万物涌现·以无相化万相

  很久没灌简书了,感觉很不应该,所以就特地上来丢篇东西。

  请注意我用的是“丢”……

  羞愧脸~~~

  咦?羞愧脸为何用高兴的符号?这是作死么??

  好吧,事情是这样的。最近太忙了,这不,本来今天想去参加简叔的粒子咖啡吧活动的,结果刚走出公司就被领导逮了回来加班,一直到九点过了才下班,真是凄凄惨惨戚戚啊……更惨的是和美女领导一起回来,啧啧啧……

  咳咳,似乎跑题了。

  所以,就丢一篇过去写的东西上来,大家一起来拍砖吧~~~


  最近突然打算整理整理思路,因为说不定日后就没时间整理思路了。
  话说最近打算趁着空闲而做的事情真不少,不知道最终能有多少做完的……
  先说明一下,本人只是一枚理论物理的硕士,以下文章很多内容是和物理无关的(和自然科学也没多大关系),基本属于我个人在每天晚上饭后散步N小时的时候想出来的,所以所用词汇在专业人士看来可能会很不专业。

  让我们来构思这么一个简单的场景:
  假定有一个对象O(可以是一个元素,也可以是一个集合,反正是一个Object),它具有属性集P,并且这些属性都按照一定的规律R(也包括了O与O之间的相互作用导致各自P变化的规律)来演化。
  现在,我们拿来一群O,数量为N,构成一个新的对象A。
  那么,自然有一个问题:
  A的属性集Q和组成A的对象O的属性集P之间的关系是什么?A的演化规律T与组成A的对象O的演化规律R之间的关系又是什么?上述两个关系与A中O的数量N的关系又是什么呢?
  这就是复杂性与涌现学可以存在的地方。
  当N达到一定程度后,支配O的规律R与支配A的规律T之间可以存在巨大的不同,当然,也可以存在不少的一致。

  让我们来看一个例子:假定O现在是非相对论性点粒子,O的属性有位置和速度,还有能量。那么由O组成的“气体”A的属性就可以是整体平均速度,平均动能,中心位置、形状、体积,压强,温度,粒子数,熵,等等。可以看到,Q和P之间还是有一定联系的:将O的属性做平均,就得到A的一些属性;而O构成A的方式则组成了A的另一些属性;以及一些O不可能具有也不可能构造出来的新属性,比如熵。
  现在,我们知道了O的演化规则,其中有一条是能量守恒,因此A的总能量也一定是守恒的。最后,我们还可以通过一些计算(见本文后半部分:https://docs.google.com/document/d/1vdyBuzrkXcJE_hHNAJeTDzx29VeIpq3ZIdmAxYrB64E)来构造O所不具备的A的规律,这就是理想气体的物态方程PV=nRT。
  因此,我们可以进一步料想到,在最一般的情况下,只要N足够大(并且,O之间的相互作用足够频繁),那么A将具有O所不具备,也不能通过O构造出来的新的属性与演化规律。
  这点在场论中也有所作证:在基于重整化技术的重整化方程与退耦原理中,我们可以看到,高能物理可以具有与低能物理不同的表现。再进一步,不同能标上的对称性也可以不同(比如,在凝聚态和粒子物理等领域中,有很多低能下被破缺掉的对称性又重现了)。
  因此,我们有一个粗略的大致印象,就是不同复杂度(不单单是数量N,还包括相互作用强度与频率)下,同宗的自然可以具有不同的规律,在每个层级上都有各自的规律。
  比如说,在最小的层级上是粒子物理这种规律,然后构成了核子物理这种规律,然后是分子与原子的规律——化学,再然后是大分子团的规律——化学与生物,再接着就是多个大分子团构成的整体的规律——生物范畴,这里病毒有病毒的规律,细菌有细菌的规律,器官有器官的规律,组织有组织的规律,生物体有生物体的规律,再往上,生物种群有生物种群的规律,生态系统有生态系统的规律,生物圈有生物圈的规律。而在另一支上,分子构成的矿物有它们各自的规律,比如岩浆的规律,地壳的规律,岩石层的规律,地震的规律,大陆漂移的规律,造山运动的规律,行星物理的规律,行星系的规律,恒星系的规律,星系团的规律,超星系团的规律,宇宙的规律,等等。
  你看,从最小的层次一直往上,不同层次上有不同的规律,但我想不会有人认为人类在掌握了基本粒子的物理规律以后,就能明白生物学、人类学、社会学、星体物理与宇宙学了。
  复杂性导致新的规律的涌现在人类大脑的意识形成中也有体现,可看这篇:《意识:大脑的操作系统,仅此而已》(http://lostabaddon.blogspot.com/2011/11/blog-post_23.html)。而在进化的过程中,不同层次上的进化规律也是不同的,可看这篇:《进化之路》(http://lostabaddon.blogspot.com/2011/12/blog-post_3729.html)。
  这便是说:当复杂性提升以后,新的规律与新的属性会涌现出来。
  这里强调一下:复杂性并不单单是指数量。相互作用的强度与频率也是一个重要的考量依据。
  比如,我们可以设想真空中的两个系统。一个系统都是类似中微子这样的粒子,但相互直接绝对没有任何相互作用,而且质量为光速;另一个系统则都是很重的球状粒子,彼此之间具有很强的吸引力。很显然,这两个系统中,第一个系统更“洒脱飘逸”,几乎无法看作一个构成整体的系统;而第二个系统则“紧致”很多。因此,他们将具有截然不同的行为,第一个更像是将O的运动的简单叠加,不出现新的东西(连碰撞都没有)。就好比光子退耦而中微子还没退耦时的宇宙,光子很自由,几乎不与别的东西发生相互作用,而中微子则不是。事实上,最后光子变成我们看到的微波背景辐射,中微子也变成中微子微波背景辐射,但一直没有如此退耦的重子和轻子则变成了我们的可观测宇宙。显然,这两者之间的“规律”是大不相同的。
  附带一说:最近会深入持续考虑这方面的问题,就是因为上述这个思想实验。

  让我们整理一下。
  可以认为存在一条基本原理:
  1,当由O构成的系统A的复杂性提高到一定程度后,A将具有有别于O的全新的属性与规律。
  这便是涌现与复杂性的基本关系。
  新的规律与旧的规律可以很不相同。比如按照路径积分与退相干的观点,一个粒子的运动是完全量子式的随机的,但一旦用一个宏观系宗与之发生作用(探测),则粒子的行为会变得非常“经典”。这里就出现了复杂性的增加与新规律的涌现,涌现结果就是在这个环境下,粒子的运动是经典式的确定,而不是量子式的随机。
  但,整体与个体的关系就只是如此么?
  整体具有个体所不具备的东西,就这么完了?
  并不只是如此。
  对于个体来说,由它构成的整体事实上给这个个体提供了一个“生态环境”,从而不可避免的,整体会对个体施加反作用,影响个体的行为。
  这其实也很自然。比如,在一个气体中的每个独立的气体分子,其行为就和自由状态下的行为很不同——它们现在的活动被限制在平均自由程中,超过这个特征长度,它们就将与别的粒子发生不可避免的碰撞,从而自身状态受到影响。
  这只是一个简单的例子。
  有理由相信,在更加复杂的环境下,受到改变的不单单是属性,连规律也会受到一定的改变——比如,一个相近的粒子是自由中子半衰期为15分钟而核子中的中子的半衰期几乎为无穷大。
  除了整体对个体会有影响,整体所处的环境对个体也会有影响。
  比如,有一种昆虫一般只有雌性(名字我忘了……),生长在水池里。而一旦这个水池中的这种生物数量超过一个阀值,就会导致觅食困难,这种生物就会遭遇生存危机。此时,它们产下的后代中就会出现雄性,从而迁徙或者战胜别的个体,最终导致最强的个体留存下来,水池的生态也恢复从前,于是雄性又消失了。
  虽然这个例子中牵扯到了好几个层面上的规律的相互影响,但我想这种现象是具有普遍性的。
  比如,作为组成社会的个人,虽然社会是由个人组成的,但个人却也时刻受到社会的影响。
  不但是社会,人的思维会随着人自身的一些造物的改变或者限制而发生改变。
  比如,如果规定一个人从小就不得说“自由”与“民主”这样的词汇,一旦说了就遭到惩罚,那么时间久了以后,这个人就算想表达“自由”与“民主”这样的意思,也会发现自己无法表达。(《语言的贫困》)
  还比如,如果我们的小孩从一生下来就拿着iPad在玩,而且上课、看书、看新闻、看报纸、读枕边故事都通过iPad完成,那么日后他们会迷茫于为什么有人会拿着纸张看书呢?(我的《书的符号》:http://lostabaddon.blogspot.com/2011/11/blog-post_05.html
  因此,虽然不如物理领域那么简单明了(但按照斯坦尼斯劳的《新宇宙演化论【我翻译的】》的观点,则甚至于物理定律都可能是如此呈现与演变的:http://lostabaddon.blogspot.com/2011/11/blog-post_6883.html),但我们依然可以看出:整体、个体所处环境、整体所处环境都会对组成整体的个体的属性和规律起到修正的作用。
  在人类社会中,斯坦福监狱实验(http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%96%AF%E5%9D%A6%E7%A6%8F%E7%9B%91%E7%8B%B1%E5%AE%9E%E9%AA%8C)、耶鲁电击实验(即“米尔格拉姆实验”:http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%B1%B3%E5%B0%94%E6%A0%BC%E6%8B%89%E5%A7%86%E5%AE%9E%E9%AA%8C)都说明了,人群在某些环境下会施加给人一种影响,改变人的行为模式。
  进一步,我们不难得到另外两条基本原理:
  2,由O组成的A,以及O所处的环境、A所处的环境一起,将对O的属性与规律进行修正;
  3,随着复杂度以及层次的提高,对组成子规律的修正这种情况的出现将更频繁。(类似雷·库兹韦尔的《灵魂机器的时代》中提出的“指数规律”:http://book.douban.com/subject/1810352/
  上述三条基本规律,在我看来就构筑了从最基本的关于基本粒子与场的物理规律是如何通过不断累积的复杂性而涌现式地构筑我们整个世界与社会乃至整个宇宙的大致全貌。
  以无相化万相,纳万相为无相。
  附带一说,其中第三条规律本身暗示着这么一个可能性:随着复杂性的增加,涌现出的规律也将更加“不牢靠”,从而更容易被改变。当然,这点是否成立现在不得而知。

  事实上,除了上述三条基本原理外(第三条其实是否可以成为原理还有待进一步思考),还能有一些别的延伸。
  比如,第一条。
  我们都知道,单个蜜蜂是不具备智慧的,单只蚂蚁也没有智慧可言。但蜂群和蚁群却是具有客观的群体智慧的。
  我们的大脑也是如此。
  单个的脑细胞谈不上智慧,但当脑细胞组织在一起,便能形成庞大惊人的智慧。
  这就是第一条所展现的复杂性所带来的新规律的涌现。
  但,在这种涌现之外,却还有另外一层东西——新涌现的规律是呈现在整体之内的,是在个体之上的。个体很可能完全意识不到这种新规律与新属性的存在,只有整体才能感知。
  这便是由第一条基本原理所衍生出的第四条原理:
  4,涌现出的新规律与新属性很可能是组成子无法直接感知而只有整体能感知的。
  这条也受原理3的影响。
  因此,完全可以有一种智能,是人类社会整体所构成的群体智慧(当然,等到人脑可以通过脑关与别的人链接以后就更可能了,或者人脑可以直接发送和接受脑电波),这种群体智能我们是无法感知的,但作为整个人类构成的整体却能感知到。(我自己写的科幻小说《You,AI·III》,以及SFW某次增刊中的故事)
  在某种程度上,斯坦福监狱实验和耶鲁电击实验都展示了这么一种你无法感知的“意志”施加在你身上的作用。
  很显然,虽然这种新的属性与新的规律是组成子所没有的,但组成子的具体属性与规律也会对其产生影响:
  5,组成A的对象O的具体属性与规律对A中新涌现的属性与规律会有影响,而且很可能是畴域化的(即超过一定临界点才会产生影响变化)。可以参考之间提到的光子、中微子以及重子在宇宙形成与演化过程中的区别的例子。

  通过上述几条规律,我们可以得到一些很有趣的结论。
  比如,“什么样的国人,将有什么样的国家”——当组成一个大系统A的组成子O的趋同性很高的时候,少数异类X的行为将很快被O所组成的社会“淹没”并“修正”。
  因此,不要希望改变发生在你以外的人身上,然后自己感受这“改革的春风”,坐享其成地看着国家从现在的窘境变成更好的国家。因为,如果你是这么想的,那很可能大家都是这么想的,那那些真正想行动的人就会被你们的不行动给“修正”——修正并不直接来源于你,整体的“意志”是位于个人至上的,但个人的行为也将决定整体意志的行为。
  对于社会是这样,对于个人也是这样。
  每个人的个体都是自己所经历的所有事情的记忆构成的复合体。这些记忆中所带有的感情与经历会塑造一个人,因此,人的性格以及行为方式是由先天的大脑结构,加上后天经历的所有事情的相互作用所“涌现”出来的。
  人的经历决定了这个人的性格与行为,而这些又反过来反馈到社会中,接着产生新的经历作用到人的身上。这样不停的反复作用,最后就塑造了人,以及人所处的社会。
  进一步,人自己对自己的要求与希望可以视作“知”,而人在社会中生存的行为规范可以视作“行”,那么知和行之间的关系将是非常“动态”的。
  既不能是先知后行,也不能是先行后知,而必须视具体环境具体问题而定,做到“知行合一”。
  而所谓“知行合一”也不是简单地将理想和现实做一个相互妥协,包括了在不同环境采取不同的形式准则,同时又要明确自己的目标不动摇。其本质便是人要在多个不同层次之中的规律中做到权衡,并保持前行。
  知行合一既代表了认清理想与现实的差距,也表示了理论要联合实际、实际要反馈于理论。它更表示了要认清不同层次的规律,以及在这些规律之间妥协权衡。
  在明白了不同层次上会有不同的规律,以及这些规律之间可以不同、可以相互影响后,在不同的环境中面对不同或者相同的问题,一定要采取与之匹配的规律来作为行动与思考的依据。这便是真正的知行合一。
  明白了不同,才能明白合一。
  以无相化万相,纳万相为无相。
  不但在行事中如此,在认知中也是如此。
  既然万事万物在各自的层次都有各自的规律,而且这些规律中或有联系或无干系,因此,我们总可以从一些事物中领悟到些什么,这便是“格物致知”。
  所谓“格物致知”,其实便是从万事万物中感悟出它所蕴含的道理与规律。当然,在格物时所抱心态的不同,也会导致领悟的东西不同。如果一心只想着“格”,但自己也不知道要格什么的话,那自然什么都得不到。
  因此,在我看来“守仁格竹”之所以七天而无所获,其根本在于王守仁一心放在了“格”上,而忽略了对于“格”以外的感受。竹子本身可以告诉我们的东西很多,但如果你一心想着“你能告诉我什么高深的奥秘”这个问题的话,那反而得不到任何奥秘。
  从万事万物之中我们都能找到一些规律与道理,至于最后如何将这些通过格物致知得来的东西整合出对你当下有用的内容,甚至于是否可以感知到这些规律与道理,这便在于格物者自身的心境与修为了。
  所以,这便是“心外无理”。
  对人来说,那些规律与道理就算再玄妙,如果你的心感受不到,那这些道理这些规律对你来说就是不存在的。
  因此,格物致知与心外无理正好反映了规律在内与在外的不同,又一次证明了不同层次具有不同规律这点。
  而只有明了了格物致知与心外无理这两点,才能从万事万物中吸取你所要的知识。

  以无相化万相,纳万相为无相。

  因此,从复杂性与涌现学出发,我们可以知道万事万物都是从最简单的原理出发,随后随着复杂性的增加而涌现出更多的规律,最后出现如此多姿多彩的世界和宇宙。而在社会人这个层面上,我们需要明了“心外无理”,再通过“格物致知”来获得各不同层面的知识并掌握规律,最后以“知行合一”来行事。

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