簡單即復(fù)雜羔巢,復(fù)雜即簡單

這句話來源于今天一節(jié)數(shù)學(xué)理論課后的腦洞大開。

這句話用真實(shí)的生活例子來講罩阵,可以比作iPhone的設(shè)計(jì):看起來簡潔美麗竿秆,用起來得心應(yīng)手,簡單稿壁。但是一打開機(jī)身幽钢,除了電池外就是密密麻麻的主板,這里的復(fù)雜度已經(jīng)上了幾個(gè)等級(jí)傅是,復(fù)雜匪燕。但這些復(fù)雜歸根到底又終究不過是電勢(shì)高低,一高一低正是(1喧笔,0)帽驯,如此簡單。

如果用數(shù)學(xué)方式理解书闸,簡單就是所有的遞歸函數(shù)(Rekursion)都會(huì)最終“歸根到底”尼变,找到一個(gè)他最初開始的地方。復(fù)雜就是用這些“歸根到底”的地方竟然能建起一座你想不到的數(shù)學(xué)大廈浆劲。數(shù)學(xué)最根本的就是邏輯學(xué)嫌术,但是講出來實(shí)在晦澀,還是函數(shù)的例子好理解些:比如眾人熟知的斐波那契數(shù)列:
f(1) = f(2) = 1 f(n) = f(n-1) + f(n-2)
最初開始的地方就只有f(1)=f(2)=1這么簡單牌借。后面不管你帶入什么度气,都是前兩個(gè)數(shù)的和。從另一個(gè)角度上來說膨报,后面f(n)的含義其實(shí)就是讓n不斷收斂蚯嫌,減小到最后成為1或者2折中最初的情況。

你可能會(huì)講丙躏,這個(gè)又有什么復(fù)雜择示?但其實(shí)這個(gè)數(shù)列卻解釋了很多大自然的生長序列規(guī)律。首先晒旅,數(shù)列里越往后(n越大)栅盲,你所得到的兩個(gè)值之間的比例也就越接近黃金比例的值。進(jìn)一步講废恋,黃金比例是自然屆很多生物在生長時(shí)所運(yùn)用的策略谈秫。比如大樹的枝椏扒寄,海螺等完沪。


fib tree [圖片來源](http://www.google.de/url?source=imglanding&ct=img&q=http://britton.disted.camosun.bc.ca/fibslide/fib15.gif&sa=X&ei=mV9kVeX7E8eZsAHSi4CIDg&ved=0CAkQ8wc&usg=AFQjCNH32KKPy1KZEyZnuOtA10QbAj3zIw)

這些看起來復(fù)雜的東西卻用一個(gè)小小兩行方程解釋了出來然走,不可謂“簡單”美麗。

簡單即復(fù)雜认境,復(fù)雜即簡單在這時(shí)換一種說法硕淑,就是萬物皆有規(guī)律课竣,看透了即是簡單,看不透即來復(fù)雜置媳。

當(dāng)年圖靈用幾個(gè)簡單的方程于樟,就創(chuàng)造了圖靈機(jī)制(Turing-Mechanismus),繪出了奶牛身上那好像復(fù)雜沒有規(guī)律的圖案(見圖靈論文:The Chemical Basis of Morphogenesis)拇囊。而他卻始終看不透人性迂曲,最終死在了自己手里,可嘆可惜寥袭。

看透了往往是看到了這個(gè)事物的根基路捧,看到了這個(gè)事物收斂到了一個(gè)你最初定義的維度。而那些看不透的事物传黄,其實(shí)只是你還沒有找到他的根基鬓长。在混沌機(jī)制里,簡單的基礎(chǔ)規(guī)則卻會(huì)形成無比復(fù)雜的事物尝江,一個(gè)小小的變動(dòng)卻會(huì)帶來無比復(fù)雜的巨變涉波。這也算是給蝴蝶效應(yīng)的另一種解釋吧。在數(shù)學(xué)這么“簡單”的世界里炭序,最基礎(chǔ)的規(guī)則也許往往只有一個(gè)啤覆,造出的東西卻可以讓你驚嘆不已,舉一個(gè)非常有意思的例子惭聂,阿克曼函數(shù)(Ackermannfunktion):
// Ackermannfunktion 的變種窗声,來自Rózsa Péter。 a(0, m) = m + 1; a(n+1, 0) = a(n, 1); a(n+1, m+1) = a(n, a(n+1, m))
這個(gè)函數(shù)只有一個(gè)收斂值辜纲,那就是在函數(shù)a(n,m)中笨觅,一旦n等于0時(shí),那么立即結(jié)束耕腾,返回值m+1见剩。后面的函數(shù)定義都是為了讓n收斂到最初的函數(shù)。這么簡簡單單的三行定義扫俺,卻大大超出了我們?nèi)祟惉F(xiàn)有的計(jì)算能力苍苞。這個(gè)函數(shù)的計(jì)算復(fù)雜程度,增長超過了幾乎一切函數(shù),小小的帶入值就能算出驚天的數(shù)字:a(4,2)= 2 * 10 的19728次方羹呵。正因如此骂际,他常被人來舉證,說明有些函數(shù)是可計(jì)算算的冈欢,但是又不是“簡單”的遞歸歉铝。

上面的例子也很好說明了為什么現(xiàn)實(shí)中很多事物如此復(fù)雜,因?yàn)樗麄冋墙⒃诙喽嗌俚摹俺跏己瘮?shù)”上凑耻,ackermann里一個(gè)尚且如此太示,那么現(xiàn)實(shí)中那么多會(huì)造成什么效果呢?混沌拳话。但是這并不是我們放任不管的理由先匪,只要我們?cè)噲D解釋种吸,不斷研究弃衍,混沌有一天也可能被我們所了解,我們所要做的坚俗,就是去繭抽絲镜盯,剝離一切,尋找那最初的東西猖败。這也是為什么一個(gè)國家的學(xué)科基礎(chǔ)研究越深速缆,取得的成就也就越大《魑牛《三體》中智子鎖死了人類的物理研究艺糜,就相當(dāng)于鎖死了人類進(jìn)步的階梯。

p.s. 對(duì)于心情浮躁的朋友們(他們很可能只看到最后一句)幢尚,這片文章的結(jié)論就是破停,歇一下,偶爾想想為什么反而能讓你心靜如水尉剩。

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