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【中配】涌现:简单的规则如何构建复杂的宇宙 宇宙就像是一个由无数粒子组成的巨型“乐高”积木,它最神奇的地方在于:整体往往大于部分之和。这期视频由 Emergent Garden 带来,他以一名程序员的视角,通过算法模拟和物理现象,带我们领略了“涌现(Emergence)”这一极具魅力的概念。 1. 什么是涌现? 涌现是指当简单的个体组合在一起时,形成了复杂且具有全新属性的整体,而这些属性是个体本身所不具备的。 水分子的奇迹:一个水分子(H2O)没有任何表面张力或分形结构,但数以万亿计的水分子聚在一起时,就形成了具有表面张力的液体或精美的分形雪花。 生物界的群体智慧:单个蚂蚁的行为极其有限,但蚁群却能修建复杂的巢穴;单个神经元没有意识,但它们构成了大脑。 2. 涌现的两大基石 构建块 (Building Blocks):可以互相组合的基础单元(如原子、乐高积木、单词、比特)。 规则 (Rules):定义了这些构建块在相遇时如何相互作用(如万有引力、语法规则、编程代码)。 组合爆炸:随着构建块数量的增加,可能的组合方式呈指数级增长,这正是涌现复杂性的发动机。 3. 斯蒂芬·沃尔夫勒姆与元胞自动机 视频重点讨论了斯蒂芬·沃尔夫勒姆(Stephen Wolfram)的研究。通过极其简单的规则(如 Rule 30),可以生成极其复杂的、不可预测的模式。 四类复杂度: 平淡无奇:同质且不变化(如纯钢)。 循环往复:简单、可预测的重复(如晶体、轨道)。 混沌随机:无序的噪声(如空气分子的热运动)。 复杂有序:结构化且充满惊喜(如雪花、星系、生命)。 4. 计算不可约性 (Computational Irreducibility) 这是涌现系统的一个核心痛点:你无法通过一个简单的公式“走捷径”预测未来。 唯一的办法是运行它:像 Rule 30 这样的系统,你必须一步步模拟,才能知道 10,000 步后的结果。 蝴蝶效应:在混沌系统中,初始条件的微小改变(如《康威生命游戏》中改变一个细胞)会导致结果的剧烈差异。 视频最后引用了萨根的名言:如果你想从头开始做个苹果派,你必须先发明宇宙。涌现告诉我们,通过调整最底层的简单规则,复杂而美丽的生命与智能便能自发地在这个“涌现花园”中绽放。 原视频标题:Emergent Complexity 原作者:Emergent Garden #青年创作者成长计划
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