（这种情况以前和现在一直是使荷兰德真正感到愤怒的少数几件事之一。他最初曾经是最赞同合并的人之一，相信自然系统的研究视角会被保留下来，而现在他感到好像被吞食掉了。确实，当时的这种状况使荷兰德对参与桑塔费活动产生了更大的积极性。）但勃克斯和荷兰德的勇猛精神使他们俩鼓励朗顿从事生物学性较淡些，而计算机科学性更强一些的博士课题研究。朗顿承认，从实际的角度考虑，他们确实言之有理。“那时我已经有了长足的见识，很明白冯·诺意曼的宇宙是一个极其难以建立并投入运作的系统。
所以我开始寻求某种在一、两年中可以完成的研究课题，而不是要花几十年才能完成的课题。”
他想，与其去建立一个完整的冯·诺意曼式的宇宙，为什么不能只对其“物理学”做一点儿研究呢？为何不能研究一下为什么某些分子自动机规则表允许你建立很有意义的结构，而另外一些却不能呢？这起码是朝着自己的方向迈进了一步。这项研究也许既能满足计算机科学的硬性规定，又能满足工程学的要求。无论如何，它都可能产生与真正的物理学的某种有趣的关联。确实，分子自动机与物理之间的关联后来变成一个热门学科。1984年，物理学界的天才史蒂芬·伍尔弗雷姆在加州理工学院时就指出，分子自动机不仅包含了丰富多采的数学结构，而且与非线性动力学有着深刻的相似性。
朗顿发现特别吸引他的是，伍尔弗雷姆认为，所有分子自动机规则都可以被归纳为四种普遍性等级。伍尔弗雷姆的第一等级包括所谓世界末日规则：不管你以何种活细胞或死细胞的模型开始，所有一切都会在一或两步之内死亡。计算机屏幕上的方格会变成单一的色彩。在动力系统术语中，这种规则具有单一的“吸引点”。那就是，这个系统从数学上来说就像一块沿着盛着谷类食物的大碗底部滚动的大理石：无论这块大理石从大碗的哪一侧开始滚动，它总是很快就会滚入碗底的中心点，即死局之中。
伍尔弗雷姆的第二等级稍微有了些生气，但只是稍微有一些。在这些规则之下，最初任意分布在计算机屏幕上的活细胞和死细胞的模型会很快结合成一组静止不动的团块，也许还有其它一些团块在那里发生周期性的震荡。这种自动机仍然给人以冻结停滞和死局的印象。在动力系统术语中，这些规则似乎形成了一组周期性吸引者。那就是，在凹凸不平的碗底有一些洞，大理石会沿其四周滚动不已。
伍尔弗雷姆的第三等级的规则走到了另一个极端：它们过于活跃了。这些规则产生了太多活动，整个屏幕好像都沸腾了起来。一切都不能稳定，一切都不可预测。结构一经形成就又打散了。在动力系统术语中，这些规则对应于“奇怪的”吸引子——这种状态通常被称为混沌。它们就像在大碗内飞快而猛烈地滚动，永远无法安顿下来的大理最后还有伍尔弗雷姆的第四等级规则，包括那些罕见的、不可能停滞在某一种状态的规则。这些规则既不会产生冰冻团块，也不会导致完全的混沌。它们是连贯的结构，是能够以一种奇妙的复杂方式繁衍、生长、分裂和重组的规则。它们基本上不能安顿下来。在这个意义上，第四等级规则中的最著名的例子就是“生命游戏”。在动力系统术语中，它们是……而这正是问题之所在。在常规动力系统理论中，没有任何内容看上去符合第四等级的规则。伍尔弗雷姆推测，这些规则就像是分子自动机的一种独特的行为表现。但事实是，任何人都不知道它们究竟像什么，也没人知道为什么一条规则能够产生第四等级的行为，而另一条规则如不能。发现一个特定的规则属于哪个等级的唯一办法就是对其进行测试，看看它会产生什么行为。
对朗顿来说，这种情况不仅使他好奇，而且复活了他曾经对人类学产生过的那种“因为它不在那儿”的感觉。这些规则似乎正是他想象中的冯·诺意曼宇宙的根本所在，正好抓住了生命的自发涌现和自我繁衍的许多重要特征。所以他决定全力投入对这个问题的研究：伍尔弗雷姆的等级之间是怎样相互关联的？是什么决定了某个特定规则属于某个等级？
他立刻就有了一个想法。当时他正好在阅读动力系统和混沌理论方面的一些书籍。
他知道，在许多真正的非线性系统中，运动的方程式中包含了许多参数，这些参数起着调节钮的作用，决定这个系统的混沌究竟达到何种程度。比如，如果这个系统是个滴水的龙头，其参数就是水流的流速。或者，如果这个系统是兔群，其参数就会是兔子的出生率和因繁殖过多而造成的死亡率之间的比值。一般来说，小参数值通常导致稳定的行为：均速水滴、不变的兔群规模，等等。这与伍尔弗雷姆的第一和第二等级的停滞行为非常相似。但当参数越变越大时，这个系统的行为就会变得越来越复杂——不同大小的水滴、波动的兔群规模，等等——一直到最后变得完全混乱。到这个时候，这个系统的行为就是伍尔弗雷姆的第三等级。
朗顿不太清楚这个描述如何容纳第四等级。但非线性系统与伍尔弗雷姆的等级之间的类似性之大，到了不可忽视的地步。如果他能找到某种把相似的参数与分子自动机规则相联系的方法，那么伍尔弗雷姆的等级就会呈现其意义。当然，他不能把参数和分子自动机规则任意相联系。不管结果如何，其参数一定是从其规则本身得到的。也许他可以衡量一下每条规则的反应度。比如，它导致中央细胞改变其状态的频率有多大。但会有很多东西需要测试。
所以朗顿开始在他的计算机上为测试每一个让人半懂不懂的参数编写程序。（他到密西根大学后最先做的事情之一就是在大功能、高速度的阿波罗工作站上将他在苹果二型机上的分子自动机程序改进得更加完善。）这项工作没有取得任何进展。直到有一天，在他对一个最简单的参数进行尝试的时候，希腊字母（λ），他这样称它，正好成为任何特定的细胞都能“活”到下一代的概率。这样，如果一条规则的λ值正好是0.0，则任何东西在第一步之后就都无法存活，其规则很明显是属于第一等级。如果其规则的λ值是0．5，则删格就会沸腾着各种活动，平均有一半细胞活着，一半死去。那么我们可以推测，这样一条规则属于第三等级的混沌。问题是，λ是否能够揭示介于两个值之间的任何有趣的现象（超越0.5，“活着”和“死的”的作用就会正好相反，事情就可能再次变得简单，直到达到1．0，又回到第一等级，这就像观察一张照片的底片的行为表现一样）。
为测试参数，朗顿编写了一小段程序，这个程序能够告诉阿波罗机器用λ的一种特殊值来自动产生规则，然后在屏幕上运作分子自动机，呈现这条规则的作用。他说：“我第一次运作这个程序时，取了λ值为0．5，心想我这是把它设定在一个完全任意的状态。但我突然就开始获取第四等级的所有规则，这些规则一条接一条地出现！我想，‘上帝，这简直美妙得不可思议！’所以我对这个程序做了检验，弄明白了原来是程序中出现了一个错误，会把λ设定在一个不同的值，而这凑巧正是这个等级自动机的关键值。”
朗顿纠正了这个程序错误后就开始系统地探测各种λ值。在非常低值的0.0上下，他发现除了一片死气和冰冻的第一等级规则之外一无所有。当他把λ值稍稍增高，就发现周期性的第二等级规则，当他把λ值再增高一些时，发现第二等级规则要安顿下来需要花费越来越长的时间。如果他一下子就把λ值增高到0.5，就发现正如他期望的那样，出现了完全混沌的第三等级规则。但在第二等级和第三等级之间，紧密地聚集在这个神奇的λ“关键”值周围（大约为0．273），他发现了第四等级的所有规则。没错，“生命游戏”也在其中。他目瞪口呆。不知为什么，这个简单的λ参数恰好将伍尔弗雷姆的等级落入了他希望获得的那种顺序。他发现了第四等级得以发挥效用的地方，这个地方正是在转变点上：Ⅰ＆Ⅱ→“Ⅳ”→Ⅲ这个顺序还指出了动力系统中的一个具有挑战意味的转变：秩序→“复杂”→混沌这里的“复杂”指的是某种第四等级的自动机规则所显示的让人永恒惊奇的动力行为。
他说：“这马上就让我想起某种相变现象。”假如你把参数λ想成是温度，就会发现第一和第二等级规则λ的低值就像是冰一样的固体，其水分子牢牢地固化成了晶体格。
λ值稍高一些的第三等级规则就相应是水蒸气一样的气体，其水分子四处挥发，相互碰撞，完全处于混沌状态。而在这之间的第四等级规则相应于什么呢？液体吗？
朗顿说：“我对相变知之不多，但我钻入了所谓的液体分子结构之中。”这起初看上去很有希望：他发现，液态分子通常会相互翻滚成一团，每一秒钟都要几十亿次地相互结合、聚集、然后再次打散，与“生命游戏”非常相似。“某种类似‘生命游戏’的东西在分子这个层次上就像一杯水一样能够一直持续下去，这种说法对我来说似乎很有说服力。”
朗顿非常喜欢这个概念。但当他对此做进一步思考时，他开始意识到，这不十分正确。第四等级规则通常能够产生“延长瞬变值”，比如“生命游戏”中的滑翔机，一种能够在任意长的时间里存活和繁衍的结构。在通常情况下，液体不会表现出这种分子层次上的行为现象。众所周知，液体能够像气体一样，完全处于混乱状态。确实，朗顿得知，将温度和气压增大到一定的程度，你可以让水蒸气直接变成水，根本就不需要经过相变。总的来说，气体和液体只不过是单个物质流动状态的两种表现。所以其间的区别并不是根本性的，液体与“生命游戏”的相似性仅仅是表面现象。
朗顿又回到物理学教科书上继续阅读。“我终于找到了第一秩序与第二秩序之间相变的基本区别。”第一秩序相变是我们都熟悉的：剧烈而准确无误。比如，把冰块加温到华氏32度，冰块立刻就会化成水。分子基本上是被迫在秩序与混沌之间做非此即彼的选择。在低于发生转变的温度下，分子会振荡缓慢，足以保持结晶体秩序（冰块）。但在温度高到转变点之上时，分子就会剧烈振荡，分子键断裂的速度要大于其形成的速度，分子被迫选择混沌（水）。
朗顿得知，第二秩序相变的本质很不寻常（起码是在人类习惯其间的温度和气压下）。但这种相变相当温和，主要是因为这个系统的分子不用做出非此即彼的选择。它们结合混沌和秩序。比如，在达到转变温度之上时，大多数水分子相互翻滚，处于完全混乱的状态：流体阶段。然而，在相互翻滚的水分子中有成千上万极其微小的、有秩序的、呈格化的岛屿，其水分子经常在边缘线上解体和重新结晶。这些岛屿即使就其分子规模而言，也是既不非常大，也不非常持久的。所以这个系统仍然接近混沌。但随着温度下降，最大的岛屿开始变得非常之大，存在的时间也相对延长。混沌和秩序之间的平衡开始起变化。当然，如果温度一下子上升到超过转变点，其作用就会被扭转：物体的状态就会从布满岛屿的流体之海变为布满流体之湖的固体大陆。但如果温度恰好处在转变点上，其平衡就会尽善尽美：有秩序的结构之量与混沌的流体之量正好相等，秩序和混沌相互交织在微臂与碎丝的舞蹈之中，呈现出复杂而永恒变化的状态。最大的秩序结构会将其只做空间和时间上任意长的伸延。没有任何东西能够真正安顿下来。
当朗顿发现“这正是最关键的关联！这与伍尔弗雷姆的第四等级正好相似”时，他感到非常震惊。一切都包括在这里了。能够繁衍的、滑翔机式的“延长的瞬变值”、永不静止的动力、能够生长、分裂和重组的结构之舞呈现出来的令人永恒惊奇的复杂——这一切实际上界定了第二秩序的相变。
所以，朗顿现在又有了第三个类比：
分子自动机等级：
Ⅰ＆Ⅱ→“Ⅳ”→Ⅲ
动力系统：
秩序→“复杂”→混沌
物质：
固体→“相变”→流体
问题在于，还存在比这个类比更大的意义吗？朗顿重又回到研究之中，对物理学家的所有统计测试做了调整，将之应用到冯·诺意曼的宇宙之中。当他把λ的作用结果绘制成图表后，其图表看上去就像直接从教科书上拷贝下来的一样。物理学家看了后会大喊：“二级相变”。朗顿不知道为什么他的λ参数会运作得这么好，或为什么它与气温如此类似。（确实，到现在也没有人真正理解这一点。）但谁也不能否认这个事实。二级相变真实存在，不只是一个类比。
朗顿会经常随心所欲地给这种相变起名字：“趋向混沌的转变”、“混沌的边界”、“混沌的开始”。但真正能让他抓住本质感觉的名字是“混沌的边缘”。
他解释说：“这个名字让我想起了学习潜游时所经历的一种感觉。我们大多数时候是在离海岸非常近的地方潜游，那儿的海水晶莹剔透，能清清楚楚地看到六十英尺的深处。但有一天我们的教练把我们带到大陆架边缘，那儿，六十英尺深度的晶莹剔透变成了八十度的斜坡，深深滑向深不可测的海水中。我相信，那个斜坡从上到下的水深变化在两千英尺。这使我认识到，我们曾经做过的潜水，尽管在当时显得冒险而大胆，但实际上不过是在海边的嬉耍。比起‘大洋’来，大陆架不过水坑而已。”
“生命浮现于海洋之中，而你生存在其边缘，欣然于海水流动中无穷的养分。这就是为什么‘混沌的边缘’这个说法带给了我非常相似的感觉：因为我相信生命同样也起源于混沌的边缘。我们就生存在这个边缘，欣然于物质所提供的养分……”当然，这是一个很诗意的说法。但对朗顿来说，这个信念远非只是诗意而已。事实上，他越想越觉得相变与计算机之间、计算机和生命本身之间，有着非常深刻的联系。
当然，这种联系可以直接追溯到“生命游戏”。朗顿说，1970年，当这个游戏被发明出来以后，人们注意到的第一件事就是能够繁衍的结构，比如能够载着信号从冯·诺意曼宇宙的这一端滑翔到那一端的滑翔机。确实，你可以把一群滑翔机的单列滑翔想成是一串二进制数位：“滑翔机出现”＝1；“滑翔机消失”＝0。当人们接着玩下去，就会发现各种能够储存这种信息，或放射新的信息信号的结构。事实上，人们很快就清楚了，“生命游戏”结构能够用来建造一台有数据储存功能、信息加工能力和其它所有功能的完整的计算机。“生命游戏”计算机可以和该游戏所借助运作的计算机毫不相关，不管那是什么样的计算机，是PDP－9、苹果二型机，还是阿波罗工作站，都只不过是能够让分子自动机运作起来的发动机。不，“生命游戏”能够完全存在于冯·诺意曼的宇宙之中，完全以朗顿的自我繁衍的模式存在。确实，它是一台原始的、效率不高的计算机。但从原则上来说，它确实存在，它会是个通用计算机，其功率足以使其能够计算任何可以被计算的东西。
朗顿说，这是一个十分让人吃惊的结果，特别是当你考虑到只有相对非常少的几条分子自动机规则就能做到这一切时。你可以用第一等级和第二等级规则控制的分子自动机来建造一台这样的通用计算机，因为它们产生的结构过于呆滞，你可以将数据储存在这样一个宇宙之中，但你却不能在这样的计算机上四处繁衍信息，也无法建造一台第三混沌等级自动机的计算机。因为在这之上信号会很快丢失，所储存的结构也会很快变成碎片。朗顿说，确实，能够使你能建造一台通用计算机的唯一规则存在于像“生命游戏”这样的第四等级之中。这些是唯一既能够提供足够的稳定性来储存信息，又能够有足够的流动性可以在任意的距离之间传送信号的规则。而足够的稳定性和足够的流动性是计算机的关键。当然，这些也是在混沌边缘的相变中出现的规则。
朗顿认识到，在这里，相变、复杂性和计算机都被包括于其中了。或起码，它们都被包括在冯·诺意曼的宇宙中了。但朗顿相信，对于现实世界——从社会体系、经济制度到活细胞——都存在相同的关联性。一切现实生活的情形都是一样的。因为一旦你开始运作计算机，你就是在深入生命的本质。“生命有赖于信息处理的程度高到令人不可思议。”他说。“生命储存信息，画出感官信息的地图，再把信息进行某种复杂的转换而产生行动。英国生物学家里查德·达金斯（Richard Dawkins）举过一个非常好的例子：如果你拣起一块石头，把它抛向空中，它会呈一条漂亮的抛物线落下。这是因为受制于物理定律。它只能对外界对它的作用力做出简单的回答。但如果你把一只小鸟抛向天空，它的行为决不会像石块一样，它会飞向树丛的某处。同样的外界力量当然也作用在这只小鸟身上。但小鸟体内处理了大量它接收的信息，这使它产生了飞向树丛的行动。
即使是简单的细胞也同样会如此：它们的行为和无生命的物质的行为是不同的。它们并不只是对外力做出简单的反溃因此，对于有生命的物体，一个有趣的问题是：受制于信息处理的动力系统在什么样的情况下从只会对物理力量做出简单反馈的物质中脱颖而出的？”
朗顿说，为了回答这个问题，“我拿出相变眼镜，观察计算机的现象学。这里有许多相似性。”比如，当你上计算机理论课时，你首先要学的就是区分“停止”程序——即接收到一系列数据就在一定的时间内产生答复的程序——和永远在运转的程序。朗顿说，这就像区分在相变之上和之下的物质行为一样。在这个意义上，物质经常在用“计算机”计算如何在分子层安排自己：如果很冷，则很快就能作出完全凝固成晶体的回答。
但如果很热，则完全无法作出回答，只能以流体的形式存在。
他说，这种区别也近似于分子自动机最终因冻结成固定的型态而停止的第一等级、第二等级与分子自动机沸腾不止的第三等级混沌状态之间的区别、比如说，有一个程序刚刚在屏幕上打出“你好，世界！”的字样，然后就消失了。这样的程序就相对于第一等级分子自动机λ为0．0的低值，所以几乎立刻就停止安静了下来。相反，如果一个程序有一个严重的错误，所以它在屏幕上打出一串串永不重复自己的乱码，这样的程序就相应于第三等级的分子自动机，其λ值介于0．5，这时混沌程度最为严重。
接下来，假如你离开两个极端，趋于相变。在物质世界里，你会发现瞬变值滞留的时间越来越长。那就是，当温度越来越接近相变，分子就需要越来越长的时间来做出自己的决定。同样，当λ从0增至冯·诺意曼的宇宙，你就会发现，分子自动机在停顿下来之前会剧烈搅动一会儿，而运转多久有赖于它们原初的状态。这就相当于计算机科学中的所谓多项式时间算法——也就是在停止之前必须做大量的计算，但计算的速度相对很快、也很有效。（多项式时间算法经常出现在碰到像名单分类这类繁杂的问题时。）但当你进一步观察，当λ更接近相变时，你会发现分子自动机会剧烈搅动相当长一段时间。这些相当于非多项式时间算法，某种永不停息的状态。这种算法完全无效。（一个极端的例子就是用尽力前瞻每种可能性棋步的办法下象棋的软件程序。）如果正好处在相变时呢？在物质世界里，一个特定的分子也许会在一个有秩序的阶段，或流动的阶段兴奋起来，而在这之前却无法知晓，因为秩序和混沌在分子层紧密交缠。同样，第四等级规则也许是一个冻结的型态，也许不是。但不管产生怎样的型态，混沌的边缘的相变相对应的是计算机科学家所谓的“不可决定的”算法。这些算法也许会因为某种输入而很快停滞下来，就像用一个已知的稳定结构开始玩“生命游戏”。但它们也许因为另外一种输入而永不停止地运作下去。关键在于，你无法总是能预先知道会出现何种情况，就是在原则上也无法预测。朗顿说，事实上，甚至有一个定理阐述了这种效应：这是英国逻辑学家爱伦·图灵（Alan Turing）在三十年代证明的“不可决定的定理”。这个定理基本上是说，不管你认为自己有多么聪明，总会有算法能够超越你的事先预测能力。发现这些算法会产生什么结果的唯一办法就是运作这些算法。
当然，这些正是你想用来模拟生命和智能的算法。所以“生命游戏”和其它第四等级的分子自动机与生命如此相似是毫不奇怪的。它们存在于唯一的动力王国，复杂，计算机和生命本身有可能存在其中：那里就是混沌的边缘。
现在朗顿有了四个非常详尽的类比——
分子自动机等级：
Ⅰ＆Ⅱ→“Ⅳ”→Ⅲ
动力系统：
秩序→“复杂”→混沌
物质：
固体→“相变”→流体
计算机：
停止→“不可决定”→非停止
还有第五个和更多的假设：
过于稳定→“生命／智能”→过于喧闹
但所有这些又有什么意义呢？朗顿判定：“固体”和“流体”不只是物质的两种根本的状态，就像是水和冰那样，而是一般动力行为的两种根本的等级，包括像分子自动机规则的空间，或抽象算法的空间这样彻底的非线性王国的动力行为。他还进一步认识到，这两个动力行为的根本等级的存在，意味着第三种根本等级的存在：混沌边缘的“相变”行为。在混沌的边缘，你会碰到复杂的计算机，很可能碰到生命本身。
难道这意味着有一天你也许能写出相变的一般性物理规律，包括能够解释水的冻结和溶解、以及生命起源的奥秘？或许吧。也许生命起源于四十亿年前的初始原汤，起源于某种真正的相变。朗顿不知道。但他无法抗拒这样的想象：生命确实是永远力图在混沌的边缘保持平衡：一方面始终处于陷入过分的秩序的危险之中，另一方面又始终被过分的混乱所威胁。他想，也许这就是进化：这不过是生命学得越来越善于控制自己的参数，以使自己越来越能够在边缘上保持平衡的过程。
谁知道呢？把这一切都搞清楚要花费毕生的精力。1986年，朗顿终于让工程学院接受了他把他对计算机、动力系统和分子自动机中的相变的概念作为博士论文的题目。但他还要做许多工作才能建立基本的框架，使其足以满足他的论文指导委员会的要求。
继续前进
两年以前，在1984年6月，朗顿曾参加了麻省理工学院的分子自动机会议。有一天午餐时，他凑巧坐在一个又高又瘦、梳着马尾巴发型的家伙旁边。
“你在研究些什么？”法默说。
“我真不知道该怎么形容它。我一直把它称为人工生命。”朗顿答。
“人工生命！嗬，我们得好好谈谈！”法默惊叫道。
所以他们就谈开了。会议结束以后，他们通过电子邮件继续交谈。法默安排朗顿到罗沙拉莫斯来参加了好几次学术讨论，（确实，正是在1985年5月的“进化、游戏和学习”学术会议上，朗顿就他的λ参数和相变研究做了第一次公开演讲，给法默、伍尔弗雷姆、诺意曼·派卡德和其他与会代表留下了深刻印象。）这段时间也正好是法默与派卡德、考夫曼一起为生命起源问题忙于自动催化组模拟的时候——更别说法默那时正帮着创建桑塔费研究所——那时他本人正好也深深卷入到对复杂性问题的研究中。他觉得朗顿正是他需要与之协作的人。而且，法默曾经也是反战活动参与者，所以能够让朗顿相信，在核武器实验室从事科学研究并不像表面看上去那么不可思议。法默和他的小组的研究人员所从事的研究完全是非机密、非军事的，你可以把这种研究想成是把一些“肮脏”的钱用于正当的用途。
结果，1986年8月，朗顿接受了罗沙拉莫斯非线性研究中心博士后的工作，偕同妻子和两个小儿子一起南下新墨西哥。这次搬家让爱尔维拉大松了一口气。在密西根过了四年雪雪雨雨的日子，她简直等不及再次回到阳光下。而对朗顿来说这也是件极好的事情。非线性研究中心正好是他想去的地方。在完成博士论文之前他确实还有一些计算机上的工作要做，但博士生在尚未毕业之前就接受第一份博士后工作也是很寻常的事。他应该能够在几个月之内结束博士论文的全部工作，获得博士学位。
然而事情却并不那么顺利。朗顿要在罗沙拉莫斯完成他的计算机实验需要用工作站。
从原则上来说，这并不成其为问题。他到罗沙拉莫斯的时候，非线性研究中心的SUN微机系统早已运到了，安装所需的所有电缆线和硬件也都早已到位。但真要在SUN上继续计算机实验却变成了一场恶梦。计算机的各部件还分散在各楼和拖车里，研究中心的物理学家们完全不知道怎样才能使系统运行起来。“既然我是学计算机的，他们就认为我肯定知道该怎么办。所以我就变成了我们这个领域的系统维护员和计算机管理员了。”
朗顿说。
当时荷兰德和勃克斯共同主持朗顿的博士论文指导委员会，他在朗顿来后不久也作为访问学者来到罗沙拉莫斯。他看到这种情况很吃惊。“朗顿真是个好人。任何时候任何人在应用网络或工作站上出现问题，都会来找朗领。朗顿毕竟是朗顿，不管花费多少时间都会帮他们解决问题。我到研究中心后的最初几个月中，朗顿在这方面花费的时间比花在任何方面的时间都多。他把电线穿墙拉过来，把系统的各方面都调试通，却把自己的博士论文搁置一边。”
荷兰德说：“勃克斯、我和法默一直在督促朗顿尽快完成博士论文。我们总是提醒他：‘听着，你必须获得学位，否则你以后会后悔的。’”朗顿完全明白这是什么意思。他和他的导师们一样急着想完成博士论文。但就是当系统已经安装完毕，能够正常运转了，他还得把所有的计算机编码从密西根大学的阿波罗工作站上转写到罗沙拉莫斯的SUN工作站上。这真是件让人心烦的事。然后他又开始筹备1987年9月的人工生命研讨会。（他来罗沙拉莫斯的合同中就有来后组织这样一个研讨会的内容。）“没办法，总是事与愿违。在来罗沙拉莫斯的第一年，我在分子自动机研究上什么也没做。”
朗顿真正做成的就是这个研讨会。确实，他尽自己所能投入了进去。“我急于想回到人工生命研究中去。在密西根大学时我在计算机方面做了大量的阅读，做得非常艰苦。
如果你用‘自我繁衍’做关键字来查阅，会发现有关资料多得有如洪水爆发。但当你用‘计算机和自我繁衍’做为关键字来查阅时，你就会什么也找不到。但我不断在那些稀奇古怪的、非常规的文章中寻找。”
他能够感觉到，这些写稀奇古怪的、非常规的文章的作者就在某些地方，他们是一些和他一样的人，全凭自己的努力来尽力追踪这种怪异的感觉，但却不知道这种感觉究竟是什么，也不知道世界上还有谁在进行这方面的研究。朗顿希望能找到这些人，把他们召集到一起，这样他们就能够开始形成一个真正的科学学科。但问题是怎么达到这一个目的。
朗顿说，最终只有一个办法：“我只能宣布要召开一个人工生命的学术会议，让我们看有谁会来参加。”他认为，人工生命仍然是个很好的招牌。“自从到亚利桑那大学开始我一直用它做名称，人们立即就能明白其含义。”另一方面，他认为让人们对这个术语的含义一目了然十分重要，否则全国各地都会有人跑来演示匆忙拼凑的录像游戏。
“我花费了很长时间，大约有一个月的时间，来斟酌邀请函的措词。我们不希望这个学术会离题太远，或太具有科学幻想性，但同时我们也不希望仅仅局限在DNA数据基础上。
所以我把拟好的邀请函先在罗沙拉莫斯传阅了一遍，然后再进行修改，一遍一遍地反复斟酌。”
当邀请函修改到令他满意以后，如何把这些邀请函寄发出去的问题又接踵而来了。
通过电子信件的办法来寄发也许比较好？在UNIX操作系统上有一个寄发信件的公用程序，这个公用程序有一个人人皆知的毛病，可以用来在寄发电子信件时让这个信件同时进行自我复制。“我想过要利用这个错误在计算机网络上发布自我复制的会议通知，然后再令它自行取消。但再一想却觉得不妥，这不是我想要的联系方式。”
现在回想起来这样做是对的。两年之后，1989年11月，康奈尔大学的一个名叫罗伯特·毛利斯（Robert Morris）的研究生想利用这个同样的错误来编写计算机病毒，结果由于编程错误而使病毒失控蔓延，差点儿毁了美国整个学术界的计算机网络。朗顿说，即使是在1987年，计算机病毒也是他不想在会议上讨论的题目之一。从某种意义上来说，计算机病毒是自然的，它们能够生长、繁衍。对环境做出反应，一般以碳为基础的生命形式能做到的一切它们都能做到。它们是否真是“活”的，一直是一个很有意思的哲学问题。但计算机病毒也是很危险的。“我可不愿意鼓励人们跟计算机病毒寻开心。坦率地说，我不知道如果我们在研讨会上谈论计算机病毒，实验室的人是否会走进来说：‘不，你们不能谈论这个话题。’我们不能招惹一批游手好闲的计算机玩家到罗沙拉莫斯来破坏这儿的计算机系统的安全。”
朗顿说，不管怎么样，最后他只是通过邮寄的方式将会议通知发给了所有他认为也许会对这个会议感兴趣的人，并请他们向别的人传递会议召开的消息。他说：“我一点儿也不知道究竟有多少人会来，也许只有五个人来，也许会来五百个人，我一点儿把握都没有。”
结果来了一百五十人，包括一些表情显得有些困惑的记者，他们来自《纽约时报》和《自然》杂志等报刊杂志。“结果我们吸引了最应该被吸引来的一群人。这群人中有一些是狂客，有些是尖酸刻薄的嘲讽者，但大多数都是稳当扎实的学者。”当然也有罗沙拉莫斯和桑塔费的常客，像荷兰德、考夫曼、派卡德和法默。英国生物学家里查德·达金斯，《自私的基因》（The Selfish Gene）一书的作者，从牛津赶来谈他的模拟生物形态进化的计划，阿利斯蒂德·林登美尔（Aristid Lindenmeyer）从荷兰赶来谈论他的计算机模拟胚胎发育和植物生长，已经在他的《科学美国人》杂志（ScientificAmerican）的“计算机娱乐”栏目中大力宣传了此次会议的蒂德内（A.K.Dewdney）也赶来组织计算机演示。蒂德内还举办了“人工4－H”竞赛，从中选出最优秀的计算机创造物。来自格拉斯哥的格雷汉姆·坎斯－史密斯（Graham Cairns－Smith）前来讨论他的关于微观黏土晶体表层的生命起源理论。来自卡内基麦伦大学的汉斯·莫拉维克（Hans Moravec）要谈谈关于机器人的问题。他相信机器人总有一天要主宰人类。
这类的与会者还有许多。对大多数发言者要说些什么，朗顿直到他们站起来发言时才知道。“这次会议对我来说是一次很强烈的感情经历。我再也不可能有第二次这样的经历了。所有的人都在独立地从事人工生命的研究。他们躲在一边研究，而且经常是在家里研究。然而每个人都有这样的感觉：‘这里面肯定有什么奥秘。’但他们不知道向谁求助，参加会议的所有人都怀有同样的不能确定的疑虑，怀疑是不是自己疯了。到了这个会议上我们差不多都要相互拥抱了。这是一种真诚的同志的友情。一种‘也许我是疯了，但所有这些人也都疯了’的感觉。”
他说，所有的学术报告都没有任何突破性的进展。但在所有发言中都能看到其潜力所在。学术报告的题目广泛到从模拟蚂蚁王国的集体行为、用集合语言的计算机码编写的数据化生态平衡系统的演化、到黏稠的蛋白分子自我集合成病毒。“看到这些人自己独立研究到如此深入的地步真令人心驰神往。”朗顿说。而更令人振奋激动的是看到同样的主题重复出现：基本上每一篇学术报告都提到，流体本质的、自然的、“类似生命的”行为似乎是从最底层冒出来的规则，是没有中央控制的涌现现象。你已经能感觉到一门新兴的科学正在形成。“这就是为什么我们告诉大家到会议结束时再把论文提交上来。因为只有当听完其他人的想法时，大家才能对他们所思考的东西看得更清楚。”
“很难准确地说明研讨会上究竟发生了什么事。但百分之九十的内容是在鼓励大家不断取得进展。到离开时，我们大家仿佛都感到已经摆脱了所有的束缚。在这之前，我们听到的所有的话都是‘停止’、‘等等’、‘不’，正像我不能在密西根大学做一篇关于人工生命的博士论文那样。但现在，所有的话都在说：“行、行、行，对、没错”！
“我太兴奋了。这好像是一个完全改变了的意识状态。我觉得这好像是一片灰色物质的大海，各种思想和概念荡漾漂游其中，自我组合，相互传递。”
他说：“这五天简直生气活跃得不可思议。”
会议结束以后，朗顿收到了东京大学一位与会者的电子信件。他说：“研讨会议程安排得太紧了，我没有时间告诉你，当第一颗原子弹投扔到广岛时，我正好在那里。”
他对朗顿再次表示感谢。他说，在罗沙拉莫斯参加会议，讨论生命的技术，使他度过了最兴奋的一周。
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第七章玻璃房中的农民经济
1987年9月22日，星期二，即荷兰德和阿瑟来参加朗顿的人工生命研讨会的当天下午5点左右，荷兰德和阿瑟离开了罗沙拉莫斯的人工生命研讨会，驱车开下台地，返程桑塔费。沿途，他们偶尔停下车来欣赏向晚的景色。在他们的东面，桑格里德克里斯多山脉从里奥格兰德河谷巍然拔起七千英尺。他们已经开了整整一个小时的车了，一直都在讨论“柏德”（boid）：这是来自洛杉基新柏利克斯公司（Symbolics Corporation）的克内基·雷诺尔兹（CraigReynolds）在研讨会上展示的一个计算机模拟。
阿瑟被这个模拟迷住了。雷诺尔兹宣称，这个程序意在抓住鸟类聚集成群、或羊儿聚集成群、鱼类聚集成群的行为本质。在阿瑟看来，他成功地做到了这一点。雷诺尔兹的基本思想是，将一个自动的、类似鸟类的作用者，“柏德”置入到处是墙和障碍物的屏幕环境之中。每一个“柏德”都遵循三个简单的行为规则：1.它尽力与其他障碍物，包括其它“柏德”保持最小的距离。
2．它尽力与其相邻的“柏德”保持相同的速率。
3．它尽力朝其相邻“柏德”群的聚集中心移动。
令人注目的是，这些规则中没有一条说：“聚集成群”。正相反：这些规则完全是地方性的，只是针对每一个单独的“柏德”所能做的和从其邻居中所能见的发出指令。
所以，如果真的能够因此而产生聚集成群的现象，那这种动力只能来自最低层，只能是一种突发的现象。但每一次都确实能够产生聚集成群的现象。雷诺尔兹开始这个模拟时，先将“柏德”随意地在计算机屏幕上散置各处，然后它们会自发地将自己聚集成群，以一种流体性的、非常自然的形式环绕障碍物飞翔。有时，鸟群甚至能够分成更小的群体，从障碍物的两旁绕过，又在障碍物的另一端重新聚集成群，就好像是“柏德”一直刻意而为之事。有一次，一个“柏德”不幸撞到了一根柱子，拍翅盘旋了一会儿，仿佛是晕头转向了，当“柏德”群开始移动时，它马上就跟上去，重新加入到团体之中。
雷诺尔兹认为，这个过程的最后一部分证明，“柏德”的行为真的是涌现的。其行为规则和其它的计算机编码都没有告诉任何一个特定的“柏德”应该采取这样的行动。
所以阿瑟和荷兰德一上车就开始琢磨这个问题：“柏德”的行为在多大程度上是内制的，多大程度上真的是出乎预料的涌现行为？
荷兰德坚持自己的看法。他见过太多模拟“涌现”行为的例子了，这些“涌现”行为都是从一开始就把指令设置到程序中去的。“我对布赖恩（阿瑟）说，你必须要小心。
也许这里展出的所有模拟实验，包括那个撞上了柱子的例子，都明显是编程进去的，而这些编入的规则并没有任何学习新东西的功能。我希望起码能把其它东西置放到这个模拟之中，改变其环境，然后再看它是否有能力产生合理的行为。”
阿瑟无法与这个观点雄辩一番。他说：“但对我来说，我不知道你如何来定义‘真正的’涌现行为。”在某种意义上，在宇宙中发生的一切，包括生命本身，都是早已内制了能够主宰夸克行为的规则。所以，究竟什么是涌现？当你面对它的时候怎么识辨它？
“这直接关系到人工生命的核心问题。”
既然荷兰德和所有的人都无法解答这个问题，那他和阿瑟也就无法得出一个确信无疑的结论。但回想起来，阿瑟说，他们之间的讨论确实在他睡意全无的头脑中播下了种子。1987年10月初，精疲力尽但却满怀愉悦的阿瑟完成了他在桑塔费研究所作为访问学者的工作，返回斯坦福大学。返回后，在痛痛快快地补足了睡眠以后，他又开始仔细思考他在桑塔费所学所闻的一切。“荷兰德的基因算法。分类者系统和‘柏德’等概念给我留下了极为深刻的印象。这些新概念、新思想，以及由此而开启在我面前的无限的可能性，令我思索良久。我的本能告诉我，这些概念就是回答。但关键是，经济学的问题何在？”
“我最初的兴趣在于第三世界国家的经济是如何改变和发展的。所以，1987年11月份左右，我打电话给荷兰德说，我对如何将这些概念应用于经济学有了一个想法。我觉得你可以在大学办公室里，在一个虚拟的玻璃房里做一个农民经济发展的小小模拟，当然其实是在计算机上做这个模拟。但必须全都采用小小的作用者，这些小小的作用者应该未经编程就能通过学习而变得聪明，还必须能够相互发生作用。”
“然后，在这个梦幻般的想象中，有一天早上你走进办公室说：‘嘿，看看这些家伙！两、三个星期以前他们还在以物易物，现在他们有了联合股份公司。’第二天，你走进办公室说：‘噢，他们知道要成立中央银行了。’再过几天，所有你的同事都聚拢来，而你正在观察：‘哇！他们居然有了工会！下一步他们还想做什么？’或他们中有一半人已经成为共产主义者了。”
阿瑟说：“当时我还无法将这个主意陈述清楚。”但他知道，这种玻璃房经济模拟会和常规经济模拟截然不同。在常规经济模拟中，计算机只是把一组不同的方程式整合在一起。而在他的玻璃房经济中，经济作用者不是数学变量，而是作用者，是陷入相互作用和偶然事件之网的一个个实体。这些实体会犯错误，能够吸取经验教训。它们有自己的历史，就像人类一样不受数学公式的支配。当然，从实际考虑，它们比真正的人类要简单得多了。但如果雷诺尔兹真能够用三条简单规则产生非常逼真的聚集成群的行为的话，则我们起码可以想象，也许充满了设计完善的适应性作用者的计算机能产生非常逼真的经济行为。
阿瑟说：“我模模糊糊地想到，是否能用荷兰德的分类者系统来制造这些作用者。
我知道怎样来做这件事。约翰（荷兰德）对如何做这件事提不出直接适用的建议来，但他也很有积极性。”所以俩人同意，当明年桑塔费研究所的经济学项目开始时，这将是优先考虑的研究课题。
初出茅庐的项目主任
同时，项目的准备工作也够阿瑟忙活一气的。确实，他这才开始体会到他被赋予的工作的全部意义。
很快，事情的发展使荷兰德无法和他共同主持经济学研究项目。荷兰德把1986到1987这个学年用来在罗沙拉莫斯做访问学者，早就用完了他的年假。他又回到了密西根大学，重新卷入了将他的系并入到工程学院的大学政治之中。他的妻子莫丽塔也无法从科学图书馆系统负责人的工作岗位上脱身出来。所以荷兰德最多只能到桑塔费呆上一个来月的时间。
这样，组织经济学项目的工作整个儿地落在了阿瑟的肩上。而阿瑟有生以来从来没有主持过这样一个学术研究项目，更别说创建这样的一个项目了。
约翰·里德希望我们做些什么？他问尤金尼亚·辛格。她现在是里德和花旗银行董事长的联系人。“他说就按你的想法去做，只要不是用常规方法去做就行。”她在询问了里德之后回答说。
你们需要我们做些什么？他问肯·阿罗和菲尔·安德森。他们说，他们需要他为经济学研究创立一个基于复杂的适应性系统观点之上的全新而严谨的方法。
桑塔费研究所要我们做些什么？他问乔治·考温和桑塔费的其他执政人。“科学委员会希望你能从根本上为经济学开创全新的方向。”他们告诉他。顺便告诉你，第一年的预算是五十六万美元，这笔经费中，有一部分是来自花旗银行，有一部分来自麦克阿瑟基金会，还有一部分是来自国家科学基金会和能源部。当然，经济学项目是研究所的第一个、同时也是最重要的一个研究项目，所以我们大家都十分关注项目的进程。
“我摇着头离开了。五十几万美元在学术研究上只够做中等大的项目，而我们面对的却是一个巨大的挑战。这就好像是告诉我说：‘拿上冰斧和绳子，去攀登艾弗勒斯特山吧。’我惊恐极了，觉得这简直不可思议。”
当然，实际上阿瑟远不是孤军奋战。阿罗和安德森非常乐意给他以道义上的支持，给他提出各种建议，不断鼓励他。“他们差不多成了这个项目的基石和领袖。”阿瑟说。
确实，他认为这个项目是他们的项目。但他们却非常清楚地表示，阿瑟是主要执行官。
“他们保持不介入，要我来指导研究，让我来使这个项目开展起来。”
他说，他很早就做出了两个决定。第一个是关于研究课题的。他显然对把混沌理论和非线性动力学应用于经济学的想法不感兴趣。这基本上是阿罗脑子里的想法。根据他所了解的情况来看，早就有许多研究小组在从事这一类的研究了，但研究成果却寥寥无几。阿瑟对把这个项目做成是对整个世界经济的模拟这个想法也没有兴趣。“这也许是里德头脑中的想法。而且这好像是工程师和物理学家们最喜欢做的事，但这就好像是对你说：‘你既然是个天文物理学家，为什么不做整个宇宙的模拟？’”他说，这样的宇宙模型会像真正的宇宙那样令人费解。这就是为什么天文物理学家不会这么做的原因。
确实，他们只针对类星体做一组模型，针对螺旋星系做一组模型，再针对星星的形成做一组模型，等等。他们用计算机解剖刀来解剖特殊的现象。
而这正是阿瑟希望桑塔费的项目所做的事。他当然不愿意打消实验玻璃房经济的念头，但他同时希望人们能够在起跑之前先学会怎样走路。特别是，他希望这个项目能解决经济学上的一些老问题，希望看看从适应性、进化、学习、多平衡、涌现和复杂性等所有桑塔费主题的角度来看待这些老问题时，它们会有什么变化。比如说，为什么股票市场会出现泡沫和崩盘？或者，为什么会有钱的出现（即，为什么像金子或贝壳数珠这种特殊的货物会广泛被当作交换的中介物来接受）？
阿瑟说，强调要使这个项目来对付经济学中的老问题后来引起了激烈的争论。研究所科学委员会的有些人指责他发明创造精神不够强。“但我们却认为这是回答常规问题的好方法、好策略、好步骤。”阿瑟说。“这些是被经济学家所共识的问题。最重要的是，如果我们能够证明，把理论性的假设变成更为现实的假设，就能使你看问题的角度发生重大的改变，那么，我们就能让经济学界看到，我们对经济学确实做出了贡献。”
他说，出于同样的理由，当马瑞·盖尔曼敦促他为这个经济学项目发表一个宣言，发表一个就像钉在教堂的大门上的那种振聋发聩的宣言时，他拒绝了。“他几次向我推销这个想法。他希望这份宣言能说：‘一种不同形式的经济学即将诞生’之类的话。但我考虑后决定不这么做。一个接一个地解决问题，解决那些经济学的老问题，要比那种做法好得多。我们会使人信服的。”
第二个关键的决定是关于选择什么样的人来从事这个项目的研究工作。当然，他需要思想开放、赞同桑塔费观念的人。十天的经济学研讨会证明，这样的一群人能带来多么丰盛、多么令人激动的成果。阿瑟说：“我早就认识到，无论是我、还是阿罗、安德森、或任何人都不能用从上到下的方法为桑塔费的研究搭建框架。这个框架必须是从我们所做的研究中、从我们探讨问题的方式中、从我们每个人自己的思想中涌现出来的。”
但从阿瑟自己在争取让他的第一篇关于报酬递增率的论文发表出来的惨败中，他明白了一个道理：在主流经济学家中建立桑塔费经济学项目的可信度是至关重要的。所以他希望参与该项目的人员中有诸如阿罗、或斯坦福大学的汤姆·萨金待这样声名如日中天的经济学理论家，他们不仅能够帮助桑塔费确保其尚未界定的思想完全符合现存的学术规范，而且当他们走出去谈论桑塔费理念时，人们会愿意倾听。
但不幸的是，组织这班人马说说容易，做起来可就难了。阿瑟与阿罗、安德森、潘恩斯和荷兰德商定了候选人名单后，基本上满足了该项目对非经济学研究人员的需要。
菲尔·安德森同意来桑塔费做短期逗留，他的学生，杜克大学的里查德·派尔莫（Richard Palmer of Duke University）也同意来桑塔费做短期逗留。荷兰德肯定也会来。还有才思敏捷、能言善辩的明尼苏达概率理论家大卫·阑恩（DavidLane）。阿瑟甚至还请来了与他合作发表过论文的苏联概率理论家约里·厄姆利夫和约里·凯尼欧夫斯基。另外还有考夫曼、法默和所有其他罗沙拉莫斯和桑塔费圈子里的人。但当阿瑟开始召集经济学家的时候，他很快发觉，他对可信度的关注绝非错误。几乎所有人都听到过关于桑塔费的传言。阿罗走到哪儿都把桑塔费拴在嘴边。坦桑塔费研究所是哪些人组成的，都干些什么？许多人都还不太清楚。“当我召集经济学家时，他们总是说：‘嗯，好，但有些晚了，我已经有其它安排了。’基本上，让没有参加过桑塔费研讨会的经济学家对桑塔费的研究项目感兴趣是非常非常困难的。”
好消息是，参加过桑塔费经济学研讨会的经济学家们是一批优秀的人才——他们毕竟都是阿罗亲自选定的。而来自这圈人之外的反馈也并非完全令人沮丧。阿罗和萨金特都同意来呆上几个月。约翰·鲁斯特（John Rust）和威廉姆·布劳克（William Brock）也同意从威斯康星大学赶来。明尼苏达大学的莱蒙·马里蒙（Ramon Marimon）、密西根大学的约翰·米勒（John Miller）也都会来。米勒刚刚完成博士论文，他的研究对荷兰德的分类者系统有十分重要的作用。最令阿瑟得意的成功是，剑桥大学的富兰克·汉恩（Frank Hahn）也会前来。他是英国经济学理论界中的头号人物。
总之，第一年大约会有一二十名杰才不同程度地参与经济学项目。其中有七、八个人会整年呆在桑塔费。这个规模相当于一个小学院的经济系。他们将携手重建经济学。
桑塔费理念
经济学项目将于1988年9月在桑塔费研究所上马，以第二个为期一周的经济学研讨会作为开端。所以阿瑟从6月份开始就住到了桑塔费，他要用一个夏天的时间着手筹备，每一分钟对他来说都十分宝贵。他发现，到了秋季，当与会者纷纷前来报到时，工作越来越忙乱了。
“每天都有人来找我。比如有一个人不知道怎样换电灯泡，问我是否会换。这个地方太狭小了，我有时不得不去解决各类问题，诸如哪间办公室可以给吸烟者用？或，怎能与一个一天到晚穿着短裤，露着多毛的大腿的人共用一间办公室？那个提出问题的人真的无法接受与穿短裤者共用一间办公室。而且我还得全权负责研讨会的组织工作。组织工作的一部分是出去网络人才，与他们交谈，征求他们的意见，到处散布桑塔费经济研讨会的消息。”
阿瑟发现，当老板就是不能总是出去和其他孩子们一起玩耍，而必须用全部的时间来扮演一个成年人。尽管有研究所其他工作人员的帮助，但阿瑟发现他百分之八十的时间仍然要花费在非科研的事务上，而这些事务性工作没有多大意思。他说，有一次他回到在桑塔费租的房子，对妻子苏珊抱怨说，他用于从事研究的时间太少了。阿瑟说：“她最后开口说：‘哦，别唠叨了，你这辈子都没有这么快活过。’她说对了。”
确实，她说的没错。阿瑟说，因为尽管有这些事务性工作缠身，剩下的百分之二十的时间也足够弥补一切的了。到了1988年秋季，桑塔费研究所已经呈现出一派生机勃勃的景象。这不仅是因为经济学项目上了马，也因为去年秋末，盼望已久的联邦政府基金着实通过国家科学基金会和能源部拨发了下来。考温没有能够说服这些机构如数满足他的资金要求，比如说，研究所仍然没有资金聘请长期研究人员，但这些基金组织已经承诺从1988年1月份开始，在三年中给桑塔费拨款170万美元。所以在1991年以前，研究所有了财政上的安全保证。研究所终于有了足够的资金来认真开始朝其创建的目标努力。
在盖尔曼和潘恩斯主持下的科学委员会批准召开十五个新的研讨会。有些研讨会将从核心物理学角度来探讨复杂性问题。在这个方面，最好的例子是将由罗沙拉莫斯的波兰物理学家祖莱克（WOjciech Zurek）组织的“信息物理学、熵和复杂性”研讨会。祖莱克的想法是，从信息和计算机复杂性这样一些已被计算机科学所界定清楚的概念入手，来探讨它们与量子机制、热动力学、黑洞的量子辐射、以及（假设的）宇宙量子起源之间的深层关系。
其它研讨会将从生物学的角度来探讨复杂性问题。最好的两个例子是两个由罗沙拉莫斯生物学家爱伦·泊雷尔森（Allen Perrlson）组织的关于免疫系统的研讨会。泊雷尔森早在1987年6月就召开了桑塔费研究所的一个很重要的免疫学研讨会，而且一直在桑塔费主持一个小小的研究项目。泊雷尔森的思想是，身体的免疫系统有几十亿个高度敏感的细胞，它们随血液流动，病毒或细菌一出现，它们就与抗体一起共同中和侵入的病毒或细菌。免疫系统是一个复杂的适应性系统，在这一点上和生态系统及大脑组织完全一样。所以桑塔费的理念和技术应该能够对像爱滋并或多发性硬化症、以及关节炎这类与免疫相关的问题给予启迪。反过来，因为人们对免疫系统的分子结构的详情已经了解甚多，所以致力于免疫系统研究的项目应该能够使桑塔费的某些高深的概念应用于实际之中。
同时，科学委员会还力主将没有参加过桑塔费项目和研讨会的访问学者和博士后网罗进来。这是研究所自始自终坚持的方法：网罗各路俊杰，然后看看会发生什么。科学委员会成员开玩笑说，桑塔费研究所本身就是一个涌现现象。实际上，这是一个被他们相当认真地对待的笑话。
所有这些都符合考温的心愿。他总是迫切想找到更多的灵魂中燃烧着难以言述之火的俊杰。但考温认为，这不仅仅是一件挖掘俊杰的事。你可以说，研究所拥有许多才华出众的人才，但他们却不知道你到底要干什么。研究所要网罗的是能够相互撞击出火花来的人才：“其中有些人在接触中显得目光呆滞，而另一些人则从此开始与我们保持联系。”如果情况是这样的话，那么你其实就是在以某种方式行使一种极具强制性的权力：知识的权力。如果你发现对方对桑塔费的概念的理解发自大脑深处，这样的想法永远盘旋在他的脑际，那你就算是找对了人。你不是用把人从肉体上拉过来的方法，而是用知识的魅力来聚拢人心。你是用大脑，而不是用狂欢作乐的聚会来吸引他们。
发掘这样的人才比以往更加不易了，但确实有这样的人才存在。而且有越来越多这样的人才涌向桑塔费，致使小小的修道院经常人满为患。确实，这种情形简直让人难以想象：小教堂长年召开着各种研讨会，原本只够一个人使用的办公室里常常挤着三、四个人，同僚们没完没了地在黑板上涂写着什么，争论着什么，走廊上和大树下的自由讨论在不断形成和重组，人们勃发的活力和同志间的情谊就像电流一样感染每一个人。这正如斯图尔特·考夫曼所说：“我看待世界的眼光每天都会经历两次刷新。”
大家都有同样的感觉。阿瑟说：“颇为典型的是，每一天上午，大多数人都会钻进办公室，你会听到计算机终端发出的轻微声音和敲击键盘的响声。然后就会有人在你的门口探头探脑。你做过这个吗？你想过那个吗？你能和来访者谈半个小时吗？然后我们就会一起去吃午饭，常常是一起去坎杨路餐馆，我们把那个餐厅叫作‘教职工俱乐部’，而我们则变成了烂熟的常客，那儿的女招待甚至都不再给我们拿菜单来了。我们总是说：‘给我一个五号’，所以她们甚至都不用问就知道给我们上什么吃的。”
他们之间的谈话总是没完没了，大多数谈话非常精彩诱人。阿瑟说，他记得最清楚的是随时随地开始的即兴自由讨论会。那些讨论会永远在接近中午时分，或从下午开始。
“这样的讨论会一周有三次、四次、五次。某个人会走到走廊上说：‘嘿，让我们来讨论讨论X’，然后就会有五、六个人聚集到小教堂，或更经常的是聚集到厨房旁边的小会议室里。小会议室里的光线非常昏暗，但它就在咖啡室和可乐机旁边。房间是印第安风格的，墙壁上挂着一张爱因斯坦的照片，扎着印第安头巾的爱因斯坦冲着我们微笑。”
“我们会围桌而坐。斯图不特（考夫曼）也许倚在一个炉架上。有人也许会把问题写在黑板上。我们就开始针对这个问题提出无数个问题，其实都是些非常善意的争辩。
大家从来不恶语相向，但提出的问题却相当尖锐，因为大家所谈论的都是最根本的问题，而不是经济学研究的技术性问题，不是你如何解决这个或那个定点定理，或在物理学上，为什么材料在零下253度会出现超导现象这类的问题，而是关于科学走向何方这类的问题。这类问题包括，你怎样对付有限的理性？当情况真的变得就像国际象棋那样复杂的时候，经济学应该怎样进展？你对永远在演化，永远达不到平衡点的经济学是怎么想的？
如果你把计算机实验应用于经济学，你会怎么做？”
“我认为这正是桑塔费之所以为桑塔费的原因：我们正在努力寻求的答案和我们正在借用的技术手段，恰好正在形成桑塔费派的经济学概念。”
阿瑟对其中的一系列讨论的记忆尤为深刻，因为这组讨论提炼了他的思想。他说，当时阿罗和剑桥的汉恩也在场，所以那肯定是在1988年10月至11月他们来访的时间里。
“我、荷兰德、阿罗、汉恩、也许还有考夫曼和一、两个其他人聚在一起。我们反复讨论经济学家能对有限理性做些什么。”也就是，如果经济学理论不再假设人们对任何经济问题，即使是像下国际象棋那么复杂的问题，都能自发地、像计算机那样对其结果进行准确无误的推理，那么经济学理论会变成什么样子呢？
他们几乎每天都在小会议室里讨论这个问题。阿瑟记得汉恩曾经指出，经济学之所以借助完美理性，是因为那是一个水准基点。如果人们都理性到尽善尽美的地步，那么理论学家们就可以准确无误地说出这些人会做出什么样的反应。但完全的非理性又是怎样的呢？汉恩好奇地问。
“布莱恩（阿瑟），你是爱尔兰人。你也许知道。”他问。
阿瑟笑了，汉恩又认真地接着说，只有一种方法能达到完美的理性，而有无数种方法能达到部分理性。所以对人类而言，哪种方法是正确的呢？“对理性的标度你如何界定？”
如何界定理性的标度？“这是汉恩的比喻，这个比喻使我振聋发聩。我后来对此思考良久，咬了许多铅笔头，进行了许多次讨论。”阿瑟说。他和其他人就像观察一张照片上的影像如何在洗照片的盘子里呈现出来一样，慢慢地找到了答案：界定理性标度的方式就是放手任其发展，让作用者自己来界定理性的标度。
阿瑟说：“你会采用约翰·荷兰德的方法。你会把所有这些作用者当作分类者系统或神经网络、或其他形式的适应性学习系统来模拟，然后让标界随着作用者不断吸取经验教训而不断变化。所以所有作用者开始的时候完全是愚蠢无知的。那就是，它们会做出随意的、错误的决定。但随着彼此取得反馈，它们会越变越聪明。”也许它们真的会变得非常聪明，也许不会，一切都有赖于它们的经历。阿瑟意识到，这些具有适应性能力的人工智能作用者，正是你想用来建立真正的经济学动力理论的因素。如果你把它们置于一个稳定的、可预测的经济环境中，你也许会明显地看到，它们做出的正好就是新古典经济学理论所预测的那种高度理性化的决策——这不仅仅是因为它们能获得完整全面的信息和无限迅速的推理能力，而且也因为稳定性留给了它们充足的时间来找到窍门。
但如果把这些同样的作用者置于模拟的经济变化和骚动之中，它们仍然能够发挥作用。但也许表现得不是那么尽善尽美。它们会跌跌撞撞、会一败涂地、会一开始就犯各种错误，就像人类所表现的那样。但由于它们被内设了学习算法，所以它们能够逐渐学会采取合理行动的方式。同样，如果把这些作用者置于一个竞争的环境，比如像下国际象棋，使它们必须采取相互对抗的行动，那你就会看到它们如何做出选择。而如果你把这些作用者置于一个模拟繁荣的模拟经济环境中，你会看到它们怎样探索可能性的无穷空间。事实上，无论你把它们置于何地，它们都会力图做点什么。新古典经济学理论不能解释经济中的动力现象和变化，而充满了适应性作用者的模型却完全与之不同，后者的动力机制是事先内制的。
阿瑟认识到，这显然与他对玻璃房经济的设想有同工异曲之妙处。这正是十年前他读《创世第八天》时的所悟所获。只是他现在对此看得更加澄澈了。这就是诱人的“桑塔费理念”：与强调报酬递减率、呆滞的均衡和尽善尽美的理性化的新古典经济学观点相反，桑塔费强调的是报酬递增率、有限理性、以及进化和学习的动力。他们不是把自己的理论建立在易于用数学操作的假设上，而是力图创建在心理上符合情理的经济学模式。他们不把经济看作是某种牛顿式的机器，而看作是某种有机的、可适应的、令人吃惊的、有生命力的东西。他们不把世界当作深埋在冻土层的某种呆滞的东西来谈论，而是学会怎样把世界当作平衡在混沌的边缘的一个具有动力的、永恒变化的系统来谈论。
“当然，这在经济学上并不是一个全新的观点。”阿瑟说。伟大的经济学家约索夫·熊彼特也许并不知道“混沌的边缘”这个名称，但他在三十年代就呼吁从进化的角度来研究经济学。耶鲁大学的里查德·尼尔森（Richard Nelson）和西德尼·温特（Sidney Winter）自七十年代中期以来就一直在煽动经济学的进化运动，而且取得了一定的成功。还有其他一些研究人员做过经济学领域的学习效果的研究。阿瑟说：“但在这些早期的学习模拟中，作用者都被假定成已经形成了对外界环境能够多少做出些正确反馈的模型，学习只是使这种反馈模型通过调节少数一些连接点而变得更加敏锐。而我们所需要的是更加逼真的东西。我们需要的是让涌现来自于‘内设的模型’，作用者在学习的过程中从头脑内部建立起某种反馈机制。我们有许多可以用来分析这个过程的方法，包括荷兰德的分类者系统和基因算法。另外，里查德·派尔莫刚完成一本有关神经网络的书。戴维·阑恩还有我知道如何在概率的基础上用数学方法做系统分析。”厄姆利夫和凯尼欧夫斯基是猜测性学习研究方面的专家。我们还收集到了完整的心理学研究方面的资料。这些方法真正为我们模拟适应性，精确其算法铺平了道路。
阿瑟补充说：“事实上，总的说来，第一年对我们至关重要的知识影响是学习使用计算机，具体地说，就是向兰德学习计算机技术，不是学习凝聚态物理学、报酬递增率，也不是学习计算机科学，而是掌握学习和适应性。当我们和阿罗、汉恩等人探讨这个概念时，令我们大家激动的显然是，我们竟然能够用这种完全不同的方法来研究经济学。”………桑塔费的经济学家在为这一经济学前景感到振奋的同时，也含含糊糊地感到某种困扰。阿瑟说，其原因是，他一直到很晚才开始触及某些问题。“经济学正如它通常被用来实践的那样，是在纯演绎法模型的基础上运作的。任何一个经济环境都被首先用数学公式来演绎，在这之中，经济作用者被假设是用严格的分析性推理来解决经济问题的。
然后就出现了荷兰德、神经网络研究者和其他计算机学习功能理论家。他们都谈到，作用者在归纳法模型的基础上运作时，是根据片断的数据进行推理，并在这个基础上建立有用的内在模型。”归纳法使我们能够在瞥见正消失在转弯处的描尾巴时，推断出有一只猫的存在，归纳法使我们能够在经过动物园时将长着漂亮羽毛的动物归为鸟类，即使我们以前从来没有看到过一只红冠的鹦鹉，初见时也知道它属于鸟类。归纳法是使我们能够在这个头绪纷乱、不可预测、常常不可理解的世界上生存的方法。
“如果你被空投到日本参加一场谈判，而你以前从未到过日本，你对日本人的思考、行为或工作方式一无所知，不能完全理解周围发生的事情，你所做的事大多不会符合当地的文化背景和习惯。但随着时间的推移，你注意到你所做的有些事取得了成功。渐渐地，你和你的公司不知怎地就学会了适应环境，了解了当地的行为规范。”（当然，至于日本公司是否真买你的产品，那是另外一回事。）想象置身于一个诸如下国际象棋那样的竞争环境，棋手对对手的意图和能力会获得一些片断的信息。为了拿出对策，它们确实会运用逻辑的、演绎的推理方法。但用这种方法最多只能推断下几步的路数。棋手更经常地是用归纳法来操作。他们尽力用假设、类比、以往的经验和实际操作得到的规则来应付局而。不管用什么方法，只要能获胜就行，哪怕连他们自己也不知道其原由也无妨。所以，归纳法不能仅仅依赖于精确的、推论式的逻辑。
阿瑟承认，当时甚至他也对此感到困惑不解。“一直到我来到桑塔费，我都认为，你必须要先界定清楚经济问题，才能探讨这个问题。如果不能清楚地界定问题，你又能拿它怎么样呢？你当然不能用逻辑来解决这个问题了。”
“但荷兰德告诉我们，事情并不是这样的。当我们和荷兰德交谈，阅读他的学术论文后，才开始认识到，他所谈论的范例都是其内容尚未界定清楚的问题，其环境因时间的推移而不断变化。我们对他说：‘约翰，你怎么能够在这样的环境中学习呢？’”荷兰德的回答大致上是，你在这样的环境中学习是因为你必须这样做：“进化才不在乎问题是否得到了清晰的界定。”他指出，适应性作用者只是对外界对它的回报做出反应。它们用不着对这报酬来自何方做出假设。事实上，这就是他的分类者系统的全部意义之所在。从算法上说，这些系统都被严格界定，然而它们却能够在完全没有被明确界定的环境中运作。既然分类者规则不过是对于世界的假设，而并非“事实”，那它们就可能会相互矛盾。而且，因为这个系统始终在对这些假设进行探测，从中区别出哪些假设是有用的，能够使其得到报酬，所以它甚至能从支离破碎的信息中，在于变万化、不可预测的环境中学习。
“但它采取的并非是最优化行为。”经济学家抱怨说。经济学家确信，一个理性的作用者会最大化地使用自己的“功能”。
“相对于何种事物的最大化？”荷兰德问道。让我们来谈谈你们的界定不清的标准：在任何真实世界的环境中，可能性的空间大得使任何一个作用者都无法找到，甚至无法分辨什么是最优化。更何况环境也许会发生无法预料的变化。
“这整个的归纳法概念使我入迷。”阿瑟说。“你可以设想，作用者面对的是界定不清的问题、界定不清的环境和完全不知走向的变化，你就在这种情况下从事经济学研究。当然，你只要略想片刻就会认识到，这就是生命的全部含义。人们经常要在含糊不清的情况下做出决定，甚至连自己都对此不明不白。你是在蹚泥塘，不断改变自己的思想、不断拷贝别人的经验、不断尝试以往的成功经验。事实上，经济学家以前谈论过这种行为方式。但我们现在要找出能够对此做出精确分析的方法，将此融入理论的内核。”
阿瑟记得那段时间发生的一次重要的争论，那场争论触及到了最核心的难题。“那是10月至11月份之间的一次长时间的讨论。”他说。“阿罗、汉恩、荷兰德和我，也许有五六个人吧。我们刚刚认识到，如果你用这种方法来进行经济学研究，如果这就是桑塔费的方法，那么在经济学中也许根本就没有均衡可言了。经济就会像生物环境一样：永远在进化、变迁、永远在探索新的发展领域。”
“现在我们担心的是，似乎不可能在这种情况下研究经济学。因为经济学意味着对均衡的了解。我们习惯于用观察蝴蝶的办法来研究问题，即，把蝴蝶钉在厚纸板上，把它们摆平衡，然后再仔细观察它们，而不是让它们在你身边自由飞翔。所以汉恩说：‘如果事物并不会重复出现，如果事物并非处于均衡状态，我们的经济学家该怎么说呢？
你如何预测事情？又如何形成一门科学呢？’”荷兰德对这个问题非常认真，对此思考良久。他对他们说，让我们看一看气象学吧。
天气从来不会是一成不变的，从不会有一模一样的天气。我们对一周以上的气候基本上是无法事先预测的，但我们却能了解和解释天上的各种天气现象，能够辨认出像锋面、气流、高压圈等重要的气象特征。我们能够理解气象动力，能够理解它们如何相互作用，从而在局部地区产生不同的气象状况。一句话，尽管我们无法对气象做完全的预测，但气象学却仍不失为真正的科学。科学的本质在于理解和诠释，而这正是桑塔费希望对于经济学和其他社会科学所做出的贡献。他说，就像气象学能够了解和解释锋面一样，他们对具有动力的社会现象也能够理解和解释。
“荷兰德的回答对我来说是一个启示，让我激动不已。我已经对经济的大部分都无法趋于均衡这个问题思考了近十年了，但却不知道离开了均衡如何从事经济学研究。约翰（荷兰德）的论述一下子就打开了我头脑中的困结，使我茅塞顿开。”
阿瑟说，确实，1988年秋季的这些谈话使我真正认识到，桑塔费概念会给经济学带来何种深远的变化。“许多人，包括我自己都曾经天真地假设过，我们从物理学家和从事计算机学习的人们那儿获得的将是新的算法、新的解决问题的方法和新的技术框架。
但结果却大不相同。我们获得的经常是一种新的态度、看待问题的新角度和全新的世界观。”
达尔文的相对论原则
荷兰德在桑塔费度过他一生中最快活的时光。他最喜欢的事莫过于和一群才思敏捷的人坐在一起讨论各种问题。但更重要的是，这些谈话促使他对自己的研究做出了重要的方向性改变。正是这些谈话，再加上他不知道该如何拒绝马瑞·盖尔曼，使他就范了。
“马瑞不愧为施压能手，”荷兰德笑道。他说，1988年夏末，盖尔曼打电话到密西根找他。“约翰，你一直在做基因算法的研究。现在我们需要一个例子来驳斥创世主义者。”盖尔曼说。
反对“创世科学”的斗争确实一直是盖尔曼热情投身的许多事情之一。他几年前就卷入了这件事。当时路易斯安那州最高法院举行了一个听证会，为是否要把在学校像传授达尔文的进化论一样传授创世科学做为一条法律进行辩论。盖尔曼说服了几乎全美国科学界他称之为“瑞典奖”得主，即诺贝尔奖得主，在一份协助法庭解释的简报上签了名，呼吁撤销这条法律。州立最高法院确实以七票对二票的表决结果否定了这条法律。
但事后盖尔曼读到了报纸的报道，才意识到事情远不止是少数宗教狂热者的问题。“人们写信来说：‘当然，我不是一个极端主义分子，我根本就不相信创世科学的一派胡言。
但在我们的学校传授的所谓进化论的科学似乎也有问题。这个世界当然不可能是由盲目的机会而诞生的。’他们不是创世主义者，但他们也无法相信，仅仅机会和选择就能创造出我们目所能及的一切。”
所以，他对荷兰德说，他的主意是，拿出一系列计算机程序，或甚至计算机游戏也行，向这些人展示这一切是怎么发生的。这些计算机玩艺儿可以向人们揭示，机会和选择的压力，在一代又一代的生长繁衍中，能够产生多么巨大的演化和变迁。你只要安排好原始条件——基本上也就是一个星球——事情就会发展成熟。盖尔曼说，事实上，他正考虑在研究所组织一个研讨会，专门来讨论这样的计算机游戏。荷兰德能为此做些什么吗？
嗯，不，荷兰德实际上不情愿帮这个忙。当然他很欣赏盖尔曼的想法和计划，但他的研究工作已经排得满满的了，其中包括他还要设计一个能应用于阿瑟的经济学模型的分类者系统。从这一点来说，盖尔曼的进化模拟会分散他的精力。再说，他已经完成了基因算法，他看不出来用另一种形式再做一遍能有什么新名堂。所以荷兰德一口拒绝了盖尔曼的要求。
那好吧，盖尔曼说。但为什么不想想再说呢。没过多久，盖尔曼又打电话给他：约翰，这件事确实十分重要。他问荷兰德能不能改变主意。
荷兰德做了再次拒绝，但他已经看到，要坚持下去不会那么容易。所以在和盖尔曼做了一场长谈之后，他放弃了一切抵抗。“好吧，”他对盖尔曼说：“我试试看。”
荷兰德承认，其实那时他反正也到了强弩之末了。在盖尔曼给他打来的那两次电话之间，他盘算着怎样才能让盖尔曼接受他的拒绝，他也已经开始越来越多地考虑，如果他只能同意的话，他该从何处入手做这件事。而且他开始认识到，做这件事也许会带来许多机会。进化当然远远不止是随机变化和自然选择。进化同时也是实现和自组。但正是在这一点上，尽管考夫曼、朗顿和许多其他人做了最大的努力，但仍然没有人能做出全面的理解。也许这是一个进一步提高认识的机会。荷兰德说：“我开始认真考虑这件事，我认识到，我可以做一个让马瑞满意的模型，同时从研究的角度，我也能在其中做点有趣的事。”
这个模型其实就是他早在七十年代所做的模型的再现。那时他正努力研究基因算法和撰写《适应》这本书。那时他应邀去芬兰的一个学术会议上做一个演讲。为了好玩，他决定找一个全然不同的话题：生命的起源。
他说，他把这个学术报告称为“自发的涌现”，他的论文也是基于这个观点。现在回想起来，他当时的研究角度与自动催化模型相当接近。当时，差不多在同一时期，考夫曼、曼弗莱德和奥托·罗斯特也正在建立自动催化模型，但都是在孤军奋战。“我的论文不是这样一种计算机模型，而是可以用来做数学运算的正式模型。我力图显示，可以设计一个自动催化系统，这个系统可以产生简单的能够自我复制的实体，其计算速度要比通常快得多。”
创世主义者仍然喜欢引用的那些通常的计算法，是科学家们在五十年代提出来的。
争论的焦点是，自我复制的生命形式不可能起源于初始原汤中的随机性化学反应，因为这样所要求的时间要远远超过宇宙的年龄。这就好像期待英国博物馆地下室的猴子从乱敲键盘开始，进化到能够创造出莎士比亚全集：它们会做到这一步的，但这需要非常漫长的时间。
但荷兰德并不像考夫曼和其他人那样被这个观点击得溃不成军。他想，随机的化学反应固然很不错，但化学催化剂又起到什么作用呢？这就一定是非随机的吗？所以荷兰德在他的数学模式中假设分子的太初原汤，即，由不同长度的弦线连接的任意的符号，受到自由漂浮的“酶”的作用。“酶”就是对弦线发生作用的运作体。“它们就像拷贝（copy）这种非常原始的运作者，依附在任意一根弦线上，对其进行拷贝。”荷兰德说。
“其实我能够证明一个定理。如果一个系统中有这些运行体漂浮其中，假如各种长度的任意弦线，也就是建设砖块，能够相互组合，那么这个系统就会产生自我复制的实体，其产生的速度会远远快于纯粹的随机行为。”
荷兰德把那篇关于自发涌现的论文称为“一个单一的观点”，他以前和后来都再也没有写过这样的论文。但涌现和自组的问题却一直在他的脑海里盘旋不去。事实上，一年前在罗沙拉莫斯时他还就此和法默、朗顿、考夫曼等人做了长时间的反复讨论。“所以，马瑞的高压使我想到，也许对此进行深入研究的时机已经成熟了。也许现在我会为这些想法建立一个真正的计算机模型。”他说。
在断断续续地对分类者系统做了这些年的研究以后，建立一个计算机模型对他来说似乎是手到擒来的一件事。既然在最初的论文中，自由漂浮的运行体具有规则的效果——“如果你遭遇如此这般的弦线，则对其采取如此这般的行动”——那现在要做的事是，就这样把它们写入程序，把这个模型弄得越像分类者系统越好。但荷兰德一开始按这个思路思考就意识到，他的分类者系统有一个严重的哲学上的缺陷。在那篇关于自发涌现的论文上，自发性是真实的，涌现也完全是来自内部的，但分类者系统尽管具有学习的功能和发现突发规则群的能力，但却仍然存在在紧要关头突然出现，从而扭转了局面的外部因素。这个系统仍然依靠程序员的影子操纵。“分类者系统获得奖赏只是因为我决定了输赢的规则。”荷兰德说。
这一点一直令他烦恼不已。撇开宗教的问题不说，现实世界运转正常，并不需要宇宙仲裁人的裁决。生态系统、经济体系和社会等所有这一切都在依循达尔文的相对论原则运行。每个人经常不断地在与其他人相互适应。正因为如此，我们就不可能掂量着一个作用者说：“它的强健度为1．375。”生物学家分辨说，无论“强奖意味着什么，自从达尔文时代以来，强健度已不可能是一个单一而确定的数字。这就好像是拿一个体操运动员和一个相扑摔跤手做比较，这个问题是毫无意义的，因为这两者之间不存在一个共同的衡量标准。一个特定的生物体的存活和繁衍的能力有赖于它跻身于怎样的生存空间。它周围都有什么别的生物体、它能得到什么样的资源，甚至与它以往的历史也有关。
荷兰德说：“这一观点的改变极其重要。”确实，进化生物学家用一个名词来表述其重要性：生态系统的生物体不只是演化，而是共同演化。生物体不是像费什这一代生物学家所认为的那样，是通过攀登某种抽象的强健制高点来得以变迁的（古典人口基因学中关于强健最大化生物体的观点，与新古典经济学的关于功能最大化作用者的观点看上去如出一辙）。而在现实中，生物体在共同演化的无限复杂之舞中，经常在循环往复、相互追逐。
荷兰德说，从表面上看，共同演化像是一片混沌。在研究所里，考夫曼喜欢将此比喻成在一个橡皮场景中攀登强健度的制高点。每攀登一步，整个橡皮的场景就会变一次形。然而，这样的共同演化之舞所产生的结果却一点儿都不混乱。在自然界中，花朵靠蜜蜂的帮助来受精繁殖、蜜蜂靠花蜜来维持生命。猎豹追逐吞食瞪羚，瞪羚则能从猎豹的爪下逃生。共同演化产生了无数能够完美地相互适应，并能适应于其生存环境的生物。
在人类社会中，共同演化之舞产生了同样完美的经济与政治的相互依存之网，比如像同盟与竞争，以及供求关系等。这正是阿瑟的玻璃屋经济的动力之源。在阿瑟的这个概念中，你能够观察到人工经济作用者在相互适应。这是深埋在阿瑟和考夫曼的自动催化技术变迁分析中的动力之源，这也是在这个没有中央权威的世界上隐藏于各国关系之中的动力之源。
荷兰德说，确实，共同演化是任何复杂的适应性系统突变和自组的强大力量。他由此而明白，如果他真要想从最深层次来理解这些现象，他就必须从他的系统中排除来自外部的奖赏机制。但不幸的是，他也知道，对来自外界奖赏的假设是与分类者系统的市场比喻紧密相关的。在荷兰德建立的分类者系统中，每一条分类者规则都是一个极孝极简单的作用者，它们一起参与内部经济体系，在这个内部经济体系中，通用的货币就是每个作用者的“强度”，而唯一的财富之源就是来自最终用户的回报，即来自程序员。
如果不彻底改变分类者系统的构架，就根本无法绕过这个问题。
所以，荷兰德要做的就是彻底改变分类者系统的构架。他认为，他需要的是一个全然不同的、更加彻底的对相互作用的比喻：战斗。他设计了一个生态系统，在这个高度简化的生物社区中，数字化的生物体在数字化的环境中游荡，寻找着赖以维生和繁衍的资源，这些资源就是数字化的水、草、壳物、草莓等。当这些生物碰到一起时，它们当然会试图将彼此作为资源。荷兰德说：“我把这与我女儿曼加的‘邮寄怪兽’的游戏做了比较。在这个游戏中，你有很多攻击和防守的可能步骤，你怎样利用这些可能的步骤，决定了你在与其它怪兽战斗中的输赢。”
更具体一些说，生态系统代表的环境是一片广袤的平原，其中遍布着“泉眼”，从泉眼里喷出以a、b、c、d为象征的各类资源。单独的生物体随意地漫游在这个环境中，像平静而温和地在四野吃草的羊一样一路吞食资源，并储存到自己的内部资源库中。但只要当两个生物体相遇，它们马上就会从羊的状态转入狼的状态，相互进攻。
在接下来的战斗中，战斗的结果取决于每个生物体的那对“染色体”，这染色体只是一组资源象征符号串成的两个序列，比如aabc和bbcd。“如果你是其中的一个生物体，那么你就用你的每一序列的‘攻击性’染色体与对方的第二序列‘防御性’染色体相匹配，如果它们俩能够相互匹配，那你就得到高分。这种情形非常类似于免疫系统：如果你的攻击能对应对方的防守，那你就打开了缺口。而对方也对你报之以交互的行动，即，他的攻击与你的防守相匹配。这种相互作用极其简单。主要看你的攻击与防守能力能否强过对手。”
他说，如果回答是肯定的，那你就能饱餐一顿：你对手储备库里所有的资料符号和它的两个染色体序列都归你所有了。而且，如果吃掉你以前的对手意味着，目前你的储备库里有足够的资料符号来复制你自己的染色体，那么你就能通过创造一个全新的生物体来自我繁衍，其中也许会有一、两个变种。但如果情况不是这样的话，那你就回去接着吃草。
婉转一些说，这个生态系统不完全是盖尔曼想要的那种，使用者会感到没有什么好玩的，也没有一点儿新奇的图像。但荷兰德才不会去理会这些呢。他会打入一串密码和符号来启动这个系统，然后看到它产生出更多的密码，看到一行行字母数字乱码像瀑布一样在屏幕上涌现出来（那时他的计算机已经升级到苹果二型机了）。这个生态系统是荷兰德式的游戏。在这个游戏中他终于排除了明显的外来回报。他说：“这是一个封闭的圈子。你真正回到了‘如果我不能寻找到足够的资源来复制我自己，我就无法生存’这样一个概念。”他抓住了他认为是生物竞争本质的东西。现在他可以把这个系统当作知识乐园，当作一个探索和了解共同演化的真正作用的地方。“我将生态系统中的很多现象都列入了研究计划。我想证明，即使用这个极其简单的结构，每种现象也都能够以这种或那种方式显现出来。”
荷兰德最有兴趣研究的生态现象是被英国生物学家里查德·达金斯称为进化的军备竞赛现象。这就是为什么植物的表层演化得越来越坚硬，越来越能产生有毒的化学驱虫剂来抵抗害虫袭击的原因。而害虫也演化出更坚硬的颚和更复杂的化学抵抗机制来与之抗争。在这点上，红皇后假设又是著名的一例。这个假设来自于《爱丽丝梦游仙境》一书。书中的人物红皇后告诉爱丽丝，她必须以最快的速度奔跑才能呆在原来的地方。进化的军备竞赛似乎是自然界日益复杂化、日益专业化的主要的推动力量，正如冷战中真正的军备竞赛是日益复杂化、日益专业化武器产生的主要推动力量那样。
在1988年秋季，荷兰德当然无法就进化的军备竞赛做太多的研究。那时他的生态系统还只是一个书面设计。但在一年左右时间里，这个系统就运作得非常成功了。“如果从非常简单的生物体开始，只用一个字母来代表生物体的进攻性染色体，用另一个字母来代表防御性染色体，那么我就会看到多字母染色体的生物体（这些生物体可以通过变种来加长它们的染色体）。它们在共同演化。如果一个生物体把攻势增强了一些，另一个生物体就会增强其防御力量。因此它们越变越复杂。有时它们还会分裂，这就产生了一个新的物种。”
荷兰德说：“这时我看到，如此简单的机制能产生军备竞赛和物种的形成，我的兴趣更加浓厚了。”
特别是，他想了解进化中的一种深层的自相矛盾性。事实上，这种无情的竞争不但导致了进化的军备竞争，也导致了共生现象和其它形式的合作现象。确实，荷兰德把各种形式的合作作为自己的研究兴趣毫不奇怪。这是生物进化的根本问题，更别说这也是经济学、政治科学和所有人类现象的根本问题。在这个竞争激烈的世界上，生物体究竟为什么会相互合作？为什么他们会对轻易就会翻脸的“同盟者”门户开放？
著名的“囚犯的两难境地”很精彩地揭示了这个问题的本质。“囚犯的两难境地”最初是由一群数学家从博弈理论发展而来的。这个故事说的是：两个囚犯被分别关在独牢里。警方对他们俩共同犯的一个案子进行审讯。两个囚犯都可以做出自己的选择：他要么供出他的同伙（即背叛他），要么保持沉默（也就是与他的同伙合作，而不是与警方合作）。现在，这两个囚犯都知道，如果他俩都保持沉默的话，他俩都会被释放，只要他们拒不承认，警方无法给他们定罪。但警方也完全明白这一点。所以他们给这两个囚犯一点儿刺激：如果他们其中的一个人背叛，告发了他的同伙，那么告发的囚犯就会被无罪释放，同时还会得到一些奖赏。而他的同伙就会被按最重的罪来判决，而且为了羞辱他，还要对他施以罚款，作为对告发者的奖赏。当然，如果这两个囚犯相互背叛的话，两个人都会被按最重的罪来判决，谁也不会得到奖赏。
所以，这两个囚犯该怎么办呢？是相互合作还是相互背叛？从表面上看，他们应该相互合作，保持沉默，因为这样他们俩都能得到最好的结果：自由。但他们不得不仔细考虑。A犯不是个傻子，他马上就意识到，他根本就无法相信他的同伙会不向警方提供对他不利的证据，然后带着一笔丰厚的奖赏出狱而去，让他独自坐牢。这种想法的诱惑力实在太大了。但他也意识到，他的同伙也不是傻子，也会这样来设想他。所以A犯的结论是，唯一理性的选择就是背叛同伙，把一切都告诉警方，因为如果他的同伙笨得只会保持沉默，那么他就会是那个带奖出狱的幸运者了。而如果他的同伙也根据这个逻辑而向警方交待了，那么，A犯反正也得服刑，起码他不必在这之上再受罚款。所以其结果就是，这两个囚犯按照不顾一切的逻辑得到了最糟糕的报应：坐牢。
当然，在现实世界里，信任与合作很少达到如此两难的境地。谈判、人际关系、强制性的合同和其它许多因素左右了当事人的决定。但囚徒的两难境地确实抓住了不信任和需要相互防范背叛这令人沮丧的真实的一面。让我们看看冷战时期两个超级大国将自己锁定在一场四十年的军备竞赛中，其结果对双方都毫无益处。还有看上去永无止境的阿以僵局，和各国的贸易保护主义的永恒倾向。在自然界，看一看过于相信他人的生物也许会被吃掉。所以这个问题又出现了：为什么所有生物体都敢于相互合作呢？
这个答案大部分来自荷兰德在密西根大学巴奇小组的成员罗伯特·爱克斯罗德组织的一场计算机竞赛。爱克斯罗德是一个政治科学家，对合作的问题久有研究兴趣。他组织这个竞赛的思路非常简单：任何想参加这个计算机竞赛的人都会扮演其中一个囚犯的角色，然后这个程序会被成双成对地融入不同的组合，参与者就开始玩“囚犯的两难境地”的游戏，每个人都要在合作与背叛之间做出选择。但这里有个不同之处：他们不只玩一遍这个游戏，而是一遍一遍地玩上200次。这就是博弈理论家所谓的“重复的囚犯的两难境地”，这更逼真地反映了某种经常而长期的人际关系。而且，这种重复的游戏允许程序在做出合作或背叛的抉择时参考对手程序前几次的选择。如果这两个程序只玩过一个回合，则背叛显然就是唯一理性的选择。但如果这两个程序已经交手过多次，则双方就建立了各自的历史和在这方面的声誉。然而，对方的程序将会如何举动却极难确定。确实，这是爱克斯罗德希望从这个竞赛中了解的事情之一。一个程序能总是不管对手做何种举动都采取合作的态度吗？或者，它能总是采取叛卖行动吗？它是否应该对对手的举动回之以更为复杂的举措？如果是，那会是怎么样的举措呢？
事实上，竞赛的第一个回合后交上来的十四个程序中包含了各种复杂的策略。但使爱克斯罗德和其他人深为吃惊的是，桂冠属于最简单的策略：针锋相对（TIT FORTAT）。
这是多伦多大学心理学家阿纳托·拉帕波特（Anatol Rapoport）提交上来的策略。针锋相对的策略以合作开局，但从此以后就采取以其人之道，还治其人之身的策略。那就是，针锋相对的策略实行了胡萝卜加大棒子的原则。它永远不先背叛对方，从这个意义上来说它是“善意的”。它会在下一轮中对对手的前一次合作给予回报，从这个意义上来说他是“宽容的”。但它会采取背叛的行动来惩罚对手前一次的背叛，从这个意义上来说它又是“强硬的”。而且，它的策略极为简单，对手程序一望便知其用意何在，从这个意义来说它又是“简单明了的”。
当然，因为只有为数不多的程序参与了竞赛，针锋相对策略的胜利也可能只是一种侥幸，但也许不是。在上交的十四个程序中，有八个是“善意的”，它们永远不会首先背叛。而且这些善意的程序都轻易就赢了六个非善意的程序。为了决出一个结果来，爱克斯罗德又举行了第二轮竞赛，特别邀请人们从针锋相对策略那里将桂冠夺过来。这次有六十二个程序参加了竞赛，针锋相对策略又一次夺魁。结论是无可争议的。好人，或更准确地说，善意的、宽容的、强硬的、简单明了的人，确实总是赢家。
荷兰德和巴奇小组的其他成员对这一切当然深为着迷。“我一直对‘囚犯的两难境地’深感苦恼，”荷兰德说。“这是我不喜欢的事情之一。所以看到这个竞赛结果我非常高兴。这真令人鼓舞。这游戏太棒了。”
针锋相对策略的胜利对生物进化和人类事务所具有的深刻含义是显而易见的。爱克斯罗德在1984年发表的《合作进化》一书中指出，针锋相对策略能导致社会各个领域的合作，包括在最无指望的环境中的合作。他最喜欢举的例子就是第一次世界大战中自发产生的“自己活，也让他人活”的原则。当时在前线战壕里的军队约束自己不开枪杀伤人，只要对方也这么做。处于无人区的军队根本无法与地方军队取得联系，而且他们当然不会是朋友。但使这个原则能够实行的原因是，双方军队都已陷入困境数月，这给了他们相互适应的机会。
在这本书的其中一章中，爱克斯罗德还指出，针锋相对的相互作用使得自然界即使没有智能也能产生合作关系。这一章是他与他的合作撰写人，巴奇小组的生物学家威廉姆·汉弥尔顿共同写的。在这方面他们举了地衣等例子：真菌从地下的石头中汲取养分，为海藻提供了住食，而海藻反过来又为真菌提供了光合作用；金蚁合欢树为一种蚂蚁提供了住食，而这种蚂蚁反过来又保护了该树；无花果树的花是黄蜂的食物，而黄蜂反过来又为无花果树传授花粉，将树种撒向四处。
更广泛地说，共同演化会使针锋相对的合作风格在这个充满背信弃义劣行的世界上蔚然成风。爱克斯罗德说，假设少数采取针锋相对策略的个人在这个世界上通过变种而产生了。那么，只要这些个体能相互遇见，足够在今后的相逢中形成利害关系，他们就会开始形成小型的合作关系。一旦发生了这种情况，他们就能远胜于他们周围的那些背后藏刀的类型。这样，参与合作的人数就会增多。很快，针锋相对式的合作就会最终占上风。而一旦建立了这种机制，相互合作的个体就能生存下去。如果不太合作的类型想侵犯和利用他们的善意，针锋相对政策强硬的一面就会狠狠地惩罚他们，让他们无法扩散影响。爱克斯罗德写道：“这样，社会进化的齿轮就会有所掣肘。”
这本书出版不久，爱克斯罗德就与荷兰德当时带的研究生史蒂芬尼亚·福莱斯特（Stephanie Forrest）共同将这种合作的情形用计算机模拟了出来。问题是，共同演化的一个人群是否能通过基因算法来找到针锋相对的策略。结果答案是肯定的：在计算机运作之中，会出现针锋相对的策略，或与之类似的策略，并很快在该群人中流行开来。
荷兰德说：“当这种情况出现时，我们都高举双手，三呼万岁！”
当荷兰德谈到，研究所的人应该像观察“锋面”那样观察社会科学时，他指的正是这种关乎合作起源的针锋相对的机制。他说，当他在设计开发生态系统时，他脑海里盘旋的是整个关于合作的问题。合作的机制当然不可能出现在这个程序的第一版本中，因为他在第一个版本中设入了单个生物体总是会互斗这样一种假设。但在新的版本中，他力图完善生物体演化的各个方面，包括其合作的可能性。确实，他想把生态系统设计成某种能够共同演化的、“整体的”模型。
“在研究所，除了生态系统之外，我们还在创建其他三个模型，一个是股市模型，一个是免疫系统模型，还有一个是斯坦福大学经济学家汤姆·沙金特建立的贸易模型。
我发现这些系统之间具有非常相似的特点。它们都有‘贸易’的存在，都有以各种方式进行交换的货物，都有‘资源转换’机制，比如通过酶或各种生产过程实现资源的转换。
而且它们都有作为技术发明之源的‘交配选择’机制。所以我由此开始创建一个完整的共同演化的模型。我记得史蒂芬尼亚·福莱斯特、约翰·米勒和我坐了下来，努力想弄清楚，如何在生态系统中设入最小的装置，来模拟出所有这些特点？我们的结论是，用不着改变基本的模型，只消在进攻和防御染色体上增加内容就能做到这一点。我提供可以由染色体来界定的额外的分辨体，从而增加了贸易的可能性，这些分辨体类似于商标，或细胞表面的分子标签。同时我必须在这个生态系统中加上一条类似规则的东西，我这是第一次这么做。这条规则是：‘如果其他人显示这样的识别标签，则我就和他进行贸易，而不是进行战斗。’这就产生了合作的演化，以及说谎和模仿这类非常规现象。我基于这样的设想，草拟出如何做一个沙金特式的模型的想法，然后就开始构思如何通过从另一个方向把生态系统设计成看上去像一个免疫系统的模型。现在的生态系统模型正是由此而来的。”
荷兰德说，生态系统的这个统一的版本做得非常成功。这个系统可以演示合作演化，同时也可以演示食肉动物和猎物之间自发形成的关系。这一成功激励我开始研究设计更高级版本的生态系统。“我目前正在编写的最新版本能演示多细胞生物体的演化。所以现在我们不只限于探讨贸易，我希望我们还能探讨个体和组织的涌现。每个作用者都极力提高其繁殖率，但又总是受到总体组织延续的制约，这里面有许多值得研究的名堂。
癌症就是这方面的一个很好的例子，就先不谈美国的自动化工业的情形了！”
荷兰德说，这种模型的实际应用为期还早，但他确信，这方面的一些优秀的计算机模拟也许会比桑塔费其它研究项目对这个世界做出的贡献要大。“如果我们做得好的话，那些不是科学家的人，比如华盛顿的官员们，可以不需要了解这些模型运行的详情便能够建立这类模型，从而助使他们把握各种政策性选择的真正含义。”他说，从大体上说，这样的模型就像政策的飞行模拟器一样，能够使政治家模拟经济的强迫着陆，而不需要让两千五百万人都搭上这架飞机。这些模型甚至不必做得很复杂，只要能让人对情况的发展和最重要变量的相互作用力产生逼真的感受就行了。
荷兰德承认，当他在华盛顿谈论这个飞行模拟概念时，并没有引起听众的重视。大多数当政的政治家都忙于躲闪迎面而来的打击，无暇顾及下一次飞行的政策问题。另一方面，他显然不是唯一从模拟角度来考虑策略的人。1989年，加州奥林达的麦克塞斯公司推出了一种叫“模拟城市”的游戏。这个游戏可以让玩者扮演市长的角色，面对犯罪、污染、交通堵塞、抗税等种种问题，努力使他或她的城市繁荣昌盛起来。这个游戏很快就跃上了畅销排行榜之首，同时赢得了真正的城市规划管理人的高度信赖。他们说，尽管“模拟城市”的游戏在具体细节上去冗删繁，但它找对了感觉。荷兰德当然也买了这个游戏，而且非常喜欢它。“‘模拟城市’是我所知道的最好的一个飞行模拟概念的例子。”他说。桑塔费研究所正认真和麦克塞斯公司商谈改造“模拟城市”的接口，使其能够用于桑塔费的许多模拟中。荷兰德现在正和麦克塞斯公司一起开发一个用户友好介面的生态系统版本，使任何人都能在上面做计算机实验。
心智的网络实验室
与此同时，阿瑟在桑塔费经济学项目的最初这段日子中也对计算机实验发生了浓厚的兴趣。“我们就像在从事常规经济学那样用计算机程序来做数学分析和定理证明，但因为我们研究的是报酬递增率、学习以及适应性和归纳法这些界定含糊的概念，所以问题往往复杂得无法用数学来解决。因此我们不得不借助计算机来观察事情的发展结果。
计算机就像一个网络实验室，我们可以由此观察我们的思想变成行动的结果。”
但阿瑟的问题是，即使在桑塔费，经济学家们一想到用计算机模型也会变得神经高度紧张。“我猜我们不得不在经济学中引入计算机模拟了，但我想我已经上了年纪，很难改变了。”有一天午餐时阿罗闷闷不乐地说。
“感谢上帝，我的小伙子，如果定理的时代要退出历史舞台了的话，我也就随之而退场了。”六十多岁的汉恩在另一个场合这么说。
阿瑟不得不承认经济学家的怀疑和犹疑是有一定道理的。在很多方面，他自己也有同感。他说：“在经济学领域，计算机模拟全无成功之例。在我个人的早期经历中，我和我的同事杰佛里·麦克尼考花了很长时间来观察模拟模型在经济学的作用，我们得出了两个结论，这两个结论现在已成为普遍的共识。第一个结论是，总的来说，只有那些不能做分析性思考的人才借助计算机模拟。经济学要求用演绎法和逻辑分析，而计算机模拟却正好与之相反。第二个结论是，你只要把自己的假设设置于计算机模型，就可以从计算机模拟中想得到什么结论就能得到什么结论。人们经常从基本的政治角度出发，比如，我们需要降低税收，那么就做一个对降低税收如何如何有利的假设。我和杰佛里设计了一种游戏，它能够深入到模型里去发现改变一个假设怎样改变了整个结果。其他人也做过类似的事。所以计算机模拟在社会科学，特别是在经济学领域里声名狼藉，就好像是无赖的手法。”
事实上，即使是这些年以来，阿瑟发觉自己对“模拟”这个词仍然有一种警惕心。
他和他的同事们更愿意将经济学程序称为“计算机实验”，这个词体现了荷兰德和桑塔费的物理学家所实践的某种严谨性和准确性。他说，荷兰德和物理学家们从事计算机模拟的方法给了他很大的启发。“我认为这太妙了。到了极为小心的人手里，所有的假设都经过仔细斟酌，整个算法明确清晰，模拟就像实验室的实验一样具有可重复性和严谨性，在这种情况下，我发现计算机模拟是无懈可击的。事实上，物理学家在告诉我们，有三种可以从事科学研究的方法：数学理论、实验室的实验和计算机模拟。你必须反复使用这三种方法。当你发现计算机模拟的结果似乎不符合常情，你就回过头去从理论上理解它，然后再以理论为依据，回到计算机模拟或实验室去印证。对我们许多人来说，似乎经济学研究也可以照此办理。我们开始认识到，以往的经济学过于自我局限，只对能用数学进行分析的问题做研究。但现在我们进入了归纳法的世界，一切都变得极为复杂，我们可以用计算机实验来拓展研究的范围。我把这视为一个势在必行的发展方向，一种解放。”
当然，阿瑟希望桑塔费经济学项目能开发出足以说服其他经济学家的计算机模型来。
或，起码不要使他们再次失望。确实，到1988年秋天时，阿瑟和他的经济学项目组已经用了好几个这样的计算机实验了。
阿瑟与荷兰德的合作直接诞生了最初的玻璃房经济的设想。“1988年6月，我到桑塔费后意识到，我们需要从一个切实的问题入手，而不是一开始就建立完整的人工经济学模型。这个想法引出了人工股市模型。”
阿瑟解释说，在经济学的所有陈芝麻烂谷子的问题中，股市行为是最古老的问题之一。这是因为新古典经济学发现华尔街完全不可理喻。有论点说，既然所有的经济作用者都是完全理性的，那所有的投资者必然是完全理性的人。而且，既然这些完全理性的投资者对所有股票的长远预期获利都掌握同样的信息，那他们对每股股值的估计，即，在扣除利率后的预期净利，就应该总是一致的。照此推理，这种完全理性的市场就永远不可能陷入投机性的炒做和崩盘，股市最多只会由于对各种股票预期的最新信息而稍有波动。无论怎样，根据逻辑推理，纽约股票交易所大厅必然是个非常安静的地方。
但事实上，纽约股票交易所大厅几乎成了一个失控之地，形形色色的泡沫和崩盘在大起大落，横扫交易大厅，就更别提人群的恐惧心理和不安全感、以及狂喜和聚众闹事的欲念搅成一锅粥的情状了。如果有个火星人订阅一份星际版的华尔街日报，读完报纸后也许会认为股市是一个什么活物。阿瑟说：“在有关股市的报道中，记者总是用描述心理的词汇来描述股市：股市极度紧张不安、股市萎靡沮丧、股市信心十足。”股票交易所本身就是人工生命的一种形式。阿瑟说，所以他们在1988年认为，用桑塔费的方式来模拟股市似乎是唯一能够解释股市的方法。“我们的想法是做小面积的剖析，先用常规的新古典经济学的完全理性的作用者的假设来做模拟，然后再用能够像人类那样学习和适应环境的人工智能作用者取而代之。这个模型有一个股市，作用者可以在其中自由买卖。随着他们对贸易规则的掌握，你会看到各种市场行为涌现出来。”
问题显然在于，会发生什么样的涌现行为？这些作用者会像常规经济学描述的那样安然自若地进行股票交易吗？或者，它们的行为模式会如风起云涌的股市那样逼真吗？
阿瑟和荷兰德毫不怀疑会发生后一种情况。但事实上，即使在研究所，很多人也对此抱怀疑态度。
阿瑟对1989年3月份的一次会议的记忆尤为深刻。当时荷兰德从安·阿泊返回研究所，另外还有几个人也来参加在小教堂举行的这个经济学研讨会。当谈到股市模型的这个题目时，沙金特和明尼苏达大学的莱蒙·马里蒙都激烈地争辩说，适应性作用者叫的价会很快向股票的“基价”靠拢，也就是，肯定会出现新古典经济学理论预期的那种情况。他们说，股市也许会出现偶尔的上下波动，但作用者无法真正别有所为。基价就像一个无限巨大的万有引力场一样将它们紧紧吸引得不离左右。
“我和约翰（荷兰德）相互望望，然后一个劲地摇头。我们说，这不可能。强烈的直觉告诉我们，我们建立的股市具有自我组织行为方式的巨大潜能，会越变越复杂，新的、丰富多采的行为会涌现出来。”阿瑟说。
阿瑟回忆说，他们就此发生了一场激烈的争论。当然，阿瑟知道，自从1987年9月召开了第一次经济学研讨会以后，沙金特对荷兰德研究学习的方式就一直持有浓厚的兴趣。其实沙金特早在这之前就开始研究学习对经济行为的影响。而马里蒙当时就像阿瑟一样对计算机实验极感兴趣。但在阿瑟看来，马里蒙和沙金特似乎并不真正把学习当作研究经济学的新视角。他们似乎把学习当作巩固常规经济学理论的一种方法，就好像是在用这种方法来理解经济作用者在不完全理性的情况下是如何摸索到新古典经济学的行为模式的。
公平地说，阿瑟必须承认，这两个人有理由这样认为。沙金特在他研究的“理性的期望”理论之外，还掌握了一些实验证据来支持他们的论点。研究者证明，在一系列让学生们扮演股票交易者的计算机模拟实验中，实验对象的交易价格很快就会集中到股票基价上。而且，马里蒙和沙金特也在进行他们自己的桑塔费式的计算机模拟实验：一种被称为“威克塞尔三角”的老问题。情节是这样的：三个不同类型的作用者生产和消费三种不同类型的货物，其中之一最终变成了一种交换的中介：钱。当马里蒙和沙金特用分类者系统替代了原来模型中的理性作用者后，发现这个系统每一次都回到新古典经济学的结论上（也就是说，交换的媒介是库存成本最低的货物——比如说，是金属磁盘，而不是鲜牛奶）。
尽管如此，阿瑟和荷兰德仍然不放弃努力。阿瑟说：“问题是，逼真的适应性行为真的会导致理性期望的结果吗？我认为，答案是肯定的，但这只有在面对非常简单的问题、或这个问题一再出现的情况下才有可能。从根本上说，理性期望的理论是说，人类并不愚蠢。这就像玩连圈叉的井字游戏一样（tic－tac－toe），几次以后就能学会预测对手的行为，于是双方就能把这个游戏玩得滴水不漏。但如果是在一个决不会重复出现的情况下，或在非常复杂的情况下，作用者必须做大量的算计，那么你对作用者的要求就太高了。因为你这就是在要求它们了解自己的期望、把握市场的驱动力。把握其他人的预期。以及其他人对其他人的预期的预期、等等。很快，这些倒霉的作用者就会陷于无法预期的状况。”在这种情况下，阿瑟和荷兰德认为，作用者就会处于极不均衡的状况，导致理性期望值的“万有引力”就会变得非常微弱，动力和意外事件就会主宰一切。
阿瑟回忆说，这场既友好又激烈的争论持续了一段时间。当然，结果双方谁也没有退让。但阿瑟明显感到这对他是一场挑战：如果他和荷兰德相信他们的股市模拟能展现逼真的涌现行为，那么，他们就必须证明这一点。
但不幸的是，股市模型的编程工作时续时断。1988年6月的一天，在午餐时间，阿瑟和荷兰德粗拟了这个计算机模拟的初槁。当时他们俩都在桑塔费的首期复杂系统暑期班上担任讲师。那年夏天，荷兰德回到安·阿泊，用阿瑟唯一了解的计算机语言，BASIC语言，编写了完整的分类者系统和基因算法（这使荷兰德终于摆脱了用十六位进制符号编写程序。他只得自学了BASIC语言。但从此他只用BASIC语言编写程序）。那年秋季，在经济学项目开始的最初几个月，荷兰德回到了桑塔费。他一回到桑塔费就和阿瑟一起进一步开发股市模型。但由于将此编写为生态系统占去了荷兰德许多时间，而阿瑟又苦于行政事务缠身，所以股市模型编写进展缓慢。
更糟糕的是，阿瑟开始意识到，尽管分类者系统的概念有许多强处，但使用起来却麻烦甚多。他说：“起初，桑塔费的人都认为分类者系统是全能的，能解答股市的问题，也能在早上替你煮咖啡。所以我曾经和荷兰德开玩笑说：‘嘿，约翰，分类者系统真的能够产生低温核聚变吗？’”“到了1989年初，戴维·莱恩和里查德·派尔默组织了一个专门研究荷兰德思想的小组，每周有四次午餐前的聚会。那时候荷兰德已经离开了桑塔费，但我们花了一个月的时间来研究他的《归纳法》一书。当我们深入到分类者系统技术之中的时候，我发现，对分类者系统的构架设计必须十分小心，才能保证它在实际中能够运用，而且还必须对规则之间环环相扣的环节设计得十分周密。同时，你设计的可能会是‘深度’分类者系统，那就是，一个规则激活另一个规则、再激活另一个规则，从而引起长长的连锁反应的分类者系统，或者，你设计的可能是‘广度’分类者系统，即，刺激－反应式的系统，它能在稍有差别的情况下能产生150种反应方式。我的经验是，广度系统的学习功能非常强，而深度系统则不然。”
阿瑟和荷兰德以前的学生史蒂芬尼亚·福莱斯特对这个问题做了许多探讨。福莱斯特现在在新墨西哥大学，是桑塔费研究所的常客。她告诉阿瑟，问题出在荷兰德的水桶队列算法上。这个算法能够对各种规则论功行赏。如果水桶队列算法能够倒过来奖励上几代规则，那等到倒溯到这些规则的鼻祖的时候，奖品已经所剩无几了。所以毫不奇怪，为什么浅显系统的学习功能较佳。确实，对水桶队列算法的提炼与改良已经成为分类者系统研究中最紧迫的一环了。
阿瑟说：“这些使我开始对分类者系统产生了怀疑。随着我对这个系统越来越熟悉，这个系统的弊端也就变得越来越明显了。然而，我越是仔细研究这个系统，就越是叹服其中所包含的思想：你的脑子里可以有许多相互矛盾的假设，这些假设可以相互竞争，因为这样你就不必把某种专家预先编入这个系统，我真的非常欣赏这个思想。我开始从与荷兰德略有不同的角度来构想他的系统。我把它们想成是普通的计算机程序，有许多模数和分支点，但其程序每次都要自己判断究竟该激活哪一个模数，而不是沿着固定的序列来激活这些模数。一旦当我开始把它们构想成是一种自我适应的计算机程序，我就感到顺畅得多了。我认为这正是荷兰德的成就之所在。”
他说，不管怎样，他们终于完成了股市模型的版本。沙金特对最初的设计提出了许多简化办法，对这个版本的出台给予了很大帮助。1989年春末，杜克大学物理学家里查德·派尔默也加入了进来，以他高超的编程技术大力支持了这个模型的出台。
同时，派尔默和荷兰德、阿瑟一样，也被这个模型深深吸引住了。他说：“这个模型关系到自我组织，这正是我深感兴趣的研究领域。大脑是怎样组成的？什么是自我意识的本质？生命是怎样自发产生的？我的脑子里一直盘旋着这些重大的问题。”
另外，他正在为自己已经花费了大量时间来从事的另外一个桑塔费研究项目感到焦虑不安。这个项目就是“双重喊价竞赛”模型，这是他和卡内奇麦伦大学的约翰·米勒和威斯康星大学的约翰·鲁斯特共同设计开发的。这个最终于1990年初举办的竞赛是在1987年9月第一次经济研讨会上构思的。这个模型在原理上与爱克斯罗德在10年前设计的模型非常类似。但这个模型不是重复运作“囚犯的两难境地”的游戏，而是包含了交易者对付像股票交易这样的商品市场的各种策略。是不是最好一开盘就叫价？是不是先别做声，等到最好的价格出现时再叫价？因为买卖双方在这样的市场上都是自发叫价的，所以这个系统就被称为“双重叫价”，而答案却是冥然不知的。
派尔默说，这个竞赛游戏应该非常有趣，对他和他的同事来说，为这个游戏编程当然也是一个很大的挑战。但这个模型中的作用者基本上是静态的。对他来说，这个竞赛游戏根本就没有阿瑟和荷兰德式模型的神奇魅力。在阿瑟和荷兰德式的模型中，你可以看到作用者越变越复杂，能够发展成为自己真正的经济生命。
派尔默从早春就开始以全副精力投入了股市模型的设计和开发。1989年5月，他和阿瑟完成了股市模型的初版。按照他们设计的意图，这个模型在开始时，其作用者完全愚昧无知，都是一些随意制定的规则，让它们自己学会如何叫价。他们发现，这些作用者就像他们预期的那样，学习进展神速。
他们观察到，这个系统每一次运行的结果都像见了鬼似地符合汤姆·沙金特的预言。
阿瑟说：“在这个模型中，单股的股息是三美元，折扣率为百分之十，这样，股票的基价为三十美元。而股价真的就在三十美元上下浮动，证明了常规经济学理论的正确！”
阿瑟深感懊丧和烦恼。现在唯一可做的似乎是把沙金特从斯坦福大学叫回来，祝贺他的胜利。“但有一天早上我和里查德走进办公室，在我的苹果机上运作这个系统。我们一直在观察其运作，一边讨论着如何改进这个程序。我们注意到，每当价格达到三十四美元时，作用者就会买进。我们可以把这种情况图示化，情况似乎很异常。我们以为是这个模型出了错误。但当我们又苦苦思考了一个多小时以后，才认识到这个模型并没有错误，而是这些作用者发现了技术分析的原始形式。那就是，这些作用者开始相信，如果股价上涨到一定程度，就会继续看涨，那就买进。但当然，这种认识变成了一种自圆其说的预言：如果在股价达到三十四美元时有足够的作用者意欲购买，那就会造成股价继续看涨。”
而且，当股价跌到二十五美元时，就会发生正好相反的情况：作用者都会尽力卖出，这样就对股市看跌也形成了一个自圆其说的预言。这正是股市出现泡沫和崩盘的道理！
阿瑟为之精神大振，就连平时最小心翼翼的派尔默都受到了他热情的感染。阿瑟说，这个结论在这个模型的最新的、更完整的版本中一再得到确认。但在1989年5月的早晨他们就意识到他们成功了。
“我们马上意识到，我们已经从这个系统中窥见了突发特征的一线希望，看到了一线生命的曙光。”
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第八章等待卡诺
1988年11月底，罗沙拉莫斯非线性研究中心的秘书交给朗顿一个密封的、看上去很像公函的信封，里面是实验室主任塞格福雷德·海克（Siegfried Hecker）的一份备忘录：我们最近注意到，你已经在这里领取了三年的博士后奖学金，但却仍未完成博士论文。根据能源部第40－1130条规定，我们无法继续雇用领取了三年博士后奖学金后仍未获博士学位的人。但由于行政工作上的差错，我们忽略了提前向您提出可能会违背这条规定的警告。为此，我们已从能源部有关部门得到延期的获准，你不必退还1989年度的博士后奖学金，但除非你已获得了博士学位，否则我们对你的任命只能顺延至1988年12月1日。
一句话，“你被解雇了。”朗顿惊恐万状地跑去找非线性研究中心的副主任加利·多伦（Gary Doolen）。多伦煞有介事地告诉他确有其事，确实有这么一条规定，海克确实有权这么做。
直到现在，朗顿一回忆起这件事还心有余悸。这些促狭鬼让他整整傻了两个小时后才给了他一个令他惊喜的生日晚会。杜撰了这份备忘录，导演了这场恶作剧的法默说：“能源部规定的号码其实已经泄露了天机。克里斯（朗顿）今年四十岁，他的生日是11月30日。”
朗顿这才惊魂落定，兴高采烈地和大家一起尽享生日晚会，毕竟不是每一个博士学位候选人都会过四十岁生日的。法默甚至还在研究中心和理论小组朗顿的同事中发起凑钱给朗顿买了一把新的电吉它作为生日礼物。“但我确实想激朗顿尽快完成他的博士论文，因为我真的担心他迟迟拿不到博士学位，终会成为隐患。我怀疑可能真的有某种对朗顿不利的规定。”法默说。
人工生命论文
朗顿非常清楚法默的良苦用心，其实他早就对法默的用意心领神会了。没人比他自己更急于早日完成博士论文了。自人工生命研讨会召开后，他的研究有了长足的进展。
他已经把原来在密西很大学的计算机上运行的细胞自动机模型移到了罗沙拉莫斯的SUN工作站上，他还为探测混沌边缘的相变做了大量的计算机实验，甚至还深入阅读了物理学方面的资料和文献，对如何用纯粹的统计方法来分析相变做了研究。
但这一年就这么过去了，他还没来得及实际动手撰写论文。自人工生命研讨会以来，他把大多数时间都耗费在研讨会之后的工作上。乔治·考温和戴维·潘恩斯都请他以桑塔费研究所的名义将研讨会的学术论文编辑出版，作为研究所准备出版的关于复杂科学的系列丛书中的一本。但潘恩斯和考温都要求，这些论文要经过研究所之外的科学家按在其它科学刊物上发表文章的规矩严格审定。他们对朗顿说，桑塔费研究所决不能有轻薄草率之举。人工生命必须是一门科学，决不是视频游戏。
朗顿非常赞同这个观点，他自己也一直是这样认为的。但这样做的结果是，他不得不耗费数月时间来编辑这些论文，这意味着把四十五篇论文各读上四遍，把每一篇都分别寄给几个审稿人，再把审稿人的修改和重写意见寄给原作者，还要想办法哄所有作者按时完成任务。然后他又不得不再耗费数月时间来撰写该书的前言和概论。他叹息到：“为此得花费大量的时间。”
但另一方面，这整个过程对他来说极有教育意义。“这就像是做博士资格研究，你得学会去其糟粕、取其精华，这使我真正变成了这个领域的专家。”该书的编辑业已完成，其严谨性完全符合考温和潘恩斯的要求。朗顿感到他所创造的远远不止是一系列的论文。他的博士论文或许仍然陷于困境，但研讨会的成果却为将人工生命变成一门严肃科学打下了基矗而且，朗顿在把参加人工生命研讨会的人的思想和洞见提炼成该书的前言和四十七页的概论的同时，也为人工生命的要旨撰写了一份最为清晰的宣言。
他在这份“宣言”中写到，人工生命与常规生物学基本上是相反的。人工生命不是用分析的方法——不是用解剖有生命的物种、生物体、器官、肌理、细胞、器官细胞的方法——来理解生命，人工生命是用综合的方法来理解生命。即，在人工系统中将简单的零部件组合在一起，使之产生类似生命的行为。人工生命的信条是，生命的特征并不存在于单个物质之中，而存在于物质的组合之中。其运作原则是，生命的规律一定是其动力形式的规律，这种规律独立于四十亿年前偶然在地球上形成的任何特定的碳化物细节之外。人工生命将用计算机，或也许是机器人等新型媒介来探索生物学领域的其它发展的可能性。人工生命研究人员将能够取得像宇宙空间科学家把宇宙探测船发射到其它星球上那样的成就。也就是，从宇宙的高度来观察发生在其它星球上的事情，从而对我们自己的世界有新的了解。“只有当我们能够从‘可能的生命形式’这个意义上来看待‘已知的生命形式’，才能真正理解野兽的本质。”
他说，从抽象的组织角度来看待生命，也许是人工生命研讨会上产生的最为瞩目的思想。这一思想与计算机科学紧密相关绝非偶然。这两者之间有着许多共同的知识之源。
人类一直在探索自动机的奥秘，即，机器何以能够产生自己的行为。自法老王时代开始，埃及工匠利用水滴的原理发明了时钟。公元一世纪，亚力山大的西罗撰写了气体力学的论文。在这篇论文中，他描述了加压的气体如何使各种类似动物和人类形状的小机器产生简单的运动。一千多年以后，在欧洲进入伟大的时钟工业时代后，中世纪和文艺复兴时期的工匠便设计出日益精巧的、可以敲击报时的钟表。有些公用钟表甚至还有许多数字符号，具有计时和报时的全套功能。在工业革命时期，从时钟自动化技术又发展出更加高精尖的过程控制技术，即，工厂的机器由一组复杂的转动凸轮和相互连接的机械手所操纵。十九世纪的设计师们在把可移动凸轮和具有可移动栓的转动鼓轮这些改良的技术结合进来后，研制出了一种能够在同一台机器上产生多种动作序列的控制器。随着二十世纪初计算机器的发展，“这种可编程的控制器的引入便成为一般功能计算机早期发展的雏形。”
与此同时，逻辑学家正在把逻辑步骤的程序变成正式概念，从而奠定了计算机一般性理论的基矗二十世纪初，阿龙佐·彻基（Alonzo Church）、科特·歌德尔（KurtGodel）、爱伦·图灵和其他一些人都指出，无论机器是用何种材料制造的，机械流程的实质，即导致机器行为的“东西”，根本就不是机器本身，而是一种抽象的控制结构，是可以用一组规则来表示的程序。朗顿说，正是这种抽象的东西使你可以从一台计算机里取出一个软件，插入另一台计算机上运作：机器的“机制”在于软件，而不在于硬件。
这正是朗顿十八年前在麻省综合医院得到的启示。而一旦你接受了这一点，那就不难理解，生物体的“生命力”同样也在其软件之中，即，存在于分子的组织之中，而不是存在分子本身。
但朗顿承认，这种认识的跨越并非像看上去那么轻而易举，特别是当你考虑到生命呈现出怎样的流动性、自发性和有机性，而计算机和其它机器呈现出怎样的受控性，接受这种认识就更难了。初看上去，甚至从机器的角度来谈论有生命的系统都显得非常荒唐。
但答案就存在于进一步的伟大洞见之中，这也是人工生命研讨会上一再出现的主题：有生命的系统就像机器，这很对，然而生命体这台机器却具有与一般意义上的机器全然不同的组织形式。有生命的系统似乎总是自下而上地。从大量极其简单的系统群中涌现出来，而不是工程师自上而下设计的那种机器。一个细胞包含了许多蛋白、DNA和其它生物分子；一个大脑包含了许多神经元；一个胚胎包含了许多相互作用的细胞；一个蚂蚁王国包含了许多蚂蚁。从这个意义上来说，一种经济包含了许多公司和个人。
当然，这正是荷兰德和桑塔费研究所的同仁们在复杂的适应性系统一般性理论中所要强调的概念。区别在于，荷兰德把这种群体结构主要看成是一堆建设砖块，它们可以通过各种重组而产生非常有效的进化，而朗顿则主要视其为能够产生丰富多采的、类似生命的动力的机会。朗顿最终用斜体字归纳道：“我们从计算机模拟复杂的物理系统中获得的最为惊人的认识是：复杂的行为并非出自复杂的基本结构。”“确实，极为有趣的复杂行为是从极为简单的元素群中涌现出来的。”
这是朗顿由衷的认识。这段阐述非常清晰地反应了他发现自我复制的分子自动机的经验。这一阐述也同样强调了人工生命研讨会上的一场最为生动的演示：克内基·雷诺尔兹的“柏德”群。雷诺尔兹在这个计算机模型中只用了三条仅限于局部的和“柏德”之间相互作用的简单规则，而并没有编写全面的、自上而下的详尽规则，来告诉“柏德”群如何采取行动，也没有编写任何规则来告诉“柏德”群如何马首是瞻地听从头领“柏德”的指挥。但正是这些局部的规则使得“柏德”群对不同的情况产生了有机的应变能力。这些规则总是趋于将“柏德”拉向集中，在某些方面有些像亚当·斯密的那只看不见的手，总是要使供与求趋于均衡。但正如经济领域中的情形一样，聚集的趋向只不过是一种趋向而已，其结果却是，所有的“柏德”都根据近邻的行为作出反应，所以，当一群“柏德”碰到像柱子这样的障碍物时，每一个“柏德”就会各行其是，整个群体就这样毫不困难地兵分两路，从障碍物的两侧流绕而过。
朗顿说，如果用一组自上而下的规则来做这件事，整个系统行动起来就会麻烦、复杂到不可思议的地步：各种规则要告诉每一个“柏德”在碰到每一种可以想象到的情况时应该采取何种具体的行动。他确实见过这样的系统，它们总是显得非常愚蠢和不自然，更像是一个动画片，而不像是栩栩如生的生命。另外，由于这种自上而下的系统根本不可能把每一种情况都考虑到，所以这种系统总是一碰到复杂的情况就变得无所适从，总是表现得既僵硬又脆弱，常常会于踌躇犹豫之中嘎然而止。
乌德勒支大学的阿利斯蒂德·林登美尔（AristidLindenmeyer）和里基那大学的普莱赞梅斯劳·普鲁辛凯乌泽（Prezemyslaw Prusinkiewcz）的图示植物也同样是这种自下而上的、群体性思考的模式的产物。这些图示植物不是画在计算机屏幕上的，而是“种”到计算机屏幕上去的。它们起初是单个的茎枝，然后有一些简单的规则来告诉每一个茎枝怎样生出叶子、花朵和更多的分枝来。这些规则同样没有包含植物最终的整体形状应该是什么样的这类的信息，只是模拟植物生长过程中众多细胞怎样各自区分开来、怎样相互作用。但这些规则却产生了看上去极逼真的灌木、树木、或花朵。事实上，经过仔细筛选的规则是能够产生非常近似已知物种的计算机植物的。（而如果对那些规则做哪怕是极其微小的改变，都会导致产生完全不同的植物。这说明，对进化来说，发展进程中的微小改变多么轻易就能导致外形上的巨大改观。）朗顿说，人工生命研讨会一再强调这样一个主题：获得类似生命行为的方法，就是模拟简单的单位，而不是去模拟巨大而复杂的单位。是运用局部控制，而不是运用全局控制。让行为从底层涌现出来，而不是自上而下地做出规定。做这种实验时，要把重点放在正在产生的行为上，而不是放在最终结果上。正如荷兰德喜欢指出的那样，有生命的系统永远不会安顿下来。
朗顿说，确实，当你把这个自下而上的概念当作其逻辑结论来看待时，你就会把它视为一门新型的、纯粹的科学——生机论。这个古远的概念说的是，生命包含着某种能够超越纯物质的能源、力量、或精神。而事实上，生命确实能够超越纯物质。这不是因为有生命的系统是被某种物理和化学之外的某种生命本质所驱动的，而是因为一群遵循简单的互动规则的简单的东西能够产生永远令人吃惊的行为效果。他说，生命也许确实是某种生化机器，但要启动这台机器，“却不是把生命注入这台机器，而是将这台机器的各个部分组织起来，让它们产生互动，从而使其具有‘生命’。”
朗顿最后说，从人工生命研讨会的发言中提炼出来的第三个伟大洞见是：从生命的特点在于组织，而不在于分子这一点上来说，生命有可能不仅只是类似计算机，生命根本就是一种计算法。
朗顿说，要知为何，就得从以碳为基础的常规生物学开始解释。生物学家们在这一个多世纪以来不断指出，活的生物体的最为显著的特点之一在于其基因型，即编入其DNA中的各种基因蓝图。生物体的结构正是这些基因蓝图所创造的。当然，在现实中，活细胞的实际运作极为复杂，每一个基因对每一种单一的蛋白分子来说都是一个基因蓝图，成千上万个蛋白分子在其所在的细胞内以各种方式进行着相互作用。实际上，你可以把基因型想成是许多并行运作的小计算机程序的组合，每一个程序代表一个基因，当它们被激活时，所有这些被激活的程序就会既相互竞争又相互合作，陷入逻辑冲突之中。
而作为一个集体，这些相互作用的程序却能够完成整体的计算任务，这就是表现型，即，有机体发展过程中呈现出来的结构。
接下来，从以碳为基础的生物学，移到人工生命这个更为一般性的生物学，这一概念也同样适用。为了说明这一事实，朗顿杜撰出泛基因型（generalized genotype）这个词，或缩写为GTYPE，来特指任何低层次规则的组合。他又杜撰出泛表现型（generalized Phenotype）这个词，或缩写为PTYPE，来特指在某种特定环境中这些被激活的规则导致的结构和／或行为。比如，在一个常规的计算机程序中，泛基因型显然就是计算机编码本身，而泛表现型就是这个程序对计算机操作者所输入的数据的反应。
在朗顿自己的自我繁衍分子自动机模拟中，泛基因型就是一组专门告诉每一个细胞如何与其邻居相互作用的规则，泛表现型就是这组规则的总体行为模式。在雷诺尔兹的“柏德”程序中，泛基因型就是三条指导每一个“柏德”飞行的规则，而泛表现型则是一群“柏德”聚集成群的行为。
更为广泛地说，泛基因型的概念和荷兰德的“内在模型”的概念基本上如出一辙。
唯一的区别在于，朗顿的概念比荷兰德的概念更强调其作为计算机程序的作用。毫不奇怪，泛基因型的概念完全适用于荷兰德的分类者系统，一个特定系统中的泛基因型正是一组分类者规则。这个概念同样适用于生态系统模型。在这个模型中，一个生物的泛基因型包含其进攻和防御两个染色体。这个概念也适用于阿瑟的玻璃房经济的模型。在这个模型中，人工作用者的泛基因型就是通过刻苦努力而学会的一组经济行为规则。从原则上说，这个概念适用于任何复杂的适应性系统，只要其系统的作用者是根据一组规则发生相互作用，这个概念就能适用。这些系统的泛基因型不断发展、呈现为泛表现型，其实就是在进行一种计算。
而这个概念的美妙之处在于，一旦你看到了生命和计算之间的关系，你就能够从中推导出大量的理论。比如说，为什么生命总是充满了出其不意的事件？因为总的来说，即使从原则上，我们也无法从某组特定的泛基因型来预测其泛表现型会产生什么样的行为。这就是不可断定性定理，这是计算机科学的最为深刻的研究成果之一：除非计算机程序完全无足轻重，否则，要知道结局的最快途径就是运行这个程序，看它会产生什么结果。没有任何通用性程序能够比这更快地扫描计算机密码、输入数据，然后给你一个结果。老辈人认为计算机只是按程序员的指令运作，这个想法完全正确，但其实又风马牛不相及。任何计算机编码，一旦复杂到让人感兴趣的程度，就总是会产生让程序员都吃惊的行为表现。这就是为什么任何像样的计算机软件包在上市之前都要做反反复复的测试和调试，这也就是为什么用户总是能够很快发现，该软件永远调试不到尽善尽美的程度。对人工生命而言，最重要的是，泛基因型和不可断定性概念解释了为什么一个有生命的系统可以是一个完全在程序，即泛基因型控制之下的生化机器，但却仍然会产生令人吃惊的、自发的泛表现型行为。
反过来说，计算机科学的其他深刻的定理表明，你不可能把这个概念倒过来应用，你不可能预先设定某种你想要的行为，即某种泛表现型，然后找到一组能够产生这种行为的泛基因型。当然，在实践中，这些定理不可能阻挡程序员利用经过严格测试的算法来准确地解决在定义清晰情况下的特殊问题。但在定义不清、时常变动的生命系统存在的环境中，似乎只有不断尝试、不断出错这一条道路可走，这便是众所周知的达尔文的自然选择法。朗顿指出，这样的过程也许显得极其残酷且历史漫长。大自然编程其实就是建立各种由许多随意形成的不同泛基因型的机器，然后再淘汰掉那些不能胜任的机器。
这段混乱而漫长的过程其实是大自然所能做出的最佳选择。同样，荷兰德的基因算法对计算机编程而言，或许也是对付定义不清、乱麻似的问题的唯一现实的办法。朗顿写道：“这很可能是寻找具有特定泛表现型的泛基因型的唯一有效的通用程序。”
在概论的撰写中，朗顿非常谨慎地避免宣称人工生命研究人员所研究的实体“真正”是活的。它们显然并不是活物。计算机中的“柏德”、植物和自我繁衍分子自动机，所有这些不过是模拟而已，是一种高度简化了的、离开计算机就不存在的生命模型。但尽管如此，既然人工生命研究的全部意义就在于探索生命的最根本的法则，那就无法回避这个问题：人类最终能够创造出真正的人工生命吗？
朗顿发现很难回答这个问题，因为没有任何人知道何为“真正的”人工生命。也许是某种基因建构的超级生物体？是一个能够自我繁衍的机器人？或是一种受过过度教育的计算机病毒？准确地说，生命究竟是什么？你怎么能确知你创造了生命或没有创造出生命？
毫不奇怪，这个问题在人工生命研讨会上引起了广泛的讨论，大家不仅在会上，而且在会下的楼道里和餐桌上也在大声而热烈地争辩这个问题。计算机病毒是一个最为热门的话题，许多与会者都感到，计算机病毒已经快要越线了，令人十分沮丧。恼人的计算机病毒几乎涉及到了所有衡量生命的尺度。计算机病毒能够通过自我复制而转移到另一台计算机上，或自我复制到软盘上，并进一步繁衍和扩散。它们能够像DNA一样把自己储存在计算机密码里，可以借主体（即计算机）的功能来实现自己的功能，就像真正的病毒能够借助受感染细胞的分子的新陈代谢功能一样。它们也可以在自己的环境中（计算机中）对刺激做出反馈，甚至可以借助某些计算机玩主扭曲的幽默感来产生变异和进化。计算机病毒确实可以在计算机控制的空间和计算机网络上生存下去。在物质世界之外它们不可能独立存在，但这不等于就能把它们划出生命物体的范筹。朗顿声称，如果生命真的只是组织的问题，那么，应该说，组织完善的实体就是活的，无论它是用什么做成的。
但不管计算机病毒是什么身份，朗顿都确信，“真正的”人工生命总有一天会诞生，而且很快就会诞生。它会诞生于生物化学领域、诞生于机器人和先进软件的发展中。而且，不管朗顿和他的同事们是否对它进行研究，它都会因商用的和／或军用的需要而出现，朗顿认为，正因为如此，人工生命研究才变得更为重要：如果我们真的是在向人工生命的美妙的新世界推进的话，那么，至少我们也该是睁着双眼步入这个境界。
朗顿写道：“到这个世纪的中叶，人类已经具有了毁灭地球上所有生命的能力。到了下个世纪中叶，人类将具有创造生命的能力。”在这两种能力中，很难说哪一种能力会带给我们更大的责任负重。这不仅是因为某种特定的生命物体将能够生存下去，而且因为进化的进程本身也会越来越落到我们人类的控制之中。
这一展望使他觉得，所有卷入人工生命研究的人都应该读一下《科学怪物》这本书：这本书很清晰地说明，制造了科学怪物的博士拒绝对他的创造物承担任何责任。（尽管电影上并没有这样的镜头），我们绝不能让这种情况发生。他指出，我们现在所导致的变化的后果是不可预测的，即使只从原则上来说也无法预测。但我们必须对后果负责。
这反过来又意味着，必须公开辩论人工生命的意义，必须有公众的介入。
而且，假如你能够创造生命，那么你就会突然卷入到比对计算机病毒是否是活的这种技术性定义问题要大得多的问题之中。很快，你就会发现自己卷入了某种实证神学中。
比如，你创造了一个生命物体之后，你是否有权力要求这个活物对你顶礼膜拜、奉献一切？你是否有权在它面前扮演上帝的角色？是否有权在它不听命于你的时候毁灭它？
朗顿说，这些都是很尖锐的问题。“不管我们是否对这些问题已经有了正确的答案，都必须坦诚地、公开地提出这些问题。人工生命不仅是对科学或技术的一个挑战，也是对我们最根本的社会、道德、哲学和宗教信仰的挑战。就像哥白尼的太阳系理论一样，它将迫使我们重新审视我们在宇宙中所处的地位和我们在大自然中扮演的角色。”
新的第二定律
如果说，朗顿的言辞较之大多数科学性文章显得调门略高，那这在罗沙拉莫斯他的圈子里也绝非罕见之事。法默就因高调先导艰深科学的概念而著称。这方面的一个最著名的例子，就是法默和他的夫人，环境法律师艾莱塔·白林1989年共同执笔的一篇非科学性演说，题目是：“人工生命：即将来临的进化”。这是法默在加州大学庆贺马瑞·盖尔曼六十大寿的研讨会上做的演讲。“随着人工生命的出现，我们也许会成为第一个能够创造出我们自己的后代的生物……”他这样写道。“作为创造者，我们的失败会诞生冷漠无情、充满敌意的生物，而我们的成功则会创造风采夺人、智慧非凡的生物。这种生物的知识和智慧将远远超过我们。当未来具有意识的生命回顾这个时代时，我们最瞩目的成就很可能不在于我们本身，而在于我们所创造的生命。人工生命是我们人类潜在的最美好的创造。”
撇开华丽的词藻不谈，法默是当真把人工生命视为一门新兴科学（这篇“即将来临的进化”的演说的大部分，是对这门科学的未来做出并非夸大其词的评价）。很自然，他对朗顿的研究也给予了同样当真的支持。毕竟，是法默首先把朗顿带到罗沙拉莫斯来的。尽管他对朗顿延宕已久的博士论文深感焦虑，但却丝毫不后悔把朗顿带到这里来。
他说：“克里斯（朗顿）无疑值得我这么做。这儿的人都喜欢他，他有一个真正的梦想，有人生的志向，像他这样的人太少。克里斯还没学会如何提高工作效率。但我认为他很有远见，一种真正的远见。我觉得他为实现自己的抱负而付出了非常出色的努力，他不畏惧对付繁琐而具体的问题。”
确实，虽然朗顿凑巧还年长他五岁，但法默却是全心全意支持朗顿的良师益友。
1987年，当法默还只是少数几个被桑塔费研究所的内部圈子囊括其内的年轻科学家之一时，他就说服考温为朗顿的人工生命研讨会捐资五千美元。在法默的推荐下，朗顿被邀请到桑塔费研究所的研讨会上来做演讲。法默还倡议研究所的科学委员会为人工生命项目招收访问科学家，他还鼓励朗顿在罗沙拉莫斯，偶尔也在桑塔费研究所举办一系列的人工生命讨论会。也许最重要的是，1987年，当法默同意在罗沙拉莫斯的理论研究中心主持新的复杂系统小组时，他把人工生命、机器学习和动力系统理论列为这个小组的三大主要研究方向。
法默并非天生的行政型人物。他三十五岁，是个高高瘦瘦的新墨西哥人，还像个研究生似的流着马尾巴、着T恤衫、爱说“质疑权威！”这样的话。忙忙碌碌的行政工作对他来说不啻是一个痛苦，不得不撰写建议书，向“华盛顿的那些笨蛋”乞讨研究基金是他的另一大痛苦。但法默无论在获取研究基金上、还是在激发知识热情上都天赋盖人。
他最初在数学预测这个领域脱颖而出，现在仍然将大部分时间付诸于该领域的前沿性研究，致力于寻找预测随机而混乱的系统的未来行为的方法，包括对股市这种人们非常希望能够预测未来的系统做出预测。他把小组用于“一般性功能”的大部分研究经费都拨给了朗顿和人工生命研究小组的成员，而让他自己的非线性预测研究项目和其他研究项目自食其力。“预测研究能够带来实际的效益，我能够保证投资人在一年之内得到回报，而人工生命研究却要等很长时间才能产生结果。在目前的投资环境中，人工生命几乎无法得到研究资金。当一个资助我的预测研究的基金会打电话向我问及他们收到的一份人工生命研究的建议书时，我便对这种情况看得十分清楚了。从他们的态度来判断，他们把人工生命视为飞碟、或占星术之类的东西。他们看到我的名字出现在人工生命项目推荐人的名单上，深感不快。”
从长远来看，法默目前所处的情况不如他想象的理想。他确实非常热爱预测研究工作，但陷于预测研究和行政事务，他没有多少富裕时间来从事人工生命的研究。但人工生命比其他任何工作都打动他的心弦。他说，人工生命会领你深入到涌现和自组这些深层次的问题之中，而这些正是一直萦绕在他脑海里的问题。
法默说：“我上中学时就开始思考大自然中的自组织现象了。虽然起初的想法很模糊，是因为读了科学幻想小说。”他尤其记得艾萨克·阿斯莫夫（Isaac Asimov）写的那本《最后的问题》（The Final Question）。在那个故事中，未来的人类向宇宙超级计算机咨询如何废除热动力学第二定律。即：随着原子的自我随机化，宇宙万物无情地趋于冷却、腐朽和消亡的倾向。他们问，怎样才能扭转不断增强的熵？（熵是物理学家对分子层无序现象的称谓。）后来，在人类消亡、星球冷却很久以后，宇宙超级计算机终于知道了如何完成这项伟绩。它宣告说：“让光芒照耀吧！”然后就诞生了一个崭新而低熵的宇宙。
法默读到阿斯莫夫这本书的时候只有十四岁，这个故事那时候就带给他这样一个问题：他问自己，如果熵一直在增强，如果原子层的随机化和无序现象是不可抗拒的，那为什么宇宙仍然能够形成星球、云彩和树木？为什么在一个很大的规模上，物质往往总是趋于越来越有组织，同时又在一个较小的规模上，越来越趋于解体？为什么那么很久了宇宙都没有解体成某种无形的潮气？法默说：“坦率地说，对这些问题的兴趣是驱使我成为一个物理学家的动力之一。比尔·伍特斯（Bill Wootters）即物理学家威廉姆·伍特斯，现在麻省威廉姆斯学院）和我在斯坦福大学时，经常在物理课后坐在草地上长时间地谈论这些问题，当时我们的脑海里不断跃出各种思想。好多年以后我才发现，还有其他人也一直在思考这些问题，在这方面已有资料和文献的记载了——从事控制论研究的诺伯特·维纳（NorbertWiener）、从事自组织研究的伊尔亚·普利戈金、从事合作反射研究的荷曼·海哈肯（Hermann Haken）。”他说，事实上，在赫伯特·斯宾塞（Herbert SPencer）的著作中也潜在着同样的问题。十九世纪六十年代，英国哲学家斯宾塞提出“适者生存”这句话，推动了达尔文理论的普及。其实斯宾莎只是把达尔文的进化论看作推动宇宙结构自发起源的宏大力量的一个特例。
法默说，当时很多人都在独自思索这些问题。但当时他感到非常困惑。“我没见到有推动这些思考的专门学问。生物学家并不是在研究这些问题，他们在忙着弄清楚哪个蛋白和哪个蛋白发生作用，而忽略了一般性法则。在我看来，物理学家似乎也不是在从事这方面的研究。这就是为什么我转向混沌理论的原因之一。”
关于法默他们转向混沌理论，詹姆士·格莱克在他的畅销书《混沌》中有整章的介绍：法默和他终生好友诺曼·派卡德七十年代末还是加州大学桑塔克鲁兹分校物理学研究生的时候，是如何开始着迷于轮盘赌现象的；计算在轮盘旋转中的滚球轨线是如何让他们敏锐地感觉到，在一个物理系统中，最初情况下的细微变动能导致最终结果的巨大改观；他们和另外两个研究生，罗伯特·肖（Robert Shaw）、詹姆士·克鲁奇费尔德（James Crutchfield）是如何开始认识到，新兴的“混沌”理论，即，更广泛地被称为“动力系统理论”，所描述的正是这种初始条件中敏感依赖性；他们四个人是如何立志从事这个领域的研究，并从此以“动力系统小组”而著称。
“但不久我就对混沌理论感到很厌倦了。”法默说。“我觉得，‘那又能怎么样呢？’混沌学最基本的理论已经探索尽了，这个学科的理论已经很明朗了，在其研究前沿已经没有什么可以令人激动的新发现了。”另外，混沌理论本身也并不十分深刻。他向你解释了许多关于某种简单的行为规则如何产生令人吃惊的复杂动力现象。但除了所有这些美丽的分形图景之外，混沌理论其实很难解释生命的系统，或进化的根本性法则。
它无法解释这些系统如何从随机无物开始，自组发展成复杂的整体。最重要的是，它不能回答法默的老问题，即，宇宙在永不停息地形成秩序和结构。
不知为什么，法默认定，对此还有全新的认识尚未穷荆这就是为什么他和考夫曼、派卡德合作研究自动催化组和生命的起源，并全力支持朗顿的人工生命研究的原因。就像罗沙拉莫斯和桑塔费的许多人一样，法默也感到，某种理解。答案旋律、法则正徘徊于门外。
“我所属的思想流派认为，生命和组织就像熵的增强一样，是永不停息的。只不过生命和组织的形成没有什么规则，是由自我累积而成的，所以更要凭运气罢了。生命是一种更为广泛的现象的反映。我相信，这种更为广泛的现象正好与热动力学第二定律背道而驰，它是某种能够描述物质的自组倾向、能够预测宇宙中组织的一般性特点的法则。”
法默不清楚这一新的第二法则将会是什么样子的。“如果我们清楚的话，我们就能知道如何发现这条法则。目前对此只是推测，也就是当你退后一步，拍着脑袋陷入沉思时所获得的某种直觉。”事实上，他并不知道这会是一条法则、还是几条法则。但他明白无疑的是，最近人们已经在这个方面发现了许多蛛丝马迹，诸如涌现、适应性和混沌的边缘，这些发现起码可以为这个假设的新的第二定律勾勒出一个大概的轮廓。
涌现
法默说，第一，这个想象中的法则将能够对涌现做出严谨的解释：当我们说整体大于部分的总和的时候，我们指的是什么？“这不是魔术，但当用我们人类粗陋狭小的大脑来感觉时，这就像是魔术。”飞翔的“柏德”（和实际生活中的鸟类）顺应着邻居的行为而聚集成群；生物体在共同进化之舞中既合作又竞争，从而形成了协调精密的生态系统；原子通过形成相互间的化学键而寻找最小的能量形式，从而形成分子这个众所周知的涌现结构；人类通过相互间的买卖和贸易来满足自己的物质需要，从而创建了市场这个众所周知的涌现结构；人类还通过互动关系来满足难以限定的欲望，从而形成家庭、宗教和文化。一群群的作用者通过不断寻求相互适应和自我完善而超越了自我，形成了更为宏大的东西。关键在于要弄清楚这一切的来龙去脉，而又不落入枯燥无味的哲学思辨、或新时代的玄想泥潭。
法默说，这正是广义的计算机模拟和狭义的人工生命的美妙之处：在台式计算机上，用一个简单的计算机模型，就能拿你的思想做实验，看看它们的实际效果如何。你可以通过计算机实验对一些模糊的思想做出越来越准确的定位，可以试着提炼出突发在大自然中实际运作的本质。而且，那段时间已有了许多可供选择的计算机模型，其中引起法默特殊兴趣的是关联主义（Connectionism）：这个概念的意思是一个由“连接物”相连的“节点”网络所代表的互动作用者群。在这一点上，他和许多人都有共识。在这十多年间，关联论模型突然遍布各处。首要的范例就是神经网络运动。在神经网络运动中，研究人员利用人工神经元网络来模拟诸如知觉和记忆恢复这类的事情，并自然地对人工智能主流研究的符号处理方法发起了猛烈的攻势。但紧追其后的就是桑塔费研究所建立的基地，包括荷兰德的分类者系统、考夫曼的基因网络、还有他和派卡德以及罗沙拉莫斯的爱伦·泊雷尔森于八十年代中期为研究生命起源而建立的免疫系统模型。法默承认，这些模型中的有一些看上去并不很符合关联论，很多人在初次听到他们这样描述事物时都感到非常惊讶。但这只是因为这些模型是在不同的时间、被不同的人建立起来解决不同问题的，所以它们用以描述的语言也会不同。他说：“当你还原一切时，所有事物看上去都是一样的。你其实可以只建立一个模型，然后移于另一方面的模拟。”
当然，在神经网络中，节点一关联物结构是非常明显的。节点就相当于神经元，而关联物就相当于连接神经元的突触。比如说，一个程序员有一个神经网络模型的想象，他或她能够用激活一定的输入节点，然后让这一激活作用传遍这个网络的其余关联物的方法来模拟落在视网膜上的光线明灭。这个模拟效果有点类似于将货物船运到少数几个沿海城市的港口，然后让无数辆运输车通过高速公路将这些货物运往内陆城市。但如果这些关联物的布局不尽合理，那么这个网络在被激活后很快就会落入一个自我统一的型态，就相当于识别这样一幕：“这是一只猫！”而且，即使输入数据非常嘈杂、非常支离破碎，或就此而言，即使有些节点已经烧焦了，这个网络也同样会采取行动。
法默说，在分类者系统中，节点一关联物结构相当含糊不清，然而这一结构确实存在。一组节点就是这组可能的内部布告，比如像001001110111110，而关联物正是分类者规则。每一条规则都在系统的内部布告栏上寻找某条布告，然后通过张贴另一条布告来与寻找到的布告相呼应。通过激活某些输入节点，也就是，通过在布告栏上张贴相关的布告，程序员就能让分类者激活更多的布告，然后再激活更多布告。其结果就是布告如瀑布般飞溅，类似于将激活作用传遍整个神经网络。而且，就像神经网络最终会安顿在一种自我完善的状态中一样，分类者系统最终也会形成一种稳定的状态，组成这个状态的活性布告和分类者能够解决当前的问题。或者，用荷兰德的话来表述，这代表了一种涌现的心智模型。
这种网络结构也存在于他和考夫曼、派卡德建立的自动催化和生命起源的模型之中。
在他们的模型中，这组节点就是所有可能的聚合体物种群，比如像abbcaad，而关联物就是模拟的聚合物群中的化学反应：聚合物A催化了聚合物B，并依此类推。通过激活特定的输入节点，即通过在这个模拟的环境中向这个系统稳定地输送微小的“食物”聚合物，就能引发瀑布般的反应。而这些反应最终会安顿下来，形成一种能够自我维生的活性聚合物和催化反应的型态：即，他们假设的从初始原汤中涌现出来的某种原始有机体的“自动催化组”。
法默说，这对老夫曼的基因网络模型和其它许多模型都同样适用。这些模型都潜在着同样的节点一关联物的构架。确实，几年前，当他刚刚认识到这一共同点时，他高兴得把这一切写成一篇题目为《关联主义的罗塞达碑》的论文，并发表了出来。法默在这篇论文中说，一个共同构架的存在消除了我们的一切疑虑，因为摸象的瞎子们至少已经把手摸在了同一头大象身上。而且还不止这些，对致力于研究这些计算机模型的人们来说，这个通用的构架排除了不同术语的障碍，使相互之间的沟通变得比以往容易得多了。
“在这篇论文中，我认为重要的是，我设计出了一个模型之间的实际翻译机制。我可以把免疫系统的模型拿过来说：‘如果这是个神经网络，那就可以如此这般地来看这个模型。’”法默说，但也许，拥有一个通用构架的最重要的理由是，它能够助使你提炼出各种模型的本质，使你把注意力转向研究涌现在这些模型中的实际情形。在这种情况下，很显然，力量确实存在于关联之中，这便是这么多人为关联论而兴奋激动之处。你可以从非常非常简单的节点，线性“聚合物”开始，“布告”只不过是二进制数学，“神经元”基本上也只是开开闭闭的开关。然而它们却能仅仅通过相互作用就产生令人吃惊的复杂结果。
以学习和进化为例。既然节点非常简单，那么网络的整体行为几乎完全就是由节点之间的相互关联来决定的。或用朗顿的话来说，相互关联中编入了网络的泛基因型密码。
所以，如果要改善这个系统的泛表现型，只消改变这些节点之间的相互关联就行了。法默说，事实上，你可以通过两种方法来改变这种相互关联。第一种方法是让这些关联还呆在原地，但改善它们的“力度”，这相当于荷兰德说的采掘式学习：改善你所原有的。
在荷兰德的分类者系统中，这种改变是通过水桶大队算法来实现的。这个算法对导致了良性结果的分类者规则实行奖赏。在神经网络中，这是通过各种学习算法来实现的。对算法的学习带给网络一系列的已知输入，然后加强或减弱关联的力度，直到这一关联能做出恰当的反应。
第二种更彻底地调整关联的方法是改变网络的整个线路布局，摘除一些老的关联点，置入新的关联点。这相当于荷兰德说的探索性学习：为获得大成功而做大冒险。比如，在荷兰德的分类者系统中，通过两性交配，产生不可模拟的新版本，从而达到基因算法的相互混合，正是这种情形。由此产生的新规则常常带入以往从未有过的新信息。这样的情形同样也出现在自动催化组模型中，出现在当偶尔有新的聚合物自动形成的时候，其情景就好像在现实世界发生的那样。由此产生的化学关联点能够给自动催化组打开在聚合物空间探索全新世界的大门。但在神经网络中这却不是常情，因为神经网络的关联原本是不能移动的突触的模拟。但最近在不少神经网络迷做的实验中，神经网络确实能够通过学习而重新布线。他们的理由是，任何固定的线路布局都是任意的，应该允许发生改变。
法默说，简而言之，关联论的概念说明，即使节点和单个作用者是毫无头脑的死物，学习和进化的功能也能涌现出来。更广义地说，这个概念非常精确地为一种理论指明了方向：即，重要的是加强关联点的力度，而不在于加强节点的力度，这便是朗顿和人工生命科学家所谓的生命的本质在于组织，而不在于分子。这一概念同时也使我们对宇宙中生命和心智从无到有的形成和发展，有了更深刻的了解。
混沌的边缘
法默说，尽管关联论模型的前景看好，但这些模型却远不能揭示新的第二定律的全部奥秘。首先，它们无法描述在“节点”既聪明、又能够相互适应的经济、社会领域或生态系统中，涌现现象是怎样产生的。要了解这样的系统，就必须了解共同进化之舞中的合作与竞争。这就意味着，要用共同进化的模型来做研究，比如用近些年来变得越来越流行的荷兰德的生态系统模型来做研究。
更重要的是，关联论模型和共同进化模型都没有揭示为什么会出现生命和心智这个根本的问题。能够产生生命和心智的宇宙是怎么回事？只是谈论“涌现”还远远不够。
整个宇宙充满了涌现的结构，比如银河、云彩和雪花这类仅仅是物理的、没有任何独立生命可言的物体。这其中一定还另有道理。而这个假设的新的第二定律将告诉我们这道理何在。
显然，这项工作有赖于那些力图了解基本物理和化学世界的计算机模型，比如朗顿热衷的分子自动机模型。法默说，朗顿在分子自动机中发现的混沌边缘的奇异相变，似乎提供了一大部分的答案。在人工生命研讨会上，朗顿由于尚未完成博士论文，所以对这个问题谨慎地三缄其口，但罗沙拉莫斯和桑塔费的许多人却从一开始就发现混沌的边缘这个概念非常引人入胜。朗顿基本上说的是，使生命和心智起源的这个神秘的“东西”，就是介于有序之力与无序之力之间的某种平衡。更准确地说，朗顿的意思是，你应该观察系统是如何运作的，而不是观察它是由什么组成的。他说，当你从这个角度观察系统时，就会发现存在秩序和混沌这两个极端点。这非常类似原子被锁定于一处的固体和原子相互随意翻滚的流体之间的差别。但在这两极的正中间，在某种被抽象地称为“混沌的边缘”的相变阶段，你会发现复杂现象：在这个层次的行为中，该系统的元素从未完全锁定在一处，但也从未解体到骚乱的地步。这样的系统既稳定到足以储存信息，又能快速传递信息。这样的系统是具有自发性和适应性的有生命的系统，它能够组织复杂的计算，从而对世界做出反应。
当然，严格地说，朗顿只是在分子自动机模型中演示了复杂与相变之间的关系。没人真正知道是否也能用这一点来解释其它计算机模型，或解释现实世界。但另一方面，种种迹象表明，朗顿的发现也许具有普遍性的意义。比如事后你会发现，这些年在关联论的模型中，有半数会出现类似相变的行为。早在六十年代，考夫曼在他的基因网络中最先发现的事情之一就是相变：如果关联点太稀疏了，整个网络基本上就会处于冻结和静止状态；如果关联点太稠密了，整个网络就会剧烈翻搅，呈完全混乱状态。只有处于两者之间，当每个节点只有两条输入时，整个网络才能产生考夫曼想要的那种稳定的循环。
法默说，到了八十年代中期，自动催化组模型也出现了同样的情况。这个模型有许多参数，比如像各种反应的催化强度和“食物”分子的供给速率。法默、派卡德和考夫曼必须通过不断尝试和不断犯错误的方法，用人工来调校这些参数。他们在自动催化组模型中最早发现的一种情况就是，直到这些参数进入了某个范畴，自动催化组才会启动，并迅速发展。法默说，这种行为是其他模型中相变的再现。“我们感到了其中的相似性，但却很难准确地定义这种相似性。这是一个需要有人做谨慎比较的领域，需要建立那篇罗塞达碑论文中所描述的某种通用构架。”
同时，对于这个混沌的边缘的概念是否也适用于共同进化系统，人们的认识更为模糊。法默说，在生态或经济系统中，我们对如何准确定义诸如秩序、混沌和复杂这些概念很不清楚，就更别提要定义它们之间的相变了。但尽管如此，混沌的边缘这个法则也总让人感到具有某种真意。举前苏联为例，法默说：“现在事情已经很明显了，用中央集权的办法来控制社会不会有好效果。”从长远来看，斯大林建立的社会体制过于僵硬呆滞、对社会的控制过于严密了，所以无法维持下去。或也可以举七十年代底特律的三大汽车公司为例，这几家汽车公司发展规模过大、过于刻板地锁定在某种特定的运行方式中了，所以很难认识到来自日本的挑战在不断增强，要对这一挑战做出回应就更是力不能胜了。
而另一方面，无政府主义也不是行之有效的社会机制。前苏联的某些地区在苏联瓦解之后似乎已经证明了这一点。放任自流的社会体制是行不通的。狄更斯恐怖小说中英国的工业革命，或更现代的美国储贷的崩溃，都说明了这一点。这是常识，更不用说还有最近的政治经验所提供的启示：一切健康的经济和健康的社会都必须保持秩序与混乱之间的平衡，而不是保持某种软弱无力的、平庸的、中间道路似的平衡。这就像活细胞一样，它们必须在反馈与控制之网中调整自己，但同时又为创造、变化和对新情况的反馈留有充分的余地。法默说：“在自下而上组织而成的、具有灵活弹性的系统中，进化勃然而兴。但同时，在该系统中，自下而上的活动必须导入正轨，使其无法摧毁组织结构，进化才有可能。”混沌边缘上的复杂动力，似乎是这种进化行为的理想解释。
复杂的增强
法默说：“不管怎样，这一含糊的启示使我们以为自己已对这个有趣的组织性现象发生的领域有所把握了。”但这也绝非故事的全部。为了易于辩说，可以先假设这个特殊的混沌的边缘领域确实存在，但即使如此，假设的新的第二定律也必须解释，这些系统是如何到达这个领域、存在于这个领域的，同时在这个领域都干了些什么。
这个含糊的启示很容易使我们自己相信，达尔文已经对前两个问题做出了回答（正如荷兰德所概括的那样）。这个观点认为，既然这种能够做出最复杂、最完善反馈的系统总是能够对这个充满竞争的世界保持其敏锐性，那么，僵化的系统就总是能够通过略做放松就能表现更好，而混乱的社会就总是能够通过稍做控制就达到更佳的效果。所以，如果一个系统尚未达到混沌的边缘，那么你就会期望学习和进化功能能够推动它朝这个方向发展，而如果这个系统正好在混沌的边缘，那么你就希望学习和进化功能能够在该系统趋于脱轨时将其拉回原地。换句话说，你希望学习和进化功能能够使混沌的边缘变成复杂的适应性系统的稳固家园。
第三个问题，这类系统达到混沌的边缘时都干些什么。这是一个较为微妙的问题。
在所有可能的动力行为空间，混沌的边缘就像是一片无穷薄的膜片，这是一个产生从混乱中分离出秩序的复杂行为的特殊领域。就像海水的表面只不过是以一个水分子的厚度来分隔水与空气那样，混沌的边缘地区也有如海洋的表面，浩淼得无边无际，作用者可以在这之中以无穷无尽的方式来尽显其复杂性与适应性。确实，当荷兰德提及“永恒的新奇性”、提及适应性作用者探索可能性的无限空间时，他也许没有使用上述的比喻，但他所谈的含意，正是指适应性作用者倘徉于浩淼无际的混沌边缘的薄膜片之上。
因此，新的第二定律对此会有何解释呢？当然，它会涉及建设砖块、内在模型、共同进化、以及所有荷兰德和其他人所研究的任何适应性机制。但法默却怀疑，其核心将更多地在于指明方向，而不在于描述机制：进化常常导致事物越变越复杂、越变越精巧、越变越具有结构这个貌似简单的事实。法默说：“云彩比大爆炸后最初的瘴气更具有结构，初始原汤比云彩更具有结构。”而我们人类则比原始初汤更具有结构。从这个事实推论，现代经济比美索不达米亚城邦要更具有结构，就像现代技术比罗马时代的技术要先进发达得多一样。学习和进化功能似乎不仅仅只是把经济作用者缓慢地、时续时断地、然而却不可阻挡地拉向混沌的边缘，而且使作用者沿着混沌的边缘往越来越复杂的方向发展。这是为什么呢？
法默说：“这是个棘手的问题。我们很难阐述清楚生物学中‘进步’的概念。”当我们说一种生物比另一种生物更高级时是什么意思？就拿蟑螂来说，它存在的时间较之人类要长几百万年，作为蟑螂，它们已经进化得非常高级了。我们人类是比它们更高级呢，还只不过是与它们不同罢了？六千五百万年前，我们的哺乳类祖先真是比凶残的霸王龙高级呢？还只不过是因为幸运地躲过了彗星陨落的劫难？法默说，缺少对“最适”这个概念的客观定义，“适者生存”就变成了“生存者生存”的赘述。
“但我也并不相信虚无主义，不相信任何事物都不比其它事物强这个概念。并不是进化造就了我们，这个念头很愚蠢，但如果退后一步，用更加宽广的眼光来看待进化的完整过程，你就会看到不断精巧化、复杂化和功能强化的总趋向。较之最早期的生物体和最近期的生物体之间的差别而言，T型车和法拉瑞车之间的差别简直不值一提。尽管这令人费解，但进化的设计从总体上来说确实趋于‘质’的不断提高。这正是最令人入迷、也是最深奥的全面解释生命现象的线索。”
他最喜欢举的一个例子就是他和派卡德、考夫曼创立的自动催化组模型中的进化现象。关于自动催化，最美妙之处就是你可以从头开始跟踪涌现的过程。少数化学物的浓度自发地、大幅度地超越其平均浓度，因为它们采取了相互催化成形的集体行动。这意味着，这个自动催化组作为一个整体已经转变为一个新的、涌现的个性，从其均衡的背景中脱颖而出了，而这正解释了生命的起源。“如果我们知道怎样在现实的化学实验中实现这个过程，我们就能获得某种平衡于活物和非活物之间的东西了。这些自动催化个体并不具有基因密码。但却能以其原始型态做到自我维生、自我扩张，尽管做得不如种子那么完善，但比一堆乱石却要强过百倍。”
当然，在最初的计算机模型中，并不存在这类自动催化组的进化，因为在最初的模型中不存在任何与外界环境之间的相互作用。这个模型假设，一切都发生在搅拌均匀的化学溶剂中，所以自动催化组一涌现出来就是稳定的。但在四十亿万年前的真实情况下，这些定义含糊的自动催化单体是处在各种颠簸起伏的环境之中的。这种情况下会发生什么呢？法默和研究生里克·巴格雷为了解这个，将模型置于不稳定的“食物”供给之下。
所谓“食物”，就是一串串当作原料提供给自动催化组的微小分子。“最为奇妙的就是有些自动催化组就像熊猫一样只吃竹子，改变了食物供应它们就无法存活了。而另外一些却像是杂食动物，它们有许多不同的新陈代谢的方法，这使它们能够适应食物的变化。
所以，你改变食物供应后它们基本上没有受到什么影响。”这类强健的催化组也许就是存活在地球上的物种。
法默说，最近，他和巴格雷、以及罗沙拉莫斯的博士后沃尔特·方塔纳（WalterFontana）对自动催化模型又做了改进，使它能够产生偶尔的自发反应，这种现象确实存在于真实的化学系统中。这种自发的反应导致许多自动催化组的分裂。但分裂的自动催化组为进化的飞跃铺平了道路。“分裂引发了各种新鲜事物纷至沓来。某种变异会被扩大，然后再次进入稳定状态，直到下一次大崩散的到来。我们观察到了一系列自动催化组的新陈代谢、相互取代现象。”
也许这就是一个线索。“如果我们在阐释‘进步’概念时能够包括涌现结构中的某种以前从未有过的反馈环（为求稳定而有的反馈环），那一定会很有意思。关键在于，是一系列进化事件构架了斯宾塞观念中宇宙的物质，在这之中，每一次涌现都为下一次涌现铺平了道路。”
法默说：“其实我在谈论所有这一切时很感困扰。这里真的存在语言上的障碍。大家都忙着试图给‘复杂’和‘涌现计算倾向’这类的概念下定义，而我却只能用尚未用数学术语明确定义的语言来向你提供含糊的意象，现在就好像是处于热动力学出现之前的阶段，目前我们处于上个世纪二十年代，那时人们知道有某种叫作‘热’的东西，但那时人们只会用后来听上去非常荒唐的语言来称谓它。”事实上，那时人们甚至不能确定热究竟是什么，更不了解热运动的机制。那时，最有声誉的科学家确信，一根烫得发红的拨火棍上密布了无重量、无形状的被称为“卡路里”的流体，这种流体不可阻止地从拨火棍流向较冷、卡路里含量较低的东西。只有少数人认为热代表了拨火棍原子的某种微观运动。（这少数人的观点是对的。）那时似乎没有人能够想象到，像蒸汽机、化学反应和电池这些复杂而无序的事物竟全都是被简单的、一般性法则所控制的。直到1824年，一位名叫赛地·卡诺（Sadi Carnot）的年轻的法国工程师发表了他的第一篇论文，这篇文章陈述的就是后来众所周知的热动力学第二定律：即，热不会自动从冷物流向热物。（卡诺在为他的同事写一本畅销书时，十分正确地指出，这个简单而寻常的事实对蒸汽机的效率设定了许多限制，就更别提对内燃机、电厂的涡轮机、或任何靠热力运转的机器的限制了。对这个第二定律的统计性解释，即，原子不断力图使自己随机比，直到七十年以后才出现。）同样，直到上个世纪四十年代，英国的酿酒商和业余科学家詹姆士·焦耳（JamesJoule）才为热动力学的第一定律奠定了实验基矗这个热动力学的第一定律就是众所周知的能量不灭定律：即能量能够从一种形式转换为另一种形式，包括转换为热能的、机械的、化学的、电能的形式，但能量却永远不可能被创造出来或被毁灭。一直到上个世纪五十年代，科学家们才用准确的数学形式对这两条定律作出说明。
法默说：“我们正悄悄地朝自组现象的解密挺进。但了解组织远比了解混乱更难得多。我们仍未发现关键的概念，起码还不能以清晰的、定量性分析的形式阐述自组织的概念。我们需要像阐述氢原子那样清晰地阐述这个概念，能够把它拆解开来，对其机制做出完美而清晰的描述。但我们现在还做不到这一点。我们对这个谜只有支离破碎的了解，对其每一部分的了解都是孤立的。比如，我们现在对混沌和分形有了很多了解，混沌理论告诉我们，由简单的零部件组成的简单的系统是如何产生极其复杂的行为的。我们对果蝇的基因调节也已知之甚多。对在少数特定情况下大脑中的自组是如何发生的，我们也略有所知。在人工生命领域，我们创造了‘玩具宇宙’的全景。这些模型的行为略微反应了自然系统中的真实情形。但我们能够完全对它们进行模拟，任意对它们做出改变，完全知道是什么导致它们现在的行为。我们希望我们最终能够退后一步，将所有这些集成为一个完整的进化与自组的理论。”
法默说：“这个领域不适于那些喜欢对付定义明确的问题的人。但让人激动的，正是这个领域尚未形成僵化的定见。事情还在发展，我尚未发现有谁找到了明确的解题途径。但我们已经发现了许多初见端倪的线索，有了许多小巧的玩具系统和含糊的概念。
所以我预测，在今后的二三十年内，我们将会形成一个真正的理论。”
榴弹炮弹的轨迹
考夫曼真诚地希望新理论的诞生不需要耗费那么长时间。
“我听到法默说，现在有点像卡诺特出现之前的热动力学阶段，我想他的话没错。
我们真正期盼复杂性科学结出的正果，是宇宙间非均衡系统中型态形成的一般性法则。
我们需要有合适的概念来促使这个通则的诞生。尽管我们现在已经掌握了所有这些线索，比如像混沌的边缘这个线索，但我仍然觉得我们还是处于突破的边缘，我们好像正处于卡诺出现的前几年。”
确实，考夫曼显然希望新的卡诺会变成考夫曼的名字。就像法默一样，考夫曼想象的新的第二定律应该能够解释涌现的实体在混沌的边缘是如何产生最有趣的行为，适应性如何无穷无尽地将这些实体越变越复杂。但考夫曼不像法默那样因主持一个研究小组而被诸多行政事务所烦扰。他在到达桑塔费研究所的当天就全身心地投入到对问题的研究中去了。他谈起话来就像一个急需找到答案的人，仿佛为了解开秩序和自组现象之谜所耗费的三十年的努力，已经使问题的答案变成了近在眼前却不得而获的肉体痛感。
考夫曼说：“对我来说，混沌边缘的进化这个概念，只差一步就会转为一种为了解自组和自然选择之混合而进行的艰苦努力。我感到很恼火，因为我几乎已经可以感觉到它、看到它了。我不是一个非常小心谨慎的科学家。一切都还没有结束，对许多事情我只看到了一点苗头、我觉得自己更像是一个榴弹炮弹，射穿了一堵又一堵墙，留下一片狼藉。我觉得我是在突破一个又一个的难题，力图看见榴弹炮弹轨迹的终点。”
考夫曼说，这个榴弹炮弹的轨迹始于六十年代，从他进行自动催化组和基因网络模型的研究时开始。那时他真的希望自己能够相信生命完全是通过自组而形成的，自然选择法不过是枝节因素。胚胎发育就是最好的证明。在胚胎发育的过程中，相互作用的基因将自己组织成不同的形状，相应于不同的细胞类型，相互作用的细胞又把自己组织成各种肌理和结构。“我从来都不怀疑自然选择的作用。只是对我来说，最深奥的道理一定与自组织有关。”
“但在八十年代初的某一天，我造访了约翰·梅纳德·史密斯。”英国萨塞克斯大学的史密斯是他的老朋友，也是一位著名的生物学家。当时考夫曼因研究果蝇的胚胎发育问题而停顿了十年后又开始认真思考自组的问题。“当约翰、他的妻子希拉和我一起出门到草地上散步时，约翰说，我们离达尔文故居不远。然后他又宏论滔滔地说，那些认真相信自然选择的人差不多都是英国乡村绅士，比如像达尔文。然后他看着我微笑着说：‘那些认为自然选择与生物进化没有太大关系的人差不多都是城市犹太人！’这话使我忍俊不禁。我坐在灌木丛中大笑了起来。但他却说：‘斯图尔特，你真得好好想想自然选择的问题了。’但我却很不情愿，我希望这一切都是自发产生的。”
然而考夫曼不得不承认，梅纳德·史密斯是对的。仅仅是自组本身不能完成这一切。
毕竟，突变的基因就像正常的基因一样能够轻易的自组。结果，当自组产生的是畸形果蝇，其腿长到该长胡须的地方时，就仍然需要自然选择法来完成优胜劣汰的任务。
“所以，1982年我坐下来为我的书起草大纲，”（书名为《秩序之起源》，这是考夫曼对自己三十年思考的总结，经过再三修改后最终于1992年出版。）“这本书是探讨自组和自然选择法的：你怎样将两者并容？起初我认为这两者之间必有竞争。自然选择也许想这么做，但系统的自组行为却由于局限而无法实现自然选择的这一目标。所以它们之间会相互争执不下，直到达到自然选择能够推动事物发展的某种均衡点才算完事。
我的这一想象贯穿于全书前三分之二的篇幅。”更准确地说，考夫曼的这一想象或许在他的思想上占有更大的分量。直到八十年代中期，在他来到桑塔费研究所之后，开始听到混沌的边缘这个概念，他的这个观点才有了改变。
考夫曼说，混沌的边缘这个慨念最终改变了自组与自然选择法问题在他头脑中的地位。但同时，他对这一改变又百感交集。因为他从六十年代开始研究基因网络，已经在基因网络里观察到了类似相变的行为，到了1985年，他自己差不多也快要从中得出混沌的边缘这个概念了。
“很多该写的论文我都没有写出来，这就是其中的一篇。对此我一直很后悔。”考夫曼说，口气中仍带着自责。1985年夏天，当他借年假之机到巴黎做研究时，混沌的边缘这个想法就已经在他头脑中冒芽了。当时他和盖拉德·威斯波克（Gerard Weisbuch）和弗朗西斯·福戈尔曼－苏尔（Francise Fogelman-Soule）一起到耶路撒冷的海达萨医院呆了几个月。弗朗西斯是一名研究生，正在撰写关于考夫曼的基因算法的博士论文。
有一天早上，考夫曼开始考虑基因网络中他称之为“冻结成分”的问题。早在1971年他就注意到了这个问题。在他的电灯泡比拟中，散布在网络各处相互关联的节点群似乎会呈现既非全部开亮、也非全部熄灭的状态，而且会一直处于这种状态，而网络其他地方的“电灯泡”会继续不停地点亮、熄灭。在连接稠密的网络中，灯光闪烁不停，完全是一片混乱不堪，决不会出现冻结成分。但在连接稀疏的网络中，冻结的成分就占了主导地位，这就是为什么这些系统很容易整个冻结的原因。但他想知道，处于中间状态时会出现什么情形呢？这类多多少少能够相互连接的网络似乎最接近真正的基因系统。它们处于既非完全冻结、又非完全混乱的状态……“我记得那天早上我冲着弗朗西斯和盖拉德大叫：‘伙计们，你们看，当冻结成分冰雪消融、开始小心翼翼地相互连接，而未冻结的孤岛也跃跃欲试地向外伸延时，我们就能获得最复杂的计算！’那天上午我们对此议论甚多，大家都觉得这是一个非常有意思的现象。我做了记录，把它排为可做进一步研究的问题。但后来我们又忙于别的事情去了。另外，那时我仍然觉得‘没人会关心这类事情’，所以再没对此投入过全副精力。”
结果考夫曼在听到所有关于混沌边缘的谈论时，产生了一种记忆错觉。他感到既后悔不迭又激动不已。他没办法不把这个概念看作己出，但同时又不得不承认，朗顿在对相变、计算机计算法和生命之间的关联的认识上，比他那天早上一闪而过的幻想要深刻得多。朗顿的艰苦努力已经使这个概念趋于严谨和精确。而且，朗顿已经认识到，考夫曼尚未达到这一步。混沌的边缘远远不止是简单的介于完全有秩序的系统与完全无序的系统之间的区界。确实是朗顿与考夫曼做了几次长谈后，考夫曼最终才认识到了这一点。
混沌的边缘是自我发展进入的特殊区界，在这个区界中，系统会产生出类似生命的现象和复杂的行为表现。
考夫曼说，朗顿无疑做出了第一流的重要研究。但尽管朗顿的研究已经达到了这一步，尽管他在经济学、自动催化方面的研究都有重大进展，尽管桑塔费也从事了其它的研究课题，尽管他在为撰写自组与自然选择之间紧张关系上耗费了许多时间和精力，但我们离揭示混沌的边缘的全部含义却仍然相距几年的时间。事实上，直到1988年夏天，混沌的边缘的全部含义才真正得以揭示。当时诺曼·派卡德从伊利诺斯路经桑塔费研究所，逗留期间召开了一个学术讨论会，在会上就自己关于混沌边缘的研究做了一个报告。
派卡德独自形成了相变的概念，在时间上与朗顿同步，而且也深入思考了适应性的问题。所以他禁不住要问：那些最能调整自己的系统是否也是计算最好的系统，即，处于有序与无序之间的系统呢？这是一个扣人心弦的思想，派卡德为此做了一个模拟。他从用许多细胞自动机规则开始，要求它们都要单独做某种计算。然后他用荷兰德式的基因算法，根据细胞自动机规则计算的好坏再派生规则。他发现，最终的规则，也就是那些能够很有效地进行计算的规则，最后确实聚集在有序与无序之间的地带。1988年，派卡德将这一观察发现包括到在他的“混沌边缘的适应性”的论文中了，这是第一次有人在正式发表的论文中引用“混沌的边缘”这个词。（那时朗顿仍然非正式地称其为“混沌的开始”：onset of Chaos．）当考夫曼听到这些时简直是目瞪口呆。“当时我恍然大悟，不由脱口而出：‘对呀！’在相变阶段会产生复杂的计算这个想法曾从我脑际闪过，但我没想到，自然选择就可以导致这个结果，真是愚蠢。当时我就是没想到这一点。”
但现在他想到了这一点，他的自组与自然选择相互对立的老问题就变得澄澈清晰：有生命的系统不会牢固地盘踞于有序的王国。但这二十五年来，他在宣称自组是生物学最强大的力量时，却一直在强调秩序这一点。有生命的系统其实非常接近混沌边缘的相变，在这个相变阶段，事情显得更为松散、更呈流体状。而自然选择也并非自组的敌人，自然选择更像是一种运动法则，一种不断推动具有涌现和自组特征的系统趋于混沌的边缘的力量。
“让我们把基因网络当做基因调节系统来讨论，”考夫曼说，语气中带着转变后的热情。“我说的是有序王国中稀疏相连、但离边缘又不过于遥远的网络。这种网络能够产生许多与胚胎发育、细胞类型和细胞分化的真实状况相一致的特点。如果事情确实如此的话，那我们就有理由猜测，十亿年的进化实际上就是把细胞类型调整到接近混沌的边缘。”
“因此我们可以说，相变是进行复杂计算的地方。第二个断言有点类似‘变迁与自然选择会带你达到混沌的边缘’。”当然，派卡德早就用简单的分子自动机模型展示了这个断言。但这只是一个模型。考夫曼希望在他的基因网络中看到这种情形的发生。所以他听到派卡德的报告不久就与一个刚毕业于宾州大学，名叫桑克·约翰森（SonkeJohnsen）的年轻程序员合作开发了一个计算机模拟。考夫曼和约翰森根据派卡德的基本原理，模拟了一对对网络：富于挑战性的“错误搭配”游戏。即：连接每一个网络，使六个模拟电灯泡相互闪烁，形成各种光图，“适应性最强”的网络就是那些能够闪烁一系列与对方光图全然不同的光图的网络。考夫曼说，“搭配错误”游戏能够把网络调校得更加复杂或更加简化。问题是，自然选择的压力和基因算法加起来是否有足够的力量将网络导向相变地带，即，走向混沌的边缘。而答案是，在所有的情况下都确实如此。事实上，不管他和约翰森是从有序王国开始启动网络，还是从无序王国开始启动网络，答案都是一样的。进化似乎永远都导向混沌的边缘。
因此这就证实了考夫曼的猜想了吗？并没有。考夫曼说。少数的模拟不能证明任何东西。“如果各种复杂的游戏最终都能证明混沌的边缘对这些游戏而言都是最好的区域，证明是变迁和自然选择把你导向了混沌的边缘，那也许才能证实这个松散而臆断的猜想是正确的。”但考夫曼承认，这正是一堆他没时间清理的碎石中的一块。他感到有太多美妙的猜想正在向他招手。
丹麦出生的物理学家普·巴克（Per Bak）在混沌边缘的游戏中是一张不按牌理出的牌。他和他在长岛的布鲁克海文国家实验室的同事们于1987年首次发表了关于“自我组织之临界性”理论。自那以后，菲尔·安德森就一直醉心于这一思路。1988年秋天，当巴克终于到罗沙拉莫斯和桑塔费来参加对此的讨论时，大家才发现这是一个长着一张圆圆的脸、胖敦敦的身材的三十几岁的年轻人，谈吐举止带着日尔曼民族的鲁莽和挑衅的意味。在一次讨论会上，当朗顿问他一个问题时，他回答说：“我知道我在说什么。
你知道你自己在说什么吗？”但不能否认，他确实非常聪明。他的相变概念的公式起码和朗顿的一样简练、一样漂亮，然而两人的概念又全然不同，有时看上去甚至毫不相干。
巴克解释说，他和他的合作者唐超（Chao Tang的译音）、科特·威森费尔德（Kurt Wiesenfeld）1986年在研究被所谓“电荷密度波”的深奥的凝聚态观象时发现了自我组织的临界性。他们很快就认识到其更加广泛和深远的意义。他说，为了做出最好、最生动的比喻，就让我们想象桌子上有一堆沙子，有涓涓细沙均匀地从上流泻而下。
（顺便说一下，确实有人同时用计算机模拟和用真的沙子做过这个实验。）这堆沙子越积越高，直到不能再高了为止。随着新的沙子不断流泻下来，原有的沙子如瀑布般顺坡流泻，不断从桌边泻落到地上。反过来，你也可以从一大堆沙子开始，达到同样的状况：沙堆会坍落下来，直到所有多余的沙子都从沙堆上流泻下来。

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