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简洁规律迭代出复杂世界

龙画符 对 Deep Simplicity 的书评 发表时间：2015-07-29 15:07:21

一句话概括：我们在周遭世界—甚至在生命世界中—所见到的复杂行为只是“从深奥的简洁中所浮现出的复杂表象”。

作者简介： 约翰·葛瑞本(John Gribbin)，是剑桥大学天文物理学博士，也是著名专业科学作家。目前著作超过五十本，包括《寻找薛定谔猫》、《大爆炸探索》与《时间史漫画》(与凯特·查理渥斯合作)。

全文脉络：
前言：蕴含于复杂中的简洁
1、为什么科学能告诉我们许多关于原子行为和星球内部的运行方式，而难以描述人类的行为？因为人类比比较复杂。一个原子或水分子结构比人类简单，因为其中只有少许内在结构；一个星球也比人类简单，因为重力把所有结构都压垮了。
2、如何用最精炼的语言解构混沌与复杂？混沌和复杂所探讨的一切，只是建立于两个简单的概念—系统对初始状态的敏感以及反馈。

第一章 混沌中的有序
这章讲科学使人类，逐渐从只了解混沌，到了解混沌中的简洁（用科学简化复杂的现实世界），再了解简洁中的混沌（数学系统本身不能简化的问题，亦称NP完全问题）。
自从十七世纪的科学革命以来，人们用科学的方法逐步的开始了解世界。当古希腊人所构建的世界观被伽利略、牛顿等科学家所取代，一部分以往无法回答的问题的到了完美的解决，宇宙像个有秩序的地方，让不可捉摸的神没有立足的地方。但由于数学上的问题，诸如“三体”之类的问题并无法得解。庞加莱证明三体问题（更不用说N体问题）通常无法以我们熟悉的近似技巧求解，而遵循牛顿定理和重力定理看似简单的运行轨道，都可能产生混乱而无法预测的行为。
在原子分子尺度，要预测人们生活周围的事物性质是一件不可能的任务，所有粒子间的交互作用复杂到无法分析，并表现出混乱的情形。但当不计其数的分子互相作用后，这些混乱消失了，或者说它们被均摊了，所以简单法则带来的秩序就又出现了。

第二章 重返混沌
我们完全无法预测未来。比如我们反向进行数值运算行星轨道，将无法的到初始点，轨迹计算不可逆。这是因为无理数的原因，大多数数字是无理数。对于一个对初始值极敏感的系统，无论我们选择使用（无理数）的多少位数开始，系统的未来都可能如洛仑兹所发现的，必须高度依赖于我们没有纳入的那一位。
这章对我最大的触动，就是论证了机械式的宇宙的不可能性。

第三章 有序衍生混沌
21世纪的科学家及我们正在讨论的“混沌”，和古时候人所指或是日常生活上的混乱不同。那种混乱是安全随机而且根本无法预测的，而我们所说的混沌是全然有序的、决定式的，原则上可依因果关系预测其每一个阶段，只是实际预测的细节赶不上真实事件发生的速度。而这章讲的就是，如何从决定式的存在演变为混沌的过程。
碎形可以被描述为具有中间维度，直线是一维体，平面是二维体，但正如每两个有理数中间存在无穷多的数字一样，直线和平面之间也应该可以存在中间的、非整数维度的实体。碎形与混沌存在着深层的联系(分形就是在几何领域中，简单变成混沌的过程)。这章涉及到的分形学是一门很有意思的学科，有机会下次做此类学科的读书笔记。

第四章 混沌的边际
这章主要讲在混沌的边际发生的有趣的现象。
无中生有——乔登对所有物体进行计算后发现，如果质量集中于一点，对应重力场所具有的负能量将恰好抵消它的正质能能量，换而言之，正如伽莫夫对爱因斯坦所说，一个星球可以无中生有（这个让我浮现连篇，顺着这个思路就是说，宇宙从无到有是完全没有问题的）。
由简单的DNA到复杂的生命是如何形成的：1952年，图灵发表了一篇论文，内容描述均匀混合的不同化学物质，可能因内部扩散作用而自发地打破原来的平衡。在形态发育和进化生物学中，有时微小的作用会产生微小的改变，有时微小的作用会产生很大的改变，原则上这些都可经由涉及简单化学反应的图形形成模型来理解。上述发现可以说明哺乳动物斑点来源。同样情况，为什么我们这么复杂的生物特征都可包涵在简单的DNA中。

第五章：地震、物种灭绝和突变
幂次律：事件发生的概率等于1除以其尺寸的某个指数。物种灭绝、城市人口、地震发生、海岸新碎形、股市震荡。。。都遵循这个法则（这个差不多是我在本书中看到的最震撼我的发现了，这个规律充分的显现出了复杂现象表面下的规律。）

第六章 生命的真相
第七章 远方的生命
最后两章，作者为了不辜负本书的标题，开始试图说明生命到底是怎么来的。作者引用的科学研究很多，也非常的恰当，对于之前没有接触过相关领域的人来说，会是相当震撼的体验。

读后感：
这本书很是让我惊喜！我在这本书中收获的东西真是太多太多，为之改变的方面也太多太多。下面我简单说一下给我的的整体收获：
这本书用一句话概括就是：复杂的世界是被用简洁的规律迭代出来的。而这一句话背后所隐藏了许多东西，包括前提假设原因推论等等都有必要思考一下。
比如，世界上有很多复杂的问题诸如混沌问题如何用简洁推导出来？就像作者在前言里讲到的，混沌的产生条件用简洁的语言来概括就是系统对初始状态的敏感以及反馈。再比如说这个简洁的规律是什么？我认为就是科学所追求的东西。再再比如，那句话的前提是基于两个形而上学的假设——因果论与整体统一性，承认那句话的同时，也就承认了因果论与整体统一性（不过这点是现代科学基本都承认的前提）。那句话的一个推论，就是这个世界没有实无限只有潜无限，因为一切事物都是被迭代出来的，那么微元的迭代的速度基于广义相对论是有上限的，因此世界上没有实无限只有潜无限。
“复杂的世界是被用简洁的规律迭代出来的”，这句话都可以当一句格言了。格言的美妙之处，就是用有限的容量传递出相当多的有用的信息，从这个角度看，牛顿三定律可以当格言，洛仑兹变换公式可以当格言，麦克斯韦方程也可以当格言。。。格言之美，就如诗。科学之美，亦如格言。
（这篇读后感写的不甚理想，配不上这本有趣的书，下次有机会会修改）

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对“简洁规律迭代出复杂世界”的回应

龙画符
龙画符 2015-12-21 15:47:56

嘻嘻

回应他
棉花糖
棉花糖 2015-12-21 15:44:28

很棒的读后感！谢谢

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Deep Simplicity

书名： Deep Simplicity
作者： John Gribbin
出版社： Random House
副标题： Bringing Order to Chaos and Complexity
出版年： 2005-04-05
页数： 304
定价： USD 24.95
装帧： Hardcover
ISBN： 9781400062560