序参量的奥秘

人们已经观察到，为了维持一个低熵的、有序的状态，生命有机体需要接收、存储、处理信息，并通过有效信息和环境互动给予反馈，形成规则和秩序。然而，秩序究竟是何时、怎样形成的？尤其是在群体中、在生命系统和其他复杂系统中，这些信息作为影响因素，是如何对系统的秩序、规律起作用的？

著名物理学家列夫·朗道提出了序参量的概念，用来刻画在相变［物质从一种相（态）变成另一种相］的过程中，物理系统有序化程度和对称性质的变化。这个听起来有些深奥的概念，能够帮助物理学家明确什么是相变过程中的决定性因素或关系。而正是因为序参量的改变，物质有序性、对称性发生了巨大变化，因而状态产生了改变。序参量这一概念被理论物理学教授赫尔曼·哈肯进一步延展。

20世纪60年代，激光器出现了。这种能够发射激光的机器一经问世便引起了科学家对于其将普通光源变成激光的原理有了浓厚的兴趣。美国科学家查尔斯·汤斯和阿瑟·肖洛在激光器发明前就已经发现，当氖光灯照在一种稀土晶体上时，晶体的分子就会发出鲜艳的、始终聚在一起的强光。据此，他们提出了“激光原理”，即物质在受到与其分子固有振荡频率相同的能量激发时，都会产生此种不发散的强光。激光器发明后，当时许多学者也都认为，激光器的内在原理就如同查尔斯·汤斯和阿瑟·肖洛所发现的激光原理一样，起到了放大器的作用，即通过能量激发对普通的光源进行了强化。

而赫尔曼·哈肯相信，“激光原理”不足以解释激光的产生。激光与一般光的重要不同点就在于，激光的光子都有相同的频率、相位（同调性）、前进方向，而在一般的发光体中，电子释放光子的动作是随机的，所释放出的光子也就无法具有相同的特性。哈肯认为，从无序到有序是激光产生的关键。然而在这个从无序到有序的过程中，没有人对它们“发号施令”，粒子自发地实现了有序统一的振荡步调。

物质这样从无序到有序的变化，让哈肯联想到了热力学中的相变理论。随后，哈肯还发现，类似这样从无序中建立秩序的例子在生物学、流体力学等领域都出现过。他认为这样的共性背后一定有某种共同原理和普遍规律，即复杂系统和运动现象中均具有从无序到有序转变的共同规律。哈肯延展了相变理论中“序参量”的概念，将其用来描述系统的有序程度和有序与无序之间的转变。

在激光的产生中，某一种特定的波会建立主导地位，而后支配所有的粒子都按照它的节拍共振，形成特定秩序，这种波就成为激光的序参量。在哈肯的理论中，序参量是系统状态发生改变的根本标志。在系统从无序向有序变化前，处于无序状态时，序参量为零；而当序参量出现时，系统就开始了向有序状态的演化，序参量也随着系统有序结构的出现而具有一定的数值。因为序参量支配了系统秩序的建立，所以也就决定了系统变化的方向、形式与特点等，成为研究系统变化和规则秩序的关键。序参量的出现也决定了系统规则出现的时间节点。在系统变化初期，有时会存在几个不同的序参量，但随着系统在序参量的控制下不断变化，不同序参量之间的地位和重要性也在发生着变化，当达到一个新的阈值时，对于序参量的选择也就成为系统发展的关键问题。

但序参量并不是凭空产生的，既然序参量从系统中产生，又支配着系统的发展，系统和其序参量的关系就是相互的。用哈肯的话讲，这是一个“先有鸡还是先有蛋”的问题。哈肯提到了提线木偶的例子：木偶的线控制了木偶的行为，但反过来木偶也制约着线的运动。在复杂系统中，系统的各部分的互动由序参量进行安排，而序参量正是由各部分的协作互动才得以产生的，就像经济学理论中那只“看不见的手”。

与热力学上序参量的概念不同，哈肯将序参量引入是为了描述复杂系统。哈肯认为，序参量这一概念不局限于某一特定领域，而是一个普适的规律，是一门研究“有序自组织集体行为”的科学。诚如其所言，在自然科学渗透进社会科学的过程中，哈肯的理论在社会学、经济学等多个领域已得到体现。

在古代，不同种族的人类有着不同的生理特征，说着不同的语言，甚至和其他地区完全没有联系，却在发展路径中展现了惊人的一致和协调；演唱会上，成千上万名自由活动的观众会突然自发形成“波浪”，有序地站起、坐下，完成一整个“波浪”的起伏。英国著名科普作家、著名杂志《科学》特邀科学编辑菲利普·鲍尔在《预知社会：群体行为的内在法则》一书中表示，相较于个体行为的不可预知性，群体的行为反而有迹可循，总是在杂乱中显现出秩序。回到最开始，生命有机体为了保持低熵的、有序的状态，需要接收、存储、处理信息，并以此和环境进行互动。在生命有机体与生命有机体、生命有机体与环境之间，形成了不同的复杂系统，而追求低熵的基本目标和复杂系统中序参量的奥秘，推动着一个个系统不断演进、发展，并形成自己的形态和逻辑。