本文认为，超循环理论是系统科学从有机整体论走向生成整体论的开始，超循环，分形与混沌揭示的是世界生成演化的规律。生成规律本质上是信息规律，生成的“单元”是信息载体，生成过程是两种相反相成力量或趋势相互作用，并形成反馈和多层次回环，层层涌现的过程。本文提出以“复元论”或“归源论”超越“还原论”，认为超循环理论揭示了超稳定系统生成的内在机制，生成的逻辑除了形式逻辑，还需借助辨证与类比推理。本文认为更重要的是，超循环理论第一次将价值引入了科学，证明选择价值是生成进化得以实现的必然性依据，第一次展示了内涵价值的世界图景，为人类建构基于信息的生成论科学开辟了方向。沿此方向发展的科学不仅需要新的研究方法，新的数学，而且需要新的方法论和形而上学基础。在科学的这一发展中，中国传统文化与科学当可提供重要的启示与资源。
关键词：自选择 自组织 生成 信息 载体 “复元论” 价值
贝塔朗菲创立系统论的初衷本是要开创一种机体论的新科学，但由于仍然不能超越构成论 —— 即整体由部分构成的预设，其后的发展几乎仍然向着制造“更复杂的机器”前进，以致许多人认为系统科学并非科学革命，因为它并未逃脱机械的逻辑和“还原论”的“如来佛”掌心。在这个意义上，笔者认为，系统科学后又一轮重大突破是从超循环理论开始的，超循环直接探究生命发生的奥秘，终于冲破了机械论的遮蔽，揭示了生成的逻辑及由之生长起来的整体的规律。由此，它不仅推动了系统科学从有机整体论走向生成整体论，而且展示出内涵价值的自然界生成演化的世界图景，为人类建构基于信息、内涵价值的新科学提供了重要启示。
一、自选择与自组织——整体生成的内在机制
艾根于20世纪70年代提出超循环理论，与达尔文进化论不同，超循环研究的不是宏观个体的物种进化规律，而是分子水平上微观整体——“拟种”*的进化规律。根据超循环理论，作为“拟种”的一个自复制单元（即一个催化剂）不仅能催化生成一个类似的循环，这些循环还会耦合成一个更大的循环，这更大的循环又能进一步成为新的更大循环的单元而催生出更高层次的循环。超循环即指二级或二级以上的催化循环系统。如此类推，理论上可生成无穷层次自相嵌套的循环生长系统。
根据超循环机制，从无生命到生命的进化实质上是一种生成的过程，即生命发生及其完成的过程。这是系统在远离平衡条件下，从不稳定到重建新的整体稳定的过程。与构成性整体不同，生成不是从实体到实体，从部分到整体的既成“原子”之组合，而是信息不断选择和组织质料（信息载体），而质料不断生灭的过程，由此生成的整体在原则上不仅不可逆转，也是不可还原的（或不具有经典意义上的可还原性）。为明确整体生成与构成的差别，笔者将超循环机制或过程概括为自选择、自组织与自稳定三个主要阶段：
1、自选择：即具有进化优势的突变体作为偶然涨落而出现，并通过自复制实现自我选择。这种自复制机制相当于“正反馈”放大作用。通过自复制，信息选择质料，功能相似的突变体越“生”越多，它们逐渐聚集起来，使进化信息得以积累。
这里，突变体的出现及其自复制作为总体现象乃发生于远离平衡的不稳定状态下，或者说，突变体的发生和生长本身就是一种远离平衡态下打破系统原有稳定的行为。
2、自组织：经选择生成的突变体通过自组织进行功能整合。选择出来的众多突变体经相互竞争、相互协同，功能慢慢耦合起来，并在此过程中逐渐建立起负反馈机制，最终生成总体稳定的封闭环。显然，若干自复制单元组成的总体的功能整合，必然要求在所有成员中建立催化联系，这样，突变体通过自组织成为一个整体，从而作为更大循环功能整合的单元进入更高层次的进化过程。
3、自稳定：在高度关联的组织中，由突变体组织成的循环逐步地自我稳定。突变体能够在新的稳定序中复制、保存、转换、传送进化信息，经过因果的多重反馈循环、自我选择和组织，在新的稳定序中，系统的整体功能不断完善，信息不断积累，并层层转换传送，形成具有“长程相干”的多层回环，最终使系统整体得以稳定生长，实现向高度有序的宏观组织进化。
艾根指出：催化超循环的作用，不仅是选择，更重要的是它的这种整合功能，由此它才能推动系统迅速越过不稳定点，建立新的整体稳定，它同时满足三个条件：
①为保存信息而竞争。②允许不同单元竞争协同，自己组织起来。③建立某种稳定的共存。
我们看到：正是在超循环这样的生成系统中，携带进化信息的突变体不断被创生并自己组织起来，并通过竞争和筛选联结在一起，从而使每一个体的优势都能够被所有成员加以利用，成为一种整体性的协同进化。艾根指出：这就是一切系统能在没有“外部选择者”的情况下，自己有选择地组织自己，完成进化的奥秘。
笔者认为，生成整体的不可还原性正是由以上超循环的生成机制所决定的，或者说，是超循环过程的必然结果。与构成性整体不同，超循环起源于某种达尔文拟种的突变体分布中，它是从自复制单元出发的，这种自复制单元不是还原论意义上的“原子”、“分子”，它从一开始就是整体，不是部分，更重要的，它是信息载体，具有某种排列序，而非单纯物质。信息（而非形式）赋予质料方为载体，载体离开信息即成死物。
特别值得注意的是，超循环机制的关键是自选择和自组织。这种自选择和自组织乃是信息对质料的选择和组织。载体所携带的信息将指导生成发育的全过程。这里，信息是主动的，质料是被动的。信息规定了选择和组织的基本法则和标准，根据这一法则，质料与能量不断被选择、组织和协调。由此，超循环生成的过程必然是一远离平衡的过程，即与外界不断进行物质、能量、信息交换的过程，在此过程中，只有信息相对稳定，而作为信息载体的质料则是不断生灭的。
正如艾根所说：信息是生物学的典型性质，信息的物质载体（核酸分子），同别的化学物质一样不稳定。…… 但蕴含在核酸分子中的遗传信息却是稳定的，经过自我复制而生生不息，大约3、5到4万亿年前，即核酸开始贮存和传递信息，连续地改变信息，并以修改过的形式转录信息的时候，贮存在我们基因中的信息原理上就被产生。在这些过程期间，材料载体仅有有限的生命，只有非材质的信息幸存。[1]
因此，笔者认为：生成规律本质上是信息规律，是信息选择、组织物质和能量的规律。生成的过程是从整体到整体，而不是从部分到整体的过程，从根本上说，生成是信息的创生、保存、传送、翻译和转换，而不是物质的运动，也不仅是能量的传递与转换，或者说后者只是表面现象。
二、 “复源论”—— 关于生成的方法论原则
根据超循环机制，我们可以逻辑地推出：
1、超循环生成的系统原则上是不可还原的。因为一个通过超循环机制生成的整体，不仅相同层次各单元间具有功能耦合的非线性反馈关系，而且不同层次间亦存在不可割断的功能偶联和信息回环关系。这里，被生成者反过来生成自己的生成者，回环即指不同层次间对自我进行组织、生产的反馈整体。显然，与构成系统不同，生成整体在小尺度与大尺度之间存在“长程相干”的“强相互作用。” 由于生成过程中贯彻始终及一切层次的信息规律之一致性和时间绵延性，决定了生成的整体不仅不可逆转，也是不可还原的。此外，根据超循环生长机制，可以推出一切生成系统必然具有蝴蝶效应。因为微观尺度上的微小变化——如基因变异必然会被放大为宏观的整体突变。
2、超循环生成的系统必然是超稳定系统。由于通过自复制自组织生成的每一部分（如突变体）都携带着某种整体信息。因此，一旦系统的物质结构被破坏，乃至毁灭的情况下，只要信息尚存，其每一部分或“单元”皆有可能成为“种子”或“生成元”，被破坏的系统便可能通过超循环机制再次生长起来，重新修复系统。但注意：可修复决不意味着原系统可逆或可还原。这里，修复是再生，是信息对质料的重新选择和组织，修复的系统乃由新的载体实现，它虽与原系统结构相同，但却具有完全不同的质料。
笔者认为，超循环理论揭示了超稳定现象的内在机制或原因。可以推测，经由超循环机制生成的系统，只有在信息本身被破坏，或其生长信息不能再适应环境变化时，才面临真正的灭绝或淘汰。同时，也只有在信息“进化”时，系统才可能有真正的进化。总之，在宇宙长期的进化过程中，“经常性再生的无序则是对组织有序不断进行再生建构的必要部分。”“一切存在。一切生命，它们都靠不平衡和不稳定得以长存。”[2] 而系统进化的差别在于这种不平衡、不稳定表现的方式，因为系统突变的类型是多种多样的。
3、超循环是一种层层涌现的整体性生长过程。如果说，涌现是（emerge）是一个“无中生有”产生新秩序的过程，或“可变结构的受限生成过程”那么，涌现本身就是一种生成现象。注意到哈肯曾将序参量称为“信息子”，并指出序参量的功能乃是作为宏观信息的信源，向子系统发出如何组织和行动的命令。[3] 那么，一旦组织成整体的循环作为“单元”在宏观层次上出现，它就相当于一个序参量。“涌现”使生成过程充满不稳定的突变点，这是超循环论与“自然界无飞跃”的达尔文渐变进化论之又一显著差异。
综上所述，超循环理论不仅揭示了从无生命到生命的机制，揭示了达尔文进化论的前提，更重要的是揭示了系统整体或群体生成演化的普遍规律，为我们研究自然界生成进化及一切生成性组织现象奠定了新的科学基础。它本身蕴含着一种新的科学研究方法与方法论原则。笔者以下试提出以生成论为基础的“复元论” 或“归源论”，以图超越以构成论为基础的还原论：
首先，探索世界生成演化的科学方法应建立在信息及生成论的基础上，肯定生成整体原则上的不可还原性。尽管它也需从某种“单元”出发，但它所需观察和研究的是如何从这种“单元”生长为新的整体之过程，而非将整体静态分解为基本物质实体。因此，它是一种动态的过程研究，而不是静态的结构研究。
其次，作为新的科学方法之基础或逻辑起点的“单元”是整体，不是部分；它本身亦是生成进化的产物或过程。“种子”或“生成元”是信息载体，而非“死物”原子，区分二者的关键在于：1、是以信息为基础还是以质料为基础，前者具有复杂性，因为它携带或蕴藏着整体生成信息， 2、是生成整体的信息源，还是构成整体的“本原”。信息源是“时间最初”，而非“空间最小”，更非层次最低。3、关键是破译和掌握载体所携带的信息及其生成法则，还是分析物体的运动或物质成分。如果说整体是“质”，部分是量，那么，生成整体论的方法乃是“以质还质”，而不是“以量控质”的。
进而，如果科学必遵循某种因果律，那么，由此出发可以开出两条路：一条是遵循构成因果律，还原到最小物质实体，这是众所周知的传统还原论的研究方法；另一条则是遵循生成因果律，复归（恢复、回归）到最初生命之“信源”或“生成元”，笔者将后者称为“复元论” 或“归源论”，以区别于还原论。迄今，此二者分别引领了科学发展的两大主流，以前者为范导，科学找到的是分子、原子、基本粒子、夸克及由之构成的世界；以后者为范导，科学发现的则是宇宙大爆炸奇点、奇怪吸引子、各种信息载体或“生成元”——基因、细胞、胚胎、种子及由之生成的世界。
笔者认为，“复元论”和还原论展示的是两种不同的世界图景，研究“生成”抑或“构成”需要两种不同的科学方法论。也可以说，两者对“分”有着完全不同的理解。显然，对于一颗“种子”，我们不能同时既观察其内部结构，又观察其生成过程，为全面理解和探索世界生成演化的规律，“复元论”与还原论这两种不同的科学方法应是互斥互补的。在一定情况下，“复元论”可将还原论作为静态的特例包容在内。
三、辩证与类比——生成进化的逻辑与数学
透过超循环机制，我们进一步看到，以信息为基础的生命性活动，从一开始就涵有与物质构成及机械运动不同的逻辑。
艾根的研究表明：在进化过程中，必须具备三个条件才能充当信息载体，那就是：代谢作用，自复制与阈值范围内的突变。与这些条件对应的正是载体实现或完成进化的三种必要能力：即保持系统远离平衡态——与外界交换的能力，积累和保存信息的能力以及自我否定、自我革新或超越的能力。
显然，这些条件从一开始就已将两种相反相成的因素统一在信息载体之中。为进一步研究遗传的保守性与变异的革新性的关系，艾根提出了最大信息量的阈值关系。该关系表明，复制错误是进化的必要条件，在这个意义上可以说“错误导致进化”，但复制错误是有限定的，当突变率处于某种阈值时，进化最快，但突变率不能超过阈值。否则，只要一次错误突变，就会使进化过程中积累起来的信息丧失殆尽。这里，误差阈保证了内稳定性的需要，但它也限定了拟种进化的能力，规定了生成进化只能是“遗传变异”。
从自选择、自组织过程看，进化信息诞生于不稳定，却完成于稳定。可以说，生命起源于两种相反相成力量的相遇和作用。或者说，自选择、自组织、自稳定本身就是平衡与不平衡，稳定与不稳定，正反馈与负反馈两种相反相成的过程。生成意味着：“在起源、生存和常态上，时间之存在都以复杂的方式（即在对立中合作的方式）在自己体内包含了反组织活动的形式，也就是说，它把解体的基本因素统合为组织的基本因素。”[4] 如果我们将这种相反相成的力量或因素归结为生与灭两种作用或过程，那么，一切生成系统都必然内涵生与灭两种循环。由此，笔者认为：生成进化，特别是生命的逻辑必然需要能涵容互补、互含、互根或互生关系的辩证思维。显然，在超循环理论等非线性科学观念与方法论中，蕴涵着当代辨证逻辑深化发展的重要契机。
其次，对于不可还原的生成整体，量的守恒律不再适用。但以遗传变异为基础的进化，在其不同进化阶段或不同层次间必然具有某种相似性。由此，以质的相似性为基础的“类比逻辑”亦日益引人关注。令人鼓舞的是，随后分形理论的创立为超循环的生成提供了相应的数学形式。分形通过简单的几何变换法则的重复，或方程迭代，或直接应用迭代方程，揭示了超循环生长的普遍规律，并可以利用多媒体计算机技术，生动而形象地展示出具有非线性自催化特征的生长过程。值得注意的是，生长的整体性表现在变换并非是一部分一部分完成的，而是每变换一次，所有相应部位便一起变换，也就是说，所有相关部位是同时生长的。这里，我们看到贯穿所有层次的信息或规律的一致性与自相似性，这决定了生成性整体必然会“牵一发而动全身”，这是与构成性整体的又一明显差异。此外，如果说一个方程代表一个系统，解方程意味着对系统的静态分析，那么，迭代方程便意味着系统整体随时间的演化。注意到迭代将反馈回环表现为数学上的递归，而递归在逻辑上则意味着自生产或再生的过程，由此可以说，分形提供了关于生成的逻辑基础和数学形式，
混沌学作为生成动力学深刻地揭示了自然生成的普遍规律。我们知道，混沌的关键在找到奇怪吸引子，而奇怪吸引子具有分形特征。需要强调的是，这种分形所表示的既非物质结构，亦非运动轨迹，而恰恰是信息传输的通道——即信息从小尺度传向大尺度的通路。混沌学通过各个不同学科，以各种不同方式证明了，生命性的发生与完成实质上是信息的创生、储存、传送与转换，这种独特的信息活动方式和生成发展规律，不仅决定了系统生长的基本形态，而且决定了系统整体生成进化的基本道路。笔者以为：奇怪吸引子的涡流正是一种超循环的螺旋，它源于稳定与不稳定两种作用的相遇，它生成旋涡，又每时每刻孕育着旋涡得以再生的组织，并由此维系着整体的动态稳定，正是这种涡流的形式“不仅是发生学性质的，总体性质的，也是生成性的。”[5] 而进化的限度与超循环生成的非线性、反馈与回环特性，决定了分叉、S形，螺旋与网络才是生成性系统的基本形态。
