nullnull主题2：复杂系统与创造性思维Disenchantment of Nature
Nature is a machine composed
of material particles and forces
following Newtonian lawScientific
research:
Reductionism
Mathematical
analysisAbsolute time and spaceDisenchantment of Nature复杂系统：
Reenchantement of nature复杂系统：
Reenchantement of nature活的，演化的
3个以上组分（三生万物，三国）
形成非线性的耗散结构
层级性、涌现性、不可还原性
随机性造就复杂性/涨落造就有序
冻结了的随机性/ 路径依赖
幂律分布
死的，不演化的
组分少
线性的
可还原的
简单系统：
微积分、牛顿力学、热力学的研究对象；
机械结构、理想气体复杂系统：
细胞；生物体；大脑；社会组织；生态系统null现代自然观的四种世界图景（哈佛大学天体物理学家雷泽尔）null无时间性的牛顿力学 1、无时间性：用时间来定义运动，时间本身却没有定义； 在牛顿物理学的世界里，没有演化——既没有进化，也没有衰退 2、时间可逆：倒带也符合牛顿定律null1、牛顿力学中的时间可逆性2、量子力学中的时间可逆性和不确定性 -t代入t，负号可以提出求导方程测量引起波函数坍缩，引入时间箭头一、无时间性的图景null熵的概念（时间箭头）
S：熵；W：系统的微观态数目
K：玻尔兹曼常数二、有时间性，熵增序减的图景null
玻尔兹曼墓碑
上的公式
null热力学第二定律：封闭系统中的任何不可逆过程都导致了系统熵的增加（图景2）
宇宙热寂说：
将热力学第二定律推到整个宇宙：
1）物质转化为电磁辐射
2）机械能转化为热能
3）热平衡
三、有时间性，熵减序增且可预测，图景3三、有时间性，熵减序增且可预测，图景31）爱因斯坦引力方程所推出的宇宙膨胀观点：
每一瞬时可能达到的熵最大值Sm在增大，使得S总落后于Sm
2）哈勃：天体退行的多普勒效应
3）2011年诺贝尔奖获得者：宇宙在加速膨胀
nullnull信息=“负熵”“麦克斯韦妖” 图示对于二进制信号源：ai：某个信号
Pi：该信号发生的概率1GB=1024（210）MB1MB=1024 KB1Byte=8 bit1KB=1024 Byte什么是负熵流？什么是负熵流？null耗散结构理论
1）存在于开放系统中，靠与外界的能量和物质交换产生负熵流，使系统熵减少形成有序结构。
2）保持远离平衡态。
3）系统内部存在着非线性相互作用。在平衡态和近平衡态，涨落是一种破坏稳定有序的干扰，但在远离平衡态条件下，非线性作用使涨落放大，达到有序。普利高津
Ilya. Prigogine，1917-2003
1977年诺贝尔化学奖得主三、有时间性，熵减序增且不可预测，图景4什么是涨落和远离平衡态？什么是涨落和远离平衡态？涨落：系统内外不可预料的波动因素平衡态或近平衡态远离平衡态什么是非线性？什么是非线性？线性
1）f(x+y)=f(x)+f(y)
（整体等于部分之和，微积分）
2）f(ax)=af(x) （输出正比于输入）xfxfxf正反馈
负反馈
反馈环输出y
输入x
△x
非线性null远离平衡态下的涨落造就有序结构例子：
亨利八世离婚案与英国
宗教改革null例子：QWERT键盘：一个充满杯具的设计：
开始为了减慢速度，减少卡壳；
结果：使用频率高的字母放在上下行；手指每天移动27.5公里；左手重体力劳动，右手偷懒“被冻结了的随机性”/路径依赖null出师未捷身先死的AOEUIDHTNS键盘Dvorak，1936Malt，1970snull幂律分布：美国新马里兰地区1974-1983年间地震强度与数量的分布——长尾分布，符合幂律关系null在双对数坐标系下可通过直线
拟合得到一条直线，直线斜率
d是幂次nullnull分形null复杂网络：无标度性；“小世界”性左：随机网络； 右：无标度网络
（马太效应）nullInternet在自洽系统上的拓扑图null 酵母菌体
内蛋白质
相互作用
网络图null威佛（Werren Weaver）对于复杂系统的分类
无时间性
的图景进化的
时间性退化的
时间性复杂适应系统（CAS）复杂适应系统（CAS）复杂适应系统复杂系统耗散结构null涌现（Emergence）与自组织
低层次上的多个组分之间相互作用，产生了
高层次上新的结构、功能、性质等涌现自组织不同层次的纠缠低层次高层次分化和分工夏威夷小乌贼E. scolopes 与发光细菌
V. fischeri 的共生夏威夷小乌贼E. scolopes 与发光细菌
V. fischeri 的共生刚出生：在周围环境中摄取共生发光菌白
天夜
晚null
本文档为【3 复杂系统与创造性思维】，请使用软件OFFICE或WPS软件打开。作品中的文字与图均可以修改和编辑，
图片更改请在作品中右键图片并更换，文字修改请直接点击文字进行修改，也可以新增和删除文档中的内容。
该文档来自用户分享，如有侵权行为请发邮件ishare@vip.sina.com联系网站客服，我们会及时删除。
[版权声明] 本站所有资料为用户分享产生，若发现您的权利被侵害，请联系客服邮件isharekefu@iask.cn，我们尽快处理。
本作品所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权，请谨慎使用。
网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽..)目的在于配合国家政策宣传，仅限个人学习分享使用，禁止用于任何广告和商用目的。
浙公网安备 33021202002483