什么是涌现?(5)
2023-05-03 来源:飞速影视
涌现和相互作用
涌现结构是通过许多单个实体的集体行动而出现的模式。为了解释这种模式,人们提出了一些假说。按照亚里士多德的说法,每个部分与其周围环境的相互作用导致了一系列复杂的过程,这些过程可以导致某种形式的秩序。事实上,我们观察到自然界中的一些系统是基于其部分的相互作用而呈现出涌现的,而另一些系统则呈现出了,至少目前不能以进行简化的涌现现象。特别是理论物理学中的重整化方法使得科学家们能够研究那些不能作为各部分组合来处理的系统。
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复杂对称的形成以及科赫雪花中的分形图案说明了物理系统的涌现
客观或主观的品质
克拉奇菲尔德认为任何系统的复杂性和组织性都是由观察者主观所决定的。
尽管是必要的科学活动,定义结构和探测自然界复杂性的涌现本质上是主观的。尽管存在这些困难,这些问题可以从建模观察者如何从测量中推断出在非线性过程中蕴含的计算的角度进行分析。观察者对于什么是有序的,什么是随机的,什么是复杂的环境的概念直接取决于它的计算资源: 原始测量数据的数量,存储空间,以及可用于计算的时间。更关键和微妙的一点是,环境中结构的发现取决于这些计算资源是如何被使用的。例如,观察者选择的(或隐含的)计算模型的描述能力,是能否在数据中找到规律性的一个极端重要的决定因素。
另一方面,彼得·康宁认为: “难道协同作用必须被感知/观察,才能像某些理论家所说的那样,被称为涌现效应吗?很明显不是。与涌现相关的协同效应是真实的、可衡量的,即使没有人在那里观察它们。”
有序系统的低熵值可以看作是主观涌现的一个例子: 观察者通过忽略基本的微观结构(例如分子或基本粒子的运动),并得出结论,该系统有低的熵值。
另一方面,混乱、不可预知的行为也可以被视为主观涌现,而在微观尺度上,组成部分的运动可以是完全确定的。
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