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写在2020的最后一天,主体性的起源思考 从粒子到复杂系统

已有 1454 次阅读 2020-12-31 21:39 |系统分类:科研笔记

 

今天是2020的最后一天,这一年世界上发生了太多的大事,而我却在写这么一篇看似无关人世间的主题,为什么呢?写这个题目主要是感谢集智老朋友小木球的邀请,听了小木球关于《生命起源的最重要的问题——主体性与层级跃迁》的探讨,兴致盎然,浮想联翩,后来小木球又组织了这个“理解复杂性:宇宙、生命、意识的思考与度量”的论坛,邀请集智的老朋友们各自分享看法,任何天马行空的想法在这里都能得到最大的包容和探讨,在这个浮躁焦虑的世界,也只有集智有这么一帮人可以有闲情逸致来讨论这些问题,这也是集智温暖的地方,“走了很远,回首相见,仍是当初那群硬核少年”。

 

其实这些问题并不虚无,而是无比真实,正所谓,道是无晴却有晴,这些除了是对世界本源和生命起源的思考,同时也是今年世界发生的种种事情的反思和探讨。生命是什么?生命怎样起源?生命怎样演化?怎么理解复杂性?这些是对自然、社会、生命的本质追问,在经历了2020新冠病毒对人类社会的巨大冲击之后,这些看似远在天边的问题,从未变得如此真实地影响每一个人,触及我们万千大众的普通的生活。

 

我初拟的题目是《主体性的起源思考 从粒子到复杂系统》,这个题目貌似非常大而空洞,但我们可以拆解一下,然后每一步都变成一个切实值得思考的而且是可以解决的问题,而且其实是一个研究大纲,也是我的将要完成的《我的统一之路》的框架,是之前在集智讲过的《科学四重境界》的扩充和完整。三十分钟,就分享一下这个框架,无非展开深入了。

 

世界统一性--宇宙本源的问题

这个就是我之前在集智讲过的《科学的四重境界》,其实主要是指物理学的结构,物理理论的层次性,从低到高分别是,数据范式-数学模型-力学机理-理念原理,分别以引力和电磁理论发展的历史来阐述四重境界,这两个也是科学史上最漂亮和四重境界比较完整的理论。这个形成了科学金字塔的一个方向,塔尖就是基础物理学的统一理论,就是将继续深入贯彻发展相对论,将广义相对性原理贯彻到底。

 

世界复杂性--智慧的本源问题

一座山峰的顶端固然会当凌绝顶一览众山小,但顶峰的风景往往高处不胜寒,更多的风景是在山腰和大地之上,这些就是复杂性的方向。通往复杂性之路也有四重境界,那就是从物质,到生命,到社会,到智慧。

 

再进一步,我甚至相信,理解人类思维之谜和理解宇宙的物理统一理论之谜,这两个最深奥的迷,也具有某种统一性。这两个迷,一个是复杂性的极致,一个是深刻的极致,一个在深邃的大脑,一个在浩瀚的宇宙。而两者存在着某种深刻的联系,这不仅仅是信念,而且是有一些朴素的基础的论证,比如没有量子力学都很难理解一些生命现象比如光合作用,这是多么好的一个论证,量子力学是通往物理统一理论的一小步,生命现象如光合作用等等是通往理解生命理解智慧的一小步,所以我相信要理解智慧,可能需要理解量子引力。最终是智慧认识智慧自身,见天地,见众生,见自己。

 

上面说的是智慧和量子引力(权且用这个名词代表统一的物理理论,当然我深知学术界所谓的量子引力是一个更加保守的目标,远不是我所谓的统一理论)是深刻联系在一起的,这是终点的联系,那么我们再分析一个起点的联系,那就是物质世界的基元是否具有智慧的基元。我这里用了基元这个词,用以区分物理学里已经用过的诸如原子、粒子、基本粒子等等,因为我觉得这些都不是物质基元的最终答案。至于智慧的基元,我这里姑且类比于主体性,当然这些都不是严格的。

这就到了今天的题目,《主体性的起源思考 从粒子到复杂系统

也就是一个问题,一个由客观规律支配的世界是如何产生自由意志的?一个可能的理解就是“一切众生皆有佛性,皆可成佛”,也就是说,智慧的基元已经蕴藏在了物质的基元里面。这个方向就是从粒子的模型到复杂系统的模型来理解宇宙构建的基础,我们系统回顾理论物理的粒子和场的概念,并畅想一个用系统来取代粒子和场的基础理论。

 

上述的物理学的四重境界,越往上走,其实并没有去回答世界是什么的问题。牛顿的时候,世界的基元模型是质点,而爱因斯坦的相对论是原理性的东西,并没有去回答物质是什么,而只是抽象滴描述了任何物理理论需要满足的时空特性,也就是他自己说的,爱因斯坦场方程的左边是描述时空的是非常漂亮的是大理石,而右边描述物质的部分他并不满意是粗糙的木头。对物质的基元(包括基本粒子和基本相互作用),倒是后面的量子力学的众多科学家雄心勃勃想去搞清楚。

对物质的建模,有单体理论、多体理论、统计理论与场。在经典力学里,牛顿的单质点力学理论、分析力学的多质点理论、经典统计热力学理论、还有经典场的理论如流体场。单体理论上是最简单,也是最本质的,多体问题则复杂度更大,多体系统常常会表现出不依赖于微观相互作用细节的新奇物理,我们称之为多体物理中的涌现现象。而场是一种无穷自由度的新的实在存在方式,场的概念由法拉利提出后,已作为物质存在及相互作用传递的一种基本形式为大量实验所证实,并在从经典物理到量子理论研究的广泛领域内得到应用。场是一个如此深刻的模型,以至于爱因斯坦把法拉利的画像挂在他的墙上。

在量子场论里,粒子就是某种场,粒子物理的标准模型里有数十类的基本粒子,认为是这些如拼图般的基本粒子构建了物质的基元,并且大家建立更深入的模型比如弦来描述这些粒子背后的更深层次的统一。这当然不是我所谓的统一,但却依然是一个雄心勃勃的问题。粒子是什么?它被认为是点状的物体,坍缩的波函数,量子场的激发,庞加莱群的不可约表示,振动的弦,量子比特海的变形...凡此种种来解释物质的基元,目前毫无疑义的是,物质的基元必须是基于复杂深刻的数学结构,体现某种深刻的对称性,有统一简洁的本质又有丰富多彩的衍生。但这些衍生,直觉上让我不满意的是,他们不能接近智慧的基元,也就是不能接近复杂性的极致。

这里胡乱畅想一下,基础物理的理论,从点粒子、到连续场、或进化到某种网络,或到某种系统,这个其实也是我大学时代就有的畅想,在最近的神经网络和深度学习盛行之下,我更坚信这种方向。至于网络的数学结构,肯定不是简单的矩阵,现在可能还没有,可能跟范畴理论有关系。

我觉得核心的一点,是要建模系统,也就是,物质世界的基元,不是某种越来越小的点啊弦啊圈啊的东西,而是某种系统,因为是系统,所以永远有内部结构,永远有外部环境,永远有系统的系统。这就是我在大学时代总结的,复杂系统的三大要素,环境、系统、智能体。三大关系,环境与系统、系统与智能体、智能体与智能体。通俗讲,就是,自然与社会、社会与个人、个人与个人。

反观我们现在关于物质基石的模型,无论是粒子,还是量子场,还是弦,都不曾体系这系统的三个要素,我们畅想一个用系统来取代粒子和场的基础理论,并且基于这个理论来无缝理解主体性的起源,乃至智慧的起源,乃至宇宙与智慧的统一,最终通向一个天人合一的统一。

最后说说我们现实世界,一场新冠疫情,让全世界彻底改变,我们希望早日结束疫情,但我们更应该好好反思一下人与环境的关系。甚至有一种理论认为,自然界产生某种病毒是地球开启的自我清理程序。这固然是很冷酷无情的理论,我们自己作为人类当然倾向于不接受这种理论,但我们必须清醒滴认识到,人类从来不是自然的主人,我们只是过客,地球可以离开人类,人类却离不开地球。

回答我们今天的主题,那就是,不要低估了自然的智慧,也许万物皆有智慧,我们是宇宙的一个小小的部分,我们有限的智慧也是源于自然的大智慧。自然的智慧,值得我们深深敬畏。

2021,众生明心见性,离一切苦厄!




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