|
为什么我们的身体可以从细胞到组织到器官构成如此和谐统一的系统？ 是什么让人与人之间自然而然建立起庞大网络？ 城市国家如何能有条不紊地保障每个人的生活起居？
这些看似理所当然的高度复杂系统中其实也暗含了巨大了玄机。 智者则能从中解锁奥秘，数倍的加速我们科技的发展。 小时候对于世界的敬畏就在于问父母无数个“为什么”，这个习惯好像持续到了现在，我好奇一切存在的原理，哪怕我听不懂搞不明白却还是想问，想听，想了解。这种敬畏带来的是一种恐慌、迷茫、不解，但也同时会带来冲击、惊喜、趣味。它使我经常回去想象很多浅显却又浪漫的问题，触及我的兴奋点好像并不在答案，而在思考的过程。有时甚至并不想要答案，只是沉浸在这种看到事物表象而惊觉它背后会有更深机制的瞬间，一种失去控制能力把自己置身于未知的某个状态。
踏下心来读读John Holland的《隐秩序:适应性造就复杂性》，就可以又一次体验到站在至高处思考混沌的一种恐惧不解又夹杂着些许激动的氛围。它使得遗传算法与CAS复杂自适应系统丝毫没有了解的门外汉，也可以在门口瞥瞥这个科学世界观的模糊框架。简言之遗传算法和CAS系统就是从大自然中提取出一套最优化算法，用于广泛的技术领域与人工智能领域，也是霍兰教授近些年集大成的研究。
整本书的写的已经是极大概括和简化整个逻辑，但是对于我等门外汉还是有点晦涩。不要慌，简单理解就是这个世界比我们想象的复杂，却也不是无迹可寻。例如大脑系统、免疫系统、昆虫社会、全球经济、生物进化、万维网等等，我们一直在试图寻找其中的规律，然而至今仍存在不少谜团。霍兰教授就埋头钻进了这个奇妙而未知的世界，坚信这些复杂自适应系统的底层奥秘仍有迹可循。他通过CAS建模，echo模型等我们可以掀开它们神秘面纱的一角，而利用这样的模型，我们可以应用于无数意想不到的方方面面来解决最优化难题。
下面我就用粗浅却又“艺术”的心态提取几个点，略微好奇地瞅一眼这个世界：比方说描述汽车运动路线， 它的运作符合牛顿定律。但是，在城市里面，成千上万辆车该怎么办呢？这就面临一个复杂系统，但在霍兰的眼里，这种复杂系统依然是简单的，他把它叫做复杂物理系统，英文简称 CPS。CAS 系统的主要特点是不等比例放大，一旦小规模的简单行为逐渐长大，这个系统就表现出另外的行为，而不是单纯的数量累积。大脑、免疫系统、全球经济、生物进化、万维网等就是这种介于秩序和混沌之间的系统。对，cas最迷人的就是它的存在，秩序与混沌之间。听着就很玄学。混沌的边缘其实就是系统中各种因素没有静止在某一个状态，但也没有动荡至解体的那个地方。
生命有足够的稳定性来支撑自己的存在，又有足够的创造性使自己名副其实为生命的地方。为什么自然界包括我们人类的系统那么复杂且摸不着头脑，是因为个体的适应性行为造成了整个系统的复杂性。
它会根据环境的情况，在和环境的反复的相互作用中改变自己的结构和行为方式，这就像我们人类的学习能力，还有整个人类系统在茫茫世界中神奇的适应性。这样的适应会使得这样的系统中会出现所谓“涌现”（emergence）现象，出现新的事物、新的现象、新的规律，书中将其称为“新的质”
如果说造物主创造了亚当夏娃，那么我们身边的一切就是他们的无数后代产生的“新的质”所织的密密麻麻的网。
当我们还在纠结于人工智能如何颠覆人，复刻人的时候，霍兰教授坚信像Alpha Go这样的人工智能只是解决了 CPS 的问题，而自然界与人类都是CAS问题。这一区分是非常重要的，而且泾渭分明。
当我们无法区分这两者的区别时，会理所当然的认为只要掌握规律，运用电子线路、材料力学的方法，就可以造出一个跟人的大脑相媲美的智能。然而真正的智能在霍兰教授看来，是生长出来的，智能是生命体的一个重要特征，它是需要通过生存竞争，在自然选择优胜劣汰的残酷过程中逐渐升华、进化而来的。
然而读到这里也让人不禁想象，如果真的可以彻底破解并且稳定建造一个CAS的模型呢，那时候的机器学习能力是不是和人类的机制是一样的了呢？书中详细介绍了cas的四个特点与三个机制，用思维导图我试图总结了一下：在这里就不做过多阐述，需要很多背景知识，但是框架还是很清晰。当全都用我们人类自己来做模板和例子就非常好懂。例如我们身体的细胞组织器官的层，新陈代谢的流动，层级间并不是等比例的组成我们整个个体。霍兰对遗传算法进行了改造，在提到如何研究cas并将其建模的时候提出了“回声模型”这个概念——即从多个被选的方案中，通过跟环境和个体内部之间的相互作用，优胜劣汰，导致个体的行为和结构的重新塑造，最终适应外部复杂多变的变化，从而让生命体变得越来越聪明。
这种算法的创新之处在于：学习生物进化的机制，从一个不一定最优的方案出发，把求解看作一个进化的过程，在反复改进的过程中达到优化的解决方案。
这一章的内容都是基于霍兰教授的研究成果与理论，从一开始就提出了“具有适应性主体”的元素作为系统元素，还提出了一些“随机规则”与变化，最重要的是引入了“适应度”作为元素应对结果的指标。可以说这样一个系统真的是一个“活的”系统，非常有趣且神奇。虽然双簧管和弦乐的声音独立进入你的耳朵，但是这两种乐器的和声在你情感上产生的影响远远大于这两种乐器的单独作用。数百万人做出的购买决定可能会互相影响，从而导致经济繁荣或萧条，而经济气候又会反过来影响购买力。这是一种交叉的因果关系，A 影响其它一切，而其它一切又反过来影响 A。真正的起因将在网络中横向传播开来，最终触发某一特定事件的原因将无从获知。”音乐是如此“物理”的振动 却能给我们内心带来极大的震撼 复杂系统的理论家们正处在与伽利略时代的物理学家们相近的位置上，我们有理由展望一个全新的视角。
对自然界（造物主）的探索一直是我们人类的终极命题，哪怕是达尔文进化论一类的理论其实都处在我们对世界非常古板的思维方式：我们希望找到一个简单法则去包含所有一切的变化。然而这只是一种虚假的“掌控力”，当一个概念固定，我们奉为真理，此时我们的大脑倾向于将一切都生搬硬套，哪怕不合理也要“想办法”让它合理。实在不行的，要么选择性忽视，要么就用“神”的思想去解释一切不可解释之谜，并产生近乎恐惧的心态。
其实科学也不是万能的，它就像是一种处于边界的存在，总有它暂时无法触及的边缘以外，我们在对”神“尊重而怀疑的同时也要对科学保持这样的态度，科学是需要被不断修正且永远只是努力“趋于”完美的。
书中有些概念还是容易令外行混淆和懵懂，但也大体构造出了一个全新的框架，徘徊在无限想象的遐思中做着也许有所偏差却美妙的梦：对于这个复杂又纯粹的世界，“造物主”对于一切的运作包括生物体从细胞到族群的多样，是否真的存在一个虽复杂却有迹可循的“真理”？看完这本书仍然能想起初次用单反拍照后放大照片，惊觉人类和机器捕捉世界的方式不同会带来如此不一样的世界。
|
