对称性破缺与涌现——复杂科学与艺术之间的共鸣(10)

2023-09-11 来源:飞速影视
R=2.9时,x 会到达固定点吸引子x=0.655;
R=3-0时,x 会到达双周期吸引子。这就是图中第一个分叉点,不动点吸引子换成了双周期吸引子;
R 在3.4和3.5之间,又分叉为4周期吸引子,后面不断周期倍增;
直至R到达 3.569946 附近,开始出现混沌的发端(onset of chaos)。
我们可以看到,仅仅是 控制值R微小的变化,最后造成的结果却是天壤之别。
另一个例子是元胞自动机的例子,这些元胞的初始状态和之间作用规则已经被设定好,并定义了一个λ参数,然后调节这个参数。会发现元胞自动机最终状态是预测的,但是不同λ取值范围决定了最终呈现的模式。

对称性破缺与涌现——复杂科学与艺术之间的共鸣


当λ=0.001,所有的细胞被吸引到一种固定的状态,这相当于我们上一节叙述的第一类细胞自动机;
λ=0.2附近,系统在一些固定的状态之间周期的循环,这相当于第二类细胞自动机,的细胞自动机比的在开始的时候具有更复杂的结构;
λ介于0.3大约到0.6之间的时候,会出现相当复杂的结构。这些结构既不属于固定的周期或者固定值,也不属于完全的随机,因此这些细胞自动机属于第四类即「复杂型」。并且,随着的增长,复杂结构的维持时间也会变得越来越大;
λ≥0.6的时候,复杂的结构消失,系统将被吸引于一种完全随机的混沌状态。
以上,λ变化就能得到四种元胞自动机之间转化过程,即:固定点->周期->复杂->混沌,其中第三类处于复杂状态的元胞自动机正好处于混沌与秩序的边缘,在这种状态下系统兼具稳定和活力。
后面我们会看到,很多有趣的跨媒介和交互艺术品,往往都处于这种状态。
5. 多重涌现与强涌现
从对称性破缺产生多样性的要素或主体,到要素或主体之间进行自组织,产生自组织临界和混沌边缘,如果整个系统是一个多层级系统,那么就有可能产生原有观察尺度之外全新的系统属性或系统层级,这种现象即被称为涌现(emergence)。

对称性破缺与涌现——复杂科学与艺术之间的共鸣


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