1. 首页
  2. 读后感

《神秘的混沌理论》好看吗-经典观后感10篇

  《神秘的混沌理论》是一部由Nic Stacey执导,Jim Al-Khalili主演的一部纪录片类型的电影,读好书吧小编精心整理的一些观众的观后感,希望对大家能有帮助。

  《神秘的混沌理论》观后感(一):推倒第一块多米诺骨牌就行

  比较基础的讲解了分形几何,但想表达的更多的信息需要你自己发掘,从基础科学到蝴蝶效应,一步一步我看下去是赞叹和恐惧。

  赞叹这个宇宙和生命设计之巧妙,赞叹这未来的无穷可能的变化。如果这一切都是被设计的,那设计者只需要启动开关然后观察欣赏这千百亿年的变幻之美就可以了。

  然而一切又在有规律的复杂化,这就是进化这个恐怖的词语,大胆猜想一下人类乃至我们数值的宇宙空间只是一个封闭的实验室,我们和其他文明只是用来被观测的对象,观测如何文明发展和进化,人类编号可能是108643号文明,这太可怕了不是吗,每个文明都可能存在技术爆炸的可能,也会突然消失,人类现在的科技发展人工智能,计算机替代了我们太多本该属于人类的进化,不敢想象未来计算机进化出了自我形态意识会如何。

  大到整个宇宙,小到每个细胞,分形几何无处不在,让人着迷又让人恐惧

  《神秘的混沌理论》观后感(二):意识流理解

  用不同的工具解释为什么

  用不同的角度看世界,也许答案就在那里

  语言需要的是故事性原因

  数学需要的是构造性原因

  他们想要描绘的都是图画,是这个世界

  我们探索世界的行动从未停止过

  感性是混沌

  理性是规则

  混沌是演变

  规则是目的

  混沌与规则相系,便是进化

  混沌促成创造,规则为创造指出方向

  所以事物是不断上升发展的

  哲学也是一种公式

  关键词:数学描述 进化

  我们可以在无数看得见,看不见的光下描述世界,当然,你得先找到,了解那光

  如何找到,了解光?有秩序地地毯式覆盖

  有了武器后,砍树就容易了。

  《神秘的混沌理论》观后感(三):不可预测的哲学悖论

  序:此文记录的是我本人从接触混沌到现在的一些疑问以及看完BBC视频《神秘的混沌理论》的读后感

  这个视频是安然推荐我看的,因为她说这是个有关混沌的视频,或许对我有用。接触chaos至今,应该有5个年头了,从没有一个科学理论让我如此着迷,以至于影响了我的一切,而我愿意投入我的整个生命去研究这个学科,并试图找出东方哲学中的混沌。 如果说我在大连的学习是研究混沌的话,那是不准确的,应该是研究混沌的哲学含义以及一阶数学表达。因为即使我毕业,我也没了解混沌是什么,虽然我冥冥的觉得混沌是大道至简的一种数学诠释,那也仅仅在哲学范畴。而对混沌的研究并非是因为要探索自然的奥秘,而是玩弄数学的游戏获得同行的认可。科研并无乐趣,看到的是一篇篇的玩弄数学概念的文章,而我完成的论文恰好是因为其算法的逻辑失误,严格意义上属于密码学的范畴,而混沌只是一味调味料。我虽然对混沌有重大的兴趣,那是因为看完格里克的《混沌:一种新科学》这本科普读本认识到的,但是我的学习充满了枯燥的公式,没有一丝乐趣。视频中的一些概念和道理我虽然接触过,但是并不知道其中蕴含着重大的意义。譬如老师经常说的曼特布劳特集合和茱莉亚集合,天天看那个芽胞图,却浑然不知原来那就是分型几何,完全不知道曼特布劳特发现这个集合是因为要描述世界的形状。因此严格意义上说,我们对研究自然没有任何的贡献,有的只是在基于原有框架下的数学游戏。如何把三维混沌系统变成超混沌,实在不行就投影,实在不行就同步,反同步。我们全然不知道混沌的前世今生,那重要的历史含义,那深刻的哲学内涵,对世界的冲击,甚至不知道如何从现实抽象出一个混沌系统,研究一门学科不追溯它的历史源头以及本质含义,脱离本质只看到形而上的表面,是永远得不到其中的精髓,更不可能有新的发展,有的只是沽名钓誉。印度有个电影三个傻瓜,其中一个主人公反对现在的教育模式,大家并不是为了研究而学习,是为了竞争而学习,遇到一个新的名词,并不是感觉到学习新知识的兴奋,而是要和别人竞争先掌握这个东西。至少我的研究生生活也是这样的,大家都看到一篇论文并非因为感觉到要学习而兴奋,而是为了思考如何通过这个论文创造一篇新的论文。作为一个怪人,拿到第一篇论文的我是非常兴奋的,但是完成了第一篇论文后,我也就成为了那些懒人中的一员。

  一、新认识

  这个视频让我了解更多有关混沌的事情,让我惊讶的发现,原来在20世纪初伟大的阿兰图宁就有这么一个想法,用一些简单的方程来描述生命,希望能寻找到人工智能背后的数学基础,试图证明万物的创造源于最简单的规则。在研究一个受精卵如何从一个细胞,自身分裂进而形成不同的组织和器官的过程后,发表了论文《形态发生的数学基础》,描述的是生物系统的自组织过程。

  同期的苏联,化学家别洛索夫,发现了一种奇异的现象,一种黄色溶液放入另一种透明溶液,很快溶液变成黄色,这很正常,然而在震荡的过程中,溶液竟然又变成了透明,然后又继续变成了黄色,现象一直交替进行,这就是别洛索夫震荡反应。后来研究者尝试将容易静置,发现其能够自组织的形成不同的斑纹,还有精妙的结构和模式,进一步的研究人员发现这个现象是遵循图宁提出的简单方程式的。

  视频还提及了我们研究耳熟能详的曼特布劳特,原来那位伟大的科学家没有获得过正规的传统意义上的教育,甚至没学过乘法表,但是其具有发现自然界潜在模式的天赋,他希望找到一种简单的数学结构来解释现实中粗糙而无规则的形状,比如那俊俏的山岭以及那极其普通的光滑的鹅卵石。我们想象中的图形往往是规则的集合图形,譬如圆形,正方形,三角形这些极度抽象而又完美的图形,而主宰我们世界的往往是粗糙而不完美的图形。曼特布劳特希望找到能够定义自然界中不规则的自然形状的方法,并找到他们共同的自然特征。于是才发现的自相似性,以及那个著名的分型几何。

  此前,我从不知道原来阿兰图宁还曾经有过能解释混沌本质的想法,并将其应用到生物学里头。我并不了解什么是自组织系统,并不明白分型几何的重要而深刻的涵义。我记得老王曾经引用过一句话来描述分型和混沌,那就是分型是空间上的混沌,混沌是时间上的分型,那自组织呢?或许这属于混沌的范畴而我从未接触过。我很激动,从我接触混沌,我就提出疑问,是不是我们的世界都是一个混沌系统,其实是可以找到一个简单的规则,然后演化出以后的所有。视频中的概念和我脑中想象的极为一致。我认为混沌和我推崇的道德经极为一致,以及那正在学的易经有很大的相似。真的验证了昨天学习大畜卦中提到的大象,天在山中,大畜。君子以多识前言往行,以蓄其德。傅先生说,这句话符合了孟子书偶的“尚有古人”,与古人对话学习,是一个很好的办法。道德经中提到,大道至简以及道生一,一生二,二生三,三生万物同出一辙。其中三生万物能不能这样理解就是,三爻成了八卦,重叠后生了六十四卦,成为了易经中提到的世界。

  二、关于混沌和决定论

  这个问题在去年偶然闪过我得脑海,让我想了很久最终通过和老王通信,才发现其中奥妙。先做一些基本的铺垫,我们一般是说拉普拉斯的决定论在量子力学和混沌的出现下被证明是错误的。

  拉普拉斯决定论:拉普拉斯妖(Démon de Laplace)是由法国数学家皮埃尔-西蒙·拉普拉斯于1814年提出的一种科学假设。此“智能”知道宇宙中每个原子确切的位置和动量,能够使用牛顿定律来展现宇宙事件的整个过程,过去以及未来。----wikipedia

  其哲学含义是:我们可以把宇宙现在的状态视为其过去的因以及未来的果。如果一个智能知道某一刻所有自然运动的力和所有自然构成的物件的位置,假如他也能够对这些数据进行分析,那宇宙里最大的物体到最小的粒子的运动都会包含在一条简单公式中。对于这智者来说没有事物会是含糊的,而未来只会像过去般出现在他面前。----wikipedia

  海森堡不确定性原理(Heisenberg uncertainty principle)是由德国物理学家海森堡于1927年提出的量子力学中的不确定性,具体指在一个量子力学系统中,一个粒子的位置和它的动量不可被同时确定。----wikipedia

  海森堡不等式的历史前提:1925 年 6 月,维尔纳·海森堡发表了论文《Quantum-Theoretical Re-interpretation of Kinematic and Mechanical Relations》,从而创立了矩阵力学[1]。旧量子论渐渐式微,现代量子力学正式开启。矩阵力学大胆地假设,粒子的量子运动并不明确。在原子里的电子并不是移动于明确的轨道,而是模糊不清,无法直接观察的轨域。其对于时间的傅里叶变换只涉及离散的频率。海森堡在论文里提出,只有在实验里能够观测到的物理量才有物理意义,才可以用理论描述其物理行为,其它的都是无稽之谈。因此,他避开任何涉及粒子运动轨道的详细计算,例如,粒子随着时间而改变的运动位置。因为,这运动轨道是无法直接观测到的。替代地,他专注于研究电子跃迁时,所发射的光的离散频率和强度。他计算出代表位置与动量的无限矩阵。因电子跃迁而产生的发射光波的强度,能够正确地用这些矩阵来预测。 ----wikipedia

  以上摘自维基百科,具体的错误是这么体现出现来的。下面便是引用我导师给的回信给出解释:

  Laplace的观点可解释为:“如果已知宇宙中每一粒子的位置与速度,那么就可以预测宇宙在整个未来中的状况”。由海森堡不等式可知,人们不可能同时获取一个粒子的位置与动量(或者说位置与速度)。也就说,就不可能获取到一个精确的初始值(初始状态)。而对非线性混沌系统,由于对初值的极端敏感性,所以也就无法确定一个粒子(目标)未来的轨迹(状态、状况)。所以说决定论是错误的。----wangxy

  总而言之就是,根据测不准加上混沌的特性,推翻了拉普拉斯的决定论。众多文献如是说。然后便扩展到一切都是不可预测的,混沌是不可预测的。其实如果认真看的话,前面图灵等科学家认为,复杂的世界可以由简单的规则推演出来,是不是有决定论的含义,但是用到科学上似乎成了对拉普拉斯决定论的支撑,这里是不是产生了悖论呢?

  三、拉普拉斯决定论被推翻的几个关键地方

  悖论就是到底混沌这个学科是阐释了世界的根本,所有复杂的东西都可以找到最精简的规则,这些规则创造了这个复杂的世界;还是混沌加上量子力学证明了一切事物不可预测,所以精简的规则子虚乌有呢?

  被推翻是必须有几个前提的,一个是测量,可测量的物理量,一个是预测。测量是实验室的测量,是人借助仪器对自然界的事物的测量,但是由于我们的测量时是不准的,所以我们的方程的结果是不准的,所以预测是不准的。但是你测得准测不准不影响自然的规则,只是你人是否能到达的境界,和自然界本身是不是不可预测根本是两回事。我认为应该这么理解,因此人类的实验设备能力有限,遵循海森堡的测不准原理,所以人类无法得到自然界的精确的参数,无法准确的预测自然的规律。但是自然是天道,就是遵循着混搭的简单规则,自然界里头的每个参数和变量都是准确的,所以可以将复杂的世界用简单的规则来阐述。但是假如有一天,人超越了这个境界成为自然的时候,那拉普拉斯的决定论必然是正确。然而即使在现在的情况下,拉普拉斯决定的哲学含义也应该是正确的。不应该简单的说,决定论失效。简单的推翻决定论会让混沌进入一个有悖论的世界。

  四、混沌决定论的哲学含义

  抛开现实的实验室环境来讨论决定论,会让我们的视野豁然开朗。譬如蝴蝶效应可以这么理解,蝴蝶拍一拍翅膀,影响了它周围的空气,在这个简单的规则的作用下,影响了密西西比河的天气,造成了龙卷风。至于它的不确定性在于,人类以现在的实验室条件,以及浮点数计算的精度问题,即使找到了那个简单的规则,也无法长期预测,只能用微分的概念,无穷细分可微,无限的接近于自然界演算的那个结果。但是我们连那个简单的规则都还没有找出来,现在的模型可能和存在于现实的规则相差甚远,所以更无法预测现实了。才会出现经济学的各种复杂的模型,在特定的时间特定的状态的那个模型的值可能与天道的模型非常接近,但又因人类的局限性,当提出的所谓模型很快便在反馈中与现实渐行渐远而失去其现实意义。

  在我认为,世界是一个决定论主宰的世界,但是我们条件所限无法为其建模。我们做的每一件事,说的每一句话,每时每刻不在影响的着周围,同时也在被周围影响着,每一次的影响必然是一个反馈的过程,那么虽然真实世界的规则非常的简单,但是由于其维度相当的高以致我们根本无法获得其中规则,只有不断的缩减维度然后建立新的模型逼近这个现实的规则。

  从东方哲学中道德经和易经中多次出现了这种的思想。譬如道可道非常道,解释起来就是道非衡道,是不是就是揭示了混沌的这种决定论的哲学涵义,人类现在并无能找到天道的能力,即使找到了一时间的逼近模型,很快又会与现实相差甚远。至于大道至简,是不是就是揭示了复杂的世界其实是由简单的规则构成。道生一,一生二,二生三,三生万物再结合易经中的64卦是不是可以理解为其实这种现实的大道就在这个易经当中,其中一个原因就是从易经衍生出来的中医,还是能够治病的,就拿被西方科学认可的针灸来说,其理论也是易经,若果这样是不是从侧面证明了易经就是天道的一种解释。当易经传到西方,被莱布尼兹认识后早就的二进制成为了现代计算机的基石,我们的计算机其实就是以易经的方式来计算着所有东西,当有一天我们的文明到了一个新的高度的时候是不是可以完全和易经相吻合,从而破译出其中的道理呢?

  而易经与黄帝内经的诞生本来就是一个迷,可不可以理解为造物主给后人留下的自然规则呢?

  --------2012年3月9日 于环市东路

  《神秘的混沌理论》观后感(四):我的结论

  我一直不相信进化论,就我所得到的关于达尔文那套进化论信息过多的只是在阐述猴子怎么变人的,而细胞怎么产生,还有基因,核糖核酸还有脱氧核糖核酸怎么来的,我想这个他解释不了,有机物怎么在一起就变成生命了,还有这么多的不确定的东西,为什么生命一定要依靠水而不是有机物,液态的东西也可以成为能量的传输介质啊,那么没有水病毒貌似也可以或者吧,还有,生殖的方式,病毒是自我复制的,为什么高级生物一定要有性生殖呢,或者还有没有除自我分裂,有性生殖,自我复制外的其他生殖方式呢?我们人类的一整套生命机制,心理和生理的互相干预作用,等等等等。啊,我快要崩溃了。

  所以,我一直觉得,地球只是一个非常高等的社会的研究试验品,他们模拟创造生命,而遇到偏差就抹杀掉,就好像恐龙,搞了几亿年还有任何智慧的增长,这算是失败的试验品,所以就让他们灭绝了,而人类是改良的物种,我们如果在发展上滞后了,影响了那些高等生物科研进展,同样我们也会遭到毁灭。

  这就是为什么混沌理论可以挑战科学,因为这个问题并不是可以靠我们现有的科学解释的,我们的出现包括整个宇宙都不是自然选择,而是人为的干预。

  所以,我们是只能够向前的试验品。

  《神秘的混沌理论》观后感(五):《蝴蝶效应之谜:走近分形与混沌》

  《蝴蝶效应之谜:走近分形与混沌》http://book.douban.com/subject/24844888/

  有一首翻译的英文诗:“钉子缺,蹄铁卸;蹄铁卸,战马蹶;战马蹶,骑士绝;骑士绝,战事折;战事折,国家灭。”

  苏轼诗:“斫得龙光竹两竿,持归岭北万人看。竹中一滴曹溪水,涨起西江十八滩。”

  成语:“差若毫厘,缪以千里。”

  以上文字可用一个现代著名而热门的科学术语来概括:“蝴蝶效应”。

  什么是“蝴蝶效应”?此一名词最早起始于上世纪六十年代,源自研究非线性效应的美国气象学家洛伦茨【1】,它的原意指的是气象预报对初始条件的敏感性。初始值上很小的偏差,能导致结果偏离十万八千里!

  例如,1998年,太平洋上出现“厄尔尼诺”现象,气象学家们便说:这是大气运动引起的“蝴蝶效应”。好比是美国纽约的一只蝴蝶扇了扇翅膀,就可能在大气中引发一系列的连锁事件,从而导致之后的某一天,中国上海将出现一场暴风雨!

  也许如此比喻有些哗众取宠、言过其辞?但无论如何,它击中了结果对初始值可以无比敏感的这点要害和精髓,因此,如今,各行各业的人都喜欢使用它。

  毫不起眼的小改变,可能酿成大灾难。名人一件芝麻大的小事,经过一传十、十传百,可能被放大成一条面目全非的大新闻,有人也将此比喻为“蝴蝶效应”。

  股票市场中,快速的计算机程控交易,通过互联网反馈调节,有时,会使得很小的一则坏消息被迅速传递和放大,以至于促使股市灾难性下跌,造成如“黑色星期一”、“黑色星期五”这类一天的灾祸。更有甚者,一点很小的经济扰动,有可能被放大后变成一场巨大的金融危机。这时,股市的人们说:“这是蝴蝶效应”。

  有人还打了一个不太恰当的比喻,来解释社会现象中的“蝴蝶效应”:如果希特勒在孩童之年就得一场大病而夭折了的话,还会在1933年爆发第二次世界大战吗?对此我们很难给出答案,但是却可以肯定,起码战争的进程可能会大不相同了。

  蝴蝶效应一词还引发了众多文人作家无比的想象力,多次被用于科幻小说和电影中。

  北京的一只蝴蝶拍了一下翅膀,真能引起钓鱼岛海域的飓风吗?对这些问题有些书讲的比较透彻,如《蝴蝶效应之谜:走近分形与混沌》http://book.douban.com/subject/24844888/

  同时,这书也给我们揭示了在“蝴蝶效应”这个原始的科学术语中,究竟隐藏着一些什么样的科学奥秘呢?它所涉及的学科领域有哪些?这些科学领域的历史、现状、和未来如何?其中活跃着哪些人物?他们为何造就了这个奇怪的术语?这儿所涉及的科学思想和概念,与我们的日常生活真有关系吗?这些概念在当今突飞猛进发展的高科技中有何应用?如何应用?

  《神秘的混沌理论》观后感(六):觀影筆記 | 神秘的混沌理論

  · 「圖靈第一個懂得自組織現象的機制。」

  · 「圖靈使用了一個在天文學和原子物理學中很常見的一種數學方程式來描述生命過程,之前從沒人做過這種嘗試,他卻做到了描述一個生物系統的自我組織的過程。」

  · 「試想一陣風吹過沙丘,進而產生了一系列圖形,小顆粒自我組織成波紋,浪花和沙丘,即使那些小顆粒是彼此相通的,並且沒有人告訴它們到底要怎麼組成它們的那部分。圖靈認為以一種十分形似的方式,在胚胎中滲過的化學物質,可能會引導細胞進行自我組織,進而產生不同的形狀。 」

  · 「圖靈提出的「數學支配萬物」的觀點,是革命性的。他的論文是整個形態發生理論的奠基石,他提供了一種解釋,即使達爾文也沒有解釋自然界花紋的產生。圖靈的貢獻在於提供了瞭解這種化學機制的途徑。」

  · 「科學家發現像他發現的這種方程式,確實能夠解釋好多生物組織的形態。回頭看看,我們知道圖靈真的捕捉到了複雜與混亂源於簡單規則這樣的法則。」

  · 影片中將太陽系做成一個轉動的有聯繫的太陽儀系器械裝置,「一旦找到能夠描述系統運行的數學方程式,那麼你就能夠預測系統的走向」。這是一個偉大的想法,它開始於牛頓的萬有引力,成功解釋了行星圍繞太陽運轉的現象,科學家們後來又不斷發明瞭新的方程。」

  · 「牛頓物理似乎已成為了預言宇宙的終極方法,它給我們暗示了這樣一種可能,從原則上講,未來是可以預測的。我們採用的測量手段越精測,我們就能越精確地預測未來的情形。」

  · 「圖靈和貝洛索夫表達的複雜圖案可以從系統中自我生成,而不需要外界力量是非常受當時的主流科學所忌諱的。要想使人接受自我組織理論,那麼就必須推翻牛頓物理學,但看上去很不可能。」

  · 「洛倫茲在一次演講中表達了這一點顛覆性的想法,演講題目是:一隻在巴西的蝴蝶的振翅會使德州刮一場龍捲風嗎?」「蝴蝶效應就是混沌系統的標誌,它開啓了之後的一切。」

  · 「圖靈 貝洛索夫 梅 洛倫茲 這些人都分別發現了一種重大思想的不同側面,他們發現自然界具有固有的不可預測性。」

  · 「曼德勃羅想是否有一種法則,那些蓬松的雲朵,樹和河流的分支,以及蜿蜒的海岸線之間有什麼共同的數學基礎。是的,有的。自然界中所有的形狀的共同特點,就是自相似性。這指的是事物的局部,不斷地在更微小的尺度上重復自己,不斷精細到每一個細微之處。 」 舉例:樹枝,肺,血管分布,河流分成更小的溪流…「曼德勃羅意識到自我重復性,是一種全新的幾何學的基礎,並給這種幾何圖形起了一個名字:分形。 」

  · 「當我們看到自然界的複雜面貌時,我們傾向於問,它們來自哪裡。我們總是抱有這樣的觀念:簡單的事物不能導致複雜性的產生,複雜的現象必須源於複雜的設計。但是,我們剛才看到的數學方程式告訴我們,極其簡單的法則也會繁衍出複雜的現象。 當你看到複雜現象時,你應該想到,驅使它產生的只不過是簡單的法則。」

  《神秘的混沌理论》观后感(七):Chaos 是个中国血统的蓝眼小孩

  处女贴献给额这部科教节目。

  看Chaos只有一个声音在我脑海里,中国古人先进到恐怖,只是我们现在没有继承和学习好这些东西。

  其实这部片子只告诉我们我们两件事,另外一件我还在想,我说意见:

  1.自然界就是由一个简单的公式无限次的迭代出来的,他叫z=z*z c。但是任何一个小的因素,都会影响迭代的结果,即蝴蝶效用。所以总结下来就是两句话:第一,”简单道理“的迭代是存在,这个简单道理是确实存在的;第二:只能知道迭代,并且知道结果一定是迭代的结果,但未必知道精确的结果,且结果必然每次不同且不可复制,但一定是迭代的结果。

  很复杂啊,不知道你想起了啥,我只想起,可简单的总结为:道可道,非常道。我深深的认同这句话。

  这句话清晰明确而简洁的说出了混沌理论的核心。我们古人2000年前总结出来,但是几十年前被图灵用数学的方法证明了。

  这也是中西方科学的差异的凸显,古人用很简单的语言传递一个和复杂的道理,你可能用一生去理解这个道理。而西方人用很复杂的过程呈现一个很简单的结果,你可以复制和使用这个结果。

  因此,中国古代可以大师辈出,依靠大师来驱动社会的进步;而现在西方需要靠逻辑和数学将每个复杂的东西集成,所以依靠法则和法则下的合作来驱动社会的进步。

  2。这个方面,我还隐隐的没想好,他建立的模型的方式和方法,Mandelbrot set其实核心想说的问题,其实质是说我们研究好一个Mandelbrot Model就行了,其他的无非是这个模型的更高/向细/平行的迭代,这其实恰是周易要告诉我们的道理。周易整本书讲的就是一个事物发展中的64个过程,把他抽象为某种数学模型后绘制函数曲线,一定最后就是一个Mandelbrot Model的样子,其实依据这个model,我们反过来可以帮助理解很多周易中晦涩的语句。

  作为一个数学不好的人,写这个评价写的想吐血,已经快突破我的界限了,我推荐,每个中国看看这个片子,也应该,看看我们古代先贤的作品。更应该,both看

  《神秘的混沌理论》观后感(八):人类是不是某种程序经过自我学习生成的产物?

  纪录片的最后一句话:

这就是宇宙所有的复杂性、所有的多样性,都源于一些简单而毫无目的的法则的不断繁衍的结果。但是记住尽管这个过程力量无穷,但它却具有固有的不可预测性。即使我可以充满信心地告诉你未来精彩无比,但我仍然要负责任地告诉你,未来将会发生什么确是不为人知的。

  刷三观,原来人类活在在一个混沌和有序可以并存的世界,进化筛选出了世界现在的复杂性。深深感到这种机制的存在是在阻止人类这种自以为是的程序推算出一个绝对正确的预测系统,仿佛一个大阴谋——混沌的存在是为了控制。

  男朋友之前跟我讲一个有关人工智能的研究:如果人工智能的程序设定是最终要完成某个任务,那么它可能会自我生成一套机制来抵抗“被关机”(类比之下人就不会,人会觉得工作重要,也会觉得休息重要)——所以解决办法可能是给程序一个尽量模糊的目标,让它自己产生混淆(如果设置工作和休息同等重要会影响为人类设定的目的服务)。

  ——所以人是不是也是某种“人工智能”,进化的过程就像计算机程序通过自我学习能力实现不可预期的演变,造物主可能为了防止它设计的程序失控,所以加入了一点混沌?

  《神秘的混沌理论》观后感(九):《神秘的混沌理论》解说词

  本片讲述的问题非常简单,我们是如何出现的(宇宙初始)。

  这些都是组成人类的元素和化合物,全是司空见惯的东西。事实上,差不多人体的99%,是空气、水、煤炭和粉笔的混合物,再加上略微奇怪点的各种微量元素,比如铁、锌、磷和硫。我估计,这些组成人体的元素,加起来顶多值几英镑。但亿万个普通的原子,奇迹般地聚集起来,摇身一变,组成了可以呼吸思考的人类,让我们不禁疑惑,如此简单的原子,如何孕育出如此复杂的生命?

  你可能认为这个问题超越了科学范畴,但今日不同往日,我第一次相信了是科学促使了过去的宗教和哲学去探寻这个最根本问题的答案。

  本片讲述的是一系列相互关联的奇异发现,从而揭示自然界不为人知的一面。

  隐藏于最简单、最基本法则之中的是一股不可预知的力量。这关系到这些无生命的物质,如何自发的产生了美妙的生命,关系到那些使宇宙混乱莫测的法则,如何把尘埃变成人类。关系到把发现秩序与混乱之间意想不到的奇异联系。)

  自然界真的是一片混乱,充满各种奇怪的形态和纹理,毫无规律可循。没什么是完全重复的。有人认为,这些混乱的背后,隐藏着一些数学规则,而且我们可以计算出这种规则。这种观点与我们的直觉背道而驰。所以毫不奇怪,首位担此重任,尝试发现自然界的神秘数学规律之人,有着卓而不群的头脑。他是位伟大的科学家,也是位悲情英雄,他就是阿兰图灵,1912年生于伦敦。阿兰 图灵才华出众,他是有史以来最伟大的数学家之一,支撑现代计算机技术的很多基本概念都是他发现的。

  在二战期间,他工作于布莱奇利公园,就是今天的米尔顿凯恩斯外,当时那里有个政府机秘项目叫X站,专门致力于破解德军密码,X站的解码效率极高,其中阿兰 图灵的贡献至关重要,他在破德国海军密码方面的工作,拯救了成千上万盟军的生命,成为这场大战的转折点。但解码只是阿兰图灵天份的冰山一角,他这种发现隐藏模式的天份,用来解码,只能说是牛刀小试。对阿兰 图灵来说,自然界呈现出一种终极密码,终其一生,他离这密码的破解,仅差一步之遥。

  (英国沃里克大学伊恩。斯图尔特教授):阿兰 图灵非常具有创新精神,他认识到了可能可以用一些简单的数学方程,来描述复杂的生物世界。此前还没人这样想过。

  解说:在所有的自然之谜中,最吸引阿兰 图灵的是:人类智能的背后可能有其数学基础。出于某些个人原因,阿兰图灵坚信这一点。这和一个叫克里斯托夫。默克姆的年轻人的死亡有关。

  (《谜样的图灵》作者:安德鲁。霍奇斯):阿兰 图灵是同性恋,那曾是他生命中最重要的一段感情。克里斯托夫。默克姆的突然离世,让图灵的情绪受到极大的影响,他尝试着化悲痛为力量,投身于科学研究,而他所研究的问题是:人的头脑是如何运行的。

  解说:图灵开始相信数学可以用来描述生物系统,包括最高级的智能。正是这种痴迷,促使了现代计算机以及另一种更激进的思想的诞生。那是思想就是胚胎发育的神秘过程,可以用简单的数学描述来表示。这种令人迷惑的过程叫作形态发生(morphogenesis)。

  一开始,胚胎的各个细胞如出一辙,然后,如这个鱼胚的镜头所示,细胞们开始聚集,彼此之间也开始出现差异,没有思想(thought),也没有中央调控(central co-ordination),这上切是如何发生的。原本相同的细胞们,为何有的形成皮肤,而有的形成了眼睛。

  形态发生是自组织一个令人惊叹的实例。在图灵之前,人们对其机理几乎一无所知,(图示《形态发生的化学基础》)直到1952年,图灵发表了这篇论文,首次给出了形态发生的数学解释。这篇论文语出惊人。图灵在论文中用一些天文或原子物理中常用的数学方程,来描述生命过程。这种作法前无古人。关键的是,图灵确实首次用方程描述出了生命系统是如何自组织的,说明无特征事物会形成特征事物。图灵的成果令人惊叹的一点是:

  (英国伦敦学院大学 安德里亚。瑟拉博士)一开始只是上些简单方程表示的简单进程,把它们放到一起后,复杂的东西就出现了,模式突然就自发的出现了。无论怎么想,都觉得非常出乎意料。

  解说:事实上,图灵方程式所描述的都是相当熟悉的事物,只是尚未有人将其应用在生物学方面。

  想想吹过沙漠的稳定风,创造了各式各样的形状(沙漠影像),沙粒们自组织形成了了各种波纹和沙丘,虽然这些沙粒本身几乎完全相同,也不知晓自己的命运。图灵认为:正是以这样类似的方式,化学物质渗过胚胎,让细胞们自组织形成各种不同器官。

  这些是图灵研究这一过程的草稿(示),它们解释了普通的化学物质,如何形成这些奇怪的斑点。在论文中,图灵对这些草稿进行了修改,说明了那些与动物皮肤相似的斑纹,如何通过他的方程自发产生。

  图灵将这些图画边拿给别人看边问:“像不像奶牛的花纹?”

  (英国沃里克大学伊恩。斯图尔特教授)大家都疑惑:这家伙嘀咕什么呢?但实际上,他清楚自己的所作所为,它们确实像奶牛的花纹,那也确实是奶牛产生的花纹原因之一。这是数学从未涉足过的领域。生物界中的模式形成、动物斑点,这扇大门骤然敞开,我们发现,数学原来在这些领域也有用武之地。

  虽然图灵精密的方程尚不够完善,但它们是这个领域里数学研究的先驱。

  当然,我们现在知道了形态发生,远比图灵方程式所描述的复杂,事实上,我们细胞中的DNA分子,与其它化学物质相互作用的确切机制,至今仍是科学界争论的热点。图灵的观点,认为是万变不离其宗,究其本质,都是简单的数学过程。这无疑是划时代的。

  (英国伦敦学院大学 安德里亚。瑟拉博士)在我看来,阿兰 图灵的论文,是形态发生理论的基石。它提供了一种能够解释模式形成的机制,这是达尔文未能做到的。达尔文只是告诉我们,生物体的模式编码于基因之中,根据环境不同,它们可能会代代相传。但根据达尔文的理论,无法解释这些模式是如何形成的,这才是真正的神秘之处。而图灵的贡献,恰恰在于为解释模式形成提供了一种有效的化学机制。太了不起了。

  图灵的想法宏伟而又大胆。可惜的是,他会如何完善自己的理论,我们却无从得知。因为这篇开拓性的形态发生论文发表后,一场本可避免的悲剧,将他的生活毁于一旦。

  由于图灵在布莱奇利公园的解码工作,你肯定以为他会因对保卫国家做出的杰出贡献而享有极高的荣誉。然而事实却大相径庭。战后,他遭遇了极大的不幸,这是英国科学史上的奇耻大辱之一。在他发表形态发生论文的同一年,他根一名叫阿诺德。默里的男子有段短暂恋情,恋情很快结束,默里还偷窃了图灵家的财物,但当图灵报警时,警察将他和默里一并逮捕了,。法庭上,公诉员认为,是有着大学学历的图灵将默里引入歧途,图灵被判严重猥亵罪。法官给了他两难的选择,或者去监狱服刑,或者签署同意书,同意通过注射雌性激素来改变性向(homosexuality),他选择了后者,这使他限入了反复的抑郁。1954年6月8日,清洁工发现了他的尸体,他在前一天咬了口自己涂上氰化物的苹果,就这样结果了自己的生命。

  阿兰图灵逝世时年龄只有41岁。科学界的损失无法估量。

  阿兰图灵永远也还会知道在他的启发下,生物学研究开始采用全新的数学方法,科学家们发现他的许多方程式,确实能够解释生物体的一些形态。

  回顾历史,我们发现图灵确实领会了万物的创造源于最简单规则的思想。虽然出人意料,但他确实向着科学新领域迈出的第一步。

  第二步也同样是意外之获。很大程度上,也与图灵的故事一样可悲。

  20世纪50年代初,图灵形态发生论文发表的时候,一位前苏联的天才化学家鲍里斯。别洛乌索夫开始独立研究自然化学。深深的铁幕背后,前苏联卫生部试验室中,他开始研究我们的身体如何从糖份中汲取能量。就像图灵,别洛乌索夫研究个人课题时,刚刚结束为军队做科研这一光荣使命,别洛乌索夫用掺入多种化学物质的溶液,来模拟人体葡萄糖吸收的部分过程,眼前试验台上的溶液,摇晃的时候是澄清无色的,加入最后一种化学物质时,整个溶液变色了,这在今天没什么新鲜的,将墨水滴到水中,水也会变颜色。但随后发生的事却不合常理,混合溶液再一次变得澄清。别洛乌索夫很吃惊,不同化学物质混合后会发生反应,但不会自行回到原始状态,回到未混合的状态。混合溶液可从无色变成有色,却不该再变回无色。更奇怪的是,别洛乌索夫的溶液并不只是自行回到无色,而是振荡变化,在无色和有色间交替变化,像是被某种款知化学物质催化的似的。他一丝不苟地试验了一次又一次,每次结果都如此。混合溶液周期性地在无色和有色间来回变化。他的发现堪称奇迹,该物理过程似乎颠覆了自然规则。

  确信自己有重大发现后,别洛乌索夫将它们记录下来,热切地希望能与整个世界共享。但他把论文交给一家前苏联权威科学期刊时,得到的反馈无疑是晴天霹雳,期刊编辑告诉别洛乌索夫,他的发现是绝不可能实现的,它们违背了基本的物理定律。唯一的解释就是,别洛乌索夫在试验过程中出错了。其作品显然不宜发表。

  这让别洛乌索夫倍感沮丧,他因成果被践踏而倍感羞辱,放弃了自己的试验,不久甚至放弃了科学研究。悲剧之处正在于,在冷战对峙的铁幕下,别洛乌索夫从未见过图灵的作品,否则,他的发现将得以证实。

  别洛乌索夫的化学振荡反应,绝未违背物理定律,而是一个现实世界里可用图灵方程式精确预测的例子。

  乍看之下,这种联系可能不明显。但有科学家指出,让别洛乌索夫的混合溶液在培养皿中自行沉淀,而不是振荡它,溶液能自组织形成各种图案,其中不只有图灵的那些简单的斑点条纹,还有许多令人惊叹的美妙结构和模式,却不知从何而来。

  (英国伦敦学院大学安德里亚。瑟拉博士)BZ反应奇妙之处在于,它是一个再现了图灵方程式的系统,使得看起来非常普通的溶液,产生了精妙的波状、涡状和螺旋状图案。

  解说:这断然不是理论科学,别洛乌索夫的溶液以协调波的形式运动,如同心跳时心肌细胞协作的方式。动物的皮肤和心跳,自组织在整个自然界随处可见。

  为什么图灵和别洛乌索夫那个时代的科学界对这美妙发现的反应如此冷淡,甚至敌视呢?

  究其原因还是人性的弱点。主流科学家不青睐他们的成果,对他们而言,这些研究颠覆了科学,及其所有成就。

  要改变主流观点,需要震惊世界而且完全出乎意料的发现。

  20世纪初业之前,科学家一直把宇宙看作是一个巨大而复杂的机械装置,像是这个星像仪的超大版。他们认为宇宙是个庞大而错综复杂的机器,遵守着有序的数学规则。如果你知道这个机器如何启动,那么只需一圈圈转动手柄,它就完全按预测的方式运动。

  (英国沃里克大学伊恩。斯图尔特教授)回溯到牛顿时代,那时人们致力于探索宇宙运动的法则,结果提出了钟表机械宇宙的观点,宇宙好比一种钟表装置,自诞生那刻起,就开始运作,并一直遵循某种规律,嘀嗒走动。正因为它很复杂,所以其运动规律好很复杂。

  解说:但一旦开始运动,就一直遵循规律,人们从中发现,只要能用数学规则描述的东西,事实上都相当简单。只要找到描述某个系统的数学方程,就可以以此预测该系统的走向。这个重要的思想,它起始于牛顿的万有引力定律,该定律用于描述行星如何围绕太阳运动,很快科学家发现了许多类似的方程式。

  牛顿物理学说就像终极水晶球,提出一种诱人的可能性,即未来大体上是可预测的,你测量得越仔细,对未来的预测就越精准。但牛顿主义有个危险的后果,如果一个类似星像仪运动的数学系统出现某种未被预知的情况,科学家会认为是被恶意的外力导致的,也许里面有了污垢,也许齿轮已经被磨平,或者也许有人为干预。

  (英国沃里克大学伊恩。斯图尔特教授)我们习惯性地认为,如果我们研究的系统出现任何异常变动,肯定是受到随机性外力因素干扰,而不会是由内部产生的。突变不是内部自发产生的。

  解说:以该观点的立场来看:自组织的观点就很荒谬。认为图灵和别洛乌索夫发现的模式是未受外力干扰而自行产生的观点,在当时完全是个禁忌。

  自组织被接收的唯一途径,就是牛顿理论统治地位的瓦解。但这显然不可能,毕竟,直到20世纪60年代末,现代科技的璀璨都是牛顿理论带来的。

  (人类首次登月录像)太美了!太美了!这满目创痍着实壮观啊!

  但是之后,就在进行登月计划的同时代,一小群狂热的牛顿主义科学家十分意外地发现有什么东西彻底错了。

  20世纪下半业,人们发现了一个细节错误,正是这个细节,击碎了牛顿学说的美梦。让我们骤然陷入了一片混沌。

  讽刺的是,让科学家接受自组织观点的,正是一种称为混沌现象的发现。

  Chaos是英语的常用词,但其在科学里没有特定含义。它表示一个完全由数学方程描述的系统。即使不存在外界干扰,也是不可预测的。

  (牛津大学勋爵罗伯特。梅教授)人们对混沌存在一种广泛的误解:认为其就是大家熟知的—万物皆复杂(everything’s complicated)。比例侏罗纪公园里那笨蛋混沌理论家,就有这样的误解。实际上混沌理论既比那简单,又比那复杂。该理论认为,某些非常非常简单的规则和方程,不存在任何随机因素,一切既定,而且都是我们熟知的规则。

  解说:也可能会产生难以预测的结果。混沌是科学史上最不受欢迎的发现之一。迫使科学界正视它的,是位美国气象学家,爱德华德。洛伦斯。20世纪60年代早期,他试图找到可以预测天气的数学方程,与那个时代的所有人一样,他相信,气象系统原理上与星象仪无异,都是可以用数学描述和预测的机械系统。但事实并非如此,当洛伦斯用看似很简单的数学方程来描述气流运动时,所得结果与实际大相径庭。没有获得任何有用的预测。就好象今日的一缕微风也能(?)决定一个月后是暴雪肆虐还是风和日丽。

  像星象仪一样按钟表工作机理工作的简单系统怎能如此难料呢?这取决于系统的设定,齿轮的衔接,要即定的环境下。初始时,齿轮上哪怕是最微小的差别,小到无法衡量的差别也会在运动中越变越大。随着系统一步步运作,结果会离原来的设想越来越远。洛伦斯在一次颇有影响的演讲中,提出这个激进的想法,一只蝴蝶在巴西轻扇翅膀,会导致德州的龙卷风吗?

  那是清晰而富有感召力的一幕,几个月内,一个新有短语诞生了---蝴蝶效应。蝴蝶效应,这个混沌系统的典型,在生活中比比皆是。70年代初,在澳洲有位青年叫罗伯特。梅,想通过一个数学方程,来建立动物种群数量随时间变化的模型(xn 1=rxn(1-xn)),但他不知道,这其中也暗含着令人畏惧的蝴蝶效应。任何一种动物繁殖比例上,细不可测的变化,都可能导致整个种群上数量巨大变化。测算结果变动极大,根本查不到原因。想通过一个数学方程,预测整个系统的变化,这个想法没有出路。

  (牛津大学勋爵罗伯特。梅教授)某种意义上来说,这也是牛顿学说的终点。当我还是研究生时,大家相信,随着电脑计算能力的不断提升,我们必然能够解出更加复杂的方程。混沌理论认为这种想法不一定对,哪怕是你能想到的最简单的方程式不含任何随机因子,一切可知,只要运行过程中出现一点点偏差,结果也会跟最初的设想大相径庭。

  历经数个世纪的科学确定性,在短短几年内就被瓦解了。认为宇宙象钟表装置的观点被证明是错的,而某些看似有其逻辑必然性的,可能只是因为对牛顿的盲目崇拜(而被理解为有必然性),更遭的是,真相一直在我们眼前,因为混乱无处不在。

  看起来无法预测性存在于我们生活的每一方面。全球气候会在短短几年间巨幅变动,股票市场可能毫无预警地崩溃,我们可能一夜之间在地球上灭绝,却对此无能为力。

  很不幸,我不得不承认这些都是事实,但是惧怕混沌也是毫无意义的。它是基本物理定律的一部分。我们不得不接受它,因为这就是生活。

  (英国沃里克大学伊恩。斯图尔特教授)混沌理论在近二三十年间,影响巨大。它改变了所有人对科学研究的看法,让人们接受了与之间截然不同的理论。混沌理论说明,简单数学具有的内在可能性,比你想象的要广泛而普遍得多,所以宇宙真如钟表装置,也可能带给我们纷繁复杂的体验。

  解说:混沌理论的发现,是科学史上真正的转折点,它撕碎了牛顿学说的美梦,科学家们开始偏好图灵和别洛乌索夫关于自发模型形成的学说。更重要的是,他们也着手研究此理论,他们发现了真正惊人的东西,就是有一种出乎意料的深深联系,一种真正无尽的联系,存在于自然界自组织的神奇力量和蝴蝶效应的混沌结果之间。

  图灵、别洛乌索夫、梅和洛伦斯各自发现了这个大思想体系中的不同方面。他们发现了自然界的深不可测,但正是使自然界难料的事物促使它创造了模式和结构,有序与混沌这两者的联系,似乎比我们想象中更紧密。

  这怎么可能呢?明显不一样的别洛乌索夫溶液的模式和气象问题之间有什么共同之处呢?

  其一,尽管两个系统的运行方式都很复杂,却都以极其简单的数学规则为基础;其次,这些规则都有个独一无二的性质,通常称作耦合或反馈。为了更好的理解,我要向大家展示有序和混沌如何自发的通过反馈从一个简单系统中产生。我要做的试验乍看似乎没有什么价值。我背后的屏幕联接着拍摄着我的摄像机,它同时在拍摄着我和大屏幕,这就在屏幕上形成了我的多重循环影像。这是一个反馈回路的经典实例,一幅画在一幅画中,它们又在另一幅画中。起初,它看起来是可预测的,但是当我们把镜头拉近十分奇怪的事情发生了。我首先看到的是拍摄的东西,在屏幕上看起来不如之前相似了。火柴细小的动作变化,通过拍摄机和屏幕之间的反复回路被迅速放大了,即使我能用数学来描述此过程下的每一步,火苗闪烁的细微变化,对屏幕上成像的影响也仍然无法预测。这就是蝴蝶效应在动作中的体现。接下来就有点令人毛骨悚然了。系统轻微的调整,就产生了这些奇异而美丽的图案。建立在简单反馈上的同一系统,同时创造了有序与混沌。同一数学原理同时引起了混沌行为和模式行为。

  (英国沃里克大学伊恩。斯图尔特教授)这完全改变了你的观念,自然界包含规律,同时又包含了无规律,这是完全不同的两样东西,这样的想法是不对的。它们只是同一数学表达产生的两个极端。这是我们现今拥有的最接近真正自然数学的观点。

  (英国伦敦学院大学安德里亚。瑟拉博士)图灵的工作及其化学生物等方面的发现所传递的最伟大的信息之一是模式形成已经彻底渗透到了宇宙整个构造之中。事实上它是通过一些非常简单而熟悉的步骤,比如扩散,比如化学反应的速率,以及它们之间的相互作用自发形成模式,模式无所不在,只是有待形成。

  解说:从20世纪70年代起,越来越多的科学家开始接受混沌与模式是自然界最基本规则这一观念。其中有位科学家与众不同地对这个令人震惊和迷惑的观念进行了全新的,奠基性的诠释。他性格活跃,喜欢标新立异,名叫伯努瓦。曼德勃罗。曼德勃罗的幼年经历很不寻常,一入学就连跳两级。身为一个犹太人在战乱的欧洲,学业经常被迫中断,大部分时间都是自学或由亲戚辅导。他从未正式学过字母表,或者5以上的乘法表。但是,就象阿兰 图灵,曼德勃罗具有发现自然界潜在模式的天赋。别人看到的是混乱,而他看到的却是规则。别人看到得是毫无形态的杂乱,他却看到了形式与结构,最重要的是,他看到了全新而奇异的能够支撑整个自然界的数学科学。他终其一生找寻一种简单的数学依据,来解释现实中粗糙而无规律的形状。他是在IBM工作,并不在一般的学术环境里。

  (英国沃里克大学伊恩。斯图尔特教授)他研究有关自然界,金融市场等各方面等等无规则问题,我觉得他一定程度上认识到了自己所做的正是未来蓝图的一部分,他是有独创精神的、不同寻常的人,知道自己真正想梆的就是实现这个蓝图。

  解说:对曼德勃罗来说,这有点荒谬,数学家们花费数个世纪思索直线或圆这种思想化的图形,却没有合适的,系统化的方式来记录主宰真实世界的粗糙而不完美的图形。比如这个卵石,它是圆?是方?或者两者都有?再举个大点的例子,看我们后面的拱门,远看,它像个半圆,但近看,就看到了其凹凸的表面。那它到底是什么形状呢?

  曼德勃罗想知道是否有种独一无二的东西,能够定义自然界中这些不规则的形状。云朵蓬松的表面、树的枝干、河的支流,蜿蜒的海岸线,它们是否拥有共同的数学特征呢?的确是有的!隐含有自然界所有形状下,有一数学原理,称为自相似性,它描述的是相同形状不断在越来越小的水平上复制。最明显的一个例子就是树的枝干,它们不停的在越来越小的水平下,重复分叉这一简单过程。同样的分枝原理也适应于我们的肺部结构,以及血管遍布全身的分布方式。甚至可以描述江河支流的产生。自然界就是这样重复着各种图形。看这颗罗马花椰菜,它的整个结构由一系列圆锥在越来越小的水平上重复而组成。曼德勃罗意识到了自相似性是一种全新几何学的基础,甚至给它命名为分形体。这观察起来着实简洁,但如果你能将这一自然性质用数学表示呢?如果你能将其本质绘成图,那这图看起来是什么样的呢?你能够用一组简单的数学规则画出不像人工合成的图像吗?曼德勃罗给出了答案。20世纪50年代的后期,他在IBM工作,利用大量的电脑辅助,追求着自己迷恋的自然数学。在一种新的超级计算机的帮助下,他开始研究一个个分外奇妙,却相当简单的方程式。根据此方程式可以画出极不寻常的图形。我将要讲述的,是至今发现的最著名的数学图形之一,史诗并没有公平对待它。这就是曼德勃罗集,曾被誉为上帝的指纹。当我们深入探索后,就会明白这赞誉是名至实归的。就像观察树木或甘蓝,靠得越近,就能看到越多的细节。集合里的每个图形,都包含了无限多个更小的图形,子曼德勃罗集们会无限循环下去。但所有复杂都来源于一个简单的难以置信的方程(z=z2 c)。它有一个非常重要的性质,就是反馈到自身,类似于那个循环摄像,每一步的输出是下一步的输入。这种反馈意味着一个极其简单的数学公式可以产生无限复杂的图片。真正神奇的地方在于曼德勃罗集不只是一个数学奇观,它在所有水平上相似的分形的性质,反映了自然界一个基本的次序原理。图灵的图案,别洛乌索夫的反应和曼德勃罗的分形体,都是指向深层次自然原理的路标。

  (英国沃里克大学伊恩。斯图尔特教授)我们目睹了自然界的复杂后,不禁会问:复杂是从何而来的?我们的思维定式认为:复杂不可能来源于简单,它必然脱胎于同样复杂的事物。我们让复杂守恒了,但这个领域的数学研究告诉我们的就是十分简单的规则自发的产生了复杂的事物。因此,你面对一项看起来复杂的事物时,想想触发它的规则,其实很简单。因此,从两个不同的角度来看,同一件事物,既简单,又复杂,这意味着我们必须重新考虑简单和复杂的关系。

  解说:复杂系统可以建立于简单的规则的基础之上,这是巨大的发现,同样也是惊人的想法。它似乎可以应用到全世界。看这群鸟,每一只都遵循着非常简单的规则,但作为一个整体,看起来就相当复杂了。在没有领导和明确计划的情况下,避开障碍物,顺利迁徙。鸟群的行为很神奇却也无法预知。它永远都不可能精确地重复过去的行为,即使相同情况下行为相似。

  这就像别乌洛索夫的震荡反应,每次试验,图案都会有细微的不同,它们可能看起来相似,但绝对不会相同。循环的摄像和沙丘的形成道理类似,我们都清楚它们会形成某种图案,却无法预知确切的形状。最大的问题就是可以用大自然这种神奇而又不可预知的化简为繁的方法来解释生命的存在吗?可以用它来解释宇宙中简单的尘埃如何形成人类吗?如何形成人类吗?能够解释无生命体如何产生智能的吗?

  一开始,你可能会认为这超越了科学研究的范畴,自然法则真的变幻莫测的话,我们就直接放弃了吗?当然不是,实际上恰恰相反,说其答案就在自然界之中再合适不过了,我们身边到处都是控制着这些复杂而不可预知的系统的进程,通过琢磨系统来完成近乎奇迹的任务,这个进程叫作进化。

  (英国沃里克大学伊恩。斯图尔特教授)进化是以以下几种模式为基础的,把这些复杂的系统当做原材料,用不同的方式把它们结合起来,并检验出哪些方式可行哪些不可行,保留那些可行的,然后以此为基础进行再结合。这完全是一个无意识的过程。进化就是这样发生的。在任何地方你都会发现,进化通过自然界的自组织模式进行。心脏用别洛乌索夫型反应模式,来控制其跳动;血管的组织构造就像分形体,甚至脑细胞的相互作用地依据简单规则。进化完善和丰富复杂系统的方式,是近代科学最有意思的设想之一。

  (自然运动公司行动总裁和共同创始人 托尔斯滕。莱尔)我关于复杂系统的博士研究就是研究复杂系统和进化之间如何相互作用,所以,一方面,自组织成为复杂系统的系统,展示出你未曾预料到的秩序,而另一方面,它需要进化与之作用,才能创造出真正适应环境的事物。进化是盲目而有创意的,其开发形成复杂系统的能力确实不可思议。进化的时间跨度是无限的,从首个地球生命的出现到人类的直立行走,差不多经历了35亿年的时间,但现在我们手中的设备,可以在短得多的时间内模拟进化的过程。

  这是个什么发明呢?你很可能在它面前一坐就是一整天,那当然就是电脑了!现在计算机的运算速度,可达到每秒几万亿次,这使得它们有能力完成一些特别任务,比例模拟进化过程。更确切地说,电脑可以运用进化原理形成并完善自己的程序,这和自然世界运用进化原理形成并完善生物体的方法如出一辙。

  如今,计算机学家发现这种进化软件,比最聪明的人还能解决问题。

  (自然运动公司行动总裁和共同创始人 托尔斯滕。莱尔)我们在自己的独创研究中特别注意到了进化作为一个系统以及一种运算方式,创造复杂物种以及强适应性物种的能力有多强大。

  解说:弗林斯和他团队的目标就是利用电脑模拟进化,创造出控制虚拟身体的虚拟大脑。一开始,他们随机创造了100个虚拟大脑,如你所见,它们表现都很差劲。于是进化开始大显身手,电脑要选出身体移动控制得更好的大脑,让它们进行繁殖。

  算法筛出了表现最好的虚拟个体,让它们繁衍后代。下一代中动作最好的个体会继续繁衍后代,反复这个过程,我们惊奇地发现仅仅过了10代,它们就可以踉跄而行了。最后这些个体就奇迹般的能走能跳了。有点可怕得是:你根本不知道它们为什么能做到这些,以及它们是怎么做到的。观察这些虚拟大脑时,你并不知道实际上发生了什么。因为进化使它们自动优化了。

  解说:过了20代,进化就让它们从这样(表现都很差劲)变成了这样(能走能跳)。这些进化的电脑人很快就不止是会行走了,它们还可以做很多传统程序无法作到的事情(模拟打橄榄球)。它们对突发事件的反应很真实,像是被撞击或是被摔倒。

  (自然运动公司行动总裁和共同创始人 托尔斯滕。莱尔)虽然我们编写了这些算法,它们活出自我时会发生什么,已在我们的撑控之外,事情完全脱离了预期的轨道,这种感觉很奇妙,你创造了这些算法而它们却自行其是。

  解说:进化实验中这些不需要思索的进程创造了这些能够实时移动和反应的虚拟生物。现在我们能够见到的就是个极好的证据。可以证明系统的创造力基于简单的规则。

  电脑能够无意识进化出来的程序能做人类有意编写的程序所做不到的事情,这是个体现自组织能量的极好的实例。这表明进化本身就像我们之前遇到的其它系统建立在简单规则和反馈的基础上,复杂就这样自发的产生了。仔细想想,这个简单的规则就是机体一定是伴随着偶尔的变异进行复制。环境的反馈就是适者生存。其结果就是未经思考和设计却不断加剧的复杂性。

  (英国伦敦学院大学安德里亚。瑟拉博士)有意思的是它却会发展到一个更高的水平。一旦机体有了某种模式,它们就会经过反馈来进行筛选。因此吉化本身,整个达尔文理论从某种意义上来说就是通过不同进程发生反馈的图灵理论。

  解说:这就是这个故事的本质无需思考的简单规则无意中创造出了令人惊叹不已的复杂系统。这种意义下,这种电脑人都是自组织系统,就像别洛乌索夫在实验中所观察到的,就像沙丘的形成和曼德勃罗集,就像肺的结构、心脏的跳动,就像天气,以及我们星球的地貌。设计并不需要一个碍手碍脚的设计师,它是宇宙与生俱来的本领。

  人们对自发模式形成的观点感到不自在的原因之一,就是无论如何都不需要一个创造者。

  (英国伦敦学院大学安德里亚。瑟拉博士)不过真正聪明的设计师,应该会把宇宙看作一个巨大的模拟器,只需设定初始条件,然后就让它自然而然地发展,这会是一个充满着神奇而美丽的过程。

  解说:模式形成的数学表达,表明同样的模式可见于各种物理、生物和化学系统中,而究其本质,它们都建立在同样的数学基础之上。

  (英国沃里克大学伊恩。斯图尔特教授)隐藏在表像之下的,是随处可见的美丽图案。这是一个令人兴奋的想法。

  解说:我们最终可以从中得出什么样的结论呢?那就是宇宙中所有的复杂性,及其无尽魅力,都来源于毋庸思索的简单规则的不断重复。胆请记住,尽管这个过程十分强大,却依然是不可预知的。虽然我可以自信地告诉你,未来是令人惊叹的,但我也可以说,就算有了科学确定性,我依然不清楚未来的样子。

  《神秘的混沌理论》观后感(十):很有意思的把混沌理论和进化论联系在了一起

  学过大一物理的童鞋应该对chaos都不陌生,这个记录片也没有展现什么比较不为人所知的理论。如果说有什么亮点的话,那就是把进化(evolution)和混沌理论(chaos)联系在了一起(虽然一开始显的比较莫名)。最后touch了一点点evolutionary algorithm (那个学走路的机器人)。

  (关于那个学走路的机器人,可以看这个ted talk (http://www.ted.com/talks/torsten_reil_studies_biology_to_make_animation.html),事实上他用这个animation赚了不少钱=。= )

  这个纪录片想表达的是:在没有自然选择,只有理论和公式的状态下,事情是可以发展成chaos和pattern的 (正常的混沌理论)。但我们现在所见到的自然界事实上是理论 自然选择的结果。这是一个很有意思的interpretation。因为生物学家的兴趣很大都集中在研究进化本身的过程和产物上面,却很少有研究“没有进化”的(相当于一个空白对照)。想象如果进化不存在,生命到底会怎样发展,不但是个很有意思的事情,或许也可以让我们对进化本身的理解更近一步。

  同时,和大多数数学,物理理论一样,混沌理论是自内而外的。它描述的是从理论到现象的过程。而进化论和大多数生物理论一样,正好相反,是自外而内,是从现象出发的描述性科学。

  当然了,有生存就有资源竞争,有资源竞争就有压力,就有自然选择。空白对照是很难做到的。。唯一的方法,或许就是计算机模拟了。

  现在计算机越来越不错。科学家可以把以前木有办法模拟的问题都放到电脑上来做。几千万年的进化史可以在很短的时间内完成而得到结果,这是一件非常萌的事情(好吧,我奇怪的萌点啊)。但是值得指出的是,模拟进化是一件非常难的事情。对生物有一点了解的人都知道,自然选择作用的层面,角度,和维度非常之多和复杂,而这些东西是非常难以模拟的 (必须要有非常好的衡量适应度的函数)。

  但是想想看吧,或许整个世界只是上帝电脑里一个叫“宇宙” 的程序,而我们只是其中的一些人物而已。他甚至不需要真正的造人,而只需设定一些条件和法则,然后再应用进化就好了。或许真的像

  The Hitchhiker's Guide to the Galaxy里的台词说的一样,生命,宇宙,所有一切的最终的答案,就是上帝输入的那个初始值42。

  哦,大家可以google一下“answer to life the universe and everything” -- 必须完全一样。看看google怎么说 =)

  对于在算法上应用进化理论感兴趣的同学可以google “evolutionary computation evolutionary algorithmetc。 属于artificial intelligence和machine learning下的课题=)。

本文来自投稿,不代表本人立场,如若转载,请注明出处:https://www.dnsbz.com/zuowen/duhougan/99625.html