书评

一本好书：Veltman的《神奇的粒子世界》

shanqin — Thu, 26 Jun 2008 02:16:22 -0700

一本好书：Veltman的《神奇的粒子世界》

作者：shanqin
email：shanqinhep@gmail.com
2008-6-26 下午

正文：Veltman的《神奇的粒子世界》是中文译本，原书英文书名为Facts and Mysteries in Elementary Particle Physics。

Veltman本人因为在量子规范场论的重正化方面与其学生’t Hooft合作作出的巨大的决定性贡献而获得了1999年度的Nobel物理学奖。不过后来他和他学生闹僵了，’t Hooft不止一次为QCD的渐进自由发现的优先权问题而暗示Veltman是罪魁祸首，因为就因为Veltman对他在渐进自由方面的工作不感兴趣，使得他当时无法及时发表这个结果，于是他痛失这方面的优先权。虽然物理学界都承认’t Hooft最先发现了渐进自由性质，但是真正的发表却是Gross, Politzer, Wilczek三人。当然，这让Nobel评奖委员会省了不少事情，他们直接将2004年的物理学奖颁发了Gross, Politzer, Wilczek。按例同一奖项分享人数不超过三个，如果有’t Hooft，说不定通通别想得奖。当年Dyson估计就是因为这个原因而无法得到1965年的奖。

说完这些江湖恩怨，现在言归正传。

这是一本完全可以与Weinberg的《终极理论之梦》并列的杰作。作为场论的一大牛人，Veltman在上世纪六七十年代亲历那么多理论高能物理中多激动人心的进展，并且近距离感受实验高能物理的巨大飞跃以及与理论高能物理的交融，这些交融大大促进了唯象高能物理这个分支的成熟与兴旺。这些经历加上他卓越的讲解能力，使得此书与同类其他书完全不同。

首先是一些极其珍贵的牛人生平以及轶事。作为那个时代的一大领袖人物，Veltman和大量一流物理学家过从甚密，对于他们的事迹非常了解。比如对于Cabibbo以及Cabibbo角（Cabibbo Angel）的趣事的回忆。当他与Cabibbo在CERN共事的时候，两人的办公室相邻，有一次Cabibbo告诉Veltman，说他明白了中子衰变和mu衰变的关系，很神秘地说：“是一个角度。”于是Veltman哈哈笑道：“就叫Cabibbo角吧。”于是后来在场论中极其重要的Cabibbo角就这么诞生了。

更有趣的是，Veltman谈到Gell man时，说Gell man总把Cabibbo角称为“那个有趣的角”，结果后来一次会议上，Cabibbo的胸牌上写的就是“有趣的Cabibbo”。 Gell man确实是一个惹是生非的物理大师，1965年Feynman获Nobel奖时，收到了Stuckeflberg的电报：“请把我的笔记寄回来。”据说这件事情是Gell man出的主意。Veltman说他后来去问Gell man，Gell man矢口否认，但是说那是个好主意。

Stuckeflberg在Feynman之前就已经发展了Feynman的一些雏形，发表在非常不知名的法文杂志上。Feynman自然不打可能发现那些淹没在众多文献中的论文，但是后来知道后，还是在自己的文章中提到Stuckeflberg的贡献。

这些鲜为人知的轶事被Veltman轻松道来，不仅让我们大开眼界，也让那些从未接触过物理的人知道物理学家是多么有趣。

在说到Feynman与Stuckeflberg的会面时，也非常有趣。Feynman问Stuckeflberg当初为什么不画出那些图，Stuckeflberg回答说：“我没有制图员。”这一点倒是和Schwinger很相似，Schwinger认为Feynman图太大众化，禁止自己的研究生在自己课堂上使用Feynman图。

在很多著作中，被重视的都是一些成名的大师，而Veltman在介绍这些成名的大师之余，还兼顾到那些不甚有名的大师。这些大师也作出了大量一流的工作，却因为种种原因而被很多物理人淡忘。Veltman因为在自己领域的高深造诣而对那些成名和不成名的一流人物的水平和贡献都了如指掌，也因此可以轻松跳出科普著作中“马太效应”的俗套，使得我们能够对物理学中作出贡献的前辈们有一个全面深刻的了解。

其次，Veltman此书大量篇幅用以介绍加速器的发展以及不同加速器的特点，大量的专业知识被他用明白易懂的语言描述出来，让人耳目一新。

在高能物理的发展历程中，加速器起到了检验理论以及为新理论提供最重要线索的任务。

此前的很多相关科普著作，都只是不断描述基本粒子的家族以及一些探索发现过程，对于探索过程中用到的最重要工具——加速器——几乎没有像样的介绍，就算有介绍也是泛泛而过。造成此现象的一大原因是因为大多数作者要么理论不行要么实验不行。

而Veltman本人是理论大师，又在CERN这个一直引领加速器物理潮流的著名实验室工作过，自然对加速器物理极其了解。从直线加速器，到回旋加速器，到最现代的对撞机，从传统的气泡室到现代的粒子探测器，Veltman以图文并茂的方式深入讲解。同样，他介绍这方面著名人物的同时，也介绍这方面一些鲜为人知的奠基者，以及他们的轶事。

此书的第三个特点是，介绍高能物理理论时，不回避前沿概念和抽象概念的讲解。

要做到这一点，需要极其深湛的功力和极其纯熟的语言技巧，如果自己也只是道听途说或者根本对场论认识很模糊，那么在说到重要的核心概念时，往往要出错。这就是我读科普只读名家科普的原因。名家写科普，可以用到最精确的一手知识，而且很多是自己参与其中作出贡献的知识。相比之下，我对Greene的《优雅的宇宙（宇宙的琴弦）》就不那么敬仰，因为他确实说到自己参与的一些知识，可惜在我心目中（以及其他很多人心目中），这些知识不是很重要。Veltman本身在弱电理论的建立过程中作出了极其重要的工作，自然在这方面的了解极其深入。

但是这方面的一流专家不少，要想以平易的方式写出那些高深的理论，并非容易的事。但是Veltman成功地做到了这一点。从原子、原子核开始，到中微子，一直讲到微扰论再到重正化，都是脉络清晰，深入浅出，配以必要的Feynman图，以有限的篇幅系统讲解了整个粒子物理的标准模型。在通俗易懂的同时，保持了必要的深度，因此极具可读性也极为耐读。

PS：中译本中有一些小错以及印刷错误，幸好不影响此书的可读性。此书2003年出英文版，新加坡世界科学出版社出版。2007年中文版面世，由世界图书出版社出版，定价39人民币。

见多，未必识广。

autuan — Fri, 30 May 2008 20:54:44 -0700

今天终于把夏志清的这本《岁除的哀伤》看完了。夏志清是位旅美的文学批评大家，与张爱玲、曹禺、钱钟书等名家均有交往。这本书里记载了很多小说家、学者名人不为人知的轶事，也有他自身的求学经历，人生故事。此书可以看出，夏志清对大陆是多有腹诽，“文革”时代对知识分子的坑害使得夏志清对大陆多有反感。我不清楚近年来夏志清对大陆的态度是否有所缓和与转变。但是夏志清的笔锋历来是不留情面的，他也以此为傲，大有不怕得罪“小人”的气概，自诩是仗义执言。


    旅外的华人学者，尤其是那些束之高墙之内的学院派，对于大陆总是有种不以为然的态度。在部分旅外学者看来，总是质疑国内的学术文化是否独立、是否自由、是否跟得上国际学术的水平，拿夏志清的原话来说“国内的学者、文艺工作者素来读书是很少的。”我有个在国外留学的同学，也有类似的话语，大概是说国内的读书比较闭塞，很难接触到新事物。 
    一个人见的世面广了也未必是好事。因为眼前的都是花花绿绿的人事，都是讲着第三语言的非国人，慢慢的也就会不以国人、国语为然。见多，却未必识广。书读得少了，对国内的文化典籍本来就没有多少的领会，却接受了一些非吾国的学识，便是很以为“先进”，不以本国为然的事情，大有以吾国民为耻的高态也就很正常的了。 
    人都是有归属感的，都倾向于某一个群体来归属自我，从而找到自我的归宿，为自己的心理依托找到一个栖息地。这个归属自我的栖息地，安德森曾经为广大的人类自我构置了《想象的共同体》。每个自我归属的民族、国家都是想象的共同体，这个共同体是不为边界、有形的界限来限定的。 
    但是，我们也要看到，这种共同体是不稳定的。尤其是在这个我们戏称为“全球化”的时代里，人可以自我归属为不同的共同体。虽然有些人的身体是具有亚洲人，甚至确切地说是具有中国人的特征，但是由于他旅外时间较长，原离原初的国土，在与“非我族类”的人种杂居的时候，同样也可以想象地改变自己的身份属性。 
2008年5月30日于东莞

推荐看：《想象的共同体》 http://ishare.iask.sina.com.cn/cgi-bin/fileid.cgi?fileid=3600709

从知识考古到读图时代

autuan — Tue, 27 May 2008 18:56:06 -0700

福柯有一本书叫《知识考古学》，他以考古学的方法梳理人类知识的历史。现在在我手边有两本关于神话研究的著述，一本是田兆元的《神话学与美学论集》，另一本是叶舒宪的《神话意象》。田兆元教授是华东师大的博导，在宗教和神话领域有深厚的文化功底，叶舒宪教授是中国社科院比较文学研究中心主任，在人类学与神话学方面有突出的贡献。这两位教授在学术上可谓高屋建瓴。

这两本书：《神话学与美学论集》、《神话意象》有一个很有趣的特点，前者的学术性很强，其逻辑推理可谓严密，而后者因为图文并茂，又融入了很多有趣的神话传说，因此可读性很强。我想，可能是因为前者是一本学术论文的论集，其中相当一部分论文都发表在《学术月刊》、《文艺理论研究》、《史林》等核心期刊上，还有一些论文是出自文学理论的著作中，所以理论性、学术性比较强。而后者是美学散步丛书中的一本，正如宗白华在丛书总序中的第一句所说：“散步是自由自在、无拘无束的行动，它的弱点是没有计划，没有系统。”，因此，此书关注了当前的一些文化热点，例如新图腾文本《狼图腾》、巫术复兴的影视文化《哈利·波特》、异教想象与神话符号学的《达·芬奇密码》，叶舒宪教授充分利用了近代以来的考古学材料（例如：红山文化），进行了打破学科界限的神话研究新实践，从书名：神话意象，到内容：图腾、祭祀、神话、巫术、瑜伽、生态等，足以说明这本书是一个非常有趣的命题，而且会引起相关研究的延续和深化。

但是，田教授和叶教授的二书，并不是绝对的学术性或者可读性，其二者差异的原因只是因为形式不同而已，而他们的内容都是相互兼容的，譬如田兆元教授的《神话学与美学论集》中就有很多有趣的命题：鬼神崇拜、盟誓的动机、太阳神话、动物异类相触事像等；叶教授的《神话意象》的“散步”和“逻辑”是相容的，他在有趣的神话命题、文化热点中进行了学术的解读和探讨。

近代以来的考古学为神话研究提供了丰富的材料，当前有很多学者就神话文本进行考古学的研究，当然也不乏牵强附会之作，但是起码在说明了神话研究的一个新的动向，那就是从文本中走出，与考古学、人类学、社会学进行学科融合，将文本与图像、实物材料结合，新出土的实物材料与图像材料为“知识考古”提供了新的研究思路。从知识考古到图像文化，一方面是学术研究的新动向，另一方面也说明了“读图时代”已经融入了学术研究这个貌似枯燥的领域。

2008年5月11日
成都

推荐一個系列文章 : )

moses — Thu, 29 Nov 2007 05:59:36 -0800

最近, 著名的 blogger "土摩托" 正在连载他的长篇大作 "经度之战", 写的十分精彩.

现在已经连载到第十一篇了, 文章很长, 现在仍然在继续连载中. 这里是第一部分的地址, 推荐一读. :- )

评《有了博士学位还不够》

EricCRC — Tue, 14 Aug 2007 22:59:19 -0700

可以去我在赛族的格物致知博客上看评《有了博士学位还不够》。

同时也欢迎大家到我个人的博客上转转，很有意思的是，我一开始就给取名“格物致知”，在不知道咱们格致网的情况下，算是一个巧合吧，呵呵。以前随便写的一些东西都在那里。

溯源探幽熵的世界

Yan — Mon, 06 Aug 2007 13:21:51 -0700

Zhangqi Yin 在他的 blog 上推荐《溯源探幽熵的世界》：

“时间之矢构成熵永恒的主题。人文知识分子不懂热力学第二定律，就好象科学家未读过莎士比亚一样令人遗憾。”《溯源探幽熵的世界》这本书的封面上写着这样一段话。这并不是什么大话，如果你读完这本书，就会知道，熵其实是宇宙这部华丽大戏的剧本。

⋯⋯

书的作者是冯端和冯少彤。

触摸的回报

focuscope — Mon, 18 Jun 2007 22:46:48 -0700

触摸的回报

卷首：《新知客》2007年6月号

2007年一个偶然的机会，我在798工厂的一间书店里看到高氏兄弟“给陌生人一个拥抱”主题摄影。虽然在此之前我已经从不同途径了解到这两位先锋行为艺术家的大胆实践，但是那本画册依旧深深震撼了我，尤其是在还未完工的空旷楼宇里，由孤独和冷漠的都市人构成的群像。

工业化，现代化，城市化就像一道环环相扣的魔咒，我们念着它得到了财富，但是失去了自由，我们念着它获得个人实现，但是失去了认同。现代都市作为工业的城堡集中了所有这些问题。到底是城市设计的缺失导致冷漠，还是人们本来惧怕交往而使促进交往的公共空间其实百无一用，为此人们还在争论不休。但是有一点是清楚的，日益密集的城市建设，缺乏人性化考虑的城市空间设计会加剧社会交往空间的缺失。今天中国经济最发达的大城市加倍面临着孤独症的侵蚀，这也就是为什么由高氏兄弟发起的“抱抱团”能够在很短的时间之内，得到如此之多的响应和关注的原因吧。相比已经工作多年的60年代人和70年代人，年轻的80后更容易地陷入到孤独之中。今天上网而不是读书，看电视而不是读报已经大有彻底驱逐书报刊的趋势，浏览海量信息的压力导致人们只关心自己圈子里面的事情，浅阅代替书刊则使深交深谈变得艰难。一旦被孤独捕捉，都市也就成为钢筋水泥的丛林里，家也成了居住者隔绝自己与外界的囚笼。设想一下，如果键盘、鼠标和网络，成为我们选择接触世界的方式。岂不浪费了上帝为人类所赋予的丰富触觉、细软十指。

本期封面专题“魔力触摸”将医学、人体工程设计等多学科的最新研究汇成一文。从这里，我们可以看到，要用任何技术手段代替，甚至仅仅只是复制人类拥有的丰富细腻、精确的触觉是何其困难。既然如此，我们有什么理由荒废我们的触觉呢？而最佳利用触觉的方式就是亲近自然，参加社会活动，或着甚至就是少用电脑，因为世界远比光滑的键盘和鼠标丰富得多。如果非要用，也请选用对得起自己触觉的那一种。

此外我还希望特别推荐本期的心理、画报和动物。自从2004年卢刚事件开始策划要拍摄成电影，我们就十分关注对与此相关的所有报道。“直击心灵暗物质”回顾了这件16年前的事件，外加犯罪心理分析，希望能够帮助读者对于此事有更客观了解。画报栏目“缤纷大地”取自几十颗绕地低轨道地球资源卫星拍摄的遥感照片，经过色彩和地形处理，他们成为我们眼前这一幅幅迷彩的画卷值得一提的是这些色彩是一种伪装，他们并不完全是拍摄对象本身的颜色。而同样是色彩的伪装，玫瑰枯叶变色龙和他的其他同类亲戚向我们展示了皮肤的其他超级妙用。希望这些超级功能的发展和获得，不是变色龙家族获取触摸魔力受到的惩罚，而是回报。

隐秩序——复杂适应系统领域中的经典之作

jake — Thu, 07 Jun 2007 03:20:07 -0700

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。

这一章的一个基本点就是Holland教我们用一种统一的视角来看待所有的复杂适应系统。中国有句老话：隔行如隔山，一个搞经济学的人不会过问生物学的研究进展，搞计算机的几乎不关心政治。西方的科学研究方法教会了我们分类法，于是我们把学科也越分越细，然而CAS的诞生呼吁我们，是时候重新综合地看待所有学科了。那么，一般的复杂系统具有什么样的共同特征呢？首先，所有这些系统都是由大量被称为主体的元素组成的系统，这些主体整体能够具备第一章提到的聚集、非线性、流、多样性这四个特性，每个主体都具备内部模型、标识、积木这三种机制。

根据我的理解，Holland这里所说的特性就是指所有的复杂适应系统所能反映出的客观特点和性质，它们是这些系统从宏观的角度来看所普遍具有的现象。而机制则说的是这些系统的内部原因，即基本上所有复杂系统中的个体都会遵循这样的三种普遍使用的规则。这样机制制约的个体相互组合就形成了具备四种特性的复杂系统。

进一步，根据Holland提出的这7点，我们能够勾画出这样一种图景：若干小的细胞主体四处游走开始扎堆"聚集"到一起，并且它们之间发生着各种各样的复杂的"非线性"相互作用关系。由于每个细胞体都是由更小的大量的"积木"单元组合而成的，因此细胞体能够利用这些积木感知并操作它们的外在世界。它们通过给环境进行"内部模型"的建立而形成关于这个世界的一系列假设和预测，在这些假设和预测的共同作用下，细胞会不停学习从而完成自己的适应进化。然而细胞们聚集成的组织太大了，它会占据很大的空间区域，而空间区域的不同就会造成每个小细胞们的局部环境的不同。有的小细胞的环境可能水多一些，有些可能充满了有害物质，有些则可能营养丰富。这就导致了虽然小细胞们可能在开始的时候内部基础非常相似，然而却由于后天的环境不同而形成了完全不同的适应性结果。这就是"多样性"产生的基础。个体的多样化还进一步造成了这些个体细胞相互作用关系的多样化，于是非线性作用进一步发挥威力，不断创造各种新的生态位，而进一步催生组织的个体的多样性。然而，这个时候组织要想进一步发展，则新的问题出现了。这就是个体太过多样化了，差异太大了，然而组织又要形成为一个统一的整体，必须有某种机制来抵消这种多样化，减少组织内各个部分之间的差异。这怎么办呢？有两种方法解决，一种是"标识"，一种是"流"。首先，随着细胞的多样化增加，每个细胞所需要处理的信息就要增多，每个细胞要跟那么多不一样的细胞打交道显然是一件很痛苦的事儿。他们必须学会偷懒，也就是给那么多繁杂的细胞进行归类，给每个细胞贴标签，这就是个体的"标识"机制。其实，我们人类就是这么干的，我们常常会把其他人分成三六九等，其实就是给人贴标签。然而仅仅贴标签只不过是降低了个体处理信息的复杂性，然而组织整体要想存在还必须形成某种统一的东西，这就是流。流将所有的细胞重新统一成为一个整体，从而保证了组织的存在基础。在细胞和细胞之间开始接触的时候，他们就会发生物质和信息的交换，然而这些交换仅仅构成了一些局部的小的流动，随着系统进一步发展，各个小的流动开始汇合而形成一些大的贯穿整个组织的洪流。于是资源开始形成一种新的共同基础（好比是人体的血液），这股流流遍全身维护组织整体的存在。就这样，小细胞们构成了新一层次的生命体：组织。接下来，组织又成为了新一层面的细胞，组织和组织之间在发生相似的故事组织成更大的个体……。

当然，这个图景仅仅是我自己的一个想象，Holland的脑中是否产生了这个动画？我不得而知，但我个人感觉，根据这个图景，Holland所述的7个基本点及其相互之间的关系变得更清楚了.

2、适应性主体
Holland带我们在复杂适应系统各个领域神游了一番以后，突然板起脸来说：“好了，别光顾得好玩，该来点真格的了！”。这一章开始展开了计算机模型的庞大攻势。也许到了这一章，数理基础薄弱、甚至数学物理学得很好却不熟悉计算机尤其是人工智能的人开始败下阵来了。然而，Holland毕竟是搞计算机出身，而且曾经参与过很早很早的IBM商业计算机的设计（在那个时候，摸过计算机的人也没有几个），所以他不可能不展示他对于计算机建模的深刻见解。

上一章Holland抽出了所有复杂适应系统的共性，我们已经知道了what，接下来我们自然要问，how? 具体就是怎么来研究呢？这个时候，holland和大多数SFI(圣塔菲，Santa Fe Institute）学派的学者都会跟传统数学说"no"，我们需要新的东西，这就是“计算机模型”，在这一章，Holland就是要告诉我们计算机模型是如何帮助我们理解复杂适应系统的。

Holland的研究思路是不忙对复杂系统的整体一下子建立大的模型，那是一个浩瀚的工程。而是从CAS中相对简单的个体出发，也就是我们上面提到的简单得多的细胞出发。在机器中建立这些个体的模型，然后让这群个体在计算机中相互作用而生成复杂系统的动态。于是接下来的一个关键问题就是如何建立每个主体（Agent）的模型。这可是Holland的拿手好戏，自从60年代以来，Holland已经几乎独立的发展了一整套建立适应性的Agent的计算机方法。这就是本章的主题。

我认为，这一章其实可以分成两大部分，一部分是主体，另一部分是适应性。

首先，我们需要考虑的是，一个能够根据环境信息而进行决策和行动的主体。这是人工智能领域研究的问题。早期的人工智能已经提供了很多很多种建立这种主体的方法，包括什么慎思结构、神经网络等等。然而Holland没有采取那些繁杂的模型，而是用了一种相对简单的基于规则的方法。什么是基于规则的方法？我们可以就把它理解为一种因果关系，或者一种条件反射。“如果有东西朝我移动，我就逃跑；如果那个东西很小我就把它吃掉。”这种规则系统具有足够的计算能力，它完全等价于一台通用计算机。然而，仅仅用规则来描述主体的行为似乎有些太简单了，在很多情况，主体处理的信息往往非常复杂，以至于不能用简单规则来还原。Holland真有新招，他不使用一个规则，而是用一组规则，每种规则还都不一样，而且在运行的时候，可能会有好多相互矛盾的规则同时激活。仅仅这一点：允许相互矛盾的规则同时激活就已经让很多搞传统人工智能的人大跌眼镜，因为人工智能一直强调的是逻辑性、前后协调性，他们会人为的消除系统中的非逻辑性。

然而，当多个规则同时存在甚至相互矛盾的时候就会自然提出一个问题，究竟Agent应该采用哪个规则呢？这就需要用到Holland所说的信用分派机制，即给每个规则都分派一个信用来表示使用该规则的可能性。用过遗传算法的人都知道，遗传算法有一个关键的适应度函数，这里的信用就是适应度函数对每个规则进行评价。当系统运行起来以后，这个信用会动态地改变，也就是系统从外界得到反馈来改变信用。也就是说信用是一种反馈机制。

在推理中人们常常把多条规则首尾相接到一起形成一个长长的推理链，这种机制也可以用Holland的系统中描述出来。同时Holland还发明了水桶连算法来解决长链上规则的信用分派问题。即Holland把每条规则比喻成市场上的能够自由买卖的主体，这些主体一方面交换着货物（执行的权利），另一方面货币（信用）会反向流动.

其次，Agent还具有适应性，这种适应性来源于Agent内部的创新机制：遗传算法，这是Holland在60年代的时候就研究出来的结果。当所有搞人工智能的人都认为知识和推理非常重要的时候，Holland却认为学习和灵活适应才是最重要的。因此，他用自然进化的比喻来研究程序的自动进化。正是他这一开创性的成就，使得人工智能学界兴起了新的一派人工智能，即进化学派，同时也为后来的遗传编程、演化程序等方法创造了可能。将这两点和起来，也就是基于规则的Agent和遗传算法就构成了完整的Agent分类器系统模型。

3、4、回声导致的涌现、回声模型的计算机模拟
其实，前面两章的内容已经构成了整本书的精华所在。可以说前面两章是Holland对复杂适应系统的研究已取得的一些成果。它们已经能够构成一整套研究CAS的方法和理论的基础。用这两章的知识我们已经可以对大部分的复杂适应系统进行建模研究了。然而，Holland还没有停止，而是继续前进，讨论了一些甚至是现在也没有得到充分研究清楚的领域：即人工生命中的开放式进化。有很多人看完整本书也不一定明白Echo模型，甚至仅仅了解了前述两章的内容就认为懂得了Holland整个的思路。（我以前就是这样，直到最近又看了一遍《隐秩序》这本书才知道自己的无知和幼稚）。其实这两章的内容才算真正进入了研究CAS的正题。

有了我们要研究的目标：一般的复杂适应系统，有了强有力的工具：计算机以及一整套关于适应性Agent的构造方法，我们是否就能够模拟任意一个复杂适应系统了呢？答案是：远远不能。看看我们还缺少什么?

（1）、隐性适应度函数
无论是遗传算法还是分类器系统，对每个个体的选择都需要根据一个明确定义的适应度函数来进行。尤其当我们解决优化问题的时候，这种适应度函数是由优化问题本身定义好了。然而在现实的复杂适应系统中，对于每个主体来说（细胞、生命、经济人）都不存在一个预先定义好的适应度函数。也不存在着现成的优化问题让个体去寻求最优解。复杂系统中存在的仅仅有不停的变化、不停的适应。因此，我们要想真正理解复杂适应系统就不能用原来的适应度函数，至少不能用显式的、固定死的适应度函数。

（2）、个体基因发育出来的细胞多样性
考虑一个受精卵发育成成体的过程，我们会发现，原始的受精卵细胞通过不断的分裂、增殖能够长出复杂的生命个体。更有意思的是，所有个体细胞都具有相同的基因，这些基因序列在不同的环境下却能够有序地分裂成异常不同的细胞体。比如人的皮肤细胞和脑神经元细胞无论从外形还是功能上来说都存在着很大的差异，但他们都具有相同的染色体。也就是说，如果我们把DNA序列比喻成计算机代码的话，那么该代码序列指导合成蛋白质的过程就是计算机计算DNA程序的过程。相同的DNA序列发育成不同的细胞就意味着同一段代码在不同的计算机环境中运行需要得到完全不同的计算结果。这显然是与我们目前的计算机程序不符的。而无论是生命个体的发育、生态系统的产生还是人类社会系统的生长都存在着类似的个体发生问题，这是用一般的方法不能解决的。

（3）、多层级结构
自然界的复杂系统普遍存在着层级结构，细胞->器官->生命->物种->生态，人->组织->单位->国家->人类社会，然而从现有的技术和理论框架出发我们还不足以描述这种层级结构.

（4）、资源的生产、交换及其流动
现实中的生命个体的各个部分之间还能进行资源的交换。而且每个个体就像一个独立的工厂可以根据不同的输入资源变化形成新的资源，这些资源之间能够运动而形成流。这一过程也是在现有模型中不容易建模的一个关键。

基于上述这些问题的考虑，Holland提出了这个echo模型，并提出了若干方案希望该模型能够模拟所有这些现象。这些问题也是目前人工生命中开放式进化生态系统的研究重点。这类问题是如此深奥以至于它触及到了自然进化的本质，又是如此另类，以至于它远远超越了我们同时代的许多科学问题的提问方式。

然而，可惜的是，Holland的Echo模型在《隐秩序》这本书里仅仅做了建模的讨论，而没有更多计算机模拟的结果。据说直到现在人们也没有对Echo模型的所有方面都进行模拟研究。而且，让人不易理解的另一个方面就是Holland的Echo模型似乎和他第二章的Agent模型联系非常不紧密，基本就是两套完全不同的框架。

幸好，现在已经有好多可以替代Echo模型的开放进化系统，比如大名鼎鼎的Tierra，还有各种人工化学模型，然而所有这些模型肯定都没有达到《隐秩序》中描述的程度，对上面提出的3个问题也仅仅是部分解决了。假如人们真能够造一个完美的开放式进化系统，那么在本文1、基本元素那里提到的小细胞体构造大规模组织的整个动画过程应该能够在计算机模拟中看到。

5、通向理论

这一章自然是对整本书讨论内容的一个展望了。如果说第一章Holland提出了问题What，第二章到第四章讨论了How的问题，那么这一章显然是要讨论Why这个问题，也就是说，Holland最终想回答构成一切复杂适应系统的各种动态背后的基本原理是什么？请注意，Holland在这章里明确提出了数学的重要性，他说计算机模型仅仅是一些个案的研究，而我们最终要得到的目标显然是一种各个计算机模型背后的数学理论，因为只有数学才能真正抽象出我们想要的事物背后的机制。但很显然，Holland自己在论述这个问题的时候也显得有些力不从心，因为对CAS的理解还太初步，我们还远没有达到上升为一个通用理论的程度。我不知道SFI的其它科学家怎么想，至少对Holland来说，他并不是一味排斥数学的作用的，而实在是因为他还没有能力把他对复杂适应系统的认识抽象成数学的形式。看到这里，我很感动，因为Holland的治学态度是认真负责的，他并不想用一大堆谁都看不懂的数学来唬人，他希望先对复杂系统有了普遍认识之后，才把它抽象成数学的形式。

《复杂》——一本可能会影响我一生的书

jake — Wed, 18 Apr 2007 17:54:16 -0700

《复杂》导读

作者：米歇尔.沃尔德洛普翻译：陈玲

出版：三联书店

《复杂》这本书的出版可以说给中国的学术界打开了一扇窗子，让我们真正的了解了国外的复杂性科学。有人称《复杂》这本书是复杂性科学的“圣经”我看也一点不为过。《复杂》类似于纪实小说，读起来轻松愉快，然而这也许会让不熟悉的人摸不到头脑，因为单单从每一章的标题根本读不出来这一张所要讲述的主要内容。事实上，《复杂》叙述的学术内容涵盖了经济、生命、计算机、物理、哲学等等多门学科、多个层面。我再次做一个总结，方便大家阅读，并在相应的章节找到自己最想要的东西。

1、爱尔兰的英雄
主要叙述阿瑟（Brian Arthur）的故事，包括他的报酬递增率，以及新经济学上的一些洞见，还有对新古典经济学关于最优化经济人的质疑。当然文中也介绍了他的一些个人经历和科研成果。从这章你会体会到一场革命即将来临，这是一个非常好的复杂科学的切入点。如果你感兴趣的领域是经济学，并同样感受到新古典经济学的不足之处，那么这章一定要看。

2、老师倒戈
主要叙述考温、盖尔曼这些权威的物理学家、诺贝尔奖获得者是如何萌发研究跨学科的想法并筹建圣塔菲研究所的。其中包括了这些专家对自己以前研究方法的质疑，他们称新兴的方法为复杂系统方法。文中还介绍了一些物理学的知识。如果你对物理学感兴趣，建议看这章。

3、造物主的秘密
主要叙述考夫曼的个人研究经历，以及他的关于基因网络（外文大概叫boolean network)方面的研究，这个网络有望解释一个受精卵是如何演化出生物个体的。另外，这里也包括了对生命起源这个问题的研究。就是用计算机模拟地球在产生生命的时候的化学环境，看看是否会产生出原始的生命体。如果你对生物学着迷，就一定要看这章。

4、“你们真的相信这套？”
这一章内容很少，主要讲圣塔菲研究所的一场很重要的经济学研讨会，会议邀请了经济学家和物理学家，描述了用物理学的视角看待经济科学中问题的方法，以及双方的争论。

5、游戏高手
主要讲述约翰荷兰德（John Hollad)的个人研究经历和他的科研成果。主要包括遗传算法、分类器系统（这个分类器系统是一个能够自己进行学习的专家系统，搞专家系统的同志们一定要了解这个）。正如文中所说，hollad对复杂适应系统的理解和洞察在当时可以说超越了圣塔菲研究所的其他人。他提出了，人们要研究复杂系统更要研究复杂的适应系统。他在很多年前就提出了很多非同寻常的观点，包括对人工智能的认识。如果你是搞计算机或者自动化相关领域的，就不能不了解John Holland的思想。

6、混沌边缘的生命
讲述郎顿（lanton）和他的人工生命这门新兴学科的故事。如果说第4章以前的叙述仅仅是人们认识到了复杂系统这个东西，那么从这一章开始，人们开始意识到研究复杂系统的重要手段方法就是计算机模拟。这一章就是用计算机研究生命的思考。其中朗顿的混沌边缘的生命的概念不可谓不深刻，它指出了生命、复杂等现象是由何而来的。如果你是编程高手、计算机专家、生命科学专家就要看看这一章。

7、玻璃房中的农民经济
如果说第一章是提出经济系统中的复杂性这个问题，那么这一章叙述的就是如何解决问题。答案就在于计算机模拟。文中叙述了arthur,holland等人是如何用复杂系统、计算机仿真的观点研究经济的，他们提出了一个ASM（人工股市模拟）的系统构思，这个ASM可以在网上找到，可以说是第一个模拟经济的复杂系统模型。另外，里面还介绍了合作与竞争的问题，包括axelrod的囚徒困境博弈的计算机程序竞赛等有意思的东西。如果你是经济学、管理科学、社会科学的爱好者，那么建议一定看看这一章的东西。

8、等待卡诺特
作者通过比较热力学的发展和复杂科学的发展指出，现在的复杂系统缺乏一个统一的理论就象是热力学第二定律一样能够非常抽象的刻画出复杂适应系统的一般描述和解决问题的通用途径。可以说这一章是前面各章的一个升华，人们从单个复杂适应系统中总结出了好多通用的规律，而这一章是讲如何把这些发现连成一片。文中简单叙述了圣塔菲中的高手们是如何探讨这个问题的，并提到一般的复杂适应系统理论呼之欲出。可以说这章介绍了复杂系统科学在当时的研究现状和进展。理论家们不要错过这一章。

9、乘胜前进
这一章又是整本书的一个升华，可以说这一章是复杂系统科学的一个展望。作者重新强调了复杂性科学的基本含义和独立的视角。阿瑟提到了复杂系统观点是一种综合的方法，并且讨论了东方古老思想与复杂系统的关系。

气候与人类文明：简短的历史回顾

focuscope — Fri, 06 Apr 2007 07:15:02 -0700

书评

一本好书：Veltman的《神奇的粒子世界》

见多，未必识广。

从知识考古到读图时代

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