什麼是 不可簡約 的複雜性 ?


問題:什麼是 不可簡約 的複雜性 ?

回答:
不可簡約 的複雜性是用來描述某些複雜系統特徵的術語,它們需要所有單獨的組成部分 在合適的位置上以 進行運作。 換句話說,我們不可能通過刪除任何組件來降低 ( 或簡化 ) 一個不可簡約 的複雜系統的複雜性,並且仍然保持其 運轉 。

理海 大學的 邁 克爾·貝赫教授在他 1996 年 的開創性著作《達爾文的黑 匣子 》中創造了這個詞。 他將常見的捕鼠器作為 不可簡約 複雜性的一個例子,推廣了這一概念。 一個典型的捕鼠器由五個組成部分組成 : 陷阱、彈簧、錘子、支撐桿和地基。 根據貝赫的說法,如果 移除 這些部件中的任何一個 , 卻 沒有相應的替換 ( 或者至少是對剩餘部分的重大重組 ) , 那麼 整個系統將無法運行。 特拉華大學的約翰·麥克唐納教授對捕鼠器的 不可簡約 的複雜性提出了異議。 麥克唐納已經創建了一個在線 動畫 演示來說明他的論點 ( 參見 http://udel.edu/mcdonald/oldmousetrap.html 中 一個可還原的複雜 捕鼠器 ) 。 貝赫也 在網上發表了反駁麥克唐納論戰的文章 ( 見《 為 捕鼠器 辯護 》 : 對批評者的回應 見 http://www.arn.org/docs/ 貝赫/mb_mousetrapdefended.htm) 。 所以關於捕鼠器的爭論一直持續著。 但 是 這 個 無關緊要。 捕鼠器是否真的是 不可簡約 的複雜問題,並不是問題的核心。 問題的核心是 不可簡約 的複雜性本身的概念。

當它被應用於生物系統時,原本溫和的 不可簡約的 複雜性概念引發了激烈的爭論。 這是因為它被 看作 是對達爾文進化論的挑戰, 而 達爾文進化論仍然是生物學領域的主導範式。 查爾斯·達爾文承認,"如果 能夠 證明存在任何復雜的器官, 它 不可能 是 由無數次的、連續的、輕微的修改 而 形成, 那麼 我的理論將徹底崩潰" ( 《物種起源》, 1859 年,第 158 頁 ) 。 貝赫 提出 , "一種 不可簡約的 複雜系統不能 通過對前體 系統 進行 輕微的 、 連續 的 修改 而 直接生產 ( 也就是要 通過不斷改善 藉著 相同 機制持續運行的 初始函數 ) , 因 為不 可簡約 的 複雜系統如果失去某一組件,在定義上這樣的任何前體都是不能運行的 " ( 達爾文的 黑匣子, 1996 年 , 第 39 頁 ) 。

應該注意的是, 通過 " 不能運行 " , 貝赫 並不 是 意味著 前體不能起任何作用 ——一個缺少彈簧的捕鼠器仍然可以作為鎮紙。 它只是不能通過相同的機制 ( 一個彈簧負載的錘子猛擊 老鼠 )來 起作用 ( 捕捉老鼠 ) 。

這留下了一種可能性,即 不可簡約 的複雜系統可以由 運行 其他不相關函數的更 為 簡單的 前體 演化而來。 這將構成間接進化。 貝赫 承認,"如果一個系統是 不可簡約 的複雜系統 ( 因此不能直接產生 ) ,那麼 人 就不能排除間接的、迂迴路徑的可能性" ( 同上,第 40 頁 ) 。

與捕鼠器的類比相一致,一個五片彈簧 負載 的捕鼠器不能直接從一個簡單的、 無法運行 的版本進化 ( 並且仍然符合達爾文的自然選擇進化的概念 ) ,它可能從一個四件套的紙 鎮 進化而來。因此,根據 貝赫 的說法,一個更有效、更複雜的捕鼠器從一個更簡單的版本進化而來,將構成直接進化。 一個複雜的捕鼠器從一個複雜的鎮紙進化而來,將構成間接進化。 不可簡約 的複雜性被認為是直接進化的挑戰。

應該指出的是, 通過 自然選擇的進化並不僅僅是使 前體 系統複雜化。 它也可以簡化它們。 因此,達爾文的進化可以通過逆向工作產生 不可簡約 的複雜性。 考慮一下流行的遊戲 層層疊 ,遊戲中玩家可以從塔上移除 積木 ,直到它倒塌。 這座塔以 54 塊 積木 開始。 當玩家移走 積木 的時候,塔的複雜性會減少 ( 也就是說, 塔 的部分越來越少 ) ,直到它變得 不可簡約 地 複雜 ( 也就是說,如果有更多的 積木 被移走,塔就會倒塌 ) 。 這說明了一個 不可簡約 的複雜系統如何從一個更 為 複雜的系統間接進化。

貝赫 認為,一個 不可簡約 的複雜系統越不復雜,它就越有可能沿著一條間接的路線進化 ( 即,從一個更簡單的 前體 進化而來,它 起不同的作用 ,或者 來自一個失去組件的更為複雜的前體 )。 相反,一個 不可簡約 的複雜系統越複雜,它就越不可能沿著一條間接的路線進化。 根據 貝赫 的說法,"隨著相互作用系統的複雜性增加,這種間接路線的可能性 卻驟然 下降" ( 同上,第40 頁 ) 。

貝赫 引用大腸桿菌的鞭毛系統作為一個複雜的 不可簡約 的 複雜系統的例子,他認為這個系統不能直接進化 ( 因為它是 不可簡約 的複雜 ) ,而且很可能不是間接進化的 ( 因為它非常複雜 ) 。 大腸桿菌鞭毛系統是一種不可思議的微型舷外發動機,它是大腸桿菌在其環境中移動的工具。 它由 40 個個體組成,包括一個定子、一個轉子、一個驅動裝置、一個 u 形接頭和一個螺旋槳。 如果這些部分中的任何一個被 移 除,整個系統將無法運行。 一些鞭毛的成分存在於微觀世界的其他地方。 這些部件也作為 III 型運輸系統的一部分。 這樣, 它 們就可以從 III 型運輸中藉用 ( 這個過程被稱為 聯合選擇 ) 。 然而,大腸桿菌的大多數鞭毛成分都是獨一無二的。 它們需要自己的進化解釋,但迄今為止,這是一個謎。

在達爾文主義陣營內部, 對不可簡約的複雜性 存在著巨大的反對力量。 有些批評是有效的,有些則不然。 同樣地,我們必須仔細研究支持 不可簡約 複雜性的主張。 一些早期支持者引用的生物例子現在看來是可以簡化的。 這並沒有否定概念本身,也沒有否定複雜生物系統 ( 如大腸桿菌鞭毛 ) 的實際例子。 它只是表明,科學家可以像其他人一樣犯錯誤。

總之, 不可簡約 的複雜性是 智慧 設計理論的一個方面,它認為某些生物系統是如此復雜,如此依賴於多個複雜的部分, 以至於 它們不可能是偶然進化而來的。 除非一個系統的所有部分都同時進化,否則這個系統將是無用的, 從而 會對生物體造成損害,因此,根據進化的"規律", 這一系統 自然會被從有機體中挑選出來。 雖然 不可簡約 的複雜性並沒有明確地證明 智慧的設計師 ,也沒有完全否定進化論,但它絕對指向了生物生命起源和發展的隨機過程之外的一些東西。

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