《随椋鸟飞行》：从无序的世界中看有序世界

《随椋鸟飞行》：从无序的世界中看有序世界

                                                    思衣谷

求学时期，因为迷上了古天乐、林峯版的《寻秦记》，而对其中有提到当时的一个学者、阳阳家邹衍的理论，至今更是难以忘怀的。因为其将五行看成五德，认为历代王朝各代表一德，按照五行相克或相生的顺序，交互更替，周而复始。五德转移是仿照自然界的五行相克即土克水、木克土、金克木、火克金、水克火的规律进行的。人类社会的历史变化同自然界一样，也是受土、木、金、火、水五种物质元素支配的，古代历史上每一王朝的出现都体现了一种必然性。于是就提出了五行的概念、“五行生胜”的理论，试图说明事物运动变化的普遍的规律。就以人类社会的规律而言，邹衍的朴素唯物主义理论如今看来，难免是过于机械论了，但其意图在无序的世界找到有序的规律，其勇气是可嘉的，再说就自然界的五行，是有科学性的。

从历史发展的角度而言，从古代到现代人都在孜孜不倦探索世间万物的发展规律中，得到许许多多的客观规律。但在复杂的世界里，依旧是有无序的状态。而在当代人意大利物理学家，罗马大学教授乔治•帕里西，就意图在无序的世界找到有序的规律，终也在2021年他因在复杂系统方面的研究荣获诺贝尔物理学奖。揭示无序世界隐藏的规律。

这有非常科学和有趣的研究，就体现在他的新著作《随椋鸟飞行》中。作为一本科学新知类的图书，作者没有过多的烧脑的公式理论，和令人费解的列表数字，有的只是通过八篇文章，其以生动有趣，通俗易懂的语言，描述其的亲身研究经历，而向大家展现了复杂性的奇境。

其中一篇《与椋鸟齐飞》就写到了为了说明物理学面对的问题：理解微观规则与宏观行为之间的关系，作者就以观察椋鸟齐飞的情况说过了这一点。我们知道椋鸟是结小群活动，栖于开阔地，夜群栖的鸟类。而作者也以罗马所见的椋鸟也做了研究印证它们是群栖，和集体飞行的规律。这个规律就是，一般经验告诉我们，群鸟飞行的时候，鸟的密度在中心位置最高，在边缘上会降低，但事实上，通过作者的多次观察，得知一只落单的鸟容易被捕食，鸟阵边缘的鸟彼此之间就靠得越近，以免被外敌侵犯。这就说明了微观规则与宏观行为之间的关系，从无序的世界中看有序世界。

作为一本一个物理学家的人文随笔集，自然通过在《物理学在罗马，五十多年前的事》，说明了作者作为科研者在工作中的辛酸经历事，完全体现了一个科研工作者勇于开拓，不怕曲折的斗争精神。如那个时候，他们只能用手抄录器测量的数据以开展下一步工作。此外在“基本粒子理论物理学”中，作者也引用了意大利的谚语“提着靴袢是不能让自己离开地面的，”来说了 “靴袢理论”，那就是：物质“基本结构单元”的概念不再成立，所有粒子都以一种自洽的方式动态地互相组成——互相含有。最后还提到了弦理论，在这个理论中，宇宙中存在的一切（物质、光和引力波）都是由弦组成的。喜欢作者以文学般的语言说明了弦理论“思想总是像回旋镖一样，从一个方向开始，却在另一处结束。”在就说明了世界上存在这样的一个复杂系统。

而在《相变，也就是集体现象》中，我们继续可以读到了一级相变的两个重要现象。第一个现象是临界点的问题，作者就了冰处于0.5度时，就会出现一种不会是冰凌，也不是积水的无序状态。第二个现象就是潜热现象。而在二级相变时候，作者通过伊辛模型网格，以及临界温度下的磁铁模型，都说明“普适类”的概念，即存在一类伊辛模型，虽然他们的微观规则很不相同，但是却具有相似的临界指数。这就也说明了从无序的世界中看有序世界，展现了复杂性的奇境。

再之后，作者在《自旋玻璃：引入无序》，说到了的所谓的“玻璃”，在这里说的实际上是长程无序状态的代名词，自旋玻璃是一种无序和混和作用的直接结果，这也说明了世界上存在这样的一个复杂系统。另外《隐喻，物理学与生物学之间的交流》中，作者就跨学科地说明了无序世界是有隐藏的规律的。如有时候，在同一个数学模型可以用来研究奇异的磁性系统在低温下的行为（自旋玻璃）、大脑的功能、动物大型种群的行为以及经济学。突出说明和赞同了物理学能够跨学科的隐喻之魅力。其中，如麦穗和海浪的波动看似不同，但描述海浪的方程与描述麦穗运动的方程却是相似；归根结底，此二者是相同的现象，都是同一数学表达式的不同物理化身。

最后，作为作者科研历程的心得之作，作者在《科学的意义》一文中就表露了心声，“我们捍卫科学，不只是因为科学的实用性，还因为他的文学价值”通过这个富有人文气息的科普之书，我们是可以看出了作者在科学界的文化价值的输出的。其中印象深刻的作者也引用了罗伯特威尔逊的名言：“它（科学）无助于保卫我们的国家，但它使保卫我们的国家变得更有价值。”这就是科学的真谛和意义。

此书的作者是诺贝尔物理学奖得主。作者是研究兴趣广泛，主要贡献为发现无序体系中的隐藏规律，对复杂系统理论具有开创性意义，并扩展至生物学领域，如解释鸟群集体飞行的规律。同时，其有效的数学描述方法深刻影响21世纪神经网络、信息优化、机器学习、人工智能等领域的发展。此书告诉我们，所有无序系统都同时处在大量不同的平衡态中，改变能量，就有可能突破最低值，找到新平衡。在这个无序的世界背后，自有简洁规律可循，可以证明，可以表述，这一点对我们人类而言是意义非凡的。且让我们读到这本好的科普有人文之书，从无序的世界中看有序世界。