复杂性的随想(1)

作者: 兼修, 发表于: Tuesday, August 19, 2014, 02:22 (1886天前)

复杂性的随想(1)

在相当大的一段时间里面,物理学家们的前进动力一直来源于对终极理论的追求,也就是寻找能解释自然界一切现象所谓的第一性原理。这样的高大上与其说是物理,更不如说只是源于哲学或者美学上的需求——对于美好与和谐的追求大概是人类精神需求的一种本能。然而,经历了几千年的各种成功或不成功尝试之后,留下来的除了现在所见的辉煌的理论大厦外,更多的是对这个本能追求的反思和修正,这包括了量子力学对决定论的反思,相对论对绝对时空的反思,也同样包括了复杂性对于还原论的反思,而后者正是这个小系列的缘起。正如科学本身就是对于常识的叛逆一样;科学发展带来的观念转变也是对于古典审美的一种叛逆:或许并非想象中绝对完美的那么冷艳高贵,却更自由开放和富有生命力。

复杂性和对称性的丧失

对于日常生活而言,复杂性是不言而喻的;而物理世界的基本规律却正好相反:绝大部分具有相当程度的对称性,这使得物理规律常常得以简洁和优雅的方式表现出来,比方在麦克斯韦方程里面电磁现象是对称统一的,它的现代形式写下来只是短短的dF = 0和 d*F =J。这是一个比较古典的例子。现代粒子物理的基石,所谓标准模型,其实也是相当类似的结构,只是对称群不一样。当然,即便在相当的微观层面上,物理规律也不会是完全对称的。这其实并不难以想象:我们的宇宙如果物质和反物质完全对等,那么它们早就相互湮灭剩下一个只有光的世界,多无趣呀。所以电磁方程里有电荷却没有磁菏(磁单极子),标准模型里面CPT(电荷,宇称和时间)分别都不完全守恒。这样的不对称性或许有更深的渊源,但无论如何都是我们宇宙生产所留下的独有印记;也正因为有这些微细的不对称,才导致我们今天看到的丰富多彩的世界。

标签:
草民,认识论

复杂性的随想(2)

作者: 兼修, 发表于: Tuesday, August 19, 2014, 02:24 (1886天前) @ 兼修

复杂性的随想(2)

自发性的对称破缺

除了模型本身自带的微细不对称性之外,自然现象上不对称性,其实主要是源自所谓的自发对称破缺(spontaneoussymmetricbreaking)——这是一种在自然界普遍存在却又令人深感奇妙的机制,使得物理学家们得以理解高度对称的微观结构如何自然地涌现出宏观上的不对称性;而不同的不对称性从某种意义上就界定了不同的“相”(phase)。从这个角度看,自发对称破缺机制颇有些无中生有的味道。

一个有趣又有些老生常谈的故事,据说南部(南部阳一郎,YoichiroNambu)是其始作俑者,经常被拿来解释这个机制:想象一群人聚餐围坐着一个大圆桌,桌子上每两个人中间都预先准备了一杯水。不难想象,原则上每个人刚好能分到一杯,但是怎么分配往往取决于第一个拿水的——如果有人先拿了他(她)左手边的杯子,那么其他所有人也只能选择自己左手边的杯子;反之则只能都拿自己右手边的。很自然的,一开始左右手边的对称性被打破,打破的源头是第一个人的自由选择,这个自由性本身也同样具有左右对称的任意性,然而选择一旦给定,就被放大固化成某种集体效应,变成所有的人整体选择。

从某种意义上说,自发对称破缺就是一种(部分)微观自由度被冻结放大而最终形成不对称宏观形态的机制。在上述简单的例子里面,这里的微观自由度对应着每个个体的选择自由;而在物理世界里,则对应着微观粒子状态的随机性,这包括量子效应所内蕴的概率不确定性,和由热效应导致的环境噪声的干扰。

复杂性的随想(3)

作者: 兼修, 发表于: Tuesday, August 19, 2014, 02:27 (1886天前) @ 兼修

贴个链接吧。因为有图。

http://blog.sina.com.cn/s/blog_98100f2a0102uzhy.html

打个岔,推荐一套书。

作者: 齐愍乐平, 发表于: Tuesday, August 19, 2014, 04:05 (1886天前) @ 兼修
编辑: 齐愍乐平, 时间: Tuesday, August 19, 2014, 04:54

不过似乎有点晚了,昨天卓越上还买三百减一百二,现在
就比较复杂了,是买四百送一百还要花一个月才能完成,
如果有电子版先翻电子版吧。。
就是“古刻新韵”系列。因为谈复杂性一定要有样例。
这套书我是在辽宁藏唐宋字画的浙江展门口看到的?总
之当时很贵的说,肯定是原价,所以连问也没问,我后来
在打折季买的是植物名实图考,芥子园画谱,营造法式,
几本园艺谱子,也不敢全买,太贵也没必要,我觉得已经
基本构成一个样式结构的组成。当然,笔墨在版画里到
只能看个结构。
复杂性在草民的概念里是物理世界的,如果放在时间现象
学之类为界定背景的时域和感受世界,一定要有经过时间
的基本样例和样式,至于干什么用,我到是没有确定的想
法,就当是美学欣赏也行。
所以这件事情如果是在意识。。。而不是打坐的领域里。。
仔细界定,大致要使用
1 较为经典的已知材料
2 已知材料有代表性,也就是能代表人类的某些局部感受
3 可以考稽,有延展性
比如表色:笔墨;形色:结构。。。如此等等

常如推荐的一本书

作者: 兼修, 发表于: Tuesday, August 19, 2014, 08:50 (1886天前) @ 齐愍乐平

嘻嘻,我没看过。

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具身心智:认知科学和人类经验

(智)瓦雷拉,(加)汤普森,(美)罗施 著,李恒威 等译

导论
第一部分 启程之地
1 一个基本循环:在反思型科学家的心中
1.1 一个既定的条件
1.2 什么是认知科学
1.3 循环中的认知科学
1.4 本书的主题
2 “人类经验”意昧着什么
2.1 科学与现象学传统
2.2 现象学的瓦解
2.3 一种非西方的哲学传统
2.4 一种检视经验的方法:正念/觉知
2.5 在经验分析中反思的作用
2.6 实验和经验分析
第二部分 认知主义种种
3 符号:认知主义假设
3.1 基础的阴云
3.2 定义认知主义假设
3.3 认知主义的表现
3.4 认知主义与人类经验
3.5 经验与计算心智
4 风暴中的我
4.1 我们所说的“自我”是什么
4.2 在蕴(积聚)中寻找自我
4.3 瞬间与大脑
4.4 无我之蕴(积聚)
第三部分 涌现之种种
5 涌现属性与联结主义
5.1 自组织:替代方案的根源
5.2 联结主义策略
5.3 涌现与自组织
5.4 联结主义的今天
5.5 神经涌现
5.6 符号退场
5.7 联结符号与涌现
6 无我的心智
6.1 心智社会
6.2 对象关系的社会
6.3 缘起
6.4 基本元素分析
6.5 正念与自由
6.6 无我心智,分开的行动者
6.7 留心这个世界
第四部分 步入中道
7 笛卡尔式焦虑
7.1 一种不满
7.2 再探表征
7.3 笛卡尔式焦虑
7.4 步人中道
8 生成:具身认知
8.1 恢复常识
8.2 再探自组织
8.3 颜色:一个研究案例
8.4 作为具身行动的认知
8.5 退回到自然选择
9 演化之路的开辟与自然漂移
9.1 适应论:一个过渡中的观念
9.2 一个多重机制的视域
9.3 超越演化和认知中的最优
9.4 演化:协调中的生态和发展
9.5 来自作为自然漂移之演化的教益
9.6 定义生成进路
9.7 生成认知科学
9.8 结论
第五部分 无根基的世界
10 中道
10.1 无根基性的召唤
10.2 龙树与中观派传统
10.3 两种真理
10.4 当代思想中的无根基性
10.5 居间的缺乏
10.6 解释主义
10.7 转化的潜力
11 在行进中开辟道路
11.1 循环中的科学与经验
11.2 虚无主义与对行星思维的需求
11.3 西谷启治
11.4 伦理学与人类转化
11.5 结论
附录
附录A 静心术语
附录B 正念/觉知中所用的经验事件的范畴
附录C 有关佛教和正念/觉知的著作
注释
参考文献
索引
汤普森:瓦雷拉(1946—2001)之颂词
译后记

哦。是一本好书。

作者: 齐愍乐平, 发表于: Tuesday, August 19, 2014, 09:03 (1886天前) @ 兼修
编辑: 齐愍乐平, 时间: Tuesday, August 19, 2014, 09:08

。这个系列还有一本几乎针锋相对的。。。
神经科学的哲学基础
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不过我也就是大致翻了翻。

ps:
如果我说,操场里大家随意散步,面对面的说话,很和谐,
所以组织性比排队做操还高,你是否觉得这里面有概念上
的不同?

复杂性的随想(4)

作者: 1001nights @, 发表于: Thursday, February 28, 2019, 10:00 (232天前) @ 兼修

涨落

古典力学所描述的宏观物理过程,本质上是决定论的:给定初始和边界条件,牛顿方程原则上可以唯一地确定物体的运动轨迹。然而,当几百年后的人类把目光转向微观世界的时候,却发现分子原子乃至基本粒子的运动有相当大的不确定性:古典的确定性方程描述的仅仅是概率最大的(最可几)的一种可能。绝大部分情况下,真实的粒子运动往往存在一些在古典轨迹上的随机偏差。这样的偏差在物理上称之为涨落,这大概有些类比于潮水起伏的意味。

物理上的涨落大致上有两类,一类是热涨落,源于系统跟环境开放接触带来的外在不确定性,其中外界的随机扰动强度被温度所描述;另一类是量子涨落,源于微观世界本具的内禀不确定性。热涨落的幅度随着粒子数增加而迅速减少,所以对于日常所经验的宏观世界而言大致可以忽略不计;而量子涨落则更精微,往往需要把热涨落压制到一定程度以下才展现出来(这需要接近绝对零度的温度,比方波色爱因斯坦凝聚)。

对于宏观物理而言,在大多数情况下,这些涨落大致上是可以忽略的。不过,不确定性和涨落是物理内在的一部分,所以偶尔也会用另类的方式展示在宏观现象上。自发对称破缺就是一个把微观涨落放大到宏观层面的一种可能:比如,当水凝结的时候,水分子的微细涨落就被瞬间固化扩展到了整体形态上,从而形成了千姿百态的冰晶。(to be continued)


自:http://blog.sina.com.cn/s/blog_98100f2a0102v445.html

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草民

复杂性的随想(5)

作者: 1001nights @, 发表于: Thursday, February 28, 2019, 10:01 (232天前) @ 1001nights

随机噪声

自然界中的随机涨落,如果转换成声音或者光学信号,我们就可以用更直接的方式听或者看到它们。以声音为例,我们听到的音高其实就是声音信号的震动频率,每一个特定频率对应着一个特定波长的简谐振动波形:低沉的对应着低频振动(或者长波),尖锐的则对应高频(或短波)。这个时候就会用到另一种更有效的分析方式——调和分析:把声音信号分解成多个不同频率的振动波形的叠加。当然,这些不同频率的波形在强度上有着或强或弱的不同贡献,这样就构成了该音声/光学信号的频谱。对于我们人类所习惯的音乐,这些频谱大多是离散的,也就是说是由少数几个不同频率的波形组合混合而成(一般而言,乐器或者人声的基础音高以固定倍数的频率构成从低到高的音阶,而泛音的频率基础音高的整数倍,总之都是一些离散的频率)。当然,这些组合可以相当繁复多变,让我们听到的声音不那么平板乏味。

不过,当涉及随机涨落的时候,上述的讨论就变得复杂起来,随机性使得声音信号不会受限于一个或者几个固定的频率上。跟(理想上的)音乐所构成的离散的频谱相反,随机信号在任何一个频率上都可以有贡献,也就是说,随机涨落具有连续的频谱。如果把这些信号直接用声音播放出来,我们听到的,将是缺乏周期性和规律性的——噪声。(to be continued)

http://blog.sina.com.cn/s/blog_98100f2a0102vijs.html

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草民

复杂性的随想(6)

作者: 1001nights @, 发表于: Thursday, February 28, 2019, 10:05 (232天前) @ 1001nights

背景噪声

​​随机涨落混合了所有频率的可能性,也使得我们的眼睛或者耳朵难以阅读和感受这些过于复杂和混乱的结构,从而归结为无用和令人讨厌的噪声。当然我们知道,随机性内蕴于一切现象之中,所以即便非常结构和规则化的信号,也或多或少地包含了噪声的频谱。尤其当这些随机涨落比较微弱的时候,我们除了听到正常的音乐等等结构之余,仅能稍稍注意在广阔背景上些许细微的噪声起伏,故而又称之为背景或者本底噪声。从另一个角度看,涨落起伏的背景也提供了一个舞台,而使得更加宏观或者更大尺度上的结构在此之上得以涌现,这当然也是自发对称破缺的一个例子:结构来自于对称性的破坏。物理学上的例子,当宇宙大爆炸慢慢退温之后,对称破缺导致了原子分子乃至星球这样的大尺度上结构的诞生,而在另一方面,残留的涨落退化了成一种微弱却充满整个宇宙的电磁场随机涨落——这就是著名的宇宙微波背景辐射。

http://blog.sina.com.cn/s/blog_98100f2a0102vijz.html

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草民

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