都是因为以前出现的商品和服务设施为它们开辟了空间。
阿瑟说，确实，这个过程是他所指的报酬递增率的一个绝好的范例：每当一项新技术为其它商品和服务开辟了合适的空间时，进入这个新的空间的人就会在极大的诱惑下尽力帮助这项技术的发展和繁荣。更有甚者，这个进程正是锁定现象背后的主要驱动力：一个特定的技术能够提供给依附于它的其它技术的新空间越大，就越难以改变这种技术发展的方向，除非有一种较之强得多的技术出现。
阿瑟解释说，这个技术之网的概念与他对新经济学的想象非常接近。但问题是，他发展的数学方法只适宜于一次对一项技术的发展进行观察。他真正需要的是一个类似网络性的模拟，就像考夫曼开发的那种一样。所以他问考夫曼：“你能做一种模拟，让刚被发明的技术就像打开的开关一样，也许……？”
考夫曼目瞪口呆地听他说完这一切。他能吗？阿瑟刚才用完全不同的语言所描述的一切正是考夫曼这十五年来一直在研究的问题。
默想了几分钟之后，考夫曼就开始向阿瑟解释为什么技术变化的过程就像生命的起源一样。
考夫曼最初产生这个想法是在1969年，在他到达芝加哥的理论生物学研究小组的时候。
他说，在读过医学院之后，置身芝加哥有如置身于天堂。现在回想起来，芝加哥其实就是他经历过的三个最令他激动的知识环境中的第二个。“这是一个非凡的地方，拥有才能非凡的人。”他说。“在芝加哥我工作的那个部门所集中的人物之优秀，在全美国都是出类拔萃的，他们就像我在意大利碰到的那群朋友一样。”杰克·考温正在进行皮层组织方面突破性的研究工作。他用简单的方程式来描述大脑中的刺激和抑制波是怎样越过神经细胞的双重尺度薄片的。约翰·梅纳德·史密斯也正在从事进化动力学方面的突破性研究。他利用被称之为博奕理论的数学技术来澄清物种之间竞争与合作的本质。
利用萨塞克斯大学的年假来这儿从事研究的梅纳德在网络的数学分析上给了考夫曼及时的帮助。“约翰教我算数，他是这么说的。”考夫曼说。“有一天我治愈了他的肺炎。”
生活在同事和至交中间的考夫曼很快就发现，在网络的统计特征的研究上他并非是孤军奋战。比如，1952年，英格兰神经生理学家罗斯·阿什贝（Ross Ashby）在他出版的《脑之设计》（Design for a Brain）这本书中就思考了同样的问题。考夫曼说：“他探索的是复杂网络的普遍性，提出了一个与我的问题相似的问题，但我却对此一无所知。当我一发现这件事就立即与他取得了联系。”
同时，考夫曼发现自己在研究基因网络的同时，还对物理学和应用数学做出了一些最前沿的拓展。他的基因调节网络动力结果变成了被物理学家们称之为“非线性动力”的一个特例。从非线性这个角度来看，很容易就能明白为什么稀疏连接的网络能够这么容易就自组成稳定的循环：从数学角度来说，它们的行为就相当于落在河谷周围山坡上的所有雨水都会流入河谷最底部的湖里。在所有可能的网络行为空间里，稳定的循环就像盆一样，或者就像物理学家所说的“吸引子”。
经过对基因网络六年的艰苦研究，考夫曼满意地感到他终于能如此完美地了解其中的奥秘。但他仍然禁不住地感到，这里面还缺了点什么。基因调节网络的自组之说当然非常好，但是在分子这个层面，基因活动依存于核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）这些复杂、精致的分子之山。而RNA和DNA又是从何而来的呢？
生命究竟是怎样起源的呢？
根据生物学教科书上的正统理论，生命的起源相当直接。DNA、RNA、蛋白质、多糖类和形成生命的其他分子于几十亿年前在某个温暖的小池塘中形成。当时，像氨基酸这类简单的分子建设砖块在初始的气候环境中要经过不断积聚。事实上，在1953年，诺贝尔化学奖得主哈罗德·尤瑞（Harold Urey）和他的研究生史丹勒·米勒（StanleyMiller）用实验证明，最初由甲烷、氨和其它类似的东西形成的氛围可以自发地产生这样的建设砖块。所需要的只是偶然的闪电来提供产生化学反应的能量。这个理论又说，随着时间的推移，这些简单的混合物就开始聚集于池塘和湖水，经过更进一步的化学反应，变得越来越复杂，最终就会产生一群分子，包括DNA双螺旋结构和（或）它的单结构表兄弟RNA。它们都具有自我繁殖的能力，而当自我繁殖一经产生，其余的一切就都是自然选择的结果了。常规生物学理论大致上就是这样说的。
但考夫曼不买这个帐。就先拿一件事来说，大多数生物分子的结构都非常庞大。比如说，合成一个单个的蛋白分子要精确有序地聚集几百个氨基酸建设砖块。这在一个具备所有最先进的生化技术的现代实验室里都非常难以实现。蛋白分子又怎么能够在一个池塘中自我形成呢？许多人都试图测算出发生这种情况的偶然性会有多大，然而他们得到的结论基本上都差不多：如果生物分子的形成真是随机的，那么你得等上比宇宙形成还要长得多的时间才可能等到一个有用的蛋白质分子的形成，就更别设想需要多长的时间才能等到无数蛋白质、糖类、脂肪和氨基酸的形成，从而组合成一个完全可以起作用的细胞了。即使你假设在人的观察力所能及的宇宙中几百万的星系中以兆计的星球中，都有像地球这样拥有温暖的海洋和气候的行星存在，在任何这些行星上出现生命的可能性仍然是微乎其微的。如果生命的起源真的是一个随机的结果，那生命的起源可就真是个奇迹了。
更具体些说，考夫曼不能苟同标准的生物学理论是因为，这个理论将生命的起源与DNA的出现等同了起来。对考夫曼来说，将生命的起源基于如此复杂的东西之上显然是不合理的。DNA双螺旋结构能够自我复制，当然，但关键是，这种自我复制的能力在于它能够展开自己的双螺旋结构，并进行自我拷贝。更进一步的是，在现在的细胞中，这个过程还有赖于一群扮演各种协助角色的特殊蛋白质分子。所有这一切怎么会发生在一个池塘里呢？考夫曼说：“我产生了一种就像当年非要一探基因调节网络究竟是否存在秩序那样的冲动。在DNA中存在某种非常奇妙的东西，生命的起源正是有赖于这样一种特殊的东西，我简直不希望这是真的。我这样对自己说：‘如果上帝赋予了氮另外一种化合价呢？（在DNA分子中充满了氮原子）如果是这样的话，生命有可能出现吗？’对我来说，生命的起源竟然处在这样一种微妙的平衡点上，这真是一个令人震惊的结论。”
但考夫曼又想，谁说生命的至关重要的因素就是DNA呢？从这点来说，谁说生命的起源是一个随机的结果了？也许还有另外的产生自我复制系统的途径，一种能够允许有生命的系统依靠自己的努力，从简单的化合反应逐步发展成为生命的方式。
好吧，现在来想象一下初始原汤的情形吧，里面有那些微小的氨基酸、糖类等物质。
很明显，你不能指望它们会自己融合在一起，形成一个细胞。但你起码可以指望它们会产生一些随机的相互作用，事实上，很难想象有什么事情可以阻止它们这样相互作用。
虽然随机作用不会产生任何奇妙的东西，但它们能够产生较大数量的具有短链和分叉的小分子。
目前这个事实虽然并不能增大生命起源的可能性，但考夫曼想，假设，仅仅是假设，有一些飘浮在初始原汤中的小分子能够起到“接触剂”的作用，就像是极其微小的媒人。
化学家常常能够发现这样的物质：一个接触剂分子在四处周游时粘上了其它两个分子，把它们撮合到一起，这样就使它们之间的相互作用和相互融合发展得更快一些。然后，接触剂又放开了这对“新婚夫妻”，转而把另外两个分子撮合到了一起，就这样一直发展下去。化学家也非常熟悉很多像刀斧手一样的接触剂分子，它们侧身挨上一个又一个的分子，然后把它们切割开。接触剂的这两种作用使它们成为现代化学工业的支柱。比如像汽油、塑料、染料、药品等，没有接触剂，所有这些产品几乎都不可能出现。
考夫曼想，好吧，现在来想象一下在初始原汤中有一些A分子忙着催化另一个B分子的形成。既然第一个分子是随机形成的，它的接触与催化功能也许并不十分有效，然而它并不一定要十分高效。但即使是一个效能微弱的接触剂都能使B分子的形成要远比另外途径快得多。
考夫曼想，现在，让我们假设分子B本身具有微弱的接触催化功能，这样它就能催化一些分子C的产生。假设分子C也可以起到接触催化作用，并依此类推下去。他推测，如果初始原汤的池塘够大的话，如果池塘里的各种分子多得足够开始发生相互作用的话，那么，在事情发展的某个阶段，也许完全可能产生出已经完成了整个圆圈，又开始去接触催化分子A的分子Z。但这样就有了更多的分子A，这意味着有了更多的接触催化剂，可供加强分子B的形成，而更多的分子B反过来又可供加强分子C的形成，这样没完没了地进行下去。
换句话说，考夫曼认识到，如果初始原汤中的条件成熟的话，你就完全不用等待随机作用的结果了。初始原汤中的混合物会形成一个连贯的、自我强化的相互作用网。更进一步的是，这个网中的每一个分子能够接触和催化这个网中其他分子的形成，这样，较之网外的分子，网内所有的分子都会稳定地得到越来越大的发展。总之，从整体来看，这个网能够催化自我的形成。它会成为一个“自动催化组”。
当考夫曼认识到这一切时产生了一种敬畏感。在这里，秩序再一次出现了，这是自由存在的秩序。秩序自然地产生于物理学和化学的法则之中。秩序从分子的混沌之中自发地浮现出来，宣布自己是一个发展的系统。这个想法美妙得不可思议。
但这就是生命吗？不。考夫曼不得不承认，这不是我们今天所了解的生命。一个自动催化组没有DNA、没有基因码、也没有细胞膜。事实上，除了一群飘浮在原始池塘中的分子之外，它并非真正独立地存在。如果当时地球大气圈之外有一个达尔文凑巧经过，他（或它）都很难察觉到有任何不同寻常的事情。任何一个特定的参与这个自动催化组的分子看上去与其它分子都没有什么不同。我们无法在任何一个自动催化组中发现事情的本质，事情的本质存在于这个自动催化组的整体动力上：它的集体行为。
然而，考夫曼想，从更深一层的意义上来说，自动催化组也许是有生命的，它能够呈现出某种非常明显的生命特征。比如说，它能够发展。而且从原则上说，没有理由认为这样的自动催化组为什么不能是开放性的，能够随着时间的推移产生出越来越多的、变得日趋复杂的分子。这样的自动催化组甚至具有一种新陈代谢的功能：分子网络能够稳定地把飘浮在整个初始原汤中的氨基酸和其它形式的分子作为“食品”分子来供应，把它们粘合在一起，将这个自动催化组变成更加复杂的混合体。
自动催化组甚至能够显示出原始的自我繁殖方式：如果一个自动催化组凑巧从一个小池塘溅洒到一个相邻的池塘，比方说是在一次洪水泛滥中，那么，溅入相邻池塘中的自动催化组会立即开始在新的环境中发展。当然，如果这个池塘内早有另外的自动催化组存在了，那么这两组就会为资源而展开竞争。考夫曼意识到，这样就直接给自然选择敞开了门户，由自然选择来扬弃和优化这些自动催化组。我们很容易想象出这样一个自然选择的过程。对环境变化更能适应，或拥有更有效的接触催化效果的，更善于产生相互作用的，或拥有更复杂、更精致分子的自动催化组通过自然选择被保留了下来。最后，事实上你可以想象得出来，扬弃的过程产生了DNA和其他所有的物质。关键在于先要形成一个能够存活和自我繁殖的实体。在这之后，进化就能够在相对较短的时间内完成自己的工作了。
好吧，他承认这是假设，是在许多如果上再加上许多如果。但对考夫曼来说，这个自动催化组的故事与他所听到的最善辞令的生命起源的解释是背道而驰的。如果他的假设是真的话，那就意味着，生命的起源并不需要等待某种荒唐而不可能发生的事件来产生一组极其复杂的分子。这意味着，生命确实可能依靠自己的努力从非常简单的分子发育进入存在。这也意味着，生命并不是一个随机的偶然事件，而是大自然自我组织的、持续强制力的某种表现。
考夫曼对这一研究简直就鬼迷心窍了。他立即投入了计算和用计算机对随机网络进行模拟，重复他在柏克莱所做的实验：他希望了解自动催化组的自然规律。好吧，就算你并不知道当时究竟有什么样的混合物和什么样的化合反应，但你起码可以想象它们的可能性。自动催化组的形成完全是一个没有可能的事吗？抑或它的形成几乎是不可避免的？让我们来看看数据吧。假设有少数几种“食品”分子，比如像氨基酸这类东西，假设在初始原汤中，这些分子开始相互聚合，形成聚合物之链。用这种方式能够聚合多少种聚合物？这些聚合物之间得发生多少相互作用才能形成一个相互作用的大网？如果形成了这样一个相互作用的大网，那么，在自闭后形成一个自动催化组的可能性有多大？
“当我整个想了一遍后，我发现事情对我来说已经变得显而易见了，相互作用的次数会大于聚合物的数额。这样，在达到每一个聚合物都能够发生一个催化反应这个固定的可能性时，就会达到某种相互自动催化的复杂阶段。换句话说，这就像他的基因网络：如果原始初汤超越了复杂的界线，它就会经历这种滑稽的阶段变化，即相变。那么自动催化组的出现就确实是不可避免的了。在内容足够丰富的初始原汤中，自动催化组只能是这样形成，生命从初始原汤之中自发地粘合催化而出。”
考夫曼觉得，这个故事实在是太美了，它不可能不是真的。他说：“如今我仍然像刚得出结论时那样坚信故事的这个剧情。我坚信生命就是这样开始的。”
阿瑟也很赞同考夫曼的观点。他认为这是一个伟大的发现，不仅仅因为这是关于生命起源的一个绝妙的解释，而且自动催化组和经济学如此相似，使他简直无法忽略而过。
那些天他和考夫曼一边在山间散着步，或弓身趴在餐桌上吃午餐，一边反复讨论这个观点。
他们都认为，最明显的是，自动催化组就是一个分子转换网，正如经济是商品和服务的转换网一样。从真正的意义上来说，自动催化组其实就像一种极其微小的经济体系，它吸取原料（原始的“食物”分子），然后把原料变成有用的产品（也就是自动催化组里更多的分子）。
更有甚者，自动催化组能够依靠自己的努力来进化，就像经济那样，能够随着时间的推移越发展越复杂。这正是最令考夫曼着迷之处。如果发明是老技术的新结合，那么，随着我们有越来越多的可供利用的老技术，可能性发明的数额就会急剧增加。他认为，事实上，事物一旦超越了某种复杂性的临界点，就会出现一种类似他在自动催化组中发现的相变。而在复杂性临界点之下，一些国家仅仅依存于少数几种工业生产上，这些国家的经济也趋于脆弱和停滞。在这种情况下，无论你向这个国家注入多少投资都没有用。
“如果你一味地只是出产香蕉，那么，除了出产更多的香蕉之外，你就别无它望了。”
但如果一个国家开始努力朝多样化方向发展，将经济的复杂程度增至超越临界点，那这个国家就会进入一个发展和发明的爆发性阶段——就是一些经济学家称之为的“经济起飞”阶段。
考夫曼告诉阿瑟，相变的存在也有助于解释为什么贸易对经济的繁荣如此重要。假设有两个不同的国家，每一个国家的发展都介于临界点之下，这两个国家的经济就会毫无起色。但假设这两个国家开始做贸易，它们各自的经济就会进入相互依存阶段，形成了一个较为复杂的更大的经济体系。“我相信这两国之间的贸易往来能够形成联合的经济体系，从而超越临界点，使经济爆发般地向外扩展。”
最后一点，一个自动催化组完全能够像经济体系一样经历进化过程中的繁荣期和衰落期。将一种新的分子注入到初始原汤中，往往能够彻底改变旧有的自动催化组的结构，这和以马代步的方式被汽车的出现所代替时，经济体系发生了改变是一个道理。这正是自动催化论真正吸引阿瑟之处。就像他初次读到分子生物学时那样，自动催化论中的这个相同的特点使他心驰神往：骚乱和变化、以及一些严重的后果都起源于看似微不足道的小事。而在这些现象之后藏着意义深远的自然法则。
考夫曼和阿瑟没完没了地讨论这些想法，探索其间的联系，感到非常愉快。他们的谈话就像一年级大学生随时随地地自由讨论。特别是考夫曼尤为激动。他觉得他们正在探索某种真正全新的东西。很显然，网络分析不会助使任何人精确地预测到下个星期会出现什么样的新技术。但它也许能助使经济学家获得预测这一进程的统计上的和结构上的方法。比如说，当你介绍一种新产品，它会对经济引起多大的震动？它会带动多少种别的商品和服务的出现？它会导致多少老行业的消亡？你如何认识一种商品已经成为一个经济体系的中心，而不仅仅是又一个呼啦圈？
考夫曼进一步认识到，这些思想的效用最终可能远远超越经济学领域。“我觉得这些模型同时也可以容纳偶发性事件和法则。关键是，相变也许是有规律的，而其中的特殊细节却无规律可循。也许我们掌握了历史发展进程是如何开始的这样的模型，可以解释工业革命或作为文化转变的文艺复兴这样的历史性事件的起源，解释为什么一个封闭孤立的社会或社会精神在某种新思想注入之后就无法再保持封闭孤立。”你也可以对寒武纪大爆炸问同样的问题：五亿七千万年前，这个充满了海藻和池塘浮渣的世界突然爆发而成为充满了大量复杂的、多分子生物体的世界。“为什么突然出现多样生物？”考夫曼问。“也许是因为世界超越了多样化的临界点而引起了爆发，也许是因为世界从海藻丛发展出了更有营养、更复杂的物质，这就导致了一个转换过程带动又一个转换过程的转换爆发期。这和经济现象是一样的。”
当然，甚至考夫曼也不得不承认，所有这些想法不过是希望而已。但另一方面，他又告诉阿瑟，这一切也许是非常可能的。他从1982年就开始做基础性研究，那是在他停顿了十多年之后重新开始对自动催化论的研究。
考夫曼记得，他是从1972年的某一天开始停止了对自动催化论的研究的。当时芝加哥的一位化学家斯图尔特·莱斯（Stuart Rice）来访他所在的理论生物学小组。莱斯在理论化学方面享有盛誉，考夫曼很希望给他留下深刻的印象。“他走进我的办公室，问我正在从事什么研究，我就告诉他我正在研究自动催化，他就说：‘你做这个研究干什么？’我不知道他为什么这么说。我猜他认为这工作没有任何意义。但当时我想：‘上帝，斯图尔特当然知道他在说什么。我不应该再做这个了。’所以1971年，我把已经做成的研究结果写了出来，发表在控制论学会期刊上，然后就把这项研究搁置一旁，全忘了这件事。”
考夫曼的这种反应并不完全因为缺乏安全感。其实当时他的自动催化模型正好也走入了死胡同。无论他为研究生命的起源做多少计算和计算机模拟，它们也仅仅只是计算和计算机模拟而已。要取得真正的进展，他就必须在米勒和尤雷的实验基础上继续有所发展，就必须在实验室里证明，初始原汤中确实可以产生自动催化组。但考夫曼并不知道怎样才能做到这一步。就算他有耐心，也有在实验室进行化学试验的技术，他也不得不在各种的气温与气压下观察数百万计各种组合的混合物的形成。这将是一件他穷尽一生的时间都不会有结果的事情。
似乎没有人能想出什么好办法来。在自动催化研究领域考夫曼并不是在孤军奋战。
几年前，柏克莱诺贝尔奖得主麦尔文·卡尔文（Melvin Calvin）在他1969年出版的《化学演变》这本书中描述了他所探测的有关生命起源的几个不同的自动催化情形。与此同时，德国的奥托·罗斯勒（Otto Roseeler）、曼弗莱德·艾根（Manfred Eigen）也在独立地进行自动催化方面的探索。艾根甚至已经能够用RNA分子在实验室证明一个自动催化循环的形式。但还没有人能够证明自动催化组是如何在米勒－尤雷的初始原汤中从简单的分子中浮现出来的。这个悬而未决的学说似乎没有取得任何进展。
但是，尽管考夫曼对莱斯的评论的反应并不完全因为缺乏安全感，但很大程度上却确实是这样的。他有一种在这个新的领域证明自己的能力的迫切需要，但他发现，理论学家在生物学家眼里的声誉很低。
“在生物学中，从事数学计算的人处于底层中的最低层。”他说。这与物理学和经济学的情况正好相反。在物理学和经济学中，理论家是王者。而在生物学领域，特别是在分子生物学和发育生物学领域，试验工具是全新的，为了研究生命系统的细节需要采集大量的数据资料。所有的荣誉和光荣都归于实验室。“分子生物学家都坚信，所有的答案都会随着对特殊分子的了解而获得。”考夫曼说。“大家都极不愿意去研究生物系统是如何运作的。”比如，基因网络研究中的吸引子的概念对他们来说是很浮夸的。
在神经科学和进化生物学领域，排斥理论的气氛要略微淡一些。但即使在这些领域，考夫曼的网络概念也被认为有点儿怪诞。他谈论庞大网络中的秩序和统计行为，却无法用这个分子或那个分子来举例说明。许多研究人员很难理解他在说些什么。“当初有人对我的基因网络的研究工作有所反应，沃丁顿就赞赏我的想法，还有其他许多人也都赞赏我的想法。这就是我得到了我的第一份工作的原因。我为此感到非常高兴，非常骄傲。
但在此之后就沉寂了下来，从七十年代初期开始走下坡路。人们不再特别关心这件事了。”
考夫曼把大量时间投入到学习如何做生物实验之上了。他感到一种与他当初从哲学转向医学院时同样的冲动：他不信任自己的辩才和理论倾向。“部分原因在于我觉得自己需要做脚踏实地的工作。但另一部分的原因是我真的想知道世界究竟是如何运作的。”
考夫曼特意把研究重点放在小小的果蝇身上。基因学家在二十世纪初已对果蝇做了大量的研究。果蝇现在仍然是生物学家从事发展进程方面研究时最喜欢的实验对象。果蝇有许多有利于做实验的特点，它会出现古怪的变化，新孵出的果蝇的腿会长在触须应该长的地方，或它的生殖器会长在应该是它的头部所在的位置，等等。果蝇的这些变化给了考夫曼研究遗传形式的充分余地，他可以由此思考发育中的胚胎是如何进行自组织的。
1973年，他对果蝇的研究使他来到了华盛顿郊外的美国健康研究所。那个研究所给他的两年任期使他得以逃脱去越南战场服兵役。「他在华盛顿的时候已经设法推延了四年服兵役。根据众所周知的“贝雷计划”（Berry Plan），物理学家在做医学实验期间可以推延服现役。］1975年，他对果蝇的研究使他获得了宾夕法尼亚大学终身教授的职位。他开玩笑说：“我选择宾州大学，是因为那附近有非常好的印度餐厅。”但认真地说，他选择宾州，是因为他觉得无法再回到芝加哥大学地区的海德公园街区，把家安在那里，尽管当时加州大学也允诺了他同样的职位。他说：“那儿的犯罪率太高，种族关系太紧张了。你会感到你无力对此做出任何改善。”
考夫曼当然不会后悔他耗费在果蝇上的时间。他发表的关于果蝇发育的论述就像他对网络形式的论述那样充满激情。但他同时也记得1982年那生动的一幕。“我在塞拉利昂山上，忽然意识到，我已经有好几年对果蝇提不出什么新的见解了。我忙忙碌碌地做着核移植实验、无性系实验和其它实验，但我其实并没有产生任何新的想法。我感到一种全面的困顿。”
不知为什么，他当时立刻就明白，是回到他起初关于基因网络和自动催化研究去的时候了。见鬼，如果没有其它内容的话，他觉得他已经善尽其职了。“我已经有权去思考我想去思考的问题了。在读完医学院、做过医生、接生过六十个婴儿、为新生儿吸抽过骨髓、照料过贲门抑制等一个年轻的医生应该做的一切事情以后，在主持过实验室，学会了如何使用闪烁计数器、如何拿果蝇做遗传实验等其它一切事情以后，尽管生物学界依然蔑视理论，但我已经有权做任何我想做的事情了。我已经满足我在牛津读书时的渴望，已经不怕自己会才思缥缈了。我现在深信自己是个优秀的理论家。这不一定是说，我总是对的。但我信任自己。”
特别是他认识到，现在是回到自动催化组的研究上去的时候了，而且这次要把它做对。他说，在1971年，他真正拥有的只不过是非常简单的计算机模拟。“我非常清楚地知道，随着方案中蛋白质数额的增加，它们之间相互反应的次数增加得会更快。所以当这个系统变得足够复杂时，就会产生自动催化现象。但在分析工作中我并没有得到多少结果。”
所以他重又开始进行计算，就像以往一样，一路研究下来，总是以发明数学公式而告终，“1983年，我耗费了整个秋季，从十月份一直到圣诞节，一直在证明各种数学定律。”他说。聚合物的数量、相互作用的次数、聚合物的接触催化反应的次数、这个巨大的反应图示中的相变次数，从中探测究竟在什么样的条件下自动催化才会发生。他怎么能证明会发生自动催化现象呢？他记得整个结果匆匆忙忙地形成于11月份，在他从印度开会回来的二十四小时的飞机航班上，“我返回到费拉德尔菲亚时简直累坍了。”他说。圣诞节那一天他匆匆忙忙地草涂下这个定律，到了1984年元旦前，他获得了结论：他在1971年只能推测，不能证明的滑稽的相变得到了确凿的证明，这个定律表明，如果化学反应过于简单，相互作用的复杂程度过低的话，相变的现象就不会发生，这个系统就会是一个低于临界点的系统。但如果相互作用的复杂性达到了一定的程度，考夫曼的数学定律就可以精确地界定这意味着什么——这个系统就会是超越临界点的系统，自动催化现象就会变得不可避免，秩序就会自由存在于其中。
真是太妙了。很显然，他接下来要做的事，就是要用更加先进的计算机模拟技术来证明这些理论设想。他说：“我已经有了关于超越临界点和在临界点之下的两种系统的设想，我急切地希望看到计算机是否能模拟这两种系统的表现。”但同样重要的是要将象征真正化学和热动力学的某种情形也编进模拟模式里去。一个更现实的模式至少可以在如何在实验室创造一个自动催化组这一方面给实验者提供指导。
考夫曼知道有两个人可以帮助他，其中的一个他已经见到过了。在巴伐利亚开会期间，他结识了罗沙拉莫斯物理学家多伊恩·法默（Doyne Farmer）。法默的想象力就和考夫曼一样丰富，一样充满活力，而且也像考夫曼一样着迷于自组织的概念。他们俩非常愉快地在阿尔卑斯山滑了一整天的雪，一直在讨论网络和自组织。他们相处得好极了，法默甚至安排考夫曼作为顾问和讲师来罗沙拉莫斯做阶段性学术访问。不久，法默又介绍考夫曼认识了伊利诺斯大学年轻的计算机专家诺曼·派卡德。
法默和派卡德自七十年代末在桑塔·克鲁兹读加州大学物理系研究生成为同学开始就一直合作默契。在加州大学读书时他们俩就都是自喻的“动力系统团体”的成员。这个团体的成员是一小群致力于那时的前沿领域——非线性动力学和混沌理论研究的研究生。这个团体的成员对非线性动力学和混沌理论作出了富有创意的贡献。这使他们的动力系统团体在詹姆士·格莱克（James Gleick）的著作《混沌》（Chaos）中占有一个篇章。《混沌》一书发表于1987年秋，差不多就在阿瑟、考夫曼和其他人为参加经济学会议而聚集桑塔费的那段时间。
当考夫曼八十年代初第一次见到法默和派卡德时，他们俩已经开始厌倦混沌理论了。
就像法默所说：“又怎么样呢？混沌的基本理论已经血肉丰满了。”他向往走在前沿的激情。在科学的前沿，事情还没有能够被完全理解。对派卡德而言，他希望自己搅到真正的复杂之中去。混沌动力学是复杂现象，当然，想想一片树叶在徐徐微风中随意摇曳吧。但这种复杂太简单化了。在树叶摇曳的情形中，只存在来自于风的一组动力。
这组动力可以被一组数学等式描述出来。而这个系统只是盲目地、永远地遵循这些方程式运作。没有任何变化，也没有任何改进。“我希望超越这个，深入到生物学和心智这类更复杂、更丰富的形式之中。”派卡德说。他和法默一直在寻找切入要害的研究课题。
所以当考夫曼建议，他们可以在计算机模拟自动催化系统方面相互合作时，他们便一拍即合，立即决定做这个尝试。
1985年，当考夫曼从巴黎和耶路撒冷体完年假回来后，他们就着手这项研究。“我们之间开始了密切的合作。”考夫曼说。对化学反应的随机网络的讨论是一回事，这样的网络可以用纯数学语言来描述。但用相对真实的化学来模拟这些反应又是另一回事了，这时事情很快就变得复杂化了。
考夫曼、法默和派卡德最后得出的是一个聚合物化学的简化模型。基本的化学建设砖块，也就是根据米勒－尤瑞过程初理在初始原汤中可能形成的氨基酸和其他这类简单的混合物，在计算机模拟中用a、b、c这样的象征性符号来表达。这些建设砖块能够相互连接成链，形成更大的分子，比如像accddbacd。这些更大的分子反过来又会发生两种化学反应。它们可能分裂开来：accddbacd→accd＋dbacd或者它们也可以反过来，最终合为一体：bbacd＋cccba→bbcadcccba每一组反应都有一个相关的数——化学家将其称为率常数——这个数能够决定在没有接触剂的情况下发生化学反应的频率。
当然，这个实验的全部意义在于观察在有接触剂的情况下会发生什么情况。所以考夫曼、法默和派卡德必须找到能够分辨哪一个分子触发哪一种化学反应的方法。他们尝试了好几种方法，其中考夫曼提议采取的一种与其他方法的效果类似的方法，即只是选取一系列的分子，比如像abccd，然后任意指定每一个分子的化学反应，比如baba＋ccda→babaccda。
在进行模拟时，一旦所有的反应速率和催化强度被界定清楚后，考夫曼、法默和派卡德就让计算机开始丰富他们模拟的原始池塘，源源不断地提供像a、b、aa这一类的分子“食物”。然后他们就坐下来，看看他们的模拟会产生什么样的结果。
在很长时间内，他们的模拟产生不出多少结果。这很令他们沮丧，但却并不令人吃惊。反应速率、催化强度和食物供给率，所有这些参数都可能有误。要做的是改变这些参数，然后再看看什么参数会起作用，什么参数不会起作用。他们在这样做时偶然发现，当他们把参数修改到有利的范围之内时，模拟的自动催化组就产生了。更进一步的是，自动催化组形成的条件，似乎正像考夫曼在他的关于抽象的网络定理中所预测的那样。
1986年，考夫曼和他的合作者发表了他们的研究结果。虽然这时法默吸收了一名研究生，里查德·巴格雷（Richard Bayley），来拓展和大幅度加快这个模拟实验，但法默和派卡德这时早已兴趣别移了。考夫曼自己也开始进一步思考进化中自组织情形发生的其他方式。但在这次计算机模拟实验之后，他比以往更深刻地感到，他已经真正面对造物主的奥秘了。
他记得有一次独自登上泰后湖畔的塞拉斯山，到他最爱去的豪塞泰尔瀑布。他回忆说，那是一个怡人的夏日。他坐在瀑布旁的一块石头上，思考着自动催化的问题及其意义。“我突然明白了，上帝已经部分地向我展示了宇宙运作的奥秘。”当然，他指的不是通常人们认为的那个上帝，考夫曼从来没有相信过有上帝的存在。“但我有了一种理解宇宙的神圣感觉，一个展现在我面前的宇宙，一个我身为其中一部分的宇宙。事实上，这是与虚荣自负正好相反的一种感觉。我感觉到上帝正在向愿意倾听的人展示世界运行的奥秘。”
他说：“这是一个美好的时刻，一个我离宗教体验最接近的时刻。”
桑塔费
经济学研讨会召开的日期日趋逼近，阿瑟开始把越来越多的时间花费在完善他的发言上（会议安排阿瑟为第一天的第一个发言人），考夫曼则在自家附近尘土飞扬的道路上独自长时间地散步。他说：“我记得我来来回回地踱步，一边尽力归纳我演讲的中心概念的构架。”他们约定，由阿瑟来谈报酬递增率，而考夫曼早已就他所要谈的网络模拟做出了发言提纲。另外，对他俩共同的关于技术发展和自动催化的想法，还会增加一次讨论。把经济看作自动催化组这个想法实在是妙不可言，不可能被轻易放过。考夫曼急于让大家共同分享这一点。
对考夫曼来说，他在桑塔费的家就像豪塞泰尔瀑布一样是他对这类问题做沉思默想的好地方。他在桑塔费的家是一个宽大而不规则的建筑物，巨大的落地窗从地板一直顶到天花板。这座房屋坐落在桑塔费西北部沙漠地区的一条尘土飞扬的道路上，从那里可以眺望到里奥格兰德河谷对面的杰梅兹山脉的壮丽景观。这景观有某种永恒的、几乎精神性的意味。他买下这处房产还不到一年，主要是为了能够在桑塔费研究所呆更长的时间。
桑塔费研究所无疑是他经历过的第三个最优秀的学术环境。他说：“就像牛津和芝加哥那样令我激动和神往。但把桑塔费和牛津、芝加哥大学相比，桑塔费就像小土豆一样渺校这儿简直是个令人震惊不已的地方。”他是1985年和法默一起进行自动催化计算机模拟时听说桑塔费研究所的。但直到1986年8月，当他参加研究所的一次研讨会时，才有机会亲历桑塔费。那次“复杂的适应性系统”研讨会是由杰克·考温和斯坦福大学的进化生物学家马克·菲尔德曼组织召开的。考夫曼就像阿瑟一样，一下子就喜欢上了这个地方，他几乎不假思索地认定，这儿正是他向往的地方。“这儿一直充满了追求真理的热情、知识的激情、以及混乱而严肃和欢乐，还有‘感谢上帝，我不是孤独的’这样的感觉。”
他的夫人和两个孩子，爱森和麦瑞德也为能够在桑塔费消磨时光而欣喜若狂。当考夫曼带他们来看这个地区时，他们立刻喜欢上了这个地方。考夫曼还记得他们去桑格里德克里斯托山去采蘑菇的那天。他夫人是个画家，而世界上没有任何地方拥有像新墨西哥这样明媚的阳光了。所以1986年9月12日，考夫曼选购了他们在桑塔费的家，计划每年来新墨西哥居住一个月左右的时间。
但就在1986年10月25日，他们在桑塔费购买房子还不到两个星期，麦瑞特就遇车祸身亡。女儿死后，桑塔费的家对考夫曼来说突然比假期别墅具有了更大的意义。从那时候开始，桑塔费的家就成了他的避难所。他的家人基本上就算搬到这儿来常住了。而考夫曼自己就像在往来于两个家之间的流放者，使他维系于宾夕法尼亚大学的仅仅是他的学生、年薪和终身教职。他所在系的主任知道考夫曼这样做是因为需要感情上的自我拯救，所以做出了能够让考夫曼每年在桑塔费度过一半时间的安排。考夫曼说：“宾州大学已是非常照顾我了。不是很多地方能够允许你这么做的。”
考夫曼说，对在桑塔费第二年的情形他已记不太清楚了。1987年5月，他得知他获得了麦克阿瑟基金会无条件的“天才”研究基金，他为此而非常欣喜，但却又感觉不到快乐。“最倒霉的事情和最幸运的事情都发生在我身上了。”他躲进了自己的研究工作中。他说：“作为一个科学家，这是我能够进入并能够恢复正常感觉的地方。”他会经常沿着尘土飞扬的道路漫步，凝视着山脉，探寻着造物主的奥秘。
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第四章“你们真的相信这套？”
布赖恩·阿瑟通常对做学术报告并不感到紧张。但当时在桑塔费研究所召开的经济学会议却非同寻常。
他在到桑塔费之前就感到某件重大的事情正在进行之中。“当那天阿罗在校园截住我时，我听说约翰·里德、菲尔·安德森和马瑞·盖尔曼这些人物是这次经济学会议的幕后策划人，后来桑塔费研究所所长又给我打了电话，事情已经很清楚了：这次会议被桑塔费研究所的人认为是一个里程碑。”阿罗和安德森作为会议的组织者，将会期定为整整十天，这对学术会议的标准而言，是相当长的会期了。乔治·考温准备在会议的最后一天召开新闻发布会，那一天约翰·里德也将亲自出席。（确实，安德森准备参加会议就是一个见证。七个月之前，即1987年2月，世界上所有的凝聚态物理学家都为发现外表粗糙，但在达到相对温和的液化氮沸点，华氏零下321度时能够高度导电的陶瓷新材料感到惊诧不已。安德森就像其他很多理论物理学家一样，正在没日没夜地想研究这些“高温”超导是如何达到这样的功效的。）当阿瑟在8月底，即经济学会议召开的两周前到达研究所，并看到了会议出席者的名册时，他就明白了，展示自己研究成果的真正的机会来临了。当然，他已久仰阿罗和安德森的大名了。他还认识他在斯坦福大学的同事汤姆·萨金特（Tom Sargent）。汤姆做过关于“合理的”私营企业经济决定与政府一手导致的经济环境之间的密切关系的研究，因而常被人们作为诺贝尔奖的竞争者而提及。参加这次会议的还有哈佛大学名誉教授、曾担任过世界银行研究中心主任的霍利斯·切纳利（Hollis Chenery）、哈佛大学的神童拉里·萨默斯（Larry Summers）、来自芝加哥大学，率先将混沌理论用于经济学的乔斯·桑克曼（Jose Scheinkman）、以及比利时物理学家戴维·鲁勒（DavidRuelle）。与会代表的名册上有差不多二十个名字，他们全都是这一数量级的学者。
他可以感觉到他的肾上腺素水平开始上升。“我意识到，这对我来说也许是个关键时刻，这是一个向我极想从中获取支持的一群人表述我的报酬递增率概念的机会。我本能地感到，物理学家会非常易于接受我的观点，但我不很清楚他们会对我的观点说些什么，或阿罗会怎么看。尽管到会的经济学家都是高水准的，但他们主要都是在常规经济学理论方面享有声誉的人，所以我完全不知道他们会对我的观点做何种反应。没有任何迹象可供我参考。我也不知道我该对我的演讲定什么样的基调，会不会遭到猛烈抨击，有时会出现这种情况，也许会是一片友好的气氛。”
所以，当会议开始的日期，9月8日星期二逼近时，阿瑟与斯图尔特·考夫曼一起散步和谈话的时间就越来越少了，他把越来越多的时间花在了完善他的演讲上。他说：“太极拳教你吸纳攻击和迅速反击，我想我也许需要学会这个。要使自己在火炮的攻击之下站稳脚跟，最好的办法就是练习慢动作的武术。因为每当你打出一拳，都可以把它想象成是向听众传达某些观点。”
会议于上午9点，在修道院内小教堂改成的会议室里开幕。与会者围绕两排可折叠的长桌而坐。阳光透过彩色玻璃窗洒落在会议室，一如往常。
在安德森做了简短的介绍，说明了他对此次会议主要讨论议题的希望之后，阿瑟站起来开始了他的第一个正式演讲，题目是：“经济学中的自我强化机制”。当他开始做这个演讲时，不知为什么，他感到阿罗的神情变得非常关注，仿佛在担心阿瑟这个家伙会不会向物理学家展现一个非常怪异的经济学图景。安德森说：“我知道阿瑟的表达能力非常强，从研究所这方面来说，在经济学上有许多想开拓的方面，但却没有形成任何知识层面的东西，也没有任何可以损失的东西。如果这次实验失败了，那就是失败了。”
但无论安德森的担心是否是有意识的，那天早上他显然依旧保持着严格的分析本能，甚至只会更加如此。阿瑟的发言一开始就刻意吸引物理学家的注意。当他使用“自我强化机制”这样的措词时，他解释说，他基本上是在谈论经济学中的非线性现象……“等等”安德森打断他说：“你所说的非线性的准确含义是什么？你是说所有的经济现象都是非线性的吗？”
嗯，可以这么说吧。阿瑟回答。用数学的准确性来说，报酬递减率的一般假设对应的是“二级”非线性经济学方程式，在这个方程式中，经济总是趋向均衡和稳定。而他关注的是“三级”非线性，即，那些导致经济的某些方面远离均衡的因素，工程师们将这称之为“正反辣。
阿瑟的回答似乎令安德森满意。他在谈到许多观点的时候都可以看到安德森、潘恩斯和其他物理学家频频点头赞同。报酬递增率、正反愧非线性方程式，这些对物理学家来说是非常熟悉的东西。
当早上的会议进行了一半的时候，安德森举手提问道：“经济学是不是很像自旋玻璃（spin glass）？”可以理解，阿罗会插问：“什么是自旋玻璃？”
正巧阿瑟这些年读了不少凝聚态物理学方面的书，非常清楚什么是自旋玻璃。这个名词指的是一组没有任何实用价值的磁性物质，但它的理论特征却令物理学家着迷。自六十年代发现了这种物质以后，安德森对它做过研究，还在该领域与人合作发表过几篇重要的论文。就像我们更为熟悉的铁这类磁性物质一样，自旋玻璃的主要成分是金属原子，其电子有一种被称为“自旋”的纯粹旋转运动的特性。其自旋也像铁一样，可以导致每一个原子产生一个微小的磁场，而这些磁场散发的磁力又导致了相邻原子的自旋。
但与铁不同的是，自旋玻璃中原子的相互作用力不会导致所有的自旋彼此联手，产生大规模的磁场效应，在这一点上并不像我们所看到的指南针和冰箱上的磁铁。
相反，自旋玻璃的磁力完全是随意的，也就是物理学家称之为“玻璃”的状态。
（方格窗户玻璃中的原子结合物的性质也同样是随意的。其实从技术上说，普通的玻璃可以被称为固体，也可以被称为特殊的粘性液体，完全是随意的。）别的不说，玻璃在原子层面上的无序意味着，自旋玻璃是正反馈和负反馈的复杂混合物，在这之中，每一个原子都尽力与它邻近的原子组成平行的旋转，又和其它原子成反向的旋转。一般来说，这根本就是无法持续保持的状态。每一个原子在与邻近的一些它并不想与之结为同盟的原子结盟时总是会受到一定的阻力，但在同样的意义上，安排自旋的方式又非常广泛，因此对任何一个原子来说，这种阻力都在合理的忍受范围之内。物理学家把这种情况称之为“局部均衡”。
是的，阿瑟同意将经济学比喻成自旋玻璃。从这个意义上说，自旋玻璃是对经济的一个很好的比喻。“经济自然是正反馈和负反馈的混合，经济会产生非常多的自然状态，或多种平衡状态。”这正是他在报酬递增率经济学中一直在力图表述的情形。
这时阿瑟看到物理学家在更频繁地点头表示赞同。嘿，这种经济学还不错。安德森说：“我和布赖恩真的很有同感。阿瑟的演讲给我们留下了很深刻的印象。”
阿瑟的演讲就这样持续了整整两个小时：锁定、途径的相互依赖、克沃提（QWERTY）键盘和可能的无效率、硅谷的起源。阿瑟说：“我发言时，物理学家们一直在点头和微笑。但每隔十分钟左右，阿罗就会说：‘等等。’然后请求我做更详尽的阐述，或解释他为什么不同意我的观点。他想确切地弄清楚我推理的每一步。当我开始阐述精确的定理时，他和在场的几位经济学家希望看到准确的证据。这拖宕了我的演讲，但却使我的立论更加无懈可击。”
阿瑟最后精疲力尽地坐了下来，他知道他在报酬递增率研究上的前途有望了。阿瑟说：“我的观点在那天早晨被合法化了。不是我说服了阿罗和其他人，而是物理学家说服了经济学家，让他们承认了我所做的研究对他们来说如同面包和黄油一样重要。物理学家们大致上是在说：‘这家伙知道自己在说些什么，你们经济学家不用担心’”也许这只是他的猜测。但在阿瑟看来，阿罗似乎明显放松了下来。
如果阿瑟的演讲让物理学家得到物理学家和经济学家的思维是在同一个频道上这个印象，那么他们很快就纠正了这一看法。
在会议的前两三天中，由于物理学家的经济学知识仅限于大学本科的经济学教科书的水平，阿罗和安德森就邀请好几位经济学家对常规新古典经济学做了概括性演讲。
“我们都对此怀着浓厚的兴趣。”安德森说。对物理学家而言，经济学理论一直是他们的知识嗜好。“我们很希望能学点这方面的知识。”
确实，当一大难的原理、定律和证据通过投影仪在屏幕上显示出来时，物理学家们简直就被经济学家的数学才能给镇住了。他们感到既敬佩又惊骇。他们产生了像阿瑟和其他许多经济学家多年来发出的对传统经济学的反叛观点。一位年轻的物理学家说，他记得当时他不相信地摇着头说：“这些理论也太完善了。经济学家似乎是陶醉在自己的数学公式中，以致于到了完全只见树木，不见森林的地步。经济学家耗费了大量的时间，极力将数学融入经济学，我想他们可能完全忘记了创造这些数学模型究竟是为了什么、这些模型究竟是什么、或内含的假设是否有任何意义。在许多情况下，所需要的只是常识而已。也许如果他们的智商都很低的话，他们所做的模型能够更完善一些。”
当然，物理学家对数学本身并无异议。物理学较之其他最彻底数学化的科学要更借助于数学工具。但为大多数经济学家所不知，而且发现后会感到惊讶的是，物理学家对数学的态度相对比较漫不经心。“物理学家们用一点儿严谨的思想、用一点儿本能、也在信封的背面做一些计算。所以他们的风格确实非常不同，”阿罗说，他记得当他自己发现这一点时也感到非常惊讶。其道理在于，物理学家总是要通过实证来确立自己的假设和理论。“我不知道在相对论理论这类的研究领域的情形是怎样的，但物理学的总的趋向是，你先做一下计算，然后再通过实验获取数据来证明。所以在理论上缺乏严谨性并不是十分严重的问题，理论的错误总是会被实验纠正的。但在经济学上，我们不能取得证明理论质量高低的数据资料，不可能像物理学家获取数据资料那样获取经济学的数据资料。我们的研究不得不从一个很小的基础上深入展开，所以我们不得不确保理论上的每一步推理都准确无误。”
这是一个很公道的理由。但经济学家确实因此而很少关注确实存在的实证。物理学家提出来的这一点看法仍然让经济学家感到气馁。比如，时不时就会有人问这样的问题：“非经济的影响有多大？比如像石油输出国组织的石油价格中的政治动机和股市上的大众心理。”而经济学家则不是对这些他们视之为较为不科学的、一堆乱麻的问题不以为然地撇嘴，就是给予这类的回答：“这类非经济因素确实并不重要”，或“这些因素确实很重要，但它们实在难以用经济学来处理”，或“这些问题也不总是很难对付，事实上，在一些特殊的情况下，我们正在用经济学的办法对付这些问题”，或者“我们根本不需要去理睬这些非经济因素，因为这些因素会在经济效应中自行消解”。
然后就是这个“合理期望”的理论。阿瑟记得在他第一天的报告中有人问他：“经济学是不是比物理学要简单多了？”
阿瑟回答说：“从某种意义上来说是这样的。我们把粒子叫作‘作用者’——像银行、公司、消费者、政府等。这些作用者之间会产生相互作用，就像粒子之间会产生相互作用一样。只是，在经济学中，我们通常不怎么考虑空间尺度，这就使经济学比物理学要简单得多了。”
但他又接着说，经济学与物理学之间仍然存在很大的区别。“经济学的粒子很聪明，而物理学的粒子很笨拙。”在物理学中，基本的粒子没有历史、没有经验、没有目标、也没有对前途的担忧和希望。它只是单纯地存在。这就是为什么物理学家可以自由自在地大谈“宇宙规律”的原因。阿瑟说，物理学家的粒子对外界的力量只是完全顺从地做盲目的反应。而在经济学中，“我们的粒子会提前做出预期，会力图想弄明白，如果他们采取某种行动，其它粒子会做出何种反应。不管你如何模拟，我们的粒子采取行动是基于期望和战略考虑。而这正是经济学的真正困难之处。”
他说，他马上就看到会议室里所有的物理学家都坐直了身子。“经济学的问题并不简单，经济学像他们的物理学，但这门学问有两个有趣的怪词：战略和期望。”
但不幸的是，经济学家对期望问题的常规性解释，也就是期望完全是建立在理性的基础上这样一种解释，在物理学家中掀起了轩然大波。对完全理性的作用者确实可以做出完全正确的预测这一点，即，假设人类对一切都先知先觉，因此所做出的选择可以一直适用至很久以后的未来，人类用准确无误的理性预测他们将要采取的行动所意味的所有结果。这样你就可以安全地说，人类在任何情况下都会根据所获信息采取最有利的行动。当然，在某些情形下人类也会出现决策失误的情况，比如在发生石油危机、技术革命、对银行利率的政治干预和其他非经济的意外情况时，但人类有足够的聪明和敏捷来调整自己的行动，因此总是能够使经济处于滚动中的均衡状态，供永远会准确无误地等于求。
当然，唯一的问题是，人类既不是完全理性的，也无法对未来做出百分之百正确的预测，正如物理学家长篇大论地抨击的那样。更有甚者，就像好几位物理学家所指出的那样，就算你假设人类是完全理性的，再进一步假设人类可以对未来做出完全正确的预测，在理论上也存在漏洞。在非线性系统中——经济学无疑是非线性的——混沌理论告诉我们，你所知的内部环境中的哪怕是最小的不确定性都往往会产生不可逆转的后果，也许仅隔了一会儿，你的预测就可能变成一派胡言。
阿瑟说：“物理学家们一直在挤兑我们。他们对经济学家所做的假设感到非常吃惊。
对假设的检验不是来自现实生活，而是看这一假设是否符合经济学领域的流行观点感到非常吃惊。我看到安德森往椅子后背一靠，脸上挂着微笑问“‘你们真的相信这一套？’”被逼到死角的经济学家们回答：“但这有助于我们解决一些问题。如果不做这些假设，就什么都无法做了。”
物理学家们会立刻反驳道：“但这能帮你们解决什么问题呢？如果这种假设不符合现实情况，你们还是无法真正解决问题。”
经济学家本来就不是以虚心求知而著称的，桑塔费研究所的经济学家们如果不被所有这些攻击所激怒就不是经济学家了。他们可以在自己人圈子里抱怨经济学的缺陷，毕竟阿罗还特意找来了学识广博的常规经济学的怀疑者来参加此次会议。但谁愿意从外人嘴里听到对经济学的批判呢？尽管每个经济学家都在尽力洗耳恭听，表现得彬彬有礼，以使会议能够顺利进行，但在感情上他们却持一种明显的抵抗情绪：“物理学又能给我们提供什么帮助呢？难道你们这些家伙就这么聪明？”
当然，物理学家也并不以虚心求知而著称。事实上，对许多物理学以外的人来说，物理学家给人的印象，直接进入脑海的词语就是“令人无法忍受的傲慢”。这并不是物理学家故意摆出来的态度，也不是他们的个性使然，而更像是英国贵族无意识中流露的优越感。确实，在物理学家的头脑中，他们就是科学界的贵族。他们从修第一门物理学课程开始就从无数的微妙和不微妙的方式中感染上了这种贵族意识：他们是牛顿、马克斯韦尔、爱因斯坦和波尔的继承者。物理学是最坚实、最纯正、最强健的科学，所以如果经济学家在桑塔费会议上显露出强硬的态度，那他们马上就会采取以强对强的态度，就像经济学家拉里·萨默斯调侃的那样：采劝我是泰山，你是简”的态度：“给我们三周时间来掌握经济学，我们就能告诉你们怎样做才对。”
代表瑞德参加会议的尤金尼亚·辛格一直在担忧双方的这种自我中心所导致的潜在冲突。她回忆说：“我真怕这种‘泰山’效应一旦触发，我们的整个研究计划在出台前就会被扼杀在试管中。”而在开始时，事情好像真在往这个方向发展。“大多数经济学家坐在桌子的一边，大多数物理学家坐在另一边。我被这种现象吓坏了。”她时不时地把潘恩斯和考温叫到一边说：“能不能让双方坐得稍稍靠近些？”但这种情况并没有得到改观。
经济学家和物理学家潜在的完全无法沟通的危险对乔治·考温来说也无异于一场恶梦。倒并不是因为如果会议失败了，研究所也许会失去花旗银行的资金支持，而是这次会议是对桑塔费研究所理念的最有说服力的证据。两年前，在初创期的研讨会上，他们把各路英雄召集在一起讨论了一个周末。而现在是把两组完全不同的，又非常骄傲的人放在一起开10天的会，共同研究实质性的问题。考温说：“我们试图创造一个以前从不曾存在过的学术群体。但也许会不成功，也许他们彼此之间没什么可谈的，也许根本就只是双方激烈的论战。”
这不是一个毫无根据的担忧，后期的桑塔费研讨会偶尔也会出现与会者相互之间剑拔弩张的情况。但1987年9月，主宰跨学科研究的神明决定再次展露微笑。安德森和阿罗已经尽力吸收了能够倾听和交谈的人参加会议。尽管双方之间潜在着怒气，但与会者最终还是发现他们有许多共同的谈资。其实现在回想起来，双方在非常短的时间内就开始达成了共识。
当然，对阿瑟来说更是如此，他只用了半天时间就与物理学家达成了共识。
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第五章游戏高手
根据议程安排，经济学研讨会的第二场发言从会议第一天的午饭之后开始，安排了整个下午的时间。发言的题目是《作为适应性过程的全球经济》，发言人是来自密西根大学的约翰·荷兰德（John H．Holland）。
阿瑟已经做完演讲，现在已有精力对这个发言发生兴趣了。这倒也不只是因为这个发言的题目听上去很有意思。约翰·荷兰德是那年秋天研究所的访问学者之一，他们俩被安排住在同屋，但荷兰德在会议开始的前一天深夜才赶到桑塔费，那时阿瑟正在修道院最后一遍遍地斟酌他的发言，根本无暇顾及这个新来者。关于荷兰德，他所知道的就是，他是一个计算机专家，根据研究所的评价，是一个“非常好的人”。
研究所对荷兰德的评价似乎不错。当大家陆续回到小教堂改成的会议室，坐回到折叠长桌旁自己的椅子上去时，荷兰德已经站在讲台前准备开始发言了。他是个精悍的、六十开外的中西部人，宽阔红润的脸庞上似乎永远挂着微笑，高昂的嗓音使他说起话来像个热情澎湃的研究生。阿瑟立刻就喜欢上了他。
荷兰德开始发言了，起初阿瑟有点儿瞌睡懵懂，似乎是在被动听讲，但几分钟之内他就睡意全无，一下子就打起了精神，变得全神贯注了。
永恒的新奇
荷兰德一开场就指出，经济学是桑塔费研究所致力于研究的“复杂的适应性系统”的一个最好范例。在自然界，这样的系统包括人脑、免疫系统、生态系统、细胞、发育中的胚胎和蚂蚁群等。在人类社会，这样的系统包括文化和社会制度，比如政党和科学社团。事实上，一旦你学会了如何辨认这些系统，这些系统就变得无处不在。但无论你在什么地方发现这些系统，它们似乎都有某种至关重要的共性。
第一，每一个这样的系统都是一个由许多平行发生作用的“作用者”组成的网络。
在人脑中，作用者是神经细胞；在生态系统中，作用者是物种；在细胞中，作用者是细胞核和粒线体这类的细胞器；在胚胎中，作用者就是细胞，等等。在经济中，作用者也许是个人或家庭。或者，如果你观察商业圈，作用者就会是公司。如果你观察国际贸易，作用者就是整个国家。但不管你怎样界定，每一个作用者都会发现自己处于一个由自己和其他作用者相互作用而形成的一个系统环境中。每一个作用者都不断在根据其他作用者的动向采取行动和改变行动。正因为如此，所以在这个系统环境中基本上没有任何事情是固定不变的。
荷兰德说，更进一步的是，一个复杂的适应性系统的控制力是相当分散的。比如说，在人脑中并没有一个主要的神经元，在一个发育的胚胎中也没有一个主要的细胞。这个系统所产生的连续一致的行为结果，是产生于作用体之间的相互竞争与合作。即使在经济领域也是这种情形。问一问任何一位在久滞不去的经济衰退中挣扎的总统吧：无论华盛顿怎样调整银行利率、税收政策和资金供给，经济的总体效果仍然是千百万个人的无数日常经济决策的结果。
第二，每一个复杂的适应性系统都具有多层次组织，每一个层次的作用者对更高层次的作用者来说都起着建设砖块的作用：比如一组蛋白、液体和氨基酸会组成一个细胞，一组细胞会组成生理组织，一组生理组织会形成一个器官，器官的组合会形成一个完整的生物体，一群不同的生物体会形成一个生态环境。在人脑中，一组神经元会形成语言控制中心，另一组神经元会形成行动皮层，还有一组神经元会形成视觉皮层。一组劳动者会以完全相同的方式形成一个部门，很多部门又会形成更高一级的部门，然后又形成公司、经济分支、国民经济，最后形成全球经济。
还有荷兰德认为非常重要的一点是，复杂的适应性系统能够吸取经验，从而经常改善和重新安排它们的建设砖块。下一代的生物体会在进化的过程中改善和重新安排自己的生理组织；人在与世界的接触中不断学习，人脑随之不断加强或减弱神经元之间无数的相互关联；一个公司会提升工作卓有成效的个人，为提高效率而重新安排组织计划；国家会签定新的贸易合同，或为进入全新的联盟而重新结盟。
在某种深刻而根本的层面上，所有这些学习、进化和适应的过程都是相同的。在任何一个系统中，最根本的适应机制之一就是改善和重组自己的建设砖块。
第三，所有复杂的适应性系统都会预期将来。很明显，这对经济学家来说没有什么可大惊小怪的。比如说，对一个持续已久的经济衰退的预期会使个人放弃买一辆新车，或放弃过一个很奢侈的假期的计划，这样反过来又加深和延长了经济衰退。同样，对石油短缺的预期也能导致石油市场抢购和滥卖的巨浪——无论石油短缺的情况是否会出现和消失。
但事实上，这种预期和预测的能力和意识并非只是人类才具有。从微小的细菌到所有有生命的物体，其基因中都隐含了预测密码。“在这样或那样的环境中，具有这样的基因蓝图的生物体都能很好地适应。”同样，一切有脑子的生物体，在自己的经验库存中都隐含了无数的预测密码：“在ABC情况下，可能要采取XYZ行动。”
荷兰德说，更为一般性地说，每一个复杂的适应性系统都经常在做各种预期，这种预期都基于自己内心对外部世界认识的假设模型之上，也就是基于对外界事物运作的明确的和含糊的认识之上。而且，这些内心的假设模型远非是被动的基因蓝图。它们积极主动，就像计算机程序中的子程序一样可以在特定的情况下被激活，进入运行状态，在系统中产生行为效果。事实上，你可以把内心的假设模型想象成是行为的建设砖块。它们就像所有其它建设砖块一样，也能够随着系统不断吸取经验而被检验、被完善和被重新安排。
最后一点，复杂的适应性系统总是会有很多小生境，每一个这样的小生境都可以被一个能够使自己适应在其间发展的作用者所利用。正因为如此，经济界才能够接纳计算机编程员、修水管的工人、钢铁厂和宠物商店，这就像雨林里能够容纳树獭和蝴蝶一样。
而且，每一个作用者填入一个小生境的同时又打开了更多的小生境，这就为新的寄生物、新的掠夺者、新的被捕食者和新的共生者打开了更多的生存空间。而这反过来又意味着，讨论一个复杂的适应性系统的均衡根本就是毫无意义的：这种系统永远也不可能达到均衡的状态，它总是处在不断展开，不断转变之中。事实上，如果这个系统确实达到了均衡状态，达到了稳定状态，它就变成了一个死的系统。荷兰德说，在同样的意义上，根本就不可能想象这样的系统中的作用者会永远把自己的适存性、或功用性等做“最大化”的发挥。因为可能性的空间实在是太大了，作用者无法找到接近最大化的现实渠道。它们最多能做的是根据其他作用者的行为来改变和改善自己。总之，复杂的适应性系统的特点就是永恒的新奇性。
各种作用者、建设砖块、内在假设模型和永恒的新奇——所有这些概而言之，毫不奇怪地会使复杂的适应性系统非常难以用常规的理论机制来分析。大多数像计算或线性分析等常规技术非常适于用来描述在不变的环境中的不变的粒子，但如果要真正深刻地理解经济，或一般性的复杂的适应性系统，就需要数学和可以用来强调内在假想模型、新的建设砖块和多种作用者之间相互关联的繁杂大网的计算机模拟技术。
荷兰德谈到这些时，阿瑟飞快地做着笔记。当荷兰德开始描述他在过去的三十年中为使自己的这些想法更为准确、更为实用而开发了各种计算机技术时，阿瑟的笔录越发加快了。“这简直不可思议，”他说，“整个下午我坐在那儿，大张着嘴。”不仅仅因为荷兰德指出的永恒的新奇性恰好是过去的八年中他的报酬递增率经济学一直想阐述的意思，也不仅仅因为荷兰德指出的小生境恰好是他和考夫曼前两周谈论自动催化组时所研究讨论的问题，而是荷兰德整个对事物的看法的完整性、清晰性和公正性让你拍着自己的额头说：“当然！我怎么就没想到呢？”荷兰德的思想对他产生了震动和认同感，从而又在他头脑中激发出更多的想法。
阿瑟说：“荷兰德的每一句话都是在回答我这些年来一直在问自己的所有问题：什么是适应性？什么是涌现？以及许多我自己都没有认识到的我正在探寻的问题。”阿瑟还不清楚如何将这一切应用到经济学之中去。事实上，当他巡视会议室的时候，他可以看见不少经济学家不是持怀疑态度，就是显得很困惑。（至少有一个正在做午后小歇。）“但我相信，荷兰德的研究要比我们的工作精深许多许多。”他甚至觉得，荷兰德的观点是极其重要的。
桑塔费研究所当然也是这样认为的。无论荷兰德的想法对阿瑟和经济研讨会上其他经济学家来说有多么新异，荷兰德本人在桑塔费研究所的经常性成员中已经是个熟悉而非常有影响力的人物了。
他与研究所的第一次接触是在1985年的一次题为“进化、游戏与学习”的研讨会上。
这个在罗沙拉莫斯召开的研讨会是由法默和派卡德组织的。（正是在这个研讨会上，法默、派卡德和考夫曼第一次做了关于计算机模拟自动催化组的报告。）荷兰德演讲的主题是涌现的研究，演讲似乎非常成功。但荷兰德记得听众中有一个人连续不断地向他提出非常尖锐的问题。这个人一头白发，脸部表情既专注、又有些玩世不恭，目光透过黑边眼镜射向他。“我的回答相当不客气，”荷兰德说，“我不知道他是谁。如果我知道他是谁，我大概早就吓死了。”
不管荷兰德的回答客气不客气，马瑞·盖尔曼却显然很喜欢荷兰德的回答。在这之后不久，盖尔曼给荷兰德打电话，邀请他来桑塔费研究所顾问团当顾问，当时这个顾问团才刚刚成立。
荷兰德同意了。“我一到这个地方就真的喜欢上了。”他说。“对这儿的人所谈论的问题和所研究的问题，我直接的反应就是‘我当然希望这些家伙也喜欢我，因为我就属于这个地方！’”这是一种共同的感觉。当盖尔曼提及荷兰德时，他用“才华横溢”这个词来形容——这可不是他随意用来夸赞周围的人的词语，而且盖尔曼也不是经常会为任何事惊诧得瞪圆眼睛的。在早些时候，盖尔曼、考温和研究所的其他创始人几乎一直在用他们所熟悉的物理学概念来思考新的复余性科学，比如像涌现、集体行为、自组织等问题。而且，好像只要把这些比喻用于相同思想的研究，比如把涌现、集体行为和自发组织这些词汇用于经济学和生物学这类领域的研究，似乎早已能创造出丰富多采的研究计划来了。但荷兰德出现了，带着他对适应性的分析，更不要说他的计算机模拟技术。盖尔曼和其他人突然就认识到，他们的研究计划有一个很大的疏漏：这些涌现结构究竟在干些什么？
它们是如何回应和适应自己所在的环境的？
在后来的几个月中，他们一直在讨论这个研究所的研究议题不能只是复杂系统，而应该是复杂的适应性系统。荷兰德个人的研究计划——理解涌现和适应相互牵连的过程——基本上变成了整个研究所的研究计划。1986年8月，在由杰克·考温和斯坦福大学生物学家马克·菲尔德曼主持的研究所的一次大型会议，复杂的适应性系统研讨会上，荷兰德唱了主角（这也是将考夫曼介绍进桑塔费的那个研讨会）。戴维·潘恩斯还安排带荷兰德去和约翰·里德和花旗银行的其他成员进行交谈，那是在和复杂的适应性系统研讨会召开的同一天。在安德森的安排下，荷兰德参加了1987年9月的这次大型经济研讨会。
荷兰德非常愉快地参加了这一系列的学术活动。他已经在适应性概念上默默无闻地进行了二十五年的研究，到现在他已经五十七岁了才被发现。“能够和盖尔曼和安德森这样的人一对一地当面交谈，与他们平起平坐，这太好了，简直不可思议！”如果他有办法让他的妻子离开安·阿泊（他妻子是大学九个科学图书馆的负责人），他在新墨西哥呆的时间会比现在更长。
但荷兰德始终是个乐天派。他这一生始终在做他真正喜欢做的事，而且总是惊喜自己能有好运气，所以他有一个真正快乐的人的坦率和好脾气。不喜欢荷兰德几乎是不可能的。
比如阿瑟，甚至根本就没想过要抗拒荷兰德对他的吸引力。第一天下午，当荷兰德做完报告之后，阿瑟就迫不及待地上前去介绍自己。在后来的会期中，两个人很快就成为好朋友了。荷兰德发现阿瑟是个令人感到愉快的人。“很少有人能这么快地接受适应性的概念，然后这么快就把这个概念彻底融入自己的观念的人，”荷兰德说，“布赖恩对这整个概念都十分感兴趣，而且很快就深入了进去。”
同时，阿瑟觉得荷兰德很显然是他在桑塔费所结识的最复杂、最吸引人的知识分子。
