涌现:从混沌到有序,霍兰德著,陈禹等译,浙江教育出版社2022
这书讨论的是复杂系统的问题,从“译后记”知道,这是一个自上世纪90年代才发展起来的“学科”。 这个世界上有很多复杂性,不论是自然界还是人类社会,都是简单的模型所不能描述的。传统科学都是将复杂自然界现象进行简单化模型的抽象或者说简化,比如所有运动现象简单至牛顿力学“质点”的概念,而后由简洁的几条定律演绎成一个庞大的系统,这个系统可以解释和处理很多自然现象,在具体应用的过程中,加入一些微小的扰动或误差进行修正。比如弹道(轨迹)的最基本原理只是一个简洁的运动方程,牵涉到重力(引力)和速度的概念,而在炮战中的具体着弹点则八九不离十(但多数不会是十),我们将其偏离可以归结至误差(比如空气阻力、弹体形状、速度测量的不准确等)。这种方法的核心是“隔离体”,即总体是由子系统组成,总体是可以剥离成一个又一个的子系统,子系统的行为研究清楚了,所组成的总体的行为便清楚了。但传统的科学这里便产生了一个问题,那便是复杂系统经常靠(简单的)子系统总和是解释不了的,或者说总体会出现一些各子系统并不存在的性质。比如热二律所体现的时间性(或者发展的方向性),在子系统(分子热力学)中,分子的行为等同常规的质点力学,即时间是均匀的,没有过去与将来的区别,但所组成的宏观总体却出现了时间性,即熵增原理;又比如微观粒子的随机性在组成宏观物体的总体时,却出现了稳定性;再如稳定的无机物构成了有生命(可成长)的生物性;更进一步的是生物性还产生了更加不可琢磨的意识形态。这种总体所表现出的与子分系统并不相同甚至相反的行为,被称为“涌现”。书中用豆苗、钟表、国际跳棋、计算机的深度学习、脑神经网络来具体解释了这种现象和处理方法。
书写的很好,虽然内容很深奥,但结构特别适合(像我这种)外行的“民科”阅读,在前言的序里面有一逻辑排列很整齐的内容提要,每一章的结束也有一个小结式的总结,在最后的总结里又完整回顾了自己叙述或者说自己理论的全部过程,并给出了提纲挈领的总结(八条),因而很适合对具体的科学内容和数学工具不熟悉的读者阅读。
但例证并没有完全解释其相关内容。比如涌现是指总体行为不同与子系统,但这个是要在同一层次上进行的。作者用国标跳棋(孤陋寡闻了,第一次听说国际跳棋这个游戏)的例子,在简单的规则下生成了大量的棋局。这里的问题是,规则与棋局不是一个问题,这不是一个总体与子系统之间的关系,这个大量的棋局也与其定义的“涌现”并不一致;豆苗与种子的关系可能需要更加认真的研究,但同样的钟表的示例也不鲜明,钟表并没有体现出与零件相悖的行为;其二,书中强调了产生涌现的子系统过程应该是一个非线性相互关系,而多数例证相互的关系是一个完全线性的关系,可能会有不同的过程得到同一结果(比如先左行再直行与先直行再左行),但依然是线性关系,而涌现应该是非线性过程的复杂相互作用,在书中介绍的例证中没有看到非线性的关系,或许是因为非线性过程的数学过于繁复而没有介绍。相互之间的关系用二维的一个树状图来表达过于简单了,用三维甚至好多好多维做前后的次序图都不会令人吃惊,甚至可能无法用树状图来描写次序关系。
全书对计算机的深度学习(遗传算法、神经网络)描述的很清楚,虽然对人类下棋和计算机下棋的不同逻辑路线介绍的并不多,但对我来讲说的很清楚了,但对脑神经的介绍并不深入,多半是我自己的基础太弱了,过去对生物学的知识接触太少了。
书中强调了建模过程,这是一个很容易理解的过程,就是在实际情况中抽象出那些数学或物理的逻辑关系,现在因为计算机的运算能力极强,因而对计算能力的要求不高了,这样突出了建模的过程。曾经与一个博士聊天,说他的专业就是建模,当时还有些困惑,现在理解了。
比起当年的《隐秩序》来讲,新东西并不很多,可能是细节处更加丰富。那本书读的有些年头,也记不太清那本书的详细内容。当年那本书的作者译成了霍兰,所以最初的时候没有意识到这是一个人的作品,很少关注作者这是自己阅读的一个缺点。这次还是因为在序言里介绍了这本书,才知道是同一人所写。
这门“学科”(还是不太完备,可能讲是门“学科”早了些)更加关注宏大叙事,虽然还没有走到解决意识的产生那么远,也没有给出解决从无机物到有机物仍至生命的路径解释,但这终是看上去是一条光明的道路,只是此事本身还是隐含着传统科学模式,那就是还是从局部分析延展至整体状态的讨论。我总是隐约的觉得,我国传统的天人合一的方法,不关注局部而是只关注整体的方法是不是会有另有蹊径的方法。只是咱也不懂天人合一,也不懂科学方法论,但在现在的方法中,类比的方法被视为了很重要的方法,这是不是暗合了我国的传统哲学思想:重定性轻定量?书中提到的水流在石头前形成的驻波现象是持久的,虽然水分子不断的变化(流走),但驻波的形状保持不变,我总想到人体经络会不会也是这个样子,当人体死亡的时候,水流不存在了,那么所形成的驻波自然也就发现不了啦,因而通过解剖学是发现不了经络的,但人活着的时候,水流的存在,导致了一个稳定的驻波的存在,从而有经络的存在。
我理解复杂性的存在是人类的无能所形成的,即人们的认知水平还只能是在简单的问题里打转,无法理解复杂性,只好简化一些问题以便马马虎虎的解决他,从而形成了快速反应和认真思考两套思维过程,现在可能是我们想从总体上马马虎虎解决问题的时候了。
这书有很多可以延展的东西,比如预测:在国际跳棋的计算机下法中,做出了很多预测,而后有实际情况,实际情况反过来调整预测的结果,通过此结果修正最初的预测(权重),从而使得机器有了学习-进步的过程,这样一个过程看似简单,但却是包含了一个很伟大的哲学思想,因为与人类下棋的路数完全不同的。
总和与部分的关系在无限数之前总和大于部分是个公理,在有无限数之后,总和不小于部分,现在看来,总和与部分是不可比较可能更为准确。
书中还有一节在讨论诗歌学和物理学的共同性(在英语中都是P打头的单词,英语经常有这样的梗,和我们靠字形讲保健一样,比如P打头的水果名称代表着这种水果有利于肠道蠕动,第一次听到这个说法时我都惊呆了)。哈,这个题目好妖娆,印象中有过一个八卦故事,对一个诗人的采访说为什么放弃了早年的物理学研究而选择了成为诗人的道路,诗人说,我发现我缺乏想象力,因而不适合做物理学家,只能写写诗了。
我一直对无时间的微观分子形态产生时间(方向)性的宏观热力学的第二定律心怀戚戚,因而一直找寻这方面的科普书,包括有机物(生命体)和意识的起源,但一直也没有什么标准答案。读了这本书,总是知道了有一些科学大家在做这方面的工作,虽然和我想问的问题还不太一样,但总是这个方向的书。至于书的具体内容在网上可以很容易搜到的,书中对内容有很好的归纳与总结,还有一篇译后记也对内容有很完整的描述,就不费事去啰嗦了。
原书写的年代可能早了一些,估计这些年这门“学科”会有长足的发展,因而认知可能会有些延后。此外,数学内容还是偏重了些,那些不喜数学的人是怎么读完的呢?
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