讨论:计算力学

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Matthew讨论 | 贡献2024年9月9日 (一) 10:49的版本 →‎因果态
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请大家把词条撰写的方法发表在这里。

问题背景

  • 涌现通常被理解为一个引导结构出现的过程,该过程不能直接由定义约束和控制系统的即刻作用力所描述。随着时间的推移“一些新东西”在某尺度出现,且不能由运动的等式所说明。一个涌现的属性也不能明确由初始和边界条件所表征。简而言之,当下层系统释放一些效应到它的创建中则一个属性涌现。

YMZ:“一些新东西”是最平凡的定义,还是要补充出来作者对涌现后面两层的定义,并体现出它层层递进的关系。像木星的红斑跟蚁群在作者那里就不是同一个层次的涌现。

LHF:如果能对涌现层次化最好,从计算视角入手的话,看怎么联系二者。也感谢提供木星的红斑跟蚁群分属不同层次的涌现,这些还请多讨论和交流。

YMZ:首先先改这个问题吧,着重看1.2节的结尾部分的总结。

LHF:文献中1.2节的结尾总结得很精彩,集智俱乐部公众号《涌现的种类与形式》写得也很好,可以看作是从复杂性角度考察所有系统的一本手册。我需要再理解一下作者那里涌现的表现含义,至少“计算力学”的离散性难以考察所有系统。

YMZ:《涌现的种类与形式》不用在这里提,先把计算力学的东西讲出来。可以先把原文的段落翻译放在这里,然后思考怎么把它用我们自己的语言衔接上。现在我一直看不到学习推进的过程。

LHF:非常抱歉学习进程落后了。表达一下个人想法:直接把原文的段落翻译放在这里,也是一种表述。但原文视角跳变很厉害,比如层次1的涌现是:直觉上的涌现的定义“一些新颖的东西出现”,如果要严格化,新颖的东西必定得有指标,要不就是纯概念。层次2的视角是观察者(an observer),层次3是系统“the system”,不太容易跟上作者的思路。图片1又是智能体的视角下的环境。我觉得我们还是要尽力把他们梳理清楚。想清楚了我会尝试在页面进行修改,谢谢大家的建议。

LHF:原本看不出作者分类涌现的维度,一种处理方法是,先在计算力学里,认为一类斑图和现象(Pattern and Phenomenon)就是涌现。原文用我们自己的语言,认为是相对智能体来说,涌现对智能体和环境影响的三个阶段,也可能是原作者写作时的潜意识,应该是说得通的。不然假设有“涌现”的判别工具,“新颖的东西”当成层次一来理解,就是先入为主,如果属于层次一,结果判别工具输出为假,那层次一也就不存在的。呈现为上。

LHF:原作者使用原语言进行描述,我们用自己的语言的话,可以激发自己一把,把“对齐”当成自己的追求,也是进一步严格化形式化计算力学的必经步骤。使用我们的语言对齐后,“涌现”的层次为“直觉涌现”、“斑图涌现/构型”、“内在涌现”。

YMZ:作者这里要表达的意思应该没有那么复杂。对于第一层,只要有特征出现就算,比如质心,就是很trivial的。然后第二层和第三层现在没分开,第二层是外在观察者的视角,第三层才有agent的视角。另外我觉得agent翻译为“主体”是不是更好。前两层不用严格定义,都是给第三层做的铺垫。

  • 现象的计算视角

YMZ:现在小标题划分的依据是什么?后面两个小标题出现在这里不太合适。

LHF: 小标题送给研究中心的人们,因为进了研究中心背景肯定是很深远的。阅读集智百科还是有门槛的,门槛在于今天得有个三五斗。下月能保证每天有个三五斗吗?作为有点恍惚的我没法作答。所以小标题划分的依据就是,你得能从现象到本质,再到计算,否则另寻他途。自动忽略背景的同学,应当能数到100,不然今晚没鱼吃。好,划分依据先介绍到这里,请各位继续讨论。

  • 在牛顿力学提出以后,...... 这时往往需要借助新的科技手段,来对这些模式进行深入研究,发现其潜在的原理和规律。

YMZ:这两段话作用是什么?可以略写。

LHF:想引入复杂科学和因果科学。牛顿力学中,物理运动的变化,来源于力的作用,或者相反。通常认为牛顿定律不涉及解释跨层级的现象,然后力是路程对时间的二阶导数,我个人还在深入理解导数(微积分)是否跨层级。毕竟导数一种表达是无穷小/无穷小的极限存在,然后忽略更高阶无穷小。

YMZ:主要是说明需要多尺度建模是吧,可以只用一两句话引入这一点

YMZ:这些我没删评论的地方记得还要改哦。

  • 一般对涌现现象定义为不能简单归结为元素间的相互作用力,而需要从对应层面来描述的现象,认为是涌现。

YMZ:这样的句式不太好读,另外内容不准确,“对应层面”是谁和谁对应呢?

LHF:句式确实要调整。“对应层面”涉及到如何来定义的问题,如果有观察者,则可建立视界面,物质/能量流穿过该视界面,转化成信息,这是一种理解方式。我们对观察者做个形式化:对高维对象,做低维映射,在低维的投影,只要不是完全随机,就有斑图(秩序)。

YMZ:这里的解释我没有看懂。可以先改一下前文的部分,然后尝试写一下这里如何跟前文衔接。

  • 如果建立了促成这种涌现现象发生的机理的算法模型,则细化为因果涌现,是随附了宏观动力学的一类涌现。

YMZ:这句话对一般读者来说太难理解了,读这个词条的读者可能完全不知道什么是因果涌现。这句话似乎暗示因果涌现是涌现现象的一种,但其实因果涌现是量化涌现的一个手段和理论框架。另外,“随附”这个词作为哲学词汇出现也不常用

LHF:因果涌现可以是量化涌现的手段和理论框架,但“因果力”这些概念我再看看是否包含其中。我是在读书会到听到“随附”这个词,是个哲学词汇的话确实可以不用在词条里。

YMZ:不管是因果涌现还是因果力,这些概念提出来的时候一定要解释的。在保证内容全面的同时,我们要尽可能写的简洁,尤其是问题背景这部分,抽象概念越少越好。

  • 这种涌现往往比微观层面更强

YMZ:是想说“宏观层面的动力学因果效应比微观层面的更强”?像这样的句子缺失成分就不容易理解。

LHF:可以做这些补充。

YMZ:你直接补充上然后删掉讨论即可。其他地方同理,我看到讨论被删除就会去看正文,然后给新的反馈。

LHF:“问题背景”页面已做大量删减,讨论在继续。虽然我们不用咬文嚼字,但作为初学者仍需请教。“计算力学”词汇有“计算”和“力学”,“计算”可以认为是二值离散运算;而“力学”按《The Calculi of Emergence》的说明,是离散系统动力学,而不是连续系统动力学。因此,会困惑对时间的二阶导这种方法,不知能不能在计算力学中使用。所以作为初学者,会去关注离散/连续动力学系统。也请大伙多谅解。

  • 在Erik Hoel的理论框架中,用有效信息EI来度量因果涌现效应的强弱。

YMZ:不建议在“问题背景”里就提因果涌现,可以后面立一个小节谈计算力学和因果涌现的关系。

LHF:“问题背景”我再把握一下,毕竟“计算力学”涵盖的内容很多,所解决的问题也比较广泛。

YMZ:同上,“问题背景”要好读易懂。

  • 在计算力学框架中,则在某些层面将“新颖”就归结为“涌现”

YMZ:在这个框架里,涌现不只是“新颖”

LHF:涌现如果是要通过粗粒化、低维投影、观察者效应来形成,则不同的“效应器”会形成不同的“涌现”。“计算力学”框架里,应该能做出不同的映射/效应器。

  • 自然界中(Nature)或宇宙(Prototype Universe)中总是处在不断变化之中,这也是相对的......

YMZ: 到这一段少一个过渡,以及这一段也很难理解,我没有看太懂。

LHF:星系轨道和木星大红斑,是随时间变化的。但如果高度抽象到薛金鑫老师讲的那个程度,整个宇宙过程属于确定的,那甚至可以没有时间,只有能量。我们应该不用编写这方面内容。

  • 这个过程本身从定性上来讲,也是一种涌现现象。

YMZ:这应该不是作者的本义,关键在于主体内部对世界的建模有没有捕捉到pattern

LHF:有些文章读着读着,很容易将pattern的概念泛化得太厉害,我看怎么能收敛一些。

  • 有关的文献将极大的环境称为宇宙,其下是环境和智能体。

YMZ:直接用“系统”、“环境”、“主体”来指称就可以了。

LHF:我先理解一下。

统计复杂度

  • 二值计算

YMZ:为什么要写这一小节呢?

LHF:如果严格连贯,还是得从计算入手。“The Calculi of Emergence”中的“Calculi”也可理解为“积分”或“计算”。涌现的话题确实很诱人,二值计算则难免落入俗套。所以在写法在也可以讲究一点创新,这个还请在座的各位多多努力。

柯氏复杂度

  • 柯式复杂度是大家公认的复杂度度量方法

YMZ:可以说是“公认最符合直觉的复杂度度量方法”

LHF:谢谢补充。

  • 定义是一个字符串s对于通用图灵机U的柯尔莫哥洛夫-蔡汀(Kolmogorov-Chaitin)复杂度定义为输出该字符串s的最短程序p的二进制长度。

YMZ:句子有问题。

LHF:感谢意见,确实要改得通顺一些。

  • 针对K式复杂度的主要评论是它高度依赖编程语言的选择。

YMZ:讲柯氏复杂度的时候要围绕它和计算力学的关系,包括下面的内容也要注意

LHF:还要想办法理解好“柯氏复杂度”,在“计算力学”词条要注意把握好二者的关联关系。柯氏复杂度阅读过相关文献自然知道一些,计算力学按James P. Crutchfield的想法,则是来自统计,通往内在结构。拿地球举例的话,地壳、地幔……,非常值得深究。非常感谢您提醒我们要注意,要花精力去钻研好每一点和每一种关系。

因果态

  • 因果态的主要性质

YMZ:这里的性质最好都给个命名,分的清楚一些。另外在数学的表述上还不严谨,要严格地按照原文中对定理的描述来。

YMZ:这个改完可以继续往下写epsilon机器

  • 用公式表示为[math]\displaystyle{ H[\stackrel{\rightarrow}{S}^L|\mathcal{R}]\geq H[\stackrel{\rightarrow}{S}^L|\mathcal{S}] }[/math][math]\displaystyle{ \stackrel{\rightarrow}{S}^L }[/math][math]\displaystyle{ L }[/math]个长度的未来序列集合,[math]\displaystyle{ H[\stackrel{\rightarrow}{S}^L|\mathcal{R}] }[/math][math]\displaystyle{ H[\stackrel{\rightarrow}{S}^L|\mathcal{S}] }[/math][math]\displaystyle{ \stackrel{\rightarrow}{S}^L }[/math]的条件熵。

YMZ:这里没有说清楚。这个[math]\displaystyle{ \mathcal{R} }[/math]是存在一个[math]\displaystyle{ \mathcal{R} }[/math]满足后面的不等式,还是任意的一个[math]\displaystyle{ \mathcal{R} }[/math]满足后面的不等式?对于定理的描述要注意这种数学语言的表达。对于原文中出现的正式的定理或引理最好就直译,因为基本每个单词都是有用的。