瑪雅文明消亡之謎新解

央視國際 2004年05月31日 10:53

　　大約1 000年前，在如今的危地馬拉境內有一座名為蒂卡爾的城池。這座擁有6萬居民以及發達的貿易網絡和繁榮昌盛的藝術文化的古城是大名鼎鼎的瑪雅文明的中心。數千年前，從墨西哥南部到洪都拉斯的大片土地曾經是瑪雅文明縱橫馳騁的天下。瑪雅文明發展了天文學、象形文字以及複雜的曆法體系，使其成為當時世界上最為發達的文明。然而，奇怪的是，輝煌燦爛的瑪雅文明幾乎在一夜之間就從地球上消失了。當16世紀西班牙征服者踏上中美洲大陸時，曾經極度繁榮的瑪雅世界已是一片荒蕪，留給人們的只有一個個未解之謎。

　　儘管多年來科學界對於瑪雅文明為何突然從人間蒸發的原因提出過諸如饑荒、戰亂、氣候變化、傳染病、大屠殺等各種各樣的假設，但時至今日還沒有一個確定的結論。最近，美國的兩位考古學家——克利夫德布朗和沃爾特維徹認為，他們或許已經找到了一種有望破解這一謎團的方法。

　　布朗和維徹通過對瑪雅城鎮的地理分佈進行分析後認為，經過長期的發展，瑪雅社會已處於一種極其危險的臨界狀態，它的最終崩潰是不可避免的。

　　布朗和維徹在研究中發現，瑪雅人定居點的佈局呈現出一種特殊的分形圖案。分形圖案是指一種通過縮小比例的方法不斷地重復自身的圖形。在生活中，我們看到的蕨類植物就是分形圖案的一個典型例子：組成某一蕨類植物的枝幹本身就是這一蕨類植物的微型翻版，也就是説，任何一株獨立的蕨類植物都是由與其外觀相似的小分枝組成的。

　　布朗和維徹發現，分形圖案不僅有助於對瑪雅人定居點的佈局模式進行具體的量化，而且還能揭示造成這種佈局模式的社會背景。

　　鋻於許多瑪雅時期的人類遺址現在都已經隱沒于茂密的叢林之下，要獲得大範圍的瑪雅城鎮佈局數據很困難。因此，布朗和維徹只得選擇目前勘探最充分、位於墨西哥尤卡坦省境內的瑪雅遺址區作為研究的重點。他們將公元800年至公元1 000年間這一區域內的1 000多個瑪雅人定居點羅列成一張清單，並標出這些定居點所在的具體方位。然後，他們根據計算機程序製作的一張數字化地圖計算出了每個定居點的規模大小。在獲得了定居點的方位與大小方面的數據後，他們開始著手計算這一地區的分形維數數值。

　　分形維數是指在某一區域內自相似圖形按比例放大的速度。如果區域內自相似圖形之間的密集度越高，這一區域的分形維數越大。比如，著名的分形圖案——謝爾賓斯基三角的分形維數為1.58。而布朗和維徹最終得出，墨西哥尤卡坦地區瑪雅人定居點的分形維數為1.51。正是在這一數值的引導下，兩人對瑪雅文明消亡的原因提出了一種新的假設。

　　布朗和維徹發現，其他的一些現象，比如由戰爭或森林大火引發的災難也可用分形維數來描述。而森林大火、雪崩、地震等自然災害的發生又都與一種被稱為“自組織臨界性”的行為模式有著密切的關聯。

　　自組織臨界系統的一個主要特徵就是，隨著時間的推移其穩定性會逐漸削弱，直至最後突然崩塌，回到起初的某種更加穩定的狀態。不斷增加沙粒的沙堆就是一個典型的自組織臨界系統：隨著沙粒的堆積，沙堆的斜率會不斷增大，在此期間可能會有數次小規模的崩塌使得沙堆的斜率略有減小，直至最後沙堆不堪重負，在一顆小沙粒的作用下徹底坍塌，重又回到起始狀態。由此我們不難看出，在自組織臨界系統中，即使看來無足輕重的因素也會引發災難性的後果——瑪雅文明的衰落或許也是如此。

　　經過進一步研究，布朗和維徹還發現，不僅瑪雅人定居點的佈局模式體現出這種自組織臨界性，這些定居點內的建築物也都具有組織臨界性的特點。

　　通過對一些瑪雅古城中房屋、庭院、廟宇、宮殿等建築物的大小和方位的仔細測量，布朗和維徹證明了瑪雅建築物獨特的外觀其實也是一種分形圖案，並計算出其分形維數為1.35。這一數值又和其他自組織臨界系統的分形維數不謀而合。

　　布朗和維徹並不是最早提出自組織臨界性可能是導致瑪雅社會崩潰的科學家。在此之前也有一些研究人員提出過與此相似的觀點。長期從事瑪雅文明研究的美國人類學家喬伊斯馬克斯曾認為，瑪雅文明的發展經歷了不同地區的崛起和瓦解這一不斷重復的循環過程。布朗和維徹稱，他們所得出的相關分形維數或許正是這樣一種循環過程的反映，而馬克斯對於瑪雅文明的描述也與自組織臨界系統的特徵相符。

　　此外，有研究表明，瑪雅文明時期，從小規模的襲擊到城邦間的激烈衝突等各種各樣的戰爭曾經接連不斷。在布朗和維徹看來，這一點也是自組織臨界系統所具有的不穩定性的一種表現。

　　如果瑪雅社會誠如布朗和維徹所説是一種自組織臨界系統，那麼導致其像沙堆一樣坍塌的內在驅動力又是什麼呢？一種可能的答案就是社會的進步。

　　有科學家發現，分形維數的數值似乎與社會資源利用率之間存在著一定的聯絡。比如一個社會系統的分形維數較低，就意味著該社會系統內的土地、貿易、政府機械以及勞動力等諸多資源的利用率還遠沒達到優化的標準，整個系統內還存在著大量的閒置資源。

　　英國諾丁漢大學考古學家和數學家對位於斯巴達城東部的古希臘遺址的研究也證實了這點。研究人員發現，在公元前600年至公元600年間，該地區土地利用率的分形維數基本保持在0.7左右。而在此之後隨著時間的推移，相關的分形維數數值不斷增長，最終達到了1。研究人員得出了以下的結論：某一社會系統的分形維數數值越大就意味著政治越穩定、經濟結構越合理、各種資源的利用率也越高。

　　但是，對於一種自組織臨界系統來説，其分形維數不可能保持無止境的增長。分形維數一旦超過某一臨界值，將可能導致整個系統崩潰。比如，對於典型的自組織臨界系統——由不斷掉落的沙粒堆積而成的沙堆來説，一旦沙堆的斜率超過某個極限值，整個沙堆就會不可避免地發生坍塌。

　　與此相似，作為自組織臨界系統一種的人類社會，隨著其內部各種資源配置不斷優化，利用率逐步提高，它總有一天也會達到一個臨界點。到那時，即使所有可供利用的土地都被用於農業生産和建造房屋，也無法滿足人們對於食物和住房的需求。社會一旦陷入這種狀態，就容易爆發戰爭、饑荒等災難，甚至走向滅亡。

　　而在布朗和維徹看來，瑪雅文明的覆滅可能正是社會高度發展所帶來的不穩定造成的惡果。在長達千年的時間裏，瑪雅社會也許經受了戰亂、饑荒等種種災難的打擊，直至最後不堪重負徹底崩潰。布朗認為，促使瑪雅文明瓦解的導火索不一定非得是某些重大事件，對於一個已處於極度不穩定狀態的社會體系來説，即使是很小的干擾，對它來説也可能是致命的。

　　就像一個無足輕重的小雪團可以造成大規模的雪崩那樣，某些相對平凡的事件，比如一場普通的戰爭、一次不合時宜的政變或經濟衰退等都有可能成為曾經輝煌燦爛的瑪雅文明的終結者。如果瑪雅社會長期處於動蕩不安的環境中，也不排除其最終的消亡是由一系列不幸事件，比如戰亂加上收成欠佳共同作用的結果。

　　也有一些科學家對布朗和維徹的觀點表示了異議。某些人類學家指出，將分形維數作為一種工具來研究瑪雅文明似乎不妥。他們認為，一些表面看來有著某種關聯的事物彼此之間並不一定真的存在著因果關係，因此，在用分形法研究古代文明時特別需要保持謹慎，不要一不小心陷入偽科學或鬼怪學説的泥潭中。

　　布朗和維徹對此表示贊同，並強調指出他們所採用的研究方法只是為未來對瑪雅文明更加深入的考古研究提供一種新的思路。由於許多瑪雅文明的遺址都已湮沒于叢林和沙土之下，他們所能獲得的瑪雅城鎮佈局方面的數據還是很不理想。這給布朗和維徹證明瑪雅社會是一種自組織臨界系統帶來了一定的難度。

　　儘管如此，有些科學家還是堅信，在擁有可靠的考古學證據的前提下，分形法仍不失為一種研究古代社會、政治、軍事、經濟等方面歷史的有效方法。

　　（來源：《科學畫報》2004年第五期）