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神秘的混沌理论

记录片英国2009

主演:JimAl-Khalili

导演:NicStacey

剧照

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更新时间:2023-09-16 18:22

详细剧情

  混沌理论,一直是困扰人类数千年的一个迷。这种在动态系统中无法用单一的数据关系解释和预测的神秘理论,在科学界只有初步的了解。在本部纪录片中,吉姆·奥卡利里教授将带领我们探索这神秘的混沌理论,试图揭开这层归因于神奇或者上帝力量的神秘面纱。
  吉姆教授带着宇宙是如何由从尘埃中诞生,又是如何孕育出智慧生命的难题,开始了他的探秘旅程。混沌中的数学可以解释宇宙中从无序中产生有序的神奇景象,他揭示出大自然那些令人叹为观止的美丽和结构中隐藏的科学规律,它是物理定律的固有的组成。看过本片之后,你眼中的世界会变得与众不同。

长篇影评

1 ) 我喜欢混沌理论的美

了解混沌理论有一段时间了,对其中表现的美丽也有一种难以言说的感触。

这个纪录片跟随者时间的脚步回头看了看那些先驱者的脚步。

印象深刻的是图灵后面的一个 苏联的科学家的化学方面的混沌。

我在想这能不能结合现在的计算机的仿真精确的描述一下。

尤其是圆形容器的周围的点或者圆周收到的冲击相当于一维空间对于混沌的理解。

平面上的相互影响的波纹扁平化之后,在平面上的图案是混沌在二维平面的显示。

加上三维的波纹的交错,模拟出立体的混沌的现象,是三维的空间的表现。

一维的数字可能是完全随机的甚至是无法描述的,二维的图案可能是非常复杂的,而且几乎无法复现的,但是三维的立体是有规律可循的,简单到很小的很小的每个个体收到相同的原因去支配的复杂。如果三维的混沌难以理解,可不可以看成是四维规律运动的一个角度的显现?

最后基于进化的混沌的建模,让我们看到,每一个精确的代码,在自己的反馈的调节下可以实现非常不可思议的结果,所以这是人工智能诞生的一种途径么:简单的事物按照自身反馈不断自组织。

2 ) 对于现代科学的倾佩和对于大自然的敬畏

看完混沌理论的bbc的视频,产生得只有仅仅对于大自然的敬畏,好久都没有产生这样的情感。整个混沌理论以及进化论的结合实在整个世界universe的全貌。但是不知有人想到了《老子》以及《易》吗,我觉得古代中国哲学的思想和混沌理论完全是一样的,在最后一名科学家总结时说到:人们对于这个自发系统,不自在的原因的之一就是无论如何不需要一个创造者,而真正聪明的设计者,应该会把这个宇宙看作一个巨大的模拟器,只有设定初始条件然后就让他自然而然的发生了这会是一个充满着惊奇和美丽的过程。这和老子说的又有什么区别?其实了解这些的不是现代科学家,在几千年前老子与佛教的创始人释迦摩尼已经发现了,只是人们将它们当作宗教来看。
道德经第二十五章:“有物混成,先天地生。寂兮寥兮,独立而不改,周行而不殆,可以为天下母。吾不知其名,字之曰”道“,强为之名曰”太“。太曰逝,逝曰远,远曰反。

3 ) ORDER vs. CHAOS

很多人認爲,每半個世紀就會出現一個真正偉大的理論,比如牛頓力學,相對論等。那麽相對論之後最偉大的理論是哪一個?很多人認爲會是混沌理論。

世界本無神,秩序与混沌携手進化。

4 ) 关于那个电脑模拟的双足体

  找到了他们02年发的paper[1], 简单浏览了下,原来用的是Neural Network,模型用的是MathEngine Fast Dynamics Toolkit.要不是简单了解下原理还真感觉片子里说的那么挺玄乎呢.

  方法是在MathEngine Tookit中创建了一个二足体,定义了11个body和13个junction.最后用Neural Network.那个Toolkit中本身有物理模型,所以,他们只用NN做参数优化就可以了.

  The parameters to be optimized are weights, time constants and biases.

  目标函数有两部分:
  1) 行走结束点和起始点距离最大(走的远);
  2) 不降低重心高度(走的稳);

  其实就是一个最优化问题了.

  Ref:
  [1] Torsten Reil, Phil Husbands, Evolution of Central Pattern Generators for Bipedal Walking in a Real-Time Physics Environment,IEEE Transactions on Evolutionary Computation - TEC , vol. 6, no. 2, pp. 159-168, 2002

5 ) 感谢chaos

混沌理论告诉我们,尽管决定这世界万物的规律可能非常简单,但未来依然是不可预测的,于是the future is amazing。
比如房价,国十条究竟会给房市带来怎样的影响,任何判断听起来都是有理有据的。但无论依据多么理性的判断来运行房市,局面都会沿着图灵方程不可控制地发展下去。
对于我们,出于任何出发点做出的任何决定都走向不可预测的结果。于是“什么是什么之母”、“什么加什么等于什么”的话,只当作星座预测一样的美好或不美好的娱乐活动,任何微小变量都有可能带来全然不同的结果。
感谢chaos,你让我对未来一无所知,未来永远值得期待。这世界是部恐怖片或者悬疑剧,如果有导演,他一定不是来自好莱坞。

6 ) 混沌现象:图灵方程、别氏化学反应、蝴蝶效应与分形理论。

阿兰图灵始终相信自然界的各种复杂现象可以用简单的数学法则来描述,曾用物理和化学上的简单方程来描述胚胎发育过程中的形态发生morphogenesis和自组织self-organisation现象,揭示一个平稳无性态特征的系统如何发展为具有复杂模式和结构的系统。 鲍里斯·别洛乌索夫发现了混合物周期性地从无色到有色反复逆转的化学振荡现象,以BZ反应为代表的别氏化学反应以协同波的方式运动,与心脏的协同收缩非常类似。 爱德华洛伦兹认为气象系统演变是无法预测,留下关于蝴蝶效应的名言:“一只蝴蝶在巴西煽动一下翅膀将会引发德克萨斯的一场龙卷风。” 罗伯特梅在研究动物种群数量随时间变化的规律时,发现繁殖率等参数的微小变化会导致种群数量的不可预测。 科学界逐渐意识到混沌现象的存在,即一个完全被数学方程描述的系统,即使没有外部干扰也可能变得完全无法预测。世界上的各种奇异现象都可以用简单的数学法则描述,这些法则的基本特性是耦合coupling或反馈feedback,这些数学法则带来不可预测性的同时,也能产生模式和结构。有序和无序相互联系,是一个系统的两种运行状态,可以由同一个数学模型产生。影片做了一个屏幕反复投影的实验,这是一个简单的反馈回路,火柴的微小移动最终造成影像的不可预测,但给予系统微小调整后又能产生奇特而美妙的有规律的模式。 伯努瓦·曼德勃罗发现了分形理论fractal,认为自然界的所有形状都有自相似的数学原理,用于描述相同的形状在递减的尺度上一直重复。曼德勃罗集被称为上帝的指纹,这是一个自我反馈的方程,每个输出值成为下一次运算的输入值,表明了一个简单的数学方程可以产生无限复杂的图形,这个图线在所有尺度上具有相似性的分形属性,反映出自然界的一个基本的有序原则。 人类开始重新思考,没有生命的物质中是如何孕育出智慧的?混沌理论可以用于解释生物学的动物斑纹问题和模式形成patten formation。进化evolution就是以各种模式为基础,通过不同方式进行组合,试验可行性,保留可运转的并以其为基础持续下去,这是一个无意识的改进复杂系统的过程。宇宙尺度上进化的时间很漫长,但现在我们可以用计算机在较短时间尺度上模拟进化,科学家们惊人地发现计算机可以无意识地进化出非有意编写的虚拟生命。有机物产生随机的变异并不断复制,周围环境提供反馈,最适合环境的变异得到加强,然后就出现了复杂的生命现象。这就是生命的形成过程,无非是正在发生的图灵方程加上反馈的不同进程。

短评

混沌理论是开盲盒一样的不确定惊喜;每个人进化到现在都有充分又随机的理由;“无论如何都不需要一个创造者”;珍惜生命中的bug,它们可能让混沌在有序中发生,从而逆转/翻天覆地;宇宙给出的惊喜太多了——既没有宿命论,也没有严格的、可预知的因果论。

5分钟前
  • 綠大壯
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轻松解开了我一个思考很久的问题

7分钟前
  • 厚积薄发法立德
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与哈耶克的“自发秩序”概念似可相互佐证。

9分钟前
  • 柏林苍穹下
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啊看完这个治好了我的各种强迫症卧槽如果没有BBC这个世界不会好了!

11分钟前
  • unc1eE
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电脑小人那个实验太可怕了…额地神~

12分钟前
  • 清流~Nocturn
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骇客帝国科普版。你好程序员!8.8分

14分钟前
  • 巴喆
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看到曼徳勃罗集,真惊叹

19分钟前
  • Vivian
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原来世界就是Z≒Z²+C

21分钟前
  • 罗小朱
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神奇!!

26分钟前
  • purr
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打通左右脑

31分钟前
  • WXWXWXWXWXWXWX
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光頭佬好型物理學家好帥

36分钟前
  • Wings공주
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目前为止这是我看过的对混沌理论最深入浅出的介绍,恨不得推荐给每一个仍渴望以科学的方式理解这个世界的人。

39分钟前
  • 子东文
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闻道

40分钟前
  • Yao Unchained
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猜想:混沌系统中涌现出模式的本质原因,是少数精锐的自由意志在群体中获得优势地位,并参与系统自反馈的结果。

44分钟前
  • 力总
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把宇宙看做是一个巨大的模拟器,只需设定初始条件,然后就让它自然而然地发展,这会是一个充满神奇和美丽的过程。宇宙的所有复杂性极其无尽魅力,都来源于毋庸思索的简单规则的不断重复,尽管这个过程十分强大,却依然是不可预知的,未来是令人惊叹的,它有无限可能。

45分钟前
  • 狷介有乌青
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看懂三分之一吧,依然很震撼,一个简单的规则可以创造无限复杂的现象和可能性。最后计算机模拟的进化程序太科幻了,依稀奏响了邪恶AI诞生的前奏:)很羡慕能完全搞懂这些的理科生,宇宙在他们面前一定是一种非同寻常的美。

49分钟前
  • 狂笑连连
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深入浅出,BBC科普妙品。阿兰图灵真是杯具旷世之才,乔布斯的苹果典故。再一次欣赏上帝的指纹,震撼依旧。PS:BBC和CCAV10的差距深刻的反映了某些问题,娱乐至死,愚民致死。

53分钟前
  • Bengo
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似乎可以讲得再深入一点

57分钟前
  • 路米內
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很大程度上是个反神创论的片子

58分钟前
  • 宇宙真理猪大肠
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self-organized的机器人,太可怕了

1小时前
  • 骑士的蒙太奇
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