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《複雜性中的思維物質》 第 7 頁


人們顯然已經獲得了一些成功地處理非線性複雜系統的策略。我們將討論一些應用的例子,包括量子物理學、流體動力學、化學和生物學中的,以及經濟學、社會學、神經病學和人工智能中的例子。這些自
作者:待考 / 頁數:(7 / 106)

人們顯然已經獲得了一些成功地處理非線性複雜系統的策略。我們將討論一些應用的例子,包括量子物理學、流體動力學、化學和生物學中的,以及經濟學、社會學、神經病學和人工智能中的例子。這些自然科學和人類社會中的成功應用背後,原因是什麼?複雜系統方式並不歸結為某個特定的物理學自然規律,儘管首先從物理學中發現了其數學原理並有了成功的應用例如激光。它是一種跨學科的方法論,可以解釋複雜系統中通過微觀元素的非線性相互作用造成的一定的宏觀現象。時尚書屋

宏觀 現象的形式多種多樣,可以是光波、流體、雲彩、化學波、生物分子、植物、動物、群體、市場和腦細胞集合體,它們都是用序參量來標誌的表 1.1時尚書屋
表1.1非線性複雜系統的跨學科應用

學科系統元素動力學序參量

量子物理學激光原子光子相變光波形式
流體力學流體分子相變液體形式

氣象學天氣分子相變雲彩形式

地質學熔岩分子相變六角形貝納德元胞
化學BZ-反應分子相變螺旋形環形化學波
生物學生物分子分子相變結構形式
生物學有機體細胞機體生長機體形式植物,動物
生物學群體有機體群體進化群體形式相互作用形式

經濟學經濟系統消費者,生產者等市場機制即供給和需求市場形式相互作用形式
社會學社會人、制度等歷史相互作用形式
精神病學心理學大腦神經元認知學習表示外部或內部「自參照」狀態的神經細胞集合體的形式
人工智能AI神經AIAI神經元學習算法表示外部或內部「自參照」狀態的神經AI元注集合體的形式
從哲學角度看,重要的是要弄明白,序參量不能歸結為系統原子、分子、細胞、有機體等等這些複雜的微觀水平。它們有時是可測量的量例如激光的場勢,有時是定性的性質例如模式的幾何形式。然而,序參量並不只是一個理論性的、沒有任何現實性的數學概念。實際上,它們代表着真實的宏觀現象的性質,諸如場勢、社會或經濟的力量、情感甚至思想。時尚書屋
有誰會否認情感和思想可以改變世界呢?但是,複雜系統探究方式不是一種形而上學的過程本體論。協同學原理以及其他原理,對於構造自然科學和人文學科中的非線性複雜系統的模型,提供了一種啟發性框架。如果這些模型可以數學化,它們的性質可以量化,那麼我們就獲得了一種經驗性模型,它們可能與數據吻合,也可能不吻合。役使原理表現了另一種優點。時尚書屋
由於它減少了複雜系統中的大量的自由度,協同學就不僅僅是啟發性的、數學化的、經驗的和可檢驗的,而且也是經濟的。這也就是說,它滿足了著名的奧卡姆剃刀原理,這一原理告訴我們除掉多餘的實體。 
我們的探究方式表明,物理的、社會的和精神的實在都是非線性的和複雜的。協同認識論的這個基本結論要求我們,注意我們的行為的嚴重後果。正如我們所強調的,在一個非線性的複雜的現實中,線性思維是危險的。作為一個例子,我們必須記住,我們需要的是一個生態學和經濟學之間有着良好均衡的複雜系統。時尚書屋
我們的醫生和心理學家,必須學會把人看作複雜的精神和肉體的非線性體。線性思維可能會作出不正確的診斷。醫療中的局部的、孤立的和「線性的」治療方法,可能會引起負面的協同效應。在政治和歷史中,我們必須牢記,單極因果性可能會導致教條主義、偏執主義和空想主義。時尚書屋
隨着人類的生態、經濟和政治問題已經成為全球的、複雜的和非線性的問題,傳統的個體責任的概念也變得可疑了。我們需要新的集體行為模型,它們建立在我們的一個個的個別成員和種種不同見解的基礎之上。簡言之,複雜系統探究方式需要有新的認識論和倫理學結論。最後,它也提供了一個機會,使我們去防止非線性複雜世界的混沌,去利用協同效應的創造性可能。時尚書屋


克勞斯·邁因策爾著 曾國屏譯

2複雜系統和物質的進化 

有序何以能夠從複雜的、無規的和混沌的物質狀態中出現呢?古代的典籍中,哲學家試圖將自然現象的複雜性追溯到第1原理。天文學家提出的數學模型,是將他們常見的、無規的、複雜的行星軌道歸結為規則的、簡單的球體運動。簡單性被理解為真理的特徵,直至哥白尼也是如此2.1節。牛頓和萊布尼茨把某些新東西加進了運動學模型的理論中。時尚書屋
微積分使得科學家可以計算一個物體的瞬時速度,並將其形象地表示為該物體軌跡的切向量。速度向量場成為動力系統理論中的一個基本概念。牛頓和愛因斯坦的宇宙理論,使用的是完全確定論的動力模型2.2節
但是,彭加勒發現,從長遠觀點看,這些模型可能都是不可計算的多體問題。甚至對於一個完全的確定論世界,拉普拉斯妖——它可以長期地對宇宙進行計算——的假設也暴露出只不過是一種幻想的虛構。混沌不僅僅出現在天上,也出現在量子世界中量子混沌2.3節。從方法論的觀點看,非線性是混沌的必要條件而不是充分條件。時尚書屋




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