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首都科学讲堂第534期《复杂性科学》

来源:北京科普发展中心 发布于2018/04/08

  在当今科学领域,每一门学科之间的边界感越来越小,比如诺贝尔奖项就经常出现物理或化学学科交融的情况,这是复杂性科学的表现之一。而现实中的科学,不是各个学科泾渭分明般的存在,就如同人类本身一样复杂多彩。本期首都科学讲堂邀请中国科学院院士,北京大学定量生物学中心副主任欧阳颀先生为我们详细解读什么是“复杂性科学”。


  物理学领域的研究前沿是对时空和物质的研究。时空和物质,可以看成是物理学的两个极点,而如今物理学出现了第三极——复杂性系统。
  复杂性系统是物理学的第三极,所研究的科学包括非线性科学、生物物理、凝聚态物理以及经济物理和社会科学。单一物理学在复杂性系统之下呈现出新规律,并非单个粒子规律所能总结的,同时还向着社会科学扩张,比如大数据这种定量预测,于是,我们就需要复杂性科学理论基础的指导。
  讲述复杂性科学就要先定义复杂性系统,复杂性系统是指我们还没有有效办法做出可靠预测的系统。对于复杂性系统的另一面则是简单性系统,所谓简单性系统就是我们已经能够找到客观规律且利用科学手段对即将发生的现象进行预测的一套系统。正因为复杂性系统之下的各个学科内的各种现象并不能被我们找到规律、不能够让它们变得简单,我们才会将这个系统称为“复杂性”。
  复杂性系统具有多个特征,其中最典型的特征,就是非线性系统。在这套系统下会出现“相变”:指的是从一种状态突然变成另一种状态。此时,各种关系,比如力与力的作用不再呈单纯的正反比等,这样一系列的现象,构成了非线性系统。

  复杂性系统存在于各个角落,在生物学中的表现有癌症、在社会科学中则是改良与革命、在经济学中则是成长与衰退。由此可见,复杂性系统具有指导现实社会的功能。
  首都科学讲堂同期实现在北京时间、一直播平台和京学网的在线直播,据初步统计,本期讲堂有近8万人(次)在线观看。

 

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