“混沌”是物理学家赋予他们那新的世界秩序的自相矛盾名称——抑或混沌就是混乱？该术语描述那些像天气、心率，也许还有滚动的圆球那样千差万别的系统。这些系统表面上看来是随机的，实质上却有着内在的秩序。这种新奇的混沌与日常抽屉杂物的那种混乱截然不同，就像科学家在70年代和80年代所了解到的那样，它有3个鲜明的特征。首先，以有序为起点的混沌系统可能会分解为彻底的无组织状态，如同均匀上升的香烟烟柱在无气流的情况下也会分裂成紊乱的烟圈一样。而且，在混沌系统中，几乎相同的起点也可能会发展成相差悬殊的终点。这种现象称为对初始状态的极端敏感性：当混沌理论的先驱、麻省理工学院的爱德华 · 洛伦兹（Edward Lorenz）让他的计算机根据精确到6位小数的数据来预测天气时，计算机作出—种预报；但当他使用精确到3位小数的数据时，则面目全非。在混沌系统中，小数位的少许改变就有可能使1月变为7月。最后，混沌系统的演化遵循着数学规则。这些就是混沌的要素，它们正被作为宇宙的缺失物质或古生物学的缺失环节那样，受到热烈的讨论。

无穷的希望 当混沌理论在10余年前出现时，它的创始人及鼓吹者对此怀着无穷的希望。混沌理论可能会预测道——琼斯指数、解释野生动物种群的涨落、追踪流行病的发病途径。尽管混沌理论尚未能做到这一切，但它正在取得某些巨大的成就，在复杂性的海洋中发现一种先前隐藏着的简单性。“这是名副其实的革命性问题，”混沌理论的先驱、牛津大学的生态学家罗伯特 · 梅（Robert May）说道，“混沌已在古老的问题上开辟了崭新的前景”。这种新颖的看法是指尽管无法预测混沌系统的准确过程，但却可以预测限制系统行为的因素。那是因为混沌系统的行为趋向于称为奇怪吸引子（stranger attractor）的某种确定位置或状态。奇怪吸引子决定了一个系统的可能性范畴——例如，在不同条件下捕食者和猎物的相对数目，或者是各个时刻的湿度、气压及温度的组合。但是，尽管吸引子给出了各种可能性，确切地说，系统要选择哪一种却是无法知道的。

然而，了解可能事件这种诱惑足以使多恩 · 法默尔（Doyne Farmer）最近辞去洛斯 · 阿拉莫斯国家实验室的职务，与人在新墨西哥州的圣菲城创办预测公司。该预测公司的物理学家和电脑操作人员正试图把混沌理论用于金融市场。迄今，研究人员已积累了大量过去和目前的经济数据——如利率、汇率、国民生产总值和通货膨胀的变化等方面的数据。在某一特定时间里所有这些参数的数目就构成了一个数据点，通过测定数千个数据点，研究人员可望发现譬如说猪肉市场的“形态”，而那终有一天会使研究人员通过几个百分点就能掌握市场，并提供比摆弄圆球者曾经梦想过的更大盈利。

混沌早已应用于其他领域。例如，种群生物学家属于最先注意到混沌的那批人。狮子与斑马、雪貂与草原犬鼠——它们的数目可能会转变成无序和表面上随机的波动。难道这就是混沌吗？为了弄清这点，研究人员求助于奇怪吸引子来解释这些捕食者和猎物系统——它们是可以显示各个时刻每一种群行为的混沌印记。不幸的是，天然种群的数据非常糟糕。要发现混沌需要相当于若干代的完整数据，但科学家们不具备这种条件。

因此，混沌学家就求助于实验室和计算机实验。在牛津大学的梅博士领导下，研究人员最近给在昆虫上产卵的寄主建立了计算机模型。他们输入决定有多少寄主和宿主转移到毗邻草地上的指令，然后令计算机运行。当他们描绘宿主和寄主的相对丰度时，他们得到了类似于复杂螺线波和晶格这样的混沌标志的图形。“种与种间单纯的相互作用可能会带来……空间的混沌模型，”威斯康星大学的动物学家安东尼 · 艾夫斯（Anthony Ives）说道，“在那些模型里，种群的盛衰度以表面上随机的模式出现，”——然而，实际上这种模式却是一种高度有序的点阵或螺旋。

微型猎物 目前，梅博士希望在不太显眼的捕食者——猎物系统，即一种受到病毒感染的生物体中找到相似的模式。在这种情况下，病毒是捕食者，而免疫系统的T-细胞则是猎物。“这些相互作用中有许多都可能具有混沌的动态。”梅博士说道。发现它们就可以去解释发病的模式。亚利桑那大学的威廉 · 谢弗（William Saffer）早已揭示出麻疹发病率的周期，它似乎类似于混沌，并终有一天有助于弄清流行病的机制。

混沌理论甚至还可能变得像内科医生黑挂包中的听诊器那样重要的东西。从脑电波到心率再到激素水平，我们的身体似乎隐藏着一整套的混沌模型。哈佛大学医学院的阿里 · 戈德伯格（Ary Goldberger）发现，在健康人中，心跳的间隔并不是固定不变的，而是“令人想到混沌”。如果心跳过于规则，心脏就会有问题。混沌的丧失也可能是其他地方有问题的先兆。在上个月4：美国医学会学报*的一篇文章里，戈德伯格及其哈佛的同事刘易斯 · 利普西茨（Lewis Lipsitz）提出，衰老的标志是诸如心率、血压变化及脑电波模式这些指标的复杂性丧失。在老年人中，这些指标的复杂性均减少，混沌程度降低。同样，在癫痫病发作时，脑电波也变得高度周期性。在这之前，据报道，匈牙利一位医生监测癫痫病人的脑电图，得到了这些周期性的征象。他用声音去冲击这些脑电图，这些声音似乎接近于无规则的脑电波。于是，脑电图又回复健康的混沌

为了弄清混沌是否有助于查明地震的发生，地质学家也在钻研混沌。传统的模型认为，沿着一个断层的应力与每次震动所释放的能量成比例。当板块要相互滑动时，所产生的应力越大，地震就越强。但美国地质勘测局的赫伯特 · 肖（Herbert Shaw）怀疑，即使在远非圣安德烈斯大断裂那种断层的较小应力，也可能会触发一次大滑动。原因是断层线实质上是相关小断层的一个“分形”网。分形是以自相似为特征的形状。那就是说，它们在大尺度的情况下也像在小尺度的情况下一样，具有相同的特征。简单地说，如果一条断层线在其末端分枝成6条线，接着6条分枝中的每一条又分枝成6条，连续不断地分枝下去，直到分枝小到看不见。肖说道，即使是一个小断层中的一次小滑动，也可能会引起一连串的后果。位于布法罗的纽约州立大学的迈克尔 · 谢里登（Michael Sheridan）在一年前曾用一种类似的模型来预测墨西哥科利马火山的雪崩。

每取得一项成功，混沌理论都有变成像一个世纪前达尔文理论那样的风险：它是一种如此威力无比的象征，以至于研究人员及行外人士都无法不用它来解释一切的东西。例如，混沌理论在最近被用来解释军备竞赛如何转化为战争。难怪有些研究人员坚持说，混沌理论的魅力已经走在事实的前面。有时候、按照弗洛伊德的话来说、随机的不规则不过是随机的不规则罢了。当梅博士诙谐地写道，混沌可能会解决自由意志与神圣的上帝之间的佯谬时，试考虑一下有什么发生，科学家和哲学家对他那不存在什么自由意志、一切事情都是注定的论点穷追不放。“我曾写道，上帝知道初始条件，一切东西都是可预测的，”梅博士说道，“但对于我们来说，它永远都将以不可预测的方式出现，”因为这个世界是混沌的。尽管在神学中祈求混沌的保佑可能会走得太远，但混沌的力量可能正在促使更多的枓学家相信，上帝可能真是一个混沌学家。

[Newsweek，1992年5月25日]