倍可親

自組織理論

作者:千年等一回  於 2013-8-16 14:03 發表於 最熱鬧的華人社交網路--貝殼村

通用分類:原創文學|已有166評論

如果你用一個倍數非常大的放大鏡去觀查一個物體的細部,或者你想象,你變得非常非常小,站在這個物體上,你會發現這個物體原本很小的區域,和我們現在看到的周圍景象非常相像。一滴水就像一個巨大的池塘,一根汗毛,猶如一顆無葉奇異的大樹。如果你觀察得足夠仔細,你也許會看到這棵大樹的樹榦上,長著非常規則和漂亮的花紋。

我有時會想象自己變成一隻螞蟻,當然為了安全,最好是一隻火蟻,這樣,面對一片樹葉,對於我來說就如一個綠色的足球場。爬行在草叢中,那一定是到處充滿危險和驚悸的廣袤叢林,為生存而進行的血腥搏鬥,在那裡絕對不會亞於我們人類的可視世界。

然而,如果我有一種奇妙的藥物,可以使自己變得更小,小到細胞那麼大。比如我突然變成了一個血細胞,在血管里隨著其它成千上萬,甚至上億的血細胞一起在血管里奔騰流動。也許突然會有一大群的毒素細胞湧來,想摧毀這個我們賴以生存的血管,我和我的兄弟們會勇敢地衝上前和那些毒素搏鬥,那種血腥慘烈的場面,想來也不會亞於我們人類大規模戰爭的殘酷。儘管我也許並不知道我在為誰搏鬥,為什麼要搏鬥。

這樣的想象能夠告訴我們什麼呢?我其實是在說,如果我們用不同的尺度去看這個世界,我們會發現,在不同尺度下這個世界是非常相似的。

這當然不是我的發現,在很早的時候人們就察覺到了這種相似性,比如我們古人就想象過,把這稱為天地同構,就像當年盧瑟福把原子模型想象成星球相互圍繞運轉一樣。從這種不同尺度下世界的相似性概念,其實現在發展起來一個學科的分支,叫分形理論。用分形理論來看這個世界,你會覺得很有趣。

我當然不想把你拉到一個枯燥的數學問題上去,我想聊的其實是一個和這個理論多少有點關聯的現象。這還得從螞蟻說起。

比如我們抓來10隻螞蟻,就是一般的工蟻,不是火蟻。把它們放在一個非常大非常大的平板上,我們可以假設這個平板無限大,我們來看這些螞蟻會怎麼樣呢?他們會向各個方向無目的地爬去,一直到分開得越來越遠,再也聚不到一起。

這好像沒什麼,對吧?那麼我們來增加螞蟻的個數,100,1000,5000。。。, 當我們增加到一定數量的時候,我們會發現一個有趣的現象,就是這些螞蟻不會再向無窮遠處爬去,它們會像有了相互的感應,圍繞一個區域,有組織地進行活動。我不知道這個絕對的數量是多少,但這個數量卻是奇妙的,因為小於這個數,它們就會走散,多於這個數,它們就能夠組織起來。一旦它們組織起來,它們甚至能夠用自己的身體搭建成一個橋樑,從一個區域跨越到另外一個區域去。要知道,這些螞蟻沒有一個是特殊的,它們都一樣,也就是說,沒有一個螞蟻會發出一個統一的指令,其他的螞蟻要服從,這是一個自發的過程。


我們現在暫且把這叫做自組織過程。其實剛才我說到的血細胞的例子,本質上血細胞組織起來抵禦毒素也是一個自組織過程,因為沒有一個血紅細胞是真正的指揮官,把它們組織起來去抵抗入侵的毒素。

真正最奇妙的自組織的例子是我們人類的大腦神經元。我們人類的大腦大約有一千億個神經元,它們以軸突連接起來,傳遞感應刺激信號。它們沒有一個指揮中心,是協同合作,而這種合作的結果就是我們有了記憶,有了情感,有了認知和思考的能力。你可以想象,嘿,這個想象這個詞不是你能怎麼樣了,而是你的它們,那些奇妙的神經元在一起協同工作。在自組織地協作。

這的確有時會讓我感到驚奇,不過我們在這個驚奇中我們會得到什麼有理性的邏輯思考呢?

首先我們至少知道,這個系統(我們暫且把這些螞蟻也好,血紅細胞和神經元也好,放在一起叫一個系統)一定要超過一定的數量,這個數量對於一個相對複雜的個體來說,如果個體越複雜,能夠自組織地活動需要的數量就越少。比如螞蟻,螞蟻很聰明,而血細胞次之,神經元相對簡單。神經元要形成自組織的功能,就需要大量的個體。當然形成自組織還需要個體之間相互的非線性制約,這一點,我不想再詳細分析下去了。其實說到這我必須承認,以上我說的不是我的觀察,自組織理論其實是現代數學和物理學交叉的學科,它包括分形理論,混沌理論,耗散結構及協同學等等,本人曾經痴迷這方面的研究,發表過粗淺的研究論文,不過那是N年前的事了。

我很想說的是自組織現象和理論對人類的活動,比如網際網路上的網民們是有理論指導作用的。想象一下,我們每個網民多麼象這些參與自組織過程的一個分子,我們在隨機的組合,不斷地相互作用,形成一個一個功能性的結構。在一個封閉的體系下,一般都會產生王權的層層結構,然而如果讓這個系統開放,每一個人都平等地相互作用,它會產生一個最優化的結構,這就是無為而治的優點。如果你把人類都放在一個容器里觀察,假設你能跨越世紀的河流,你能看到,我們也許就像螞蟻一樣,在不斷地協作,像血紅細胞一樣,不知道為什麼忙碌,像神經元一樣,實現著一個又一個功能,但卻不清楚,這些都是為了什麼。




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發表評論 評論 (166 個評論)

回復 小皮狗 2013-8-16 14:19
半夜三更坐在你家的沙發上,奇怪不?喝茶,提神后,才能讀完你的這篇看似高深的博文。。。   
回復 徐福男兒 2013-8-16 14:20
高深的理論,深入淺出,受教了。
回復 千年等一回 2013-8-16 14:22
小皮狗: 半夜三更坐在你家的沙發上,奇怪不?喝茶,提神后,才能讀完你的這篇看似高深的博文。。。    
剛才給您回貼的時候開始動筆,一口氣寫完。不知道這種話題你們文科人看了是否覺得枯燥。
回復 千年等一回 2013-8-16 14:24
徐福男兒: 高深的理論,深入淺出,受教了。
謝謝徐福兄,這種題目是不是總覺得有點怪怪的。
回復 小皮狗 2013-8-16 14:38
千年等一回: 剛才給您回貼的時候開始動筆,一口氣寫完。不知道這種話題你們文科人看了是否覺得枯燥。
我的天哪,你的筆頭也太快了吧? 你的神經元傳遞速度比普通人要快上幾十倍,該如何解釋?
這篇好文寫得一氣呵成,啟發性和哲理性很強。我不但不覺得枯燥,反而是耳目一新,而且使我聯想到中醫,西醫之間的紛爭,也許應該有好的解決之道了,你的好文讓我既興奮又有思考性,睡不著覺了怎麼辦?看來要罰你連續再寫10篇好文,不停手了。。。   
回復 arznith 2013-8-16 15:28
這問題鄙人也思考過,大約是10年前吧,還專門為這分析問題惡補了很多,,,

目前鄙人覺得自己對這問題的認識和以前完全不同了。目前的看法是:任何的存在,基本都必須形成一種自洽的結構,否則其根本不具備存在的基礎,這種結構構造的容器,是可以抵抗耗散的最簡單和自最然的方式,也是獲得更複雜結構的基礎-由於很古怪的原因,如果容器不成立,就失去了獲得的前提,至於最基礎容器獲得的最基礎的東西,我覺得是一種特別奇妙的未被命名的東西。

當然,還有一種特殊的存在,這不可否定,其自身不需要這結構,而靠掠奪或偷竊容器獲得的東西甚至容器本身而存在。但這有問題,其自由度可以極其高-比宇宙自由度還高,而且不承擔獲得這種自由度的後果,但這種存在的連續性和多樣性要出問題。
回復 徐福男兒 2013-8-16 21:42
千年等一回: 謝謝徐福兄,這種題目是不是總覺得有點怪怪的。
題目不怪啊,很好,很新奇,我是聞所未聞,所以覺得很長見識。
一個問題請教,這種自組織理論用於自然界的現象,可以解釋;用於人類的神經生理,亦可以解釋;那麼能否用於解釋人類社會的現象呢?
回復 徽不啦嘰 2013-8-16 22:00
螞蟻也是一種群居動物,分工相當明確,是不是群居動物,包括人類,都有這種自組織現象。
回復 千年等一回 2013-8-16 22:30
小皮狗: 我的天哪,你的筆頭也太快了吧? 你的神經元傳遞速度比普通人要快上幾十倍,該如何解釋?
這篇好文寫得一氣呵成,啟發性和哲理性很強。我不但不覺得枯燥,反而是 ...
以前就想寫個這個題目,但沒想好,昨天想起來就寫了,寫到哪算哪了。
回復 越湖 2013-8-16 22:34
好!學習了。
回復 千年等一回 2013-8-16 22:34
arznith: 這問題鄙人也思考過,大約是10年前吧,還專門為這分析問題惡補了很多,,,

目前鄙人覺得自己對這問題的認識和以前完全不同了。目前的看法是:任何的存在,基本 ...
遇到內行人了。這種問題有時候會drive people crazy.  
回復 千年等一回 2013-8-16 22:39
徽不啦嘰: 螞蟻也是一種群居動物,分工相當明確,是不是群居動物,包括人類,都有這種自組織現象。
我覺得是的,生物的智能似乎常常用來區別我們與非智能物質形態,但從根本上來說我覺得並沒有本質區別,這種自組織現象存在於自然界的各個大數量相互作用的種群角落。
回復 kzhoulife 2013-8-16 22:53
覺得這個理論不見得適用於人類,關鍵是人類的活動是有意識的,而其它生物的活動是無意識的!
回復 秋收冬藏 2013-8-16 22:53
謝謝千年君的這篇文章,能用最淺顯的言辭來說明最深奧的道理,橫貫物理數學生物人類社會哲學眾多領域,毫無教條氣息,能令人看得津津有味,真是有功力。想來你當年在講壇上一定非常受學生歡迎。
這些生命體聚集在一起,能夠自然地產生自組織社會公效(道?),有一個前提。那就是它們都必須是相同的,有共同的基因結構和共同的傳承。即便是完全同種類的螞蟻,你捉了不同穴的娘子軍(設想都是工蟻)放一塊兒,嘿嘿,百分之百的可能是它們不會自組織,大概會跟貝殼村裡的論戰一般熱鬧,彼此咬個至死方休。從遼遠的距離以外看去,他們之間的這種區別幾乎可以微不可察,而它們的這種戰爭從用時間放大了許多倍的廣義上看,也是不知為什麼。噢,還有,螞蟻們必須都是酒飽飯足的,否則弱肉強食免不了,那可不顧是否同族了。不過我不知道在極度飢餓的情況下,人體自身的細胞會不會也互噬。
對不起,我又信口開河胡說了,這算是抬扛不是
回復 懶懶貓 2013-8-16 23:01
   優勝劣汰,自組織結構和運行模式才能不斷地自我完善、不斷提高對環境的適應能力……
回復 千年等一回 2013-8-16 23:02
徐福男兒: 題目不怪啊,很好,很新奇,我是聞所未聞,所以覺得很長見識。
一個問題請教,這種自組織理論用於自然界的現象,可以解釋;用於人類的神經生理,亦可以解釋;那 ...
徐福兄問的好,我其實寫這個,的確想談的是人類社會的自組織現象,這才是最有意思的地方,但那樣篇幅會太長。我們來想象一個started up公司演化過程,從1個人開始,到3個人,到10個人,再到100,1000個人,每個階段,因為人數的不同,結構的形態產生了非常大的不同,因為每個個體都有一個自我主觀的目的驅動,使得整個系統不斷演進,這對應自組織系統的突變。當這個系統到達一定的數量,比如網際網路上的網民,單獨一個個體已經不重要了,就像人的大腦神經元,你把一大塊去掉也不影響原來的整體功能,這時候這個群體服從一些特殊的整體規律。從一個結構狀態演進到另外一個結構狀態,自組織理論有一套數學理論來研究這種演進,突變的方法和技術。像人類文明的演化,國家的演化,一些社會的整體現象等等都能夠從這種理論的思考得到借鑒。
回復 千年等一回 2013-8-16 23:06
越湖: 好!學習了。
謝謝越湖兄。
回復 白露為霜 2013-8-16 23:08
好文。
回復 千年等一回 2013-8-16 23:10
kzhoulife: 覺得這個理論不見得適用於人類,關鍵是人類的活動是有意識的,而其它生物的活動是無意識的!
這正是我回答徽不啦嘰的問題,在薛定諤的《生命的本質》一書里,記得他談到人類,或者生物的智能問題,他認為我們人類的智能,和無生命物質的記憶功能(比如磁鐵)沒有本質的區別,只是複雜程度的不同。
回復 kzhoulife 2013-8-16 23:13
千年等一回: 這正是我回答徽不啦嘰的問題,在薛定諤的《生命的本質》一書里,記得他談到人類,或者生物的智能問題,他認為我們人類的智能,和無生命物質的記憶功能(比如磁鐵 ...
也有道理!太複雜,俺不去想了!

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