了解了同步現(xiàn)象的各種應(yīng)用，接著要來回答第二個問題，這些同步現(xiàn)象是怎樣發(fā)生的？

        關(guān)于同步現(xiàn)象的研究最早可以追溯到三個半世紀(jì)以前，是當(dāng)時的荷蘭物理學(xué)家惠更斯首先發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)時，物理學(xué)家惠更斯發(fā)明了擺鐘，他在偶然間發(fā)現(xiàn)了一個現(xiàn)象：如果兩個擺鐘掛在同一根梁上，這兩個鐘的鐘擺節(jié)奏總會變得完全一致，而擺動的方向會完全相反。我們現(xiàn)在知道，他第一個發(fā)現(xiàn)了無生命之間的同步現(xiàn)象，我們在無序當(dāng)中，第一次發(fā)現(xiàn)了自發(fā)產(chǎn)生的有序。

        隨著科學(xué)的發(fā)展，科學(xué)家們在許多系統(tǒng)中都發(fā)現(xiàn)了類似的同步現(xiàn)象，最典型的例子就是發(fā)電機(jī)的同步了。在一個大型的發(fā)電站，里面可能有許多發(fā)電機(jī)。通常，人們通過火力或者水力推動發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，將旋轉(zhuǎn)的動能轉(zhuǎn)換為電能。有意思的是，當(dāng)發(fā)電機(jī)在發(fā)電的時候，所有發(fā)電機(jī)的運(yùn)動也是完全同步的。

        這些同步現(xiàn)象是怎么發(fā)生的呢？要知道，剛剛介紹的這兩種同步現(xiàn)象都是在完全沒有生命的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的，這說明同步現(xiàn)象的發(fā)生，似乎不需要主觀的“意識”或者“智能”。說到這里，可能你會有些疑問，“同步”這種大型集體的動作，總該有個人來協(xié)調(diào)或者來指揮吧，怎么會在“不知不覺之間”就實(shí)現(xiàn)同步了呢？這是一個很好的問題。

        其實(shí)這種現(xiàn)象很好理解，假如兩臺發(fā)電機(jī)以不同的速率旋轉(zhuǎn)，一個旋轉(zhuǎn)的速度快，另一個旋轉(zhuǎn)的速度慢，因?yàn)檫@兩臺發(fā)電機(jī)都與電網(wǎng)相連，所以它們之間存在著能量的交換。轉(zhuǎn)得快的發(fā)電機(jī)能量更高，它的能量會通過電網(wǎng)流到轉(zhuǎn)得慢的那臺發(fā)電機(jī)，那轉(zhuǎn)速慢的那一臺發(fā)電機(jī)會加速，轉(zhuǎn)速快的那臺會減速，最終達(dá)成同步。

        惠更斯所觀察到的單擺同步現(xiàn)象也是同樣的道理，因?yàn)閮蓚€單擺都懸掛在同一根梁上，它們之間也存在著能量交換，擺動速度較快的單擺會把能量通過橫梁，輸出到更慢的單擺那里。只要在一個系統(tǒng)中存在著一些能量交換，那么這種同步完全可以在“不知不覺”間，無意識地產(chǎn)生。

        說到這里，可能你已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了，各種同步現(xiàn)象的本質(zhì)未必相同。我們可以粗略地把同步現(xiàn)象可以分成兩類：一類系統(tǒng)依靠外部指令而達(dá)成同步，這樣的演化機(jī)制可以叫做“他組織”，比如我們前面介紹過的激光，就是在外界的操控下實(shí)現(xiàn)的同步；而另一類系統(tǒng)并不存在外部指令，而是可以自發(fā)地形成同步或者產(chǎn)生有序結(jié)構(gòu)，這樣的演化機(jī)制常常被叫做“自組織”。

        咱們可以用一個很形象的比方來對比這兩種同步現(xiàn)象，這兩種不同的同步現(xiàn)象就像是兩種不同形式的音樂演奏，中心化的同步像是交響音樂會的演奏，所有的演奏者是在指揮家，也就是“中心”的指揮下，節(jié)奏才達(dá)到了完全的同步；而在自組織系統(tǒng)中，音樂的演奏就像是爵士音樂的即興表演，盡管沒有指揮的存在，但大家卻依然實(shí)現(xiàn)了節(jié)奏和頻率的完全協(xié)調(diào)，形成了某種“秩序”。這種在沒有領(lǐng)導(dǎo)者達(dá)成同步和有序的狀態(tài)通常也被叫做“去中心化”的自組織。自組織現(xiàn)象讓我們看到：“秩序”是怎樣在一個無序的復(fù)雜系統(tǒng)中產(chǎn)生的。

        說到這里，咱們來總結(jié)一下同步現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。同步現(xiàn)象的形成有兩種重要的原因，一種是系統(tǒng)依靠外部指令在“中心化”的控制中實(shí)現(xiàn)同步，而另一種系統(tǒng)可以在“去中心化”的情況下，無序的個體在不知不覺間達(dá)成同步、形成秩序，這種機(jī)制常常被叫做“自組織”。

        介紹完同步現(xiàn)象的分類，我們就先來介紹一種典型的“中心化”的同步現(xiàn)象，那就是在我們體內(nèi)每天都在發(fā)生的一個過程——生物鐘。我們要回答的問題是，我們的生物鐘是怎樣與太陽的節(jié)奏保持同步的？

        未完待續(xù)???