复杂地思考 think complexity

发布时间:2017-2-26 13:29:01 编辑:www.fx114.net 分享查询网我要评论
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第一章 http://greenteapress.com/complexity/html 1.4 科学方法的轴心 上面我们描述了经典模型,他们基于物理规律,通过等式的形式来表达,并且通过数学分析来推理证明;相反,复杂系统的模型通常基于简单的规则,通过计算来实现证明。 ??我们可以把这个趋势想象为随着时间、沿着两个轴的改变 等式为基础 ---〉 模拟为基础 分析 ---〉 计算 这种新科学在许多方面是不一样的。我说了你就知道了,除了其中一些(这些需要你看到后面几章的例子) 连续 ---〉 离散 经典模型一般以连续数学为基础,例如微积分;复杂系统的模型一般以离散数学为基础,包括图形和细胞自动机 线性 ---〉 非线性 经典模型一般是线性的,或者在非线性系统中使用线性近似;复杂科学对非线性模型更友好,使用更多的非线性模型。一个例子是混沌理论。 确定 ---〉 随机 经典模型一般是确定的理论,他们可能阐述潜在的哲学定论,在第六章有讨论;复杂模型以随机性为特征 抽象 ---〉 细节 经典模型中,行星是点的集中,飞机是光滑的,奶牛是球形的(http://en.wikipedia.org/wiki/Spherical_cow)。象这样的简化在分析中是很必要的,但是在计算模型中我们可以更真实点。 1,2 ---〉 许多 在天体力学中,双体问题能分析解决,三体问题则不能。经典模型通常被限制在相互影响的几个元素的分析,复杂模型一般分析更多的复合物。 同质 ---〉 复合 经典模型中,元素之间是可以替换的,而复杂模型中的元素经常是异质的 上面这些是概括,不能太认真。而且我的意思不是抛弃经典科学。模型并不是越复杂越好;很多时候,越复杂越烂。 而且,我也不是说这些变化是一下子就变化的。而是,在可以接受的、值得尊敬的工作成果下才会有逐渐的改变。一些工具从被怀疑到被广泛接受,同时有些模型从被广泛接受到还得细心察看、耐心观望。 举个例子,1976年,Appel和Haken证明了四色理论,他们使用计算机美剧了1936种的特殊情况,在某种意义上说,这是他们证明的前提。那是,很多数学家不认同四色理论被真实的证明了。现在通过计算机辅助的证明基本上被接受了(不是全部)。 相反的,经济分析的具体化是基于一个模型,在这个模型里,人的行为被称作经济人,或者说,人类经济。 基于这个模型的研究已经在几十年里被高度认同了,特别是他包含了数学的技巧的时候。在更近的时候,这个模型被认为要谨慎使用,有缺点和理论有限的模型不是本书讨论的主题。 1.5 新模型 复杂模型通过适用于不同的目的和解释。 预言 ---〉 解释 隔离的先令模型给复杂社会现象带来了一束阳光,但是它不适用于预测。也就是说,天体力学的简单模型能预测将来几年内的日食, 现实性 ---〉 工具论 经典模型可以提供现实性解释。举个例子,大部分人接受电是真是存在的东西。工具性是这样的观点,即使假定的实体不存在,模型还是有用的。George Box写下了工具论的名言:所有模型都是错误的,但是有些是有用的。 简化论 ---〉 整体论 简化论是持这种观点,通过理解模型的元素,模型的行为运动能被解释。举个例子,元素周期表是简化的代表,因为它通过原子里的电子这种简单的模型解释了元素的化学性质。整体论的观点是,一些现象是系统的现象,而不是元素的的现象,不能用元素的级别来解释。 我们在第五章说说解释论,在第七章说说工具论,第九章说说整体论 1.6 新工程学 我一直在讨论科学的地方讨论复杂模型,但是复杂只是工程学、社会系统组织改变的起因和效果。 中心化 ---〉 去中心化 中心化系统概念上简单,易于分析,但是去中心化系统可以更健壮。举个例子,在www客户端发送请求到中心化的服务器;如果服务器down了,服务就停止了。在p2p网络中,每一个节点既是客户端,又是服务端。要想down掉这个服务,必须down掉所有的node才行。 分离化 ---〉 相互作用化 在传统工程学中,巨大系统的复杂性是通过分离元素和最小化交互来管理的。这是一个重要的工程学原则;然而,便宜计算的可用性使设计元素之间复杂交互的系统越来越可行。 一对多 ---〉 多对多 在很多通信系统中,广播服务是增广的,并且有时被允许用户与任何其他人进行通信、创建、分享、修改内容的服务代替 自上至下 ---〉 自下至上 (演绎、归纳) 在社会、政治和经济系统中,许多活动一般是中心组织,但是被操作后看起来像是草根发起的运动。甚至军队,等级结构的权威例子,正在向移交命令和控制转变。 分析 ---〉 计算 在传统工程学中,可行设计的空间被我们的分析能力所限制。举个例子,因为埃菲尔学会了小说分析的技术,特别是风力负载的处理,所以能设计埃菲尔铁塔了。现在计算机辅助设计、分析的工具使建造所有能想象到的东西成为可能。Frank Gehry’s Guggenheim Museum Bilbao 是我最喜欢的例子 设计 ---〉 研究 工程学,在众多可能的设计风景中寻找一个解决方法。而且,这个查找过程可以是自动的。举个例子,基因算法搜索大的设计空间,并能发现人类所不会想象到的方法。终极的基因算法,进化,众所周知的产生了一些违反人类工程学的设计。 1.7 一种新的思考方法 我们现在走的越来越远,我认为在科学建模的标准的改变和20世纪逻辑和认识论的发展有关系 亚里士多德逻辑 ---〉 多值逻辑 在传统逻辑中,任何命题不是对就是错。这样的系统把自己放到数学的证明中没错,但是在许多现实世界中却不能起作用。替代逻辑包含多值逻辑,模糊逻辑,和其他一些解决不确定性、模糊性的系统。Bart Kosko在 Fuzzy Thinking书中讨论了其中一些系统。 频率概率 ---〉 贝叶斯 贝叶斯概率已经存在了好几个世纪了,但是直到最近才广泛使用,因为便宜计算的可用和通过概率来说话的主观意愿上的不情愿接受也越来越多。Sharon Bertsch McGrayne吧这段历史写到了The Theory That Would Not Die. 客观性 ---〉 主观性 启蒙运动,哲学的现代主义,基于对客观事实的信仰;意思是说,真理是不以抓着她的人类为转移的。20世纪的理论,包括量子理论、哥德尔不完备理论、库恩对科学历史的研究将人们的注意力转到了数学、自然科学上中看上去不可避免的主观性。 Rebecca Goldstein将哥德尔证明的来龙去脉将到了书《不完备论》中。 物理规律 ---〉 理论 ---〉 模型 一些人能愤青规律、理论和模型,但是我认为他们说的是一个意思。使用规律的人认为这个东西是客观上真实和不可分的;使用理论的人认为这个东西需要修订;使用模型的人认为这个东西基于简化和近似。 一些被称作物理规律的概念确实是定义;另外一些,实际上,是一个模型预测或者解释一个行为特别的好。我们在5.7,6.1,和9.5说说物理模型的实质。 确定论 ---〉 不确定论 确定论是所有事物都是有其他事物引起的,被先前的事物引起。不确定论包含随机性,概率引起和基础不确定性,和不确定性。我们在6.6和10.7讨论。 这些趋势不是全局或者完全的,但是精髓是沿着这些轴的改变。像,对托马斯库恩的科学发创新的结构的反应,一开始发表时是谩骂,现在基本上大家都认同了。 这些趋势既是复杂科学的因,又是复杂科学的果。高度抽象模型更为人所接受是因为人们不想以前那样苛刻认为每一个系统只有一个独一无二的模型。相反的,复杂系统的发展对确定论和物理规律的相关概念发起挑战。 这一章是书中理论的概述,但是有些得你看了例子才会理解。如果你看完了此书,你会发现再读此章会更明白。 1. 混沌论本书不涉及,可以到这读http://en.wikipedia.org/wiki/Chaos.

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