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王春永《混沌世界里的臨界點》的閱讀題及參考答案
在法國的一個小村落外有一個小池塘。人們在里面取水,孩子在里面洗澡。池塘里面有一片荷花,每天荷花自由生長。按照傳統(tǒng)線性思維,這一小片荷花要覆蓋池塘,幾乎是不可能的。
然而有一天,一點污水流進池塘里面,污水里剛好含有荷花的助長劑,使得荷花的生長速度成倍增快,荷時的數(shù)目每天增加一倍。只需要30天,整個池塘就會布滿荷時。
但是在前28天,根本沒人發(fā)覺池塘中的變化。到第29天,村里的人才注意到池塘的一半突然充滿了荷時,他們開始擔心,但這時候他們已無能為力。第二天早上,整個水面都布滿了荷葉。
自牛頓以來,直線和簡化的思想在我們的頭腦中一直占據(jù)著主導地位,然而近年來,很多科學家們在各自的領域中發(fā)現(xiàn),其實世界并不是那么簡單,它并非是直線發(fā)展的,而是在關聯(lián)和交互影響中進化的。也就是說,世界上充滿著各種不可預測的混沌,這是線性思維無法解釋的。多數(shù)生態(tài)危機的形成都是這樣。物種的滅絕也是如此:開始時通常不易發(fā)覺,慢慢地加速衰退一段很長的時期后,接著很快絕跡。
美國前副總統(tǒng)小艾伯特·阿諾德·戈爾在其《平衡中的世界:生態(tài)與人類精神》一書中,介紹了美國物理學家普·巴克和唐超所做的一個研究。 在研究中,他們讓沙子一粒一粒落下,形成逐漸增高的一堆,借助慢速移動錄影和電腦模擬,精確地計算在沙堆頂部每落一粒沙會連帶多少沙粒移動。初始階段,落下的沙粒對沙堆整體影響很小。但是當沙堆增高到一定程度之后,即使落下一粒沙也可能導致整個沙堆發(fā)生坍塌。巴克和唐超由此提出“自組織臨界”的理論。
沙堆達到“臨界”時,每粒沙與其他沙就處于“一體性”狀態(tài)。那時每粒新落下的沙都會產(chǎn)生一種“力波” ,盡管微細,卻能通過“一體性”的接觸貫穿沙堆整體,將碰撞傳給所有沙粒,沙堆的結構將隨每粒沙落下逐漸變得脆弱。說不定哪一粒落下的沙就會牽一發(fā)而動全身,導致沙堆整體發(fā)生結構性失衡——坍塌,也可以說崩潰。
這就類似于那句來自阿拉伯文化的諺語:“壓垮駱駝的最后一根稻草!蓖黄ソ训鸟橊勆砩戏乓桓静,駱駝毫無反應;再添加一根稻草,駱駝還是絲毫沒有感覺… … 一直往駱駝身上加稻草,當最后一根輕飄飄的稻草放到了它身上后,駱駝最終會不堪重負癱倒在地。在社會學里,有人把這種作用的原理取名為“稻草原理”。
對于這種現(xiàn)象,科學家們研究認為,在線性系統(tǒng)中,整體正好等于所有部分的相加,因此系統(tǒng)中的每一部分都可能自由地做自己的事情而不需要關心其他部分,如此比較容易做數(shù)學分析。而在非線性系統(tǒng)中,整體并不等于所有部分的相加,它可能大于所有的部分的相加,因為系統(tǒng)中的一切都是相關聯(lián)的。
觀察物理學、生物學或社會學上的非線性系統(tǒng),我們往往會發(fā)現(xiàn)它們的基本組成個體和基本組織法則其實并不復雜。但是這些簡單的組成因素自動地相互發(fā)生作用,復雜性于是出現(xiàn)于組織之中:一個系統(tǒng)的組成個體有無數(shù)可能的方式相互作用。
正是由于這些無數(shù)可能性的相互作用,非線性的系統(tǒng)展現(xiàn)出一系列與我們以往的認識全然不同的特點,突破了我們最為大膽的想像力。其中最能夠給我們帶來啟示,也最富有科學內涵和哲學魅力的結論是:一個非線性的混沌系統(tǒng),一旦超越了它的多樣性臨界點,就會發(fā)生爆炸性的變化;而且原來的平衡一旦被打破,就不可能自行恢復。
在問題被注意到的時候,或許已經(jīng)太晚了。而起因,只是一片小小的“荷葉” ,甚至比荷葉更小的東西。每一個相關對象的偶然性因素,都包含了對象必然發(fā)展的結果的信息。一個十分微小的誘因,在各內外因素參與下,有時會產(chǎn)生極其重大、極其復雜的后果。
。ㄟx自王春永 《博弈論的詭計—— 日常生活中的博弈策略》,有刪改)
12.下列說法,符合文意的兩項是 (5分)
A.人們對于即將布滿池塘的荷葉無能為力,因為流進池塘中的一點污水含有助長劑。
B.戈爾在其《平衡中的世界:生態(tài)與人類精神》一書中記錄了一個他對沙子的研究。
C.巴克和唐超的沙堆實驗證明,導致沙堆整體坍塌的可能僅僅是因為一粒沙子的落下。
D.“ 自組織臨界”理論與阿拉伯諺語“壓垮駱駝的最后一根稻草”有著異曲同工之妙。
E.一切重大而復雜的后果的產(chǎn)生都包含著必然的發(fā)展的信息,在被注意時
則為時已晚。
13.關于非線性系統(tǒng)的特點,下列表述不符合文意的一項是 (3分)
A.具有復雜的、非直線發(fā)展的特點,是在關聯(lián)和交互影響中進化的。
B.比較容易做數(shù)學分析,因為整體正好等于所有部分的相加。
C.系統(tǒng)中的基本法則并不復雜,但組成因素間會自動發(fā)生相互作用。
D.原來的系統(tǒng)平衡一旦發(fā)生爆炸性變化后,就不可能自動恢復。
14.本文標題“混沌世界里的臨界點”中“混沌世界”和“臨界點”各指什么?(4分)
15.為什么穩(wěn)定地保持了幾百萬年的古代物種,在地質期的某一瞬間滅種或演
變?yōu)樾碌奈锓N?請運用文中的觀點簡要分析。 (4分)
參考答案:
12. CD.(A強加因果,人們對于即將布滿池塘的荷花無能為力的原因,并非是助長劑,而是因為發(fā)現(xiàn)得太晚了。B.張冠李戴,戈爾記錄的對沙子的研究并非他自己的而是巴克和唐超所做的研究。E.信息混雜,并…越了它的多樣性臨界點,(1分)該物種就會在地質期的某一瞬間發(fā)生爆炸性的變化,(1分)滅種或演變?yōu)樾碌奈锓N。
【4分。一直處于變化中,1分;積累,1分;超越多樣性臨界點,1分;發(fā)生爆炸性的變化,1分。意思對即可。】
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