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涌现:复杂系统中的宏观性质与行为 - Quanta Magazine
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What Is Emergence? https://www.youtube.com/watch?v=TlysTnxF_6c 《何为涌现?》 本文探讨了“涌现”这一概念,它描述了复杂系统中宏观性质或行为如何自发地从众多相互作用的微观部分中产生。涌现现象表明,整体的性质往往大于其各个部分的总和,每个部分的行为并不能预测它们集体行为的方式。本文通过蚂蚁筑桥、星群飞行、磁性、霜冻图案、飓风和交通拥堵等例子,展示了涌现现象在自然界中的广泛存在。 以晶体的形成为例,分子在高温下会以液态或气态独立运动,但当温度降低时,它们会形成固体,排列成规则的晶格。分子间的平衡力维持着它们之间的距离,当施加外力时,它们会尝试恢复平衡。关键在于,作用于分子的力保持不变,而温度的降低为系统引入了新的条件,导致相同的规则产生了不同的效果。因此,晶体的刚性、弹性以及长程有序等性质得以涌现。 涌现现象通常被视为物理系统行为突然变化的标志,即相变。科学家们通过研究相变来理解更复杂系统中的涌现现象。以筑桥蚂蚁为例,尽管蚂蚁个体遵循相同的行为规则,它们并未有意识地构建结构,但在蚁群前方地面塌陷时,它们关于与邻居保持距离的规则导致了大规模协调行为的涌现。如果蚂蚁之间缺乏关于邻居的信息,桥梁将无法形成,就像高温下分子从固体晶格转变为液态一样。 涌现意味着在不同尺度上,科学家们可以发现新的定律和结构,这些结构源自复杂性中的层次结构。涌现现象的应用正在扩展到其他研究领域,如细胞如何在器官发育时遵循线索移动或转变,以及神经元群如何协同放电帮助决策。甚至有研究者希望自行设计这样的系统,构建由简单部分组成的机器人系统,这些系统能够协同工作以执行有用的任务。 通过研究涌现现象,科学家们可能能够更深入地理解智能、意识和生命本身的涌现本质。 项目地址:https://github.com/liuzhao1225/YouDub-webui YouDub 是一个开创性的开源工具,旨在将 YouTube 和其他平台上的高质量视频翻译和配音成中文版本。该工具结合了最新的 AI 技术,包括语音识别、大型语言模型翻译,以及 AI 声音克隆技术,提供与原视频相似的中文配音,为中文用户提供卓越的观看体验。
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