More Is Different/理解


还原论vs构建论

这种思维的主要错误在于,还原论 (Reductionism)假设绝没有蕴含“建构论” (Constructionism)假设:将万物还原为简单基本定律的能力,并不蕴含从这些定律出发重建整个宇宙的能力。事实上,基本粒子物理学家关于基本定律的性质告知我们的越多,它们对于我们理解科学其余领域中的真正问题越不相关,对于解决社会问题就更不相关了。
一旦面对尺度和复杂性的双重困难,建构论假设自然会站不住脚。大型和复杂的基本粒子集合体的行为,并不能按照少数基本粒子性质的简单外推来理解。事实上,在复杂性的每一个层次,都会有崭新的性质出现;在我看来,为理解这些新行为所进行的研究,本质上是同样基础性的。
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在每一个层级上,新的定律、概念和原理都是必不可少的,其所需要的想象力与创造力丝毫不亚于前一个层级。心理学不是应用生物学,生物学也不是应用化学。


能不能从经典力学构建描述龙卷风、飓风的物理理论。能不能从QED推算美国大选结果?简单,认为可以的,给出方案就行了。一个物理理论至少应该可以在某种程度上预测这个理论的研究对象。

甚至不妨假设给定任意有限大的计算力,那么我们能否以有限小的误差,预测任意有限长时间后某非平凡系统的状态?这个答案很明确,非线性动力学领域的研究已经告诉了我们,一般是不可能的。

某种意义上讲,在各个尺度上,物理定律的简洁优美是来源于【对称性】。Anderson的观点在于,不同尺度上会遇到各种可能的【对称性破缺】。对称性的破却引入了崭新的性质,但对这些性质的物理描述是无法从更基本的物理定律凭空构建出来的。某些对称性不复存在后,原有的物理描述可以变得非常丑陋。但是我们却可以在这个尺度上创造新的优美且简洁的科学理论,这些科学理论在本质上是同样基础的。

再以龙卷风为例。

我们需要的是描述龙卷风的理论。而牛顿力学非常丑陋地要通过精确地描述每一个分子的位置和动量来预测龙卷风的演化。这个灾难般的路径是走不通的。我们应该去创造新的物理理论,而这个物理理论其实可以不关心每个分子的运动。

类似的,诊断癌症,我们需要医学研究;预测政治关系,我们需要政治学研究。而不是从头开始解薛定谔方程。


复杂性的暴政

尝试将宇宙化简为几个方程是理论物理学家的圣杯。很多理论家私下里,希望墓碑上刻的不是自己的名字而是一个优美的方程。当然有人真这么干了。这种个人英雄主义,或者说浪漫主义是科学发展的主要推力(而不是基金委的奖励)。所以现代物理的发展, 在1,极小的粒子物理;2,极大的宇宙学;方面都取得了辉煌的成功。现在看来制约我们发展的只是我们所掌握的力量还不够大,所以无法劈开更小的微粒,或是航向广阔星际。

然而,还有一个大领域,问题难于解决。这就是 3,复杂体系,包括社会学、金融学等等也落在这个范畴。对于复杂体系来说,More Is Different。所谓复杂就是由此而来。在极小的粒子物理和极大的宇宙学方面卓越的方法此时突然失灵,例外层出不穷,非线性现象比比皆是,物理的必然王国突然被随机性所统治。这就构成了复杂性的暴政。

当一个领域被复杂性的暴政所统治,eg 股市,你可以期望大部分常规方法失效,随机性占据上风,上一分钟让你赚大钱的策略下一分钟就破产了,江恩对此深有体会。甚至牛顿对此也无能为力,虽然他征服了物理的广阔天地,但仍有一个王国不愿臣服。

这还是物理么?是。只是我们还没有认识到其中诀窍。



Last update: 2018-03-21 02:30:59 UTC