一種科學只有在成功地運用數學時,才算達到了真正完善的地步。
——馬克思
10.1曆史學家與數學家的合作
本章,我們將給出中封建社會超穩定系統的一個近似的數學模型。
每當人們試圖把數學應用到錯綜複雜的曆史研究中時,常常會碰到兩方面的極端意見:一種是數學萬能論,企圖用數學解決一切問題,推出人們憑曆史直覺難以想象的結論;另一種則否定數學應用于曆史研究的可能。在後一種意見看來,數學描述的對象只能是機械的、簡單的、定量的關系,而曆史過程太複雜,不宜于運用數學進行研究,尤其是對于涉及人的有目的的活動應用數學工具進行研究,那不過是趕時髦和貼標簽而已。
這兩種看法,都是對數學的本質不夠了解而造成的。實際上,用數學來描述規律,只不過是把人們用直觀和語言所把握的規律形式化、定量化、精確化而已。數學符號表達式和文字語言描述是等價的。對于規律的把握,如果用語言描述做不到,那麼用數學工具也是不可能的。因此,前面說的第一種觀點幾乎是一種幻想。然而,當研究對象關系措綜複雜,用直觀推理會造成混亂時,運用數學方法卻會顯示出其簡潔、准確的效用。可見,認爲不能用數學模型來研究曆史也是片面的。以往曆史研究中應用數學不成功,這有兩方面的原因:一方面,數學工具本身還有待于發展;另一方面,曆史研究要提供較爲明確的規律認識,以至于清晰到可供運用數學工具進行研究時才好運用數學工具,但過去往往缺乏這個條件。這就需要曆史研究工作者和數學工作者共同努力。
把數學應用到社會科學研究中,往往有三個必需的步驟:
第一,社會科學對某些問題的研究已深入到一定程度,我們對其規律已經可以用描述
語言表達。
第二,將描述語言轉化爲數學語言。
第三,應用數學語言推理,使討論越出直觀描述語言所把握的深度,向精確化、定量化方向發展,推出直觀一下子難以把握的某些結果。
在這三個必要步驟中,第一和第二步是基礎,稱爲“提出數學模型”,或稱“數學化”。第三步是用數學語言討論模型。一般人們所理解的運用數學方法,則往往只看到第三步。其實,對于社會科學家最重要的是第一、二步。
在本書前九章中,我們用描述語言分析了超穩定系統。
這是運用數學模型方法進行研究的基礎。本章,我們主要是完成第二步,表明如何把描述語言所敘述的規律轉變爲數學語言,提出中
封建社會超穩定系統的數學模型。
10.2從事件到數軸的映射:尋找主要變量
我們提出的數學模型僅局限于討論王朝壽命問題。這樣就可以暫時撇開中封建社會超穩定系統其他方面的
質。前面,我們已經證明影響王朝盛衰的因素可以歸結爲無組織力量和一
化調節力量這兩個主要的變量。
我們用φ來表示整個社會的無組織力量,用ψ來表示一化調節力量。整個社會無組織力量φ成爲經濟、政治、意識形態三結構無組織力量的總和,即:
φ=φ(經濟)十φ(政治)+φ(意識形態)
φ(經濟)主要表現爲土地兼並的程度。從原則上講,土地兼並的程度是可以計量的。
φ(政治)是官僚機構的腐朽和膨脹程度的度量。第五章的曲線就是一種計量方法。
φ(意識形態)是意識形態結構中的無組織力量,它似乎不好計量。但是我們在前幾章證明它與經濟。政治結構中無組織力量是成正比相關增長的、也就是說,存在著如下關系:φ(意識形態)=k1φ(政治)+k2φ(經濟)。所以,我們可以說,φ是可以計量的一個變量。
ψ代表一化調節力量。控製論關于系統的控製能力度量單位是“比特”,即單位時間內能作出多少二擇一事件的選擇。目前爲止,我們並沒有統計過中
封建超級大
在單位時間內擁有多少比特的調節能力,但ψ也是可以計量的。
要用數學模型來討論王朝盛衰,還必須有一個變量來表示王朝盛衰的狀態。但要找出一個統一的量來度量王朝盛衰是有困難的。怎麼辦呢?數學中采用了一種重要方法,即規定一個從事件(在這裏是王朝強盛、衰落或分裂等的各種可能狀態)到數軸s的一個映射,使得各種狀態對應著數軸s上不同的數,如圖33所示。s上的點並不真正代表某一個可以實際計量的代表王朝盛衰狀態的量,它只是一種簡化了的數學表示方法。這種方法在物理學和生物數學中經常應用。如在廣義相對論中引進空間曲線坐標系,空間不同位置的點與不同的數對應。這一坐標系僅僅是用數來表示空間不同位置,本身並無長度、角度等實在物理含義。這種表達方式可以使模型形象化,又不妨害計算。
我們把s稱爲“狀態變量”,因爲它描述模型中王朝盛衰狀態。φ和ψ則稱爲“控製變量”,它們是影響王朝盛衰的兩個主要條件。找到狀態變量和控製變量,是提出模型的關鍵步驟。
10.3王朝穩定的數學表示
前幾章中,我們論證了這樣一個觀點;一化調節力量越大,無組織力量越小,王朝就越穩定。而當ψ很小,φ很大時,也具有這種
質。狀態g是不穩定的。它不
于勢函數曲線的窪中,只要有微小的幹擾就會很快變化到兩個穩態之一中去。形象地講,系統
于穩定態,好比小球
于低窪的坑中。
對于不同的系統,變量的內容千差萬別,穩定機製也極不相同。但這種高度抽象的數學表達方式,抓住了系統穩定在行爲方式上的共同特點,從而爲研究系統穩定
是怎樣隨不同因素而變化提供了一般
的數學語言。
這樣一來,φ和ψ這兩個變量是怎樣影響王朝的穩定就可以用窪的深淺形象地表示了。一
化的調節力量越大,王朝的大一統局面就越穩定,其表示方法是ψ越大,b窪就越深。而無組織力量越大(φ越大),代表大一統的b窪就越淺。隨著無組織力量增加ψ減小,勢函數變化如圖35、圖36、圖37所示。當無組織力量φ增大到一定程度時,b窪就消失,這時大一統王朝不穩定,系統不能再
于b,它一下子離開b,向a突變,如圖37所示。這就是王朝崩潰。如果在崩潰動亂中無組織力量沒有減少,系統就會落入a窪,呈分裂割據狀態。同樣,如果一開始社會
于分裂割據狀態a,隨著一
化調節力量的不斷增加,φ增大,勢函數曲線就會如圖38、圖39、圖40所示的變化。當一
化調節力……
興盛與危機第十章:數學模型和王朝壽命研究未完,請進入下一小節繼續閱讀..