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 从天马之道一瓣香，到老笛小笛三遗矢（2）：老笛的无奈（我可没说小笛啊） |
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小小衲
[个人文集]
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加入时间: 2007/08/18
文章: 6016
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作者：小小衲 在 驴鸣镇 发贴, 来自 http://www.hjclub.org
先讲一段题外闲话。共产恶魔兄弟说：“树和森林只能是一种递进的层次关系，某个层面意义上的树，在更低的层面上它就是森林。从科学发展的过程看，并不只是从低层次向高层次构建的过程，而是双向的。绝对意义上的最底层次是不存在的。”
真是英才啊。曼德布罗特如果听见这个话，说不定要收你为徒了。曼德布罗特是“分形”的祖师爷。8，90年代分形真是风靡一时，各个领域都在搞分形。分形里面有一种叫“自相似分形”，这也是人们最感兴趣的。大体说来，就是把一个系统拿出一小部分来，放大来看，和整个系统感觉上是一样的。比如说菜花，蕨类植物的叶子，云彩，山峰，棉花的价格波动（把一月中的波动曲线拿出来，放大，整个形状和一年中的波动，10年中的波动曲线是很相似的。）。
前些日子，是曼德布罗特80（or 85 or 90）岁大寿，PBS 专门拍了一部纪录片，讲述分形在五个领域的应用。其中的一个说的是我大师兄如何将分形运用到生态研究上。基本的意思就是共产恶魔兄弟说的：“某个层面意义上的树，在更低的层面上它就是森林。” 只不过我大师兄用天马之道，“严格的分析”把这个道理数量化了。 他和他的学生们在波多黎各的森林里，测量了整个森林的植物的高度和直径的分布。然后又砍下一棵大树来，测量这棵树上，所有的枝枝丫丫的长度和直径的分布。结果发下这两个分布基本上是一样的，仅从图上看，任何人都分不出哪个是大树的，哪个是森林的。有力地支持了共产恶魔兄弟的光辉论断。
这件事情教育了我。中国有很多很好的乡俚民谚，什么“差之毫厘，谬以千里” ，”小事见精神，滴水见太阳“，等等等等，按照我们的科学院士的说法，都包含着”朴素的现代科学思维“。 不过，也就停留在”朴素的“水平了。谁也没有用天马之道去分析，使这些思想数量化，严格化。
所以我认为，我们的落后，不是因为我们不会遗矢（片面，静止，孤立），（遗矢谁不会啊，虽然我儿子这两天有些便秘，我老婆拼命让他喝水），而是因为我们太懒，不愿意做细致的，艰苦的严格和分析。国内的很多人听见个什么系统论，控制论，协同论，什么老三论，新三论就 hyper 的 不得了。拼命的往我们老祖宗脸上贴金，说这些东西我们早就有了。（最可笑的是一个院士说，我们在商朝的时候就有了”鸡尾酒疗法“的朴素萌芽。朴素萌芽，呵呵，这就是竹蜻蜓和宇宙飞船的区别了）
下面接着说老笛。
老笛和小笛是有不同的。广大的反革命群众没有注意到小笛也承认”一饭三遗矢“的局限性。（参见《理性之外别无认识》芦老前辈答别提网友）
老笛的思想300年来在欧洲取得了巨大的成功，这个就不用说了。对中国人来说，最大的，也最明显的刺激就是从杀人的技术到救人的技术全面的落后。于是某些人就数典忘宗，要全盘西化了。（呵呵，说的就是你，芦老太爷）
但是正如我曾指出过的，老笛思想所处理的，在20世纪50年代以前，都是简单的，线性的系统。 这些东西，用老百姓的话说，就是整体等于部分之和，是可以线性叠加的。也就是说，你弄清楚了各部分元件，你基本上就知道了整个这个东西怎么运转，功能是什么。比如，iphone，苹果电脑，宇宙飞船，用日常语言来说是复杂的，但是实际上他是个简单的，线性系统，没有不可预知性 （电脑死机毕竟是偶然），你控制，调整某一个元素，就会精确地知道其他元素会有什么样的变化。
而到了20世纪中期，由于科学，和技术的发展，人类探知宇宙自然的能力，渐渐的发展到了可以接触复杂系统的程度。 所谓复杂系统， 就是，各部分元素之间的关系是非线性的。 用老百姓的说法就是，整体大于部分之和。实际上人们日常接触到的大部分都是复杂系统，比如生物体，生态系统，股票市场，政治选举，人口政策，等等等等。
对于这些系统，老笛的思想就遭到了挫败。
在量子力学里，人们认识到，单独的（孤立的）谈论一个粒子没有任何意义。粒子的性质和它所处的测量环境密切相关。在经典物理里面（片面的，孤立的，静止的物理学里面），描述一个系统的运动需要两个量：位置和速度。这两个量是可以片面的，孤立的分开测量的。但是在量子力学里，事情就起了变化。这就是测不准原理：你无法同时精确测量这两个量。这不是因为仪器的精度不够，技术不发达，而是因为系统的内禀性质不允许。
在生理学里，解剖测量这一套用的都是老笛的”静止，片面，孤立“。然而现在人们发现，在人体里面，各个子系统是非线性的耦合在一起的。你”静止，片面，孤立“去探知每个子系统的信息，必然要破坏它们之间的联系，而子系统的很多功能和性质都是在这联系中体现的。失去了网络环境，单个系统的性质会非常不一样。
这里我要强调的是，这不是王泓老弟所说的”分析“ 然后 ”综合“的问题。 因为除非一开始就把它当作一个整体来看，你是无法在”片面，孤立“了以后，再把它综合起来的。原因就在于非线性。
很多系统的整个性质就在于它是一个整体。比方说一个网络里（这个网络可以是社会网络，生态网络，神经网络，计算机网络，生物化学网络）有很多元素，彼此互相连接。你改变连接A，某个元素可能呈现这个性质，改变连接B，元素可能呈现那个性质，同时改变A和B，元素可能呈现新的性质。你说你如何去”片面和孤立“吧？ 正如我以前说的，在很多复杂网络里，单个的元素没有任何意义，有意义的是它们之间的互动。
在生态学领域，人们认识到，每一个物种的行为，演化，基因表达，都离不开其于其他物种的互相影响。奥德姆兄弟，那是现代生态学的泰山北斗，他们编的教科书，基本上是每个生态学研究生的必读书。他们认为，”人们必须发展一套统一的生态系统理论，并用数学的，统计学的术语加以精确描述“（我不知道他们哥俩儿上不上芦员外的后花园里来，他们这说的不就是青城派剑法和天马之道的结合吗？） 下面还有更好听的： 奥德姆兄弟继续道：“这样一种理论必须是整体性的，而不是还原论的。” 他们曾抱怨道： “在科学技术研究中充斥着还原论，以致超个体的系统无意中遭到忽视。” 什么叫“超个体的系统无意中遭到忽视”？ 就我小衲的理解就是“片面，孤立的” 研究个体。
总而言之，我的意思就是说，笛卡儿的思想适用于简单的线性系统，而在复杂的非线性系统中必然遭到失败。原因就在于，在这些系统中，单个的，孤立的元素不能存在，而单个地孤立地讨论一个元素没有任何意义。
下面我想就我自己的科研项目，举几个具体例子，以澄明青城派剑法的妙处。
先吃个午饭回来再说。
对了，可以把一篇旧文摘下来。虽是旧文，但是王老弟可能没看过。
第一，对很多系统来说，你不知道要往下分析到哪一层次，才能对整个系统有个清醒的认识。 用物理学术语来说，就是，你不知道 degree of fine-graining。 芦箫手闲拆收音机，可能就拆到二极管，三极管这个层次，他有没有试图把二极管再分解成线圈，这个极，那个极？有没有把线圈再分解成胶皮和铜线？ 有没有把铜线再分解成原子？ 有没有把原子再。。。。。对于收音机这个简单系统，要了解它的原理，机制，芦箫清楚地知道，分析到什么层次就可以停止了。 但是，但是，但是，对很多复杂系统，人们是不知道的。有人说了， 科学本来就是要往下不停地探知，本来就没有个头。 且听我往下说。
这里面有个 trade-off，你往下探索到80%的层次，可能只花你一分精力时间， 再往下探索20%可能就会花你100分精力。这个东西不是线性的。比如一张照片，100万的像素，就看得很清楚了，你想要达到400万像素，价格马上就上去了，却不会得到太多的信息量（清楚程度）。在实际工作中，你不可能无限地投入时间和金钱，所以，如果有个大的图景，big picture，高屋建瓴的看问题，就会有个指导作用。
但这还不是最重要的。重要的是下面两个原因。
第二， 对很多系统来说，你知道要分析到哪一个层次，但是技术上做不到，不允许。这种情况多海了去了，北徒问了，在一个匣子你无法拆开的情况下，你做些什么？zzzz 网友说的更明白： “如果外星人留一部车，复杂到有30亿个密码子，拆开分析就破坏了整个动态关系，即使测序准确完整，那也是一本读不懂的天书。这时黑箱理论就起作用了。只注意多变量输入和输出之间的关系，建立一个动态数学模型。再不断通过数据分析，逼近真实状态。”
第三，最重要的是第三。
对绝大多数的复杂系统，即使你能清楚地知道每一个TNND 最细小的元素的最精确的行为， 你还是搞不定整个系统的行为。 为什么？ 混沌，非线性，蝴蝶效应，blah, blah, blah。
人类的那个什么什么基因图谱，不是花了30几个亿搞出来了吗？ 难道人体的奥秘就搞清楚了？
物理学不是很发达了吗，量子电动力学可以精确的计算基本粒子的行为，可以精确到小数点后面十几位。难道所有由基本粒子组成的系统 （比如说我儿子）的行为就搞清楚了？
股票市场的行为，由个人的经济行为决定， 假设你能测量每个个人的经济行为，难道你就能预测股票价格？ 这不是痴人说梦吗？
搞分子免疫学的那帮人，把问题分析到了不可思议的细致的地步，让我看着都眩晕的地步，但是没有一个人能回答我提出的最简单，而又最重要的问题： 免疫应答时会消耗多少新陈代谢能量。
研究呼吸系统的人，解剖学，生理学细致到细胞层次的数据几十大本，却不了解宏观上肺的功能和结构的相应性。
必须要注意，这都不是个 “分析 -->综合” 的问题。 因为在这些问题上，你无法综合。你把每个人的行为叠加起来，就能得到股票市场的行为吗？ 所以，我前面说了，“综合” 和我讲的“top-down” 截然不同。
我上面说的问题，不是说“综合已有的数据” 就可以解决的。 在这种时候，你必须采取一种从上而下的，top-down的思路，然后结合 bottom-up的具体的，分析式思维得到的数据，才能有个清晰的图景。
还有一个更重要的问题，这个问题，有点太学术化了，但是可以用通俗的语言说一说。 这也是我在以前的那个 “说控制” 的帖子谈到过的。
在一个复杂网络里，每一个节点，比如基因网络里的基因，细胞因子网络里的细胞因子，社会关系网络里的每一个人或每一个家庭，飞动的鸟群里的每一只鸟，游动的鱼群里的每一只鱼，这些节点都是受整体控制的。 每个点的行为会根据整个网络的行为变化而变化。你把这些点从整个网络中拿出来，隔离出来，他们的行为会有极大的不同。 我这儿有很多例子，但是太专业化了，所以就不提了。但是相信大家可以想象出来。 就说每个人，他在公司的行为就和在家里不一样，和朋友在一起就与单独一人时不一样。
那么对这种系统，这种网络，如果你不用整体的，宏观的，由上而下的思维，而用芦老的，拆解式的，分析式的，还原式的思维，你怎么去认知？ 这个问题，请芦老务必 回答。 呵呵。
旧文结束。
小王能不能回答我上面的问题？
吃饭回来再说。
作者：小小衲 在 驴鸣镇 发贴, 来自 http://www.hjclub.org
上一次由小小衲于2009-3-21 周六, 上午5:43修改，总共修改了2次 |
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