《随椋鸟飞行》本书作者乔治·帕里西是2021年诺贝尔物理学奖得主。在这本书中,帕里西讲述了他对复杂系统的研究成果,并分享了自己在科研工作中的心得体会。
在复杂系统领域,帕里西做出的重要贡献主要是对“椋鸟群”和“自旋玻璃”的研究。
“椋鸟群”是一个典型的复杂系统。椋鸟经常成百上千只一起飞行,而形成鸟群是椋鸟们的一种生存之道。
在动物界中群居动物比比皆是,它们团结,一起行动,一起更好地抵御天敌,仿佛一个部落,就像一个复杂系统,看似毫无规律。
但作者建立三维模型注意到鸟类飞行是有一定队列,前后左右不会碰撞,当一两只转弯,相近的立马保持相对距离,几秒阵容庞大的鸟类都会做出响应的方位改变。
作者运用统计物理学的技术,来解决生物群体复杂行为的问题。看似复杂背后是有规律可循的,它们似经过训练有素的战士,有条不紊地进行着。
另外他还引入了一种名为“复本法”的数学方法。该方法通过对一个变化的系统进行多次复制,然后比较多个复本的行为表现,来窥探出该系统的隐藏规律。
帕里西和同事们将复本法和物理学进行融合,成功建立起一套对自旋玻璃的数学分析框架。帕里西的研究显示,因为粒子间复杂的自旋方向变化,使得在自旋玻璃之中同时存在无数种不同的平衡态,从而造成了它独特的磁学性质。
对于自旋玻璃的这套分析方法,还可以推广到其他复杂无序体系的研究之中。
从事科研工作几十年,帕里西的重要心得指出要善于使用无意识思维来激发灵感和获得直觉。
在有意识地进行思考时,不会发出声音,但在脑子里仍然需要用话语组织起逻辑,来连接各种概念。因此,有意识的思维是一种“语言式思维”。与之相比,无意识思维则是一种“非语言式思维”,这种思维方式并不靠语言进行逻辑整理。
在日常生活工作中被某个环节卡住,运用无意识思维或许能找到答案,这是在脑海里自由涌现的想法,灵感,或许你一直苦思冥想,忽然在身心放松的时候,和好友聊天时想到了,当然要在了解的基础上,才能做到融会贯通。
物理学深奥神秘,科学严谨,了解复杂系统的背后隐藏的规律以及思维方式,在生活工作中观察体会应用,让科学伴我们左右,解决复杂难题,给我们的生活带来一定的便利与价值。
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