The Secret Life
of
Chaos
混沌理論,一直是困擾人類數(shù)千年的一個(gè)迷。這種在動(dòng)態(tài)系統(tǒng)中無法用單一的數(shù)據(jù)關(guān)系解釋和預(yù)測(cè)的神秘理論,在科學(xué)界只有初步的了解。在本部紀(jì)錄片中,吉姆·奧卡利里教授將帶領(lǐng)我們探索這神秘的混沌理論,試圖揭開這層歸因于神奇或者上帝力量的神秘面紗。吉姆教授帶著宇宙是如何由從塵埃中誕生,又是如何孕育出智慧生命的難題,開始了他的探秘旅程?;煦缰械臄?shù)學(xué)可以解釋宇宙中從無序中產(chǎn)生有序的神奇景象,他揭示出大自然那些令人嘆為觀止的美麗和結(jié)構(gòu)中隱藏的科學(xué)規(guī)律,它是物理定律的固有的組成??催^本片之后,你眼中的世界會(huì)變得與眾不同。
——上下
神秘的混沌理論
Chaos
-
混沌理論的名聲不太好,讓人聯(lián)想到不可預(yù)測(cè)的天氣、金融危機(jī)和出了錯(cuò)的科學(xué)。但混沌還有令人著迷的一面,而這方面科學(xué)界只有初步的了解。
混沌理論貌似可以回答人類問了無數(shù)次的問題:人類是如何出現(xiàn)的。
該紀(jì)錄片中,Jim教授試圖解釋科學(xué)界的一個(gè)秘密:宇宙如何以塵埃開始,又是如何創(chuàng)造出生命的;怎樣從無序中產(chǎn)生有序。
這是讓人糾結(jié)又困擾的新概念,與通常的直覺相背。Jim教授揭示出大自然的美麗和結(jié)構(gòu)中隱藏的科學(xué)規(guī)律,而不是將其歸因于神奇或者上帝的力量。它是物理定律的固有的組成。神奇的是,混沌中的數(shù)學(xué)可以解釋宇宙中優(yōu)美的斑圖和有序是如何產(chǎn)生,為什么產(chǎn)生的。
觀眾不需要成為科學(xué)家就可以理解混沌。大自然充滿了很多由簡(jiǎn)單生復(fù)雜的令人嘆為觀止的例子:樹木、云朵,再到人類自身。
說到混沌理論,也許有的人聽說過也許沒有,畢竟混沌理論是現(xiàn)代科學(xué),是二戰(zhàn)之后的文明才孕育出的結(jié)晶,我們上學(xué)時(shí)只會(huì)學(xué)習(xí)到經(jīng)典的牛頓力學(xué),沒有深入想過或接觸過也是情有可原。
我想更大的可能性是你聽說過所謂的“蝴蝶效應(yīng)”即“一只蝴蝶在紐約中央公園的小黃花上扇動(dòng)了一下翅膀,于是東京掀起風(fēng)暴電閃雷鳴?!毙r(shí)候筆者覺得這是只一句玩笑,或是類似人生哲理般的箴言,說這句話的目的可能只是去講“質(zhì)變和量變”或是“不積跬步無以至千里”這樣哲理性的道理。然而接觸到混沌理論之后便會(huì)發(fā)現(xiàn),這完全就是一個(gè)基于混沌理論真實(shí)可能發(fā)生的假設(shè)。
整個(gè)影片的邏輯關(guān)系:
1.所謂chaos,指的是一個(gè)方程式(微分或偏微分方程式)及其依賴其初始條件,不少方程,初始條件的微小改變,使得該方程所描述的運(yùn)動(dòng),在任何時(shí)間點(diǎn),都與微小改變前偏移很小,也就是說初始條件的小變,整個(gè)系統(tǒng)的改變也很少。然后所謂chaos是指,初始條件的微小改變,可以使整個(gè)系統(tǒng)變化巨大,如果初始條件是知道的,整個(gè)系統(tǒng)仍然是知道的,但是初始條件太多太復(fù)雜,你根本就無法知道初始條件。
2.方程的本質(zhì)形式是
z=f(z)
f(z)可以是z的微分形式或者是偏微形式,或者是普遍形式(如z=z+1)
該形式以初始值增長(zhǎng)的角度來看就是,每一次都在原先生成的系統(tǒng)的基礎(chǔ)上持續(xù)增長(zhǎng),也就是影片中提到的自組織。并進(jìn)一步提到f(z)很簡(jiǎn)單,但持續(xù)增長(zhǎng)后的z會(huì)越來越復(fù)雜,f(z)就是簡(jiǎn)單的pattern,z就是復(fù)雜的結(jié)果。
影片以上帝的指紋,樹枝,河流的形狀等等來表明:大自然不斷地在重復(fù)簡(jiǎn)單的pattern,最終變得很復(fù)雜。
3.根據(jù)2,進(jìn)一步假設(shè)宇宙的形成,可能一開始是十分簡(jiǎn)單的(初始z)很簡(jiǎn)單,發(fā)展到現(xiàn)在,迭代了太多次(如果f(z)是偏微分形式,用迭代這個(gè)詞就不太合適,但是在計(jì)算機(jī)計(jì)算時(shí),我們的確只能用不斷迭代的方法來計(jì)算),已經(jīng)很復(fù)雜了。并且提到人的由來,也是復(fù)雜的宇宙(沒人之前)再不斷的迭代,最終形成了人。當(dāng)然,這個(gè)pattern,我們當(dāng)然沒有找到。初始值也沒找到。
并進(jìn)一步闡述其實(shí)達(dá)爾文的進(jìn)化理論就是迭代的過程。
當(dāng)然,這個(gè)pattern是存在的嗎?
4.根據(jù)1與2,于是得出即使我們知道pattern,我們?nèi)匀粺o法預(yù)測(cè),因?yàn)槌跏紬l件是不明的,初始條件不明,任一個(gè)忽略了的因素,可能都會(huì)在迭代后產(chǎn)生巨大的影響。
KK《失控》與《混沌理論》
-
從學(xué)術(shù)角度看,KK的東西是沒有什么原創(chuàng)性和體系性了。失控的思想不就是誕生于60年代的混沌理論,和誕生于70、80年代的復(fù)雜性科學(xué)的一點(diǎn)邊角料,根本不是KK的原創(chuàng)性思想。失控不就是先輩們混沌、失序、不確定性等概念。
要更具體點(diǎn),就隨便擺一下譜吧。
1963年美國氣象學(xué)家愛德華·諾頓·洛倫茨提出混沌理論(Chaos),非線性系統(tǒng)具有的多樣性和多尺度性。混沌理論解釋了決定系統(tǒng)可能產(chǎn)生隨機(jī)結(jié)果。理論的最大的貢獻(xiàn)是用簡(jiǎn)單的模型獲得明確的非周期結(jié)果。在氣象、航空及航天等領(lǐng)域的研究里有重大的作用。
“蝴蝶效應(yīng)”就是洛倫茨最老百姓的比喻,在形象、生動(dòng)和詩意方面,不知道比“失控”強(qiáng)多少倍。
60年代,美國數(shù)學(xué)家StephenSmale發(fā)現(xiàn)某些物體的行徑經(jīng)過某種規(guī)則性變化之后,隨后的發(fā)展并無一定的軌跡可循,呈現(xiàn)失序的混沌狀態(tài),就是KK所謂的失控。
而非線性、不確定性、自組織性、涌現(xiàn)性等那都是復(fù)雜性科學(xué)研究的最基本特性而已。
單說自組織理論,這個(gè)20世紀(jì)60年代末期開始建立并發(fā)展起來的系統(tǒng)理論的一種。它的研究對(duì)象主要是復(fù)雜自組織系統(tǒng)(生命系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng))的形成和發(fā)展機(jī)制問題,即在一定條件下,系統(tǒng)是如何自發(fā)地由無序走向有序、由低級(jí)有序走向高級(jí)有序的。
混沌理論的大家之一、20世紀(jì)60和70年代創(chuàng)立耗散結(jié)構(gòu)理論的普利高津(Pregogine)曾說:“我堅(jiān)信,我們正處在科學(xué)史中一個(gè)重要的轉(zhuǎn)折點(diǎn)上。我們走到了伽利略和牛頓所開辟的道路的盡頭,他們給我們描繪了一個(gè)時(shí)間可逆的確定性宇宙的圖景。我們卻看到了確定性的腐朽和物理學(xué)定義新表述的誕生。”
事實(shí)上,許多學(xué)科領(lǐng)域關(guān)于“不確定性”的研究成果已經(jīng)揭示了微觀和宏觀世界中不確定性的必然存在。如量子力學(xué)中的海森堡測(cè)不準(zhǔn)原則、數(shù)理邏輯中的哥德爾定理、社會(huì)選擇理論中的阿羅不可能定理以及模糊邏輯等方法的提出,都從不同的學(xué)科角度,為“不確定性”成為科學(xué)研究的對(duì)象提供了準(zhǔn)備條件。
復(fù)雜性科學(xué)是指以復(fù)雜性系統(tǒng)為研究對(duì)象,以超越還原論為方法論特征,以揭示和解釋復(fù)雜系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律為主要任務(wù),以提高人們認(rèn)識(shí)世界、探究世界和改造世界的能力為主要目的的一種“學(xué)科互涉”(inter—disciplinary)的新興科學(xué)研究形態(tài)。
埃德加·莫蘭莫蘭正式提出“復(fù)雜性方法”是在他1973年發(fā)表的《迷失的范式:人性研究》一書中。莫蘭復(fù)雜性思想的核心是他所說的“來自噪聲的有序”的原則,這條原理打破了有關(guān)有序性和無序性相互對(duì)立和排斥的傳統(tǒng)觀念,指出它們?cè)谝欢l件下可以相互為用,共同促進(jìn)系統(tǒng)的組織復(fù)雜性的增長(zhǎng)口。這正是莫蘭在其書中闡發(fā)的復(fù)雜性方法的一條基本原則,它揭示了動(dòng)態(tài)有序的現(xiàn)象的本質(zhì)。
更早還可以追溯到發(fā)端于20世紀(jì)20年代的系統(tǒng)科學(xué)。廣義的系統(tǒng)科學(xué)包括系統(tǒng)論、信息論、控制論、耗散結(jié)構(gòu)論、協(xié)同學(xué)、突變論、運(yùn)籌學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、物元分析、泛系方法論、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、灰色系統(tǒng)論、系統(tǒng)工程學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、人工智能學(xué)、知識(shí)工程學(xué)、傳播學(xué)等一大批學(xué)科在內(nèi),隨便拿一門課都可以砸死人不償命。系統(tǒng)科學(xué)是20世紀(jì)中葉以來發(fā)展最快的一大門綜合性科學(xué)。
20世紀(jì)后期興起的相似論、現(xiàn)代概率論、超熵論、奇異吸引學(xué)及混沌理論、紊亂學(xué)、模糊邏輯學(xué)等,也將進(jìn)入廣義系統(tǒng)科學(xué)并成為其重要內(nèi)容。
如果還想更學(xué)究和更八股一點(diǎn),還可以穿梭到古人堆里去扒拉扒拉。從科學(xué)哲學(xué)的角度上說,四大古文明中均有系統(tǒng)論的將現(xiàn)象看做系統(tǒng)加以考察的思想。而在古希伯來的宗教神學(xué)、老子的自然人學(xué)、古希臘自然哲學(xué)三大古文化中,更有充分體現(xiàn)。
系統(tǒng)一詞,即來源于古希臘語,是由部分級(jí)成整體的意思。常用為亞里斯多德所言“整體大于部分之和”來體現(xiàn)此思想在人類思維中的源遠(yuǎn)流長(zhǎng)。
周易和中醫(yī)有著最豐富和完整和最悠久的系統(tǒng)思維模式,歐洲最早完整提出系統(tǒng)方法的是熟悉中國哲學(xué)的萊不尼茲和康德。算了,還是少驚動(dòng)這些古人吧。
李善友《混沌研習(xí)社》與《混沌理論》
-
李善友是酷6網(wǎng)的創(chuàng)始人兼CEO。他畢業(yè)于南開大學(xué)、中歐國際工商學(xué)院,曾先后在摩托羅拉、美國鋁業(yè)集團(tuán)、博士倫公司等大型外企以及在國內(nèi)極具影響力的門戶網(wǎng)站——搜狐任職。2011年3月,李善友從其一手創(chuàng)辦的酷6網(wǎng)辭職。2011年7月18日,辭任酷6公司董事。
從基于牛頓機(jī)械論的工商管理,到基于量子力學(xué)的組織創(chuàng)新
聯(lián)系客服