随椋鸟飞行 : 复杂系统的奇境epub,mobi,azw3电子书。新晋诺奖得主乔治·帕里西,首·次向大众介绍获得诺奖的物理学前沿研究成果与心得。在阅读中即可体验诺奖成果诞生的全过程,已被翻译为18种文字。揭示无序世界隐藏的规律, 混乱的背后原来能如此简洁明了。
巨型鸟群没有指挥,为什么在极速中阵型千变万化?个体间简单的相互作用,蕞终形成难以捉摸的壮观景象。微观规则与宏观行为之间到底有着什么关系?2021年诺贝尔物理学奖得主乔治·帕里西,为我们揭示纷繁复杂的世界里蕴含的简单规律。世界有多混乱复杂,答案就有多简洁明了。
在现代科学中,「随椋鸟飞行」也被用来形容复杂系统中的一种奇境。复杂系统是指由许多相互作用的个体组成的系统,如生态系统、社会网络、金融市场等。这些系统的行为非常难以预测,因为它们的行为是由许多相互作用的个体的行为所决定的,而这些个体的行为又受到系统中其他个体的行为的影响。
书名: 随椋鸟飞行 : 复杂系统的奇境【2021年诺贝尔物理学奖得主,带你探索无序世界隐藏的规律。掀起世界科普阅读热潮,20国18种语言陆续出版。卡洛·罗韦利、张双南、万维钢、郝景芳等名人学者联袂推荐】
作者: 乔治•帕里西
格式: AZW3
一些新东西
椋鸟定位的这一特点让我们获得了一个完全意想不到的结果:椋鸟之间的相互作用与其说取决于它们之间的距离,不如说取决于距离最近的鸟之间的联系。这似乎是顺理成章的:如果和朋友们一起跑步,为了跟上别人的脚步向右转,我的注意力就会集中在最近的朋友身上(他离我只有一米或两米远),我几乎不会关注离我较远的那位朋友在做什么。其实,事后看来,这本是明摆着的事。然而,在物理学和数学领域,为首次了解一项新事物需要付出巨大努力,但通过各种步骤得出的结论却又简单而自然,此二者之间的不平衡往往令人大跌眼镜。工作完成后,科学研究就像诗歌创作一样,没有任何迹象表明创作过程的艰辛,以及与之相伴的怀疑与彷徨。
物理学,从牛顿万有引力定律开始(“两个物体之间的引力与距离的平方成反比”,你还记得吗?),已经习惯性地认为相互作用取决于距离。直到这些实验数据把结果摔到你的脸上,你才意识到距离在决定相互作用的强度上起到的只是边缘作用。
那具体说到我们的情况呢?首先,我们已经以定量的方式阐释了此前的观测结果,即椋鸟具有与前面同伴保持最大“安全距离”的倾向,与两侧同伴则没有。这样我们就定义了一个被称为各向异性的量(在物理学中,一个量如果根据空间方向的不同而具有不同的值,它就具有各向异性)。我们如果在一组给定鸟群的照片中测量了每两只相邻鸟的各向异性,就会得到一个很高的值,但对于远处的鸟而言,这个值几乎为零。到目前为止,我们还是很满意的,我们预计离得远的鸟不会有关于它们相互位置的信息,并且侧面距离和正面距离之间没有差别也合乎情理。
然而,当我们比较不同组照片中所测的相同鸟间距的各向异性时,却出现了严重的问题。这种做法完全不对,有时相距两米的椋鸟各向异性非常大,而在其他几组照片中,同样距离的椋鸟各向异性却完全可以忽略不计。这些数据看起来没有意义。最后我们意识到,比较不同鸟群中距离相同的两只鸟的飞行状态是行不通的,因为相邻鸟之间的距离会因鸟群的不同而存在非常大的差异。