涌现:整体如何大于部分之和

引子:蚂蚁的智慧 一只蚂蚁很简单。它有简单的规则: 跟随信息素 发现食物时释放信息素 避开障碍物 一只蚂蚁没有智慧。它不知道自己在做什么。 但一个蚁群? 蚁群可以: 找到食物源的最短路径 根据需求调配工蚁 调节巢穴温度 在洪水中形成浮桥 进行复杂的"农业"(种植真菌) 展开组织化的"战争" 蚁群展现出集体智慧——但没有任何一只蚂蚁拥有这个智慧。 没有蚂蚁女王在指挥。没有蓝图。没有中央规划。 智慧从何而来? 这就是涌现(Emergence)——整体展现出部分没有的性质。 今天我们探讨这个宇宙中最神奇的现象之一。 什么是涌现 定义 涌现是指:简单规则的局部相互作用产生复杂的全局模式和性质,而这些模式和性质无法从单个组成部分推导出来。 关键要素: 1. 简单组件 个体规则简单 无全局知识 无中央控制 2. 局部相互作用 组件之间相互作用 相互作用是局部的(不是全局通信) 相互作用的规则可能很简单 3. 全局模式 从局部相互作用中"涌现" 整体层面的秩序和结构 部分的简单加和无法产生 4. 新性质 整体拥有部分没有的性质 不可还原性 整体 > 部分之和 经典例子 1. 生命从化学涌现 组件: 氨基酸、核苷酸、脂质 遵循物理和化学规律 无"生命" 涌现: 组合成细胞 生命涌现 复制、代谢、反应、进化 “生命"不在任何单个分子中,而在系统的组织中。 2. 意识从神经元涌现 组件: 神经元(约860亿个) 每个神经元:简单的电化学反应 无"思维” 涌现: 神经元网络 意识涌现 思维、感受、自我意识 “我"在哪里?不在任何单个神经元,而在整个网络的动态模式中。 3. 交通堵塞从个体车辆涌现 ...

February 18, 2020 at 9:00 AM