一个现实发生的同步现象——科学博客的11月8号聚会

by jake on 十一月 16, 2008

上周六,我们集智俱乐部和科学松鼠会、格致、科学网,还有煎蛋等以科学为名的朋友在三好会所聚会了一下。谈到很多问题,很有意思。

先说一下这次聚会的背景,我理解这是一种复杂系统中的同步现象的很好案例。在相对隔绝的条件下,系统的演进发展会发生很有趣的同时发生相似事件的情况,比如公元前500年左右,相对隔绝的东方和西方同时产生了如老子、柏拉图、亚里士多德、释迦牟尼等一批哲学思想家。

国内的科学研究环境在悄悄发生着演进,大概在2002年左右,出现了一次同步现象。即在这个时期左右,奇迹文库、集智俱乐部、源码运动、三思科学等以科学为背景的网站一下子出现了。这要归功于互联网的普及和当时国内科学研究环境的相对恶化,创始人们急需营造一个小生境来把真正的科学研究、研讨和普及合法化。

接下来的一次同步就发生在去年到今年。在这一年时间里,这些科学网站的人们经历了几年的发展之后,开始从虚拟走向现实。最典型的例子就是科学松鼠会的成立和集智俱乐部实体组织的成立。这是我亲身体会到的,在这一年里,人们对纯科学的热情一下子爆发了出来,非常多的青年人开始抛开世俗的偏见,认识到了科学的真正精神,这恰恰是科学松鼠会、集智俱乐部等组织的存在前提。

于是,这些组织在彼此没有通信的前提下同步到了一起,也就有了上周6的聚会。这次聚会貌似并没有实质性的进展,但其实对每个参会的人都是一次很好的学习机会。

分形、观察者与“尺度相对论”

by jake on 十一月 16, 2008

昨天我们实体俱乐部做了一个关于分形的研讨,这促使我对分形理论的理解更深一层次,我们看到,其实分形就是一个讨论观察者问题的领域,从传统分形理论延展开,我得到了下面一些有意思的认识:

1、自相似、尺度不变性与观察者

说起分形,大家都会想到自相似和那些漂亮的图形。但究竟什么是自相似性?它的深刻内涵是什么?我觉得通过昨天的讲解,使我自己更明白了一个道理(挺奇怪,看起来是我给大家讲,但其实是我给我自己讲呢,这也是讲一个主题的好处),这就是所谓的尺度(或叫作标度)不变性(英文就叫做Scale-free)。
标度不变性解释起来也很简单,就是说无论你从哪个尺度看,系统都是一样的,最好的例子就是给大家看到的海岸线,如:
http://maps.google.com/?ie=UTF8&om=1&z=8&ll=24.011344,117.833862&spn=2.664214,4.454956&t=h

http://maps.google.com/?ie=UTF8&om=1&z=8&ll=24.011344,117.833862&spn=2.664214,4.454956&t=h

http://maps.google.com/?ie=UTF8&om=1&z=8&ll=24.011344,117.833862&spn=2.664214,4.454956&t=h

这三张图是分别从三个完全不同的尺度(也就是比例)来观察我国南海的海岸线,你会发现,如果没有地名标注的话,你无法分辨你是处于哪一个比例来看。

尺度不变性换一种解释也就是说:分形系统将能迷惑一个观察者,使得这个观察者不能分辨出自己是处于什么尺度之上的。换句话说,假如我们生活在一个分形世界里面,我们其实跟生活在分子、星系层面的观察者没有任何区别,也就是说我们并不是处于一种中心地位的。

我对科学的看法

by jake on 十二月 4, 2007

时下,科学、科普已经成为一个时髦的名词,然而究竟什么是科学,什么又是科学的精神?某人也许是一个很好的Thinker,他对这个世界有一整套完美的描述和认识,然而他是一个科学家么?科学是唯一可信赖的人类思想产物吗?

无疑,科学仅仅是描述这个客观世界的一种方法而已,它本身并没有凌驾于其他思想意识形态之上的意思。例如,任何一种宗教都有一整套对于这个世界的看法,你很难说宗教的那些看法就是错误的。但是,他们的确不是科学的,原因就在于,科学这套描述世界的方法有它自身的特点。

我认为科学世界观仅仅有两个前提:一是试验观察,另一个是逻辑推理。任何一种科学理论都无非来源于观察和严密的逻辑推理,科学崇尚一种绝对客观的精神。反过来讲,任何主观武断的判定,即使它再正确,它也不是科学的。所以我们说很多东方宗教对这个世界的认识也许是正确的,但它不一定是科学的,原因就在于这些东西是以主观体验为基础的。

不过,我们也不要被科学的这两种方法吓住,换个角度讲,科学本身并不是一个异常机械死板的教条主义。他给自由思想以及天马行空留下了广阔的空间。关键就在于我们应如何选择观察和推理。我们都知道,这个世界从某种角度说是一个观察者“看出来”的世界。同样一个事物,你从两种不同的角度去观察就会得出完全不同的结论。同样,在逻辑推理里面也是这样,任何一个公理体系都来源于公理,然而公理的选择是主观的,是允许科学家“天马行空”的。这话说得有些绝对,不过回头看看爱因斯坦当年的创举其实有很多属于奇思妙想的成分。

“流”的探索

by jake on 九月 10, 2007

配有图片和超连接的原文文章请看这里:
http://www.swarmagents.com/complex/complexsys/flow.htm

“流”的探索

张江

2007.8

流动是复杂系统中的普遍现象之一,从看得见的流动,例如:水流、人流;到看不见的流动,如:电流、能量流、热流;再到更加抽象的:货币流、信息流等等,似乎如果一个系统是复杂的,它的内部就一定存在着各种流动。那么是否存在着某个普遍的规律制约着这些流动呢?答案应该是肯定的,虽然这种规律仍然“犹抱琵琶半遮面”,但是近年来有关生态学、非平衡态统计物理的研究已经逐渐逼近它,各种迹象表明,一种统一的可以描述复杂系统中“流动”现象的通用规律即将“横空出世”。我们为什么会衰老和死亡?大象为什么比蟑螂吃得多而繁殖得少?少数大公司为什么能垄断市场?城市的交通网络为什么与动物体内的血管那么相似?也许这些问题最终都能在这套新理论中找到答案。本文的目的就是想引领读者赶上复杂性研究前沿的步伐,亲身体验这些激动人心的科学发现。

本篇文章分为三章: 一、流动与幂律 二、分形输运网络 三、通向理论

一、流动与幂律

1、流量与存量

隐秩序——复杂适应系统领域中的经典之作

by jake on 六月 7, 2007

很早以前就听说过John Holland这个名字了,因为他的遗传算法在国内学术界早已经闻名遐迩。然而,通过阅读《隐秩序》这本书才让我了解到,John Holland的学术贡献不仅仅是遗传算法这样一个比较狭窄的算法领域,而是一个全新的学科复杂适应系统CAS,甚至是一种西方科学思想的全新世界观:一种进化的、适应性的、柔性的世界。

1、基本元素

纽约市中心的普通的一天,小女孩彼得逊走进了她喜欢的商店,直奔一排货架,毫不犹豫地拿起了一瓶她喜欢吃的腌鲱鱼……。然而小女孩从不用担心她喜欢的东西不在那,因为全世界的超级市场几乎都可以精确地把居民需要的成千上万的形形色色商品送到市场中、货架上。也许我们对这一现象早已经司空见惯,然而仔细思考里面却存在着一个很大的谜题:是谁安排了这一切呢?是什么机制使得那么多商品恰到好处地供应到货架上?经济系统为什么可以自发调节?

从这样一个司空见惯的小事情,John Holland开始引领我们进入了CAS(复杂适应系统)的世界。接下来,Holland开始展现它非凡的知识和才华,从免疫系统到神经网络,从股票市场到热带雨林。哇,原来CAS的胃口这么大,它面向的不再是一两个数学定理的证明和无穷、繁琐的生物学实验,而是我们这个大千世界,一个几乎涉猎所有学科的广阔学术空间。