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[【网站推荐】] 科学研究的思想第六次录音整理

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发表于 2005-8-26 13:08:24 | 显示全部楼层 |阅读模式
科学研究的思想第六次录音整理

                       整理者   02及临床3班 90201326  陈楠
                              01数院     00101032  周惠馨
                              01数院     00101044  黄蕾
                              01数院     00101029  李璐




哎,你们那个上节课的电影都看得懂吗?
那个情节挺简单的,世界通讯的,
那《猫》<1>哪?猫有字幕,应该看得懂吧?看不懂以后再补课吧!反正你们自己要锻炼看和听的能力。
1.运动论与因果论
好,今天我们比较详细的介绍物理学发展的一些模型,这些模型影响也很深远,所以实际上哲学模型已经渗透到物理学以外的学科了。
这些模型的话,大伙也都知道,但是我们在讲一讲最简单的模型。其实,在中国文化里边是没有的,就是运动论。如果你读希腊的原子论<2>,它们实际上就是几何形体在空中的运动的图像,那么非常有趣的是,中国天文学家<3>实际上对星座的认识还是蛮清楚地,但是好想没有发展系统的运动论,那么,运动论后面比较有意思的是现在的因果论的观念。因果论的观念,我想很多民族都会有,比如说,佛教中讲的前世报应<4>,它也是一种因果论的关系,那么古代的因果论和现代的因果论有什么差别呢?我想一个非常大的差别是现代的因果论是近距离<5>的相互作用的一个概念,而古代的因果论是一种超距作用的概念,对不对?你们有时候有的人会相信气功什么超距作用,千里之外有所感应,这里面有没有因果论关系?它有,这里的因果关系能不能检验?很难检验。当然还有超距作用,对于我们现在的因果论我想,严格来说,应该是,17世纪左右才能明确的表现,那在这里有个比较大的误会是认为因果论就一定是决定论的,实际上不见得,实际上来讲因果论的话,它可以是决定论的,也可以是概率论的,那么这两个理论之间不完全等价,但又是具有一定的关系。

1.1从托勒密到哥白尼-参照系的选择
我们先来讲一讲大家所熟知的例子,然后再讲其他的例子。 实际上第一件事情我已经将很多遍了,你要讲运动论的话,实际上最重要的事情是要我们找到一个参照系然后你才能观察怎样运动。而这件事情的话,中国人好像从来没有明确的参照系表明你是参照水的。因为中国人一般来讲,民间经常有种说法,叫人比人起死人,看跟谁比呢?他这个参照系是全社会平均,还是就我眼睛看到的山顶上的那个人,所以经常说的话,看邻居,如果邻居或同事的收入比你高,你就气不平,所以你就会发现中国人的参照系是相当近距离的。只跟他身边的人有关,那么我们,讲的这个参照系我们前面讲的,实际上就是一种宇宙观,所以如果要讨论到运动论的话,就要讨论到2个非常重要的革命性的工作,一个就是托莱梅到哥白尼的参照系,从地心系选成太阳系然后我们这课上原先也讲过,我们在研究经济学里面发现这个观念是非常重要的,实际上现在所谓的均衡理论,主流派的经济学理论中,他们把非常有序的一种经济的变化,误以为是一种白噪声<6>,一种布朗运动。实际上,跟他们选错参照系有关系,他们参照系实际跟我们中国人的直觉非常类似的,就是选非常短的时间为参照系,或者说我们人比人的时候,就选我们的邻居,它是一种非常短见的比较方法。 那么我们做心理学的,作文化研究的实际里面也有一个问题,因为我觉得像中国文学大概有个最大的弱就都是以汉族为中心的,好像金融还有一点改变把中国的少数民族观念也纳入进来,像中国很少有西方殖民时代的那种全世界各个民族文化相对照的情况,所以现在我们研究这个人文的问题,法律的问题,科学的问题,我想一个非常重要的问题是要移动你的参照系要是全球的系统做一个参照系。我们在谈到中国问题的时候,你会发现,中国很特殊的,想当然的问题实际上不成立的,其实我们讲的这个事情,还是很重要的。

1.2从哥白尼到开普勒-基函数的选择
那么第二重要的事情呢,你要描写一个运动,事实上,任何一个运动都是非常复杂的,,所以你要描述运动,实际上就是找到一些基函数,也就是一个标准。然后你把一个复杂问题投影在那上面,或者分解到那上面去。
那么我们实际上,在生理学上大概也是一样的道理,你比如说,你为什么要分血型<7>啊?为什么要分人的性格类型<8>啊?做文学的要做人物定型,是吧?那么我们做数学的话实际上也是看哪种基函数有最普遍的相基性。那么你拿他做参照系那它就会比容易,所以我们现在研究最多的就是圆周运动或者说周期函数。那么要复杂一点的话我们以后会回到小波普。这从前也讲过,你看看虽然讲的是一个很简单的运动论的问题,实际上,如果从方法论的角度来讲,实际上,是一个选参照系的问题( building  block)和一个基函数的问题。那一门科学要是数学化的比较好,所谓数学化的比较好,就是它能够定量的描写事物,那么它实际上就是要解决两个问题中的一个或是两个。如果它到现在还是没有办法用数学来描述,还是讲故事的形式,那么你就会知道,它的参照系的问题还没有解决,当然你讲参照系的时候本身就引进了测量的因子在里面,到底你参照什么,你看什么?........以我昨天在另外一门课上问的一个很有趣的问题,我想起来了,其实在这也可以再问你们一遍:你在分类观察事物的时候将测量什么?你找到测量变量的时候,你对这门学科已经非常有了解了。

1.3参照系选择举例
所以你想我们在生物分类<9>的时候,有没有想过按它们跑的速度又多快,大脑有多大来测量,或者身高或者什么。但实际上,生物学分类是按什么做标准?它实际是按生殖发展作标准然后你就 可以分出生物演化的复杂程度,当然李时珍找的分类方式就没有找到这么一个分类标准,所以你们知道选择参照系还是一件非常重要的事情。
那么,如果你能够描写事物的运动,你想想看,现在那些科学已经描写事物的运动,当然物理学是没有问题的,对不对? 化学也是可以测量分子量的变化,对吧?你做化学反应可以称重量。所以我们化学也走到定量科学里去了;生物学怎样呢?当然你可以算人口,一个生物都由population,然后你还可以算什么,比如:数细胞的个数,数数红细胞啊。。现在最大的进展是我们可以分解遗传密码,所以遗传密码,把基函数的问题解决了。
到底氨基酸是什么?这是人类历史上在这个地方非常重要的发展,而且你们大家知道不知道,其实遗传密码的发现和物理学家有很重要的关系,薛定谔在《生命是什么》<10>里面就猜,怎么会生物既有稳定性,又有变异的可能,所以他提出来三个猜想:其中一个猜想就是非周期性的晶体,这是很有意思的。第一,晶体它要结构稳定,晶体是周期性的,而他还来个非周期性的,如果周期性的话,就知道没有什么多样性,所以他的一个学生叫Dell  Fred  ,后来就是往这个方向努力,后来有一大批物理学家分析蛋白质的结构,然后到后面,沃森-克里克<11>,发现遗传密码,实际上跟这个理论物理学家对基本概念的思考是有关系的。所以你看我们现在生物学是可以作定量的描写,运动的描写,对吧?
然后我们社会科学,实际上你看经济学上数量已经很多了,我们上次还探讨了这个坐标系的问题,那政治学呢?我们期望可以算这个政府军队,预算扩张的程度,对吧?所以你也是有定量的描写。现在我想很多人会做政府结构的理论,你们可以把政府的结构化来,你说它像一个古代的结构,像一个大章鱼,放射性的,到后来变成科城式,你也可以做 special   analysis ,right?
实际上,政治上定量的话,也做得比较多了,但是好像政治学有没有到那个参照系的程度,好像也有。但是现在没有共识,现在好像越来越多的人把民主化,看成一个标志,还有把流动性<12>作为标志的。中国实际上,把以前的封建社会,封建社会的流动性,官员的流动性因为科举制度还是要比西欧要大一些,但是比较有趣的是,中国的经济反而使流动性很差,所以政治和经济什么关系,这件事情有比较感兴趣的,你们可以了解一下。
心理学其实现在已经越来越像自然科学了,你看,现在做脑的科学跟作那个察布韦恩方程。做心理学的人,我们也做过做过得那个。因为心理学里有一个神经脉冲<13>的模型,它是要解那个察布韦恩方程方程,我们原来也耦合过,两个方程耦合在一块,它就非常复杂了,好像现在一般的神经元的网络都是成千上万的神经元在一块,所以现在说我们这一块,真正复杂的科学讨论是神经网络系统,心理学还是差得很远。
但是心理学的话,你要知道,对于经济学的影响是非常大的,所以实际上,20世纪数理经济学的模型说白了是心理学的模型,譬如说,效用函数啊什么东西?但是呢,在心理学模型,我认为是凭空想象的,没有明显的实验依据。所以现在这个行为心理学提出的,人的心理描写,对现在主流微观经济学的效用模型给予很大的挑战。为什么呢?他们发现人的这个对输和赢的感觉<14>是不对称得,所以怕输的心情,比喜欢赢得心情要大。那么这种情况你这个效用函数怎么办?那么另外的情况就是人的心理是多维的,它没这么简单,但经济学把它压缩成一维的这里面有很多问题。那我们物理学家的语言来说,为什么心里是一个标量,不是个矢量,或者不是一个张量?人的思维那么复杂,怎么会比一个自由粒子还要简单?


1.4物理学与艺术

我想大概现在连艺术实际上都有科学了,我知道的多年以前,做这个视觉试验,有个心理学的人的说这视觉试验辨别图像,它么辨别的到底是分析形的,看点线面关系?还是一个整体性的拓扑形的?因为一个拓扑形<15>的,你可以拉伸,看里面有几个洞?这还是好多年前的事情,我最近没有follow这个文献。那么有一个很重要的发现是人的视觉实际上是拓扑形的,那实际上说你是一个整体论的观点,对吧? 我们这有多少同学是心理学的?你们学心理学的根学数学的又没有什么合作吗?有是吧,欧。现在我岁数已经不够小了,否则的话,我对这个东西应该挺感兴趣。你们看过《猫》以后就会发现,做文学的人也是可以受科学的影响,那么这个把以前的中国人用惯了的典故,你卖关子的那些典故,现在很多人都不知道那些典故是什么意思了。你可以拿新的各个学科里发现的现象去扩充你的词汇,去扩充你的想象力,right?
我大概好多年以前开过一个复杂科学会。当时让我非常惊奇,有一个美国的音乐家,在那里演奏爵士乐,然后告诉里面怎么有fractal<16>,有分维,有chaos<16>,有什么名堂,讲的头头是道。当时对我们这些做混沌的来说看了也是目瞪口呆,有那么玄妙吗?但是,希望我们持一个开放的态度,不取反对的态度。
我们中心还有一个美国的老师,在国际MBA教课。他是最受欢迎的老师。他是学什么出身的呢?学音乐。教什么呢?管理战略。他在写什么书呢?他亲自过来跟我讨论,叫“量子管理”,quantum management。这管理跟量子有什么关系呢?(笑)后来想想,可能有点关系,他这个quantum的概念就是说,管理的演变不是连续的,是跳跃式的,叫量子管理。
所以后来我就发现,以前是做人文的人,谴责做科学的人科学主义、科学帝国,把科学概念用到四面八方去。后来我就发现,西方的艺术家其实远比我们科学家要激进,我们要比他们保守很多。后来我碰到一个很好的美国学历史的,历史学家。我那时跟他说,我对西方的画只看得懂到印象派,印象派以后我就不懂了。他就明白了,就带我去看什么立体派、抽象派。然后说这全是受你们物理学家的影响。为什么呢?后来我发现奥斯汀有一个非常好的,女的物理学家出身的艺术史家,就讲,为什么毕加索那些人会发明立体派<17>呢,因为伦琴发明X射线。原来不是说美是只有皮肤那么薄,beauty is skin-thin。但是X射线可以穿透皮肤,可以看到里面的皮肤啊,骨骼啊,五脏六腑啊,他们感到很震惊,觉得这个可以扩大人的视野。所以立体派就把人的内脏,器官,代表什么性格,都把它。。化,把它画成立体的出来。于是你就知道,现代西方艺术的很多变化,实际上是科学和艺术的一个相互作用。
所以在这个意义上来说,现在你们大概已经很难分辨得出来,什么是纯粹艺术,什么是应用艺术。比如说我们现在的广告,还有剧院的演出。大概世界上技术最复杂的演出,你们将来如果去Las Vigus,它的艺术水平不怎么高,但是艺术里面声光电那效果是搞得非常之好。看过去那空间,仿佛是人从无穷远处走过来一样。所以现在科学和艺术的结合已经到了很高的程度。
我说的这些东西你们有没有反对意见?我欢迎你们反对。


1.5中西科学差异——浑天说和动力学

好,我们从运动论到动力学,实际上这个飞跃还是很大的。最大的呢,实际上是伽利略<18>做实验。前面的天体力学不是做实验的,而是纯粹的观察,就好像我们做社会科学研究一样,做经济,做政治,都是说尽量客观的观察。包括我们做人类学的也一样,不要去扰动样本。但是从伽利略开始,他实际上是做可控制的实验。
好像以前有个同学问过我,历史上对亚里士多德有个批评。前面我不是讲过,你要批评一个人,实际上等于你赞扬一个人。因为伽利略最有名的是斜塔上拿两个球往下扔,然后说重的球先落地还是轻的球先落地。他可以检验亚里士多德的理论,亚里士多德是断言重的球先落地。
你们说我们中国的张衡的浑天说<19>,你能不能做个实验检验说,他那个混天是成立还是不成立。或者咱们的阴阳五行说,咱们做个实验说,阴阳能不能成立?你就没办法检验。
然后你就发现一个非常重要的差别。我们中国人也讲辩证法,黑格尔也讲辩证法,亚里士多德也讲逻辑。中国人的辩证法,是捉摸不定的,你伸缩的余地非常大。原因是什么呢?中国气候变化比较大,地理变化、环境变化也比较大。所以皇帝的命令下来,你要是照他字面上的一字不差的解释,你是行不通的。所以都留给官员非常大的弹性的空间。
而希腊的商业文化的话,就是要在变化的事物里面寻找一些稳定的,不变的规律。这些规律呢,如果有人发现了这些规律,你可以去检验。这个观念我觉得还是只有希腊的民族有,其他的民族到现在为止我还不知道有没有这种观念。伽利略能够开创实验科学,实际上,他也是建立在亚里士多德的系统上面。而亚里士多德呢,他又发展了原来毕达哥拉斯和柏拉图对事物的这种观念。所以这些观念呢,对于科学的发展来说还是蛮重要的。
所以从伽利略到牛顿,你就发现有第二个飞跃了,它就从运动学上升到动力学了。那你说Kinematics和Dynamics<20>有什么差别呢,Dynamics是讲cause and effects,就是讲有个推动的,有个接受的,就是有一个力的概念。而这个力的概念呢,平时打架的时候,你可以体会到。人家打你一拳,你说他打我,这有一个力的作用在里头。
但是真正重要的一个观念呢,我认为是西方文化里始终在寻找一个natural state,或者 natural law,就是自然的状态和自然的法律,它们把日常经验倒过来。这件事也是一个很重要的抽象。你们去想一想,各个学科,它的基础概念大概都是违背经验又具有普遍性的。它是认为运动是一个常态,你不需要推动它,反而你改变它的运动状态,你要作用力。所以这个概念,在科学里面是一个非常重要的概念。那么你们是不是能想一想,力的概念,因果性的概念,在你们自己的学科里面对应的是什么。这个你们自己可以去讨论一下。
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 楼主| 发表于 2005-8-26 13:09:20 | 显示全部楼层
1.6区分变量类型——广延量和强度量

还有一个非常重要的事情呢,就是区分变量的类型。
有个非常重要的概念你们始终要记住,在西方科学里面,几何扮演的作用要比代数要重要。而很奇怪,中国人的代数要比几何好。所以中国历史上算东西,因为我想中国历史上要丈量土地,要收税,所以做算术和代数费了很大力气。但不知道为什么,中国的几何好像没有和宇宙观联系起来。
所以你在做科学的时候,经常要区分广延量和强度量,然后要区分stop and flow,存量和流量。到现在为止,经济学这个问题还没有解决。比如说讲效用函数,人都是贪得无厌的。我就问你怎么测量,呵呵。我可以说你人是贪得无厌,如果计量的时间是非常长,把你一生吃的东西都算进去,几乎是无穷大了,那你当然是贪得无厌。如果说我测量的时间相对非常短,跟你每天的生命周期差不多,你很快吃饱了就会饱和,right?所以,在经济学的测量里面,它就没有区分存量和流量的问题。
说得更具体一些,它没有时间的概念在里面。所以你就知道,如果你引进动力学,引进运动学,一个非常重要的问题就是time。我的老师普里高津非常有趣,他这一辈子就想一个问题,时间为什么会有箭头,为什么会有time arrow。从这个问题出发,他不能容忍牛顿力学和量子力学的时间对陈。我想中国人就很少去bother这种问题。这有什么好问的,每个人生下来都有始有终,干吗要去想这个问题。


1.7隐变量到显性指标——读书新视角

所以还是回到一个老的问题,西方科学家追求一种统一的理论,整个世界要自恰的理论,而不满足于局部的解释。但是在很多问题里面,如果你发现这门科学不能做定量的研究,或者难以作定量的研究,最大的问题是隐变量。就是说,你的变量是隐藏的。
譬如我们一天到晚在那里反腐败,咱们政府有没有发明几个腐败的指标可以测量,就没有。所以有些东西,到底是腐败,还是比如说正常的排泄废物。比如咱们每天,诸位都是要解手的,多少程度上定义为腐败,多少程度上定义为正常状态,你总是要有一个测量标准。所以一个很重要的问题就是,要把观察量,和你认为的很重要的起因果作用的这个量——而这个因果量呢,很可能是隐变量——怎么建立一个稳定的联系。而一个好的联系——我们知道,温度是不能直接观察的,我们只知道很热——最后找到一些指标,比如说水银,或者酒精,在一定的温度范围里面,温度和体积的变化有一个线性关系。但是如果温度太高的话,就不行了,要想别的办法来测量。所以找这种指标之间的联系,找一个显性的指标,这是科学里面比较重要的。
现在这种显性的指标,我的印象里面,心理学做的已经蛮好了,经济学做的也不错。但是经济学有一个什么问题呢,经济学指标太多了。美国我大概知道的,政府统计的指标大概有上千种,而你人的脑袋只能看十几种,所以这上千种指标怎么加总就是一个很大的问题。所以你做那些指标的话,一种要看到底哪些指标能够反映社会主要的基本变化的情况。另外呢,这个变量还不能太多,怎么把它加总?所以经济学里面,我又批评一个“完全信息”,这个概念实际上是荒唐的,要给你完全信息的话,你就傻了,你就变成完全糊涂。真正重要的信息是在一大堆信息里面,怎么提炼出几个指标。而这些指标多到上千种的话,你就不能处理了,你怎么把它压缩到几种,最好把它压缩的一种。压缩到一种有时候又可能压缩过度了。
其实文学我也喜欢看指标的。其实有一件工作你们可以做。你们这儿有学人文的,你们不是上次看了《猫》了吗。那个《猫》里面取名的时候,你会发现那里面有一大段唱词,里面列了有几十种猫,每一种猫,一个英文字都是一个性格类型。然后你们可以查查哪些性格类型在中国的文化里面,包括小说和历史里面,是有类似的代表人物的,哪些性格类型实际上在中国文化里是没有的。这也是一个很好的课题。原来我们做文学要典型人物对不对?所以这些问题我们都是觉得很有意思的。
然后你就可以用文学形象的类别,还可以研究中国社会劳动分工的复杂程度,发展程度,或者心理的变化程度。譬如说,像没有开放以前,我不晓得你们在座的怎么样,大概看《红楼梦》会非常欣赏。哇,《红楼梦》里面人物性格好丰富。等到开放以后,你会发现《红楼梦》里面的悲观主义者特别多,像史湘云那种乐观向上的就很少。如果《红楼梦》里的人都到市场上去竞争的话,大部分人都要全军覆没的。(底下笑)
所以你怎么来测量,造一个测量指标来测量不同社会里的文学的或者历史的典型,其实也是一个很有意思的事情。不光测量人物类型的数目,而且可以把它分类,比如说设计一个阴阳指数或者阳光指数,向上还是向下,乐观还是悲观,开放还是封闭,你可以做两样东西来刻画这个。
这个思维其实对创作也是满有好处的。像我要是写,我现在没写啊,我要是写一篇小说,我要先想好,到底我这个场面要跟以前人比的话,what&#39;s new? 我是要开一个新的field,然后你就发现,哪些人物形象,前面人没有写过,我就愿意去塑造这些形象,而且我也认识很多这种形象。
所以你就知道,写作品和下棋一样,布局很重要。你下围棋,要先把几个角给我占住,到时候就可以做眼了。到时候你全堆在一个角上,你说你做的功夫再大,最后你还是输了。
所以对我来说,你作科学还是作艺术,还是作曲,应该是道理一样的。但是我并没有发明什么定律,说它们一个universal law就可以了。
你们晓不晓得有很好的哲学家也是很好的文学家?我看过卢梭<21>写的小说叫做《新爱洛伊丝》<22>,你们在座的不知有没谁读过。那个写的很有意思对不对?但是他没有写那个方程,写个方程下来的话大概就更有意思。所以我相信,人还是比较多种所样的。比如达·芬奇是个很好的艺术家也是一个很好的科学家。


3.从少到多:概率与分布函数
3.1.中西概率的观念

下面我们要说的更现代化一点,这个实际上只是最近30年的观念。你描写一个人,有一个轨道有一个模型,还有很多人呢?你就会发现单单讲故事或者画这条轨道就不够了。这样要描写很多人的时候,你就会想到一种什么概念呢?中国人讲“大概其”,对吧?你跟我说咱们这的人胖的高的矮的大概平均多少吧,所以你会有平均数的概念。这个概念出来的话,实际上你就有了概率分布的概念了。
所以这件事情也非常有意思。中国是个非常好赌博的国家,中国发起来以后,全世界赌场下豪赌最多的就是中国人,但是捐款修剧院、研究所,倒不见得是中国人了。有些人觉得中国人喜欢赌博,但中国人赌博有没有产生什么数学的东西出来?中国人有没有说,赌博,我要做个数学模型,然后来帮助我怎么赢?
最早的概率论实际上从西方贵族在玩赌博的时候,就变成了一种数学的模型了。西方贵族文化,吃饭不用愁之后,他们喜欢智力游戏,是受谁的影响?我想还是受毕达哥拉斯和柏拉图的影响,然后觉得这是一个表现个人才能的机会。
上个星期我和德国经济学家开完会后,上老舍的《茶馆》,看戏。然后发现和聪明人在一起看戏是比较快乐的。台上在表演“五音联弹”,就是四个人玩五种乐器,一个人一只手玩一种乐器,另一只手就伸到别人那里去玩一种乐器,中国人很得意,觉得很复杂。德国经济学家知识面很宽,看了以后就乐起来了,说:“你看,你们中国人把能量用在什么地方呢?放在技术的复杂性上,一个人玩几种乐器。而欧洲人要显示自己在音乐上的悟性,就放在作曲上,因为一个曲子要几个声部和和声嘛。”
所以,在我看来,很多科学的发展,说到底,是个选美规则的不同。中国人长处就发挥在技术上,而西方民族,就是在想象力上。所以我想,中国人以前写什么回文诗,对联,也是很难的。玩那种文字的游戏,就没有说去玩什么数学的游戏,做两个概率论,或者其他什么模型出来。所以,我希望我们这个课能够改变你们的思维方式,产生一些多样性的东西。


3.2.概率的重复与稳定:系综平均与时间平均(各态历经假设)

然后你就知道从决定论的概念,过渡到概率论的概念,实际上是有一个很大的飞跃的,这个飞跃就在于你在对什么东西做平均。比如,我扔一个骰子,重复地扔,那么概率是稳定的。但是世界上很多事情未必是能够重复的。所以在科学上就有一种说法,比如说假设有100个人,甚至1000个人同时在扔骰子,那么,你的概率是多少。这100个人,我把他看成一个系中,如果这个系中的平均随时间是稳定的,那么等于你一个骰子随时间是稳定的。所以,一个骰子扔很多遍,同很多骰子同时扔一遍,应该是一样的。
那么这是一个定律,还是假设呢?它是一个假设,叫各态历经假设。意思就是说,在相空间中的每一个位置,机会都是平等的。所以对任何一点,经过足够长的时间,都可以达到。
这个观念,实际上是做统计物理的人想象出来的,那这个观念成不成立?整个平衡态统计物理,都是建立在这个假设上的。一直到七十年代,这个信仰才被打破。那么打破它的,是做理论的人呢,还是做模拟的人呢?是做模拟的人打破的。
以前呢,科学的国王是数学。不过物理学家觉得只数学还不够,应该是物理,当然是做理论物理的。当然,70年代以后,天下可解的问题就非常少了。所以很多发现,都是做计算机模拟之后,产生奇怪的结果,做理论的人事后才去想办法理解。
费米<23>是建立第一个核反应堆的人,是个意大利的美国物理学家。在物理学里,很少有人能够同时做理论和试验的。以前最早是有牛顿,牛顿以后就很少了。爱因斯坦也是只做理论不做试验,但费米是既做理论又做试验。他有两个学生做了一个模拟,找了一个方框,四面都有墙,里面放了六十几面圆盘,所以是个二维模型,然后让它在里面撞来撞去。就像那种康乐球。然后假设它碰撞的规律,也就是它的势函数,不是一个保守系统,是一个非线性的,比如立方项,反正不是平方项。然后,他们发现,这个空间有好多“洞”,不是各态历尽的。这也是最早发现所谓混沌,也就是不可积的现象。
庞加莱<24>发现天体的三体问题不可积;1963年,MIT的做气象的Laurence,发现流体问题把它截断以后,解那个三维方程组,最后会出现非常混乱的结果;到费米的学生发现各态历尽不成立,这是一个保守系统中的混沌现象。这些出来以后,你就会觉得平均值这个概念有问题,因为系中的平均不等于时间的平均。

3.3.概率论表达与轨道表达——相位的信息

好,我们先不去讨论它,这个问题在数学上太复杂了一点。那么你们应该明白一个问题,就是因果性的描写,可以看一个轨道,也可以看一个概率。那么这两个问题有没有一个对应呢?是有的。因为如果概率分布是一个单峰的,里面就有一个平均值,代表大多数人运动的趋势。这个平均值运动的轨迹,就和决定的方程的轨道是吻合的,所以是这样一种概念。那么如果问轨道描写的误差是多少?那用平均的标准差的偏离来看这个轨道,定一个上下限,那么用概率论就可以描写。
然后你们说概率论的表现和轨道的表现相比,信息是多了还是少了?还是一样?原则上,任何一个动力学系统,假设轨道是连续可微的,就是有它的无穷阶导数,那系统就可以定了。反过来说,一个随机系统,如果知道它的无穷阶矩,也可以定了,然后你们说这两个系统是不是等价的?我认为是轨道信息比较多,因为有一个信息概率论给平均掉了,就是相位。因为一个轨道除了有一个平均值和方差,还应该有一个相位,所以实际上我们做数学计算时,还是喜欢决定论的方法,然后用随机方程做一个近似,比如在初始条件不知道的时候。


3.4.科学中的单位选取

  当然,一个非常有意思的事实是,经济学里面认为,市场只要有竞争,一定是随机论的,所以他们完全忽略决定论的表现。我讲这个事情还是很有意思的,因为去年得诺贝尔经济学奖的经济学家格兰杰<25>,连这个基本的事实他都会怀疑。比如说,描写一个运动的规律,究竟应该是离散时间呢,还是连续时间呢。经济学里,都是考虑离散时间的,而物理学里的方程,都是连续时间的。而连续时间更基本,因为这时,运动的形式和坐标单位没有关系。但离散时间的话,坐标的单位变了,所有的规律都不行了。
所以你就会发现数学家和物理学家还是有区别的,数学家认为,单位是一个很trivial的问题,但对物理学来说,单位的选定,和对象很有关系。比如,蚂蚁要建立一套观察的单位,和我们人就不会一样。因为它的生命周期和特征长度都不一样。像中国现在用米来度量身高,和你的实际身高是差不太多的。但是,如果把度量的长度单位定得非常长或者非常短,就会十分困难。在外面用钱,日元和意大利里拉会非常麻烦,因为一个单位只值几分钱。所以你就知道,人脑里面可以经常计算的数量,和单位是有关系的。比如,如果你脑袋里经常想除掉两个零,你就没法算了。所以,单位的选定其实是很重要的。



4.单峰与多峰分布:轨道与分岔

这件问题上非常有意思,心理学家和物理学家的立场非常接近,经济学家跟数学家,跟统计学家的观点非常接近,这件事情也是一个文化的差别。这里面我就给你们一个非常形象地描写,就是概率论和决定论的表象,这个轨道和分布有什么关系。
所以你就会发现,如果我是一个单峰分布的话呢,其实就相当于我有一根轨道,对吧,然后我的峰呢,就沿着这个轨道走就好了,但如果我有分叉现象呢,你就可以有两个峰,两个峰的时候呢你讨论平均值有没有意义?就没有意义了。
这是个非常简单的道理,然后你们就知道劳动价值论里面古典经济学科和马克思主义(经济学)都有一个很大的问题,就是什么呢,他们讨论社会平均劳动时间,然后认为这个值肯定会存在的,然后我们中国有个领导人,很务实,他就发现这件事情不见得。我是听这个故事,我没有亲自见过他本人。这是谁呢,()???,他伤脑筋啊,你说一个新产品怎么定价?嘿,新产品怎么定价?然后你就发现这个新产品就是一个分叉树,如果老百姓接受,比如说你现在出了VCD大伙儿抢着买,你定价就可以定得比较高,如果大伙儿都不接受,卖不出去,定价就很低,你有没有一个平均价格?按理是没有的,所以你就知道因为你有技术革命,所以你经常会有分叉,然后你就会知道有一些认为天生合理的观念是有question bug 的,你明白这件事吗?
我说的都是非常技术性的分析,我没有做意识形态的判断,然后你马上就会知道这个古典经济学家和新古典经济学家在某一种问题上,虽然他意识形态会对立,就是说看待利润的来源问题,这个利润到底是剥削啊,还是对风险的回报啊,意识形态会有分叉,但是在方法论上他们其实是一样的。怎么一样?就是相信世界是在一个有限的封闭的系统里面平均值是永远存在的,然后你就可以讨论理性预期呀,价值啊,什么平均价格。但是如果你是一个快速变化的一个技术革命的社会里面,然后你就会发现这件问题不见得成立,讨论这种不确定性,而不是一种布朗运动粒子围绕一个稳态的不确定那种不确定,这个单峰分布里面你偏东一点。那两个不确定你就会发现是本质的不同,我们这个社会发展非常快的话,我们更重要的是研究这种,英文里面我们叫bifurcation,就是分叉现象。

5分岔与演化树
5.1.文明分岔
我曾经写过一本论文集啦,还有北大还有老师是力学系的跟我争论说这个文明分叉不是可以画一棵树吗,文明分叉。你是做物理的你可以有一个变量可以选的,到一个关节点上它就会分叉,你说这个文明分叉控制变量是什么呢?这个呢,你当然可以说I don’t know。对不对。但是你有没有分叉现象是可以观察到。
譬如说最简单的就是说东方和西方文明在15世纪以后,上次我讲那个Wallerstein佯谬<26>。按照理性逻辑那时候中国是地少人多,西欧是地多人少,照逻辑推理呢,中国应该对外扩张,向西方一样去开发殖民地,然后呢西欧黑死病以后应该增加人口。结果倒过来,西方不但不增加人口他还对外扩张,然后中国呢,不断不对外扩张,还要增加人口。你这个文明有没有分叉的可能,肯定是有分叉的,但至于你说这个分叉的事件那你要具体问题具体分析,实际上做物理化学的人观察到分叉现象,但是不是所有的现象都能够知道到底控制变量是什么。
那么有的时候你可以猜,你譬如说在生物学里面我们可以猜的话呢出生率是一个关键的参数。如果你的出生率增加得很快的话,它就会。
实际上呢Austin还真的有一个动物学家去验证这个曲线是否成立,去养果蝇,然后就数它们的数目,发现果蝇非常复杂,养了半天也未必能观察到这种现象,所以生物现象还是蛮复杂的。但是我倒知道Brussels有一个普里高津的学生,他是学地质出身的人,对蚂蚁的劳动非常感兴趣,然后真的去观察蚂蚁的行为。蚂蚁到处随机地跑去找食物,然后一个蚂蚁发现食物回来就去跟别的蚂蚁通讯,两个脑袋碰一碰,或者地下留下一道化学的痕迹,引别的蚂蚁都跑去。他把这些蚂蚁寻找的过程都记录下来,还真满足一个S形的Logistic方程<27>。

这种事情是很有意思,就是说你譬如说,像量子力学跃迁<28>的现象就是那个光谱啊不是连续变的,这个是量子现象对吧。你发现量子现象到后来找出来为什么会有量子现象,就是电子能级是一级一级,不是连续变化的。那么现在来说实际上在我们日常生活里面可以看到很多突变的现象,就是说分叉的现象,你本来一个选择后来变成两个选择那么这就是分叉。
我还记得八几年的时候有一次在Austin开会一个非常有名的生物学家,就起来挑战物理学家的分叉的概念,说你们虚构,人文现象里面不可能有分叉的现象,后来我就跳起来想了一个实验,我就说我能给你一个分叉的现象,那个故事我到现在还记得。
我说你譬如说假设一个海岛,这个海岛我现在存了粮食,驻了军。敌人来包围你这个海岛,你有几个choice?你有两个choice一个防守,一个就是开城突围,就是逃跑,你只有两个choice,但是你这个海岛里面存粮足够多的话,你的choice是什么?就是固守嘛,我等别人来救我。开始是你只有一个choice,我说你什么时候急了是准备继续收下去还是冲出去,是你的存粮快要完的时候你就到了bifurcation point,这种事情我想还是普遍存在的,所以为了证明我这个说法有道理。


5.2.My Fair Lady——观察语言和口音

我今天给你们放一个电影,大概你们都很熟悉,但是我觉得非常有意思,他这里有非常多的社会科学和自然科学在里头。中国的文艺作品的我觉得有的时候idea比较简单,没有那么多复杂的想法。你们猜这电影是什么?在我看过的电影里面有两个是最有哲学思想的——我给你们看的都有哲学思想——一个给你们看过了,就是这个《猫》,《cats》。今天就放《My Fair Lady》<29>。《My Fair Lady》的歌词你们可以在网上查到,你看它里面哪些东西你们可以观察的,待会儿你们可以看。
我们这个课不是教你们做科学研究的方法吗?其实我非常佩服好的文学家,好的文学家或者音乐家他们观察事物比我们的社会科学家我认为要精细得多。这里面最有意思的一个观察是观察语言,这个里面他神了,神到什么程度呢?——我相信他是有科学道理的——听你的口音可以判断你住的地方离伦敦有多少公里,口音都不一样,这件事情如果在浙江或者福建我想一定成立,我就知道我妈妈她是福建人,隔一个山头都不晓得对方说的话是什么,因为它有很多山嘛。英国还是比较flat,还是比较平的,他要能够听懂不同的语言,辨别不同的口音,他这个耳朵听的能力就非常非常强。
那么你知道做科学研究最重要的一个事情是什么呢?就是寻找函数关系,right? 你单单观察一个变量你观察再细微你也不够伟大,因为你不能够预言什么东西。他观察第二个变量是什么呢? 他就把这个人讲话的语言和他的社会地位连起来,这很有意思吧,我以前在上海长大的时候,对上海人非常恼火,因为上海人判断人就跟法国人一样,你的社会地位是看你能不能讲上海话为标准。不会讲上海话就认为你是乡下人,你如果会讲上海话,你就是高等人了。法国人也是这种,法国人看你是不是有教养就是看你的法语讲得怎么样。那美国人不是,美国人是谁口袋里钱多谁就了不起。法国人和上海人是看文化看口音来算的,所以你看他这个很有意思,他里面有非常仔细的描写。
而且呢我觉得中国文化里面最弱的一条是肢体语言,所以中国人斗嘴的本事很大,尤其是北京人,北京人挖苦人损人的本事大概比南方人要强很多,他动不动就把你的便宜给占了,你就绕进去了,但是在西方的观念里面他就把自己赔进去了,为什么呢?因为北京人要占便宜的话呢是说我的辈分要比你的高,但是西方人的观念里面,你的辈分高你并不占便宜,为什么呢?因为它是以年轻人为美,都恨不得把自己装的小一点,这个参照系是可以反转的,你在一个文化里面占便宜你在另一个文化里面你就吃亏了,我们班上有一个同学是北大曲艺社的,他跟我说他要编一个相声,我说这就是很好的材料啊,你就去模仿侯宝林怎么损人,把他的文化参照系变一个,结果发现他损人家最后全损到自个儿头上了,这里面有很多这种小故事你可以想。
我为什么非常喜欢这个剧呢,是跟我自己的恋爱经历有关系。我是一个非常理性的人,这里面描写这个女孩子的理性是完全upside down女孩子要可爱是因为她非理性,她要是logically可以判断她要做什么事情的话她的魅力就没有了。所以就发现一件事情很奇怪,就是西方文化里面坏女孩子都是最有魅力的,因为她搞得男孩子心神不定right?
这里面我就发现一件很有意思的事情就是你要是照经济学的理论去描写的话,rational只对男的还是全部,只对男性里面一部分的人有用,大部分的人都是irrational的人,这种理性和非理性之间的差别在什么地方呢?我觉得差别实际上在道德和物质之间的关系。如果你讲理性的话,那就是钱越多道德越好,说白了就是正相关的关系,然后一个人要对抗这个社会,表现道德的勇气的话,是倒转的,我钱越少我的道德就越好。
这里面有一个辩论,就是女孩子和她的爸爸和那个教授的辩论,你就知道英国社会是一个等级非常分明的社会。英国还有一件非常有意思的事呢,就是教授非常像精神贵族,他实际上的收入是远比平民要高,但他自己呢又看不起那些有钱有势的人,他这个里面矛盾写得非常精彩,他这里面有大段的歌词就是男生描写自己男生多伟大,女生多么可笑,然后又让女生迷的神魂颠倒,描写得非常精彩,比《红楼梦》里面描写冲突的心理我觉得要有意思。
中国文化里面性格描写每个人物的性格基本上都是一面的,这人乐观永远乐观,悲观永远悲观,好像不大写人的矛盾心理,你们谁给我一个例子。西方文化不知道从什么时候开始,开始把人的性格的矛盾作为一个心理复杂性的主要的指标,这件事情也是比较有趣的事情,所以你看中国历史的话都会把人写成单面。
我希望你们看完之后会有自己的感受,我要提醒一点,肖伯纳是一个爱尔兰人,不是英格兰人,他对英国社会是百般嘲讽,他写的这个剧本原文叫Pygmalion<30>, Pygmalion是一个非常有名的希腊神话,我们中国是不是有类似的故事,在《聊斋》里面,就是说一个画家画了一个美人,然后自己爱上了那个美人,把美人变活了。我印象里反正是有类似的故事。然后你就发现美国文化和英国文化是不一样的,英国文化还是追求希腊的传统,然为悲剧高还是喜剧高?认为悲剧高,所以他喜欢悲剧的结局。在肖伯纳的结尾里面女孩是跟教授走还是跟那个没有钱的年轻贵族走?是跟年轻贵族走,如果他要追求女孩子,女权的平等,在这里面,她又回到教授的家里面,而且替教授去找拖鞋,所以你就会发现美国文化是比较浅的,但是比较好玩的是中国文化也喜欢happy ending,中国文化非常不喜欢悲剧的结局。中国人讲家族集体主义阿,美国人讲个人主义啊 ,但是对命运的理解上面还是比较接近。






注释

(1)音乐剧《猫》故事梗概:
在一个特殊的夜晚,每年一次的杰里科族的猫的家族庆贺会上,每个猫依次向来访的人类解释他们是谁,并且指出猫有三个名字:家庭里日常使用的名字、较高雅文气的名字和秘密的名字。年轻天真的白猫维克多利亚跳起了独舞"请到杰里科舞会来"作为开场,他们正在等待他们的领袖--英明的老杜特罗内米,今晚由他挑选一只杰里科猫,这只猫将被派到九重天上"获得"新的生命。每一只猫都用歌曲和舞蹈来讲述自己的故事,希望能够被选中成为获得重生的杰里科猫。珍尼安尼朵茨是一只老刚比猫,她整天不是睡觉就是闲逛;"兰塔塔格",是一只爱搞恶作剧、对异性魅力十足的猫;被遗弃的"富有魅力的格里泽贝拉"是一只杰里科猫,她已离群多年,到外面的世界去闯荡,这次她发誓要回到家族里;强壮的"布斯托夫·琼"是只25磅重的猫,他把时间都花在吃上;突然一阵雷鸣般的碰撞声,警笛声大作,邪恶的猫麦克维第大摇大摆地来了;"蒙哥杰瑞和兰普利第泽"是一个爱开开玩笑、爱搞作剧的捣蛋鬼小组,老是给他们家惹麻烦;当仁慈而英明的领袖"老杜特罗内米"到场时,整个家族一片欢腾。它们准备了一些节目:群猫表演了一出名叫"波里科狗进行曲下的佩克族与波里科族的可怕的战斗"的戏。猫们穿着敌对派的狗的衣服向对方狂吠。表演被邪恶的麦克维第打断,猫们四散奔逃!老杜特罗内米平息了骚动,"杰里科舞会"如期开始,全体猫们跳舞欢庆。剧院猫格斯"是一位老演员,曾经与他那个时代的最伟大的演员共事过,他正受着痛风之苦。"铁路猫斯金伯·申克斯"是所有猫的友善大叔。邪恶的麦克维第绑架了老杜特罗内米,麦克维第装成老杜特罗内米,有两只猫认出他来:一只是蒂米特(吓坏了的小猫),一只是最性感的大个子猫鲍巴露瑞娜(无忧无虑的女孩)。麦克维第的恶行使他得到了一个浑名--"犯罪的拿破仑";麦克维第被揭穿后与曼库斯特拉普及其他的雄猫打了起来,他把电线弄短路使得所有的灯都熄灭了,杰里科猫陷入黑暗之中。兰塔塔格叫来"米斯特腓力先生",要他施魔法找回领袖。米斯特腓力成功了,灯又亮了。老杜特罗内米决定哪一只杰里科猫将获得重生的时刻到了。此时,格里泽贝拉以"回忆"一曲唱起过去的事情。家族接受了她的回归。她被选为"去九重天"而获新生的猫!
(2)原子论:
原子论的创始者是留基波和德谟克里特两个人。他们相信万物都是由原子构成的﹐原子在物理上而不是在几何上是不可分的﹔原子之间存在着虚空﹔原子是不可毁灭的﹔原子曾经永远 是﹐而且将继续永远是﹐在运动着的。原子的数目是无限的﹐甚至于原子的种类也是无 限的﹐不同只在于形状和大小。原子论者乃是 严格的决定论者﹐他们相信万物都是依照自然律而发生的。德谟克里特明白地否认过任 何事物可以由于机缘而发生。事实上﹐原子论者的理论 要比古代所曾提出过的任何其它理论﹐都更近于近代科学的理论。
(3)中国天文学家对星座的认识:    中国古代把星空中若干相邻的恒星组合在一起,并以人世间的事物或职位的名称,来加以命名。这种的恒星组合称为星官,与西洋的星座有同工之妙。每一星官中的星数不等,少至一个,多则可达数十颗之多。 三国时代吴国人陈卓,为我国古星象图的集大成与奠基者。他以甘德、石申与巫咸三家的全天星图为厎本,将星空分别283官共有1465颗星。283官含三垣、二十八宿及其它星官。 星官的命名极富天人合一的色彩,举凡出将入相、市井、酒铺、九州岛地名及皇室家族的成员、皆可成星官之名。 二十八宿:天上的宾馆,也就是太阳、月亮的宿舍。 二十八宿分布在天球赤道和黄道带一周,是我国古代对在赤道和黄道一带恒星的分群系统。 这二十八个星官,在漫无边际的空间中,就好像太阳、月亮的宿舍。二十八宿又分成四个大星区,用动物来命名叫做四象,就是:
东方苍龙(包括角、亢、氐、房、心、尾、箕七宿);
北方玄武(包括斗、牛、女、虚、危、室、壁七宿);
西方白虎(包括奎、娄、胃、昴、毕、觜、参七宿);
南方朱雀(包括井、鬼、柳、星、张、翼、轸七宿)。
(4)佛教中的因果论:
佛法所说的因果法则,是遍通一切的,就是宇宙间的万事万物,大至整个世界,小至一粒微尘,无不笼罩在因果的关系网中,没有因果关系的,可说一法也没有。不但佛法是这样讲,就是世人也有说到,世间一切法,各各有其因果。佛法虽纵横的广谈因果,但佛法是以有情生命为说明的中心,所以一论及因果时,总是侧重于有情所造的善恶因果,因为有了有情,自然就有世界,而且世界的清净或染污,完全系于有情业力的染净。如说:「器世问为『有情业力』所成的,为有情存在的必然形态,如有色即有空。所以虽差别而说为有情与世间,而实是有情的世间,总是从有情去说明世间」
(5)近距作用和超距作用:
对电荷之间的作用力的传递有两种解释:1超距作用,认为电荷之间的作用是直接的,不需要时间。2近距作用,认为电荷之间的作用是通过一种特殊物质   场来传递的,这种场称为电场。电荷间的作用如下:电荷 → 电场 → 电荷.近代物理证明,场的观点是正确的。
(6)经济中的白噪声:
《经济混沌和经济波动的非线性动力学理论》(陈平 普利高津统计力学和复杂系统研究中心
NO.C2000015        2000年10月)京畿学界首先引进的是最简单的离散时间的混沌模型(Benhabib 1992),例如一维非线性差分方程的逻辑斯蒂(logistic)增长模型(Day 1982, Grandmont, 1985)和二维非线性差分方程的Henon 模型(Benhabib 1980)。差分方程的数学分析相对简单。其时间序列的频谱类似白噪声,我们称它们为“白混沌”模型。
(7)血型:
通常所说的血型就是指红细胞的血型,是根据红细胞表面的抗原特异性来确定的。已知人类的红细胞有15个主要血型系统,其中最主要的是ABO血型系统,其次为Rh血型系统。临床上最重要的是将人类血型分A、B、AB、O四种(称为ABO血型系统)。在人类的血液里含有凝集原(又称抗原)A、B和凝集素(又称抗体)A、B。凝集原附着在红细胞表面,凝集素存在于血浆(或血清)中,同名的凝集原和凝集素相遇(如凝集原A和凝集素A)会发生红细胞凝集现象(溶血反应)。所以在人体的血液中,所含的凝集原和凝集素是不同名的,即红细胞含凝集原A,血清中含凝集素B(简称抗B),相反,红细胞含凝集原B,血清中含凝集素A。根据人体血液中所含凝集原和凝集素的类型不同,可分为A、B、AB、O四种血型。
(8)性格类型:
性格的类型是指一类人身上所共有的性格特征的独特结合。按一定原则和标准把性格加以分类,有助于了解一个人性格的主要特点和揭示性格的实质。包括:
英国的培因(A.Bain)和法国的李波特(T.Ribot)提出以心理机能优势分类;瑞士心理学家荣格(C.G.Jung) 以心理活动的倾向分类; 美国心理学家威特金(H.A.Witkin)等人将人的性格分成场依存型和场独立型. 德国的心理学家斯普兰格(E.Spranger) 以人的社会生活方式分类把人的性格分为六种类型,即经济型、理论型、审美型、宗教型、权力型、社会型。美国心理学家奥尔波特最早提出人格特质学说。
(9)生物分类:
五 界 系 統
原核生物界 原生生物界 植物界 菌物界 動物界
六 界 系 統
真細菌界 古細菌界 原生生物界 植物界 菌物界 動物界
三 域 系 統
真細菌域 古細菌域 真核生物域
(10)《生命是什么》:
薛定谔(Erwin Schrodinger,1887-1961)奥地利理论物理学家,与爱因斯坦、玻尔、玻恩、海森伯等一起于20世纪20年代后期,发展了量子力学。因建立描述电子和其他亚原子粒子的运动的波动方程,获得1933年诺贝尔物理奖。1940年~1956年他定居在爱尔兰期间,从事自然科学史中的物理学和哲学的研究,颇有建树。这期间著有《生命是什么——活细胞的物理学观》一书,试图用量子物理阐明遗传结构的稳定性.
(11)沃森---克里克:
Watson, James Dewey (1928-?) 美国生物学家Crick, Francis Harry Compton (1916-?),英国生物物理学家。由于对蛋白质脱氧核糖核酸结构的研究,而同时荣获诺贝尔生理学奖。
(12)流动性:
流动性一词有两个含义。第一,指一种资产在交易中能迅速变换为别种资产而不遭受损失的能力,以此分析,不同的资产——实物资产、生息资产、货币等——其流动性也不同,其中货币是最富于流动性的资产。第二、指货币与资金。凯恩斯在《就业、利息和货币通论》中所讲的流动性偏好,即指对货币的偏好。流动性滞存这一概念中的流动性,是指流动性的第二种含义,指货币与资金。
(13)神经脉冲:
神经信号的传导包括两种形式:一种是化学传导,是依赖一定的神经递质完成的;另一类是电传导,是电刺激信号已买断电流的方式传导的。

(14)人们对输和赢的不同心态:
微观经济学中,对于有风险活动,由于消费者的效用函数是凹函数,即期望的效用大于效用的期望。使得人们赢时的边际利润降低,而输时的边际成本提高。
(15)拓扑的拉伸:
拓扑正是这样一种研究位置关系的几何,事实上,它的创始人——彭加纳正是将之称为位置几何分析。为了描述拓扑性质的不依赖于度量,数学家引入了形变这个术语。它允许几何对象作连续的变形,看起来就像是一块可以拉伸扭曲的橡皮,所以拓扑学又称为橡皮膜上的几何。不管怎么变形,一个球面都无法变成一个环面,直观的来看环面中间有一个洞,而球面没有。




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 楼主| 发表于 2005-8-26 13:09:56 | 显示全部楼层
(16)fractal,分形;chaos,混沌。
分形理论,混沌理论,和孤立子理论并列为三大非线性前沿(所谓CFS: Chaos、Fractal、Soliton )。
fractal源于拉丁文形容词fractus(“破碎”、“产生无规碎片”),与英文的fraction(“碎片”、“分数”)及fragment(“碎片”)具有相同的词根。本意是不规则的、破碎的、分数的。
分形集都具有任意小尺度下的比例细节,或者说它具有精细的结构。分形集不能用传统的几何语言来描述,它既不是满足某些条件的点的轨迹,也不是某些简单方程的解集。分形集具有某种自相似形式,可能是近似的自相似或者统计的自相似。在大多数令人感兴趣的情形下,分形集由非常简单的方法定义,可能以变换的迭代产生。
摘自分形频道http://www.fractal.com.cn/
浑沌也作混沌,指确定性系统产生的一种对初始条件具有敏感依赖性的回复性非周期运动。
浑沌运动表观上是无序的,产生了类随机性,也称内在随机性。


(17)立体派:
20世纪初在法国形成的一个流派,主要表现在美术中,在诗歌领域也有所反映。立体派的重要创始人是毕加索,宣称要打破传统的时空概念,表现形体内在的看不到的结构;他在平面绘画中,把自然形体分解为几何切面,然后将他们相互重叠,极力夸张变形,任意组合或同时展现无数个面;客观世界在立体派的作品中是分裂的、肢解的、零散的,全然不顾对象的具体形态,因而,观众难以理解作品的具体内容。立体派的代表人物还有勃拉克、格里等。
立体派的绘画观:
它是富有理念的艺术流派,主要目的是追求一种几何形体的美,在形式的排列组合所产生的美感。它否定了从一个视点观察事物和表现事物的传统方法,把三度空间的画面归结成平面。因为把不同视点所观察和理解的形诉诸于画面,从而表现出时间的持续性。以直线、曲线所构成的轮廓、块面堆积与交错的趣味、情调,代替传统的明暗、光线、空气、气围表现的趣味。这些技巧显然不是依靠视觉经验和感性认识,而主要视依靠理性、观念和思维。
立体派的技法演变
  初期的立体派(1907~10):此时受黑人雕刻及塞尚影响较大,呈现多视点的表现法。
  分析的立体派(1910~11):此时期对象已被彻底解体了,画面的空间也极度平面化了。
  综合的立体派(1912~15):此期物象的形态又重新出现,色彩也渐趋丰富,更重要的是采用「拼贴法」,使画面出现了其它素材和文字。
  色彩的立体派(1911~):更加重色彩的调和与对比的效果,比较喜欢用圆形、筒形和弧形,而非直线与长方形。形象不会分解得很细碎,而是若隐若现地呈现了部份形态,但却更具有破坏的效果。






(18)伽利略
伽利略(1564—1642)—意大利物理学家、天文学家、数学家。他开创了以实验事实为基础并具有严密逻辑体系和数学表述形式的近代科学,致力于反对以亚里士多德为旗号的经院哲学对科学的禁锢,因而被称为“近代科学之父”。

比萨斜塔实验      
   这座斜塔坐落在比萨城里。这不同寻常的建筑物建造于1174年,从它造好的初期开始倾斜直到现在已倾斜了17英尺左右了。到16世纪,这座比萨斜塔成了有历史意义的建筑物,引起了来自意大利各地观光者的注意。      
   伽利略对那些坚决拒绝考虑他反亚里士多德观点的同事们的看法十分气愤,他决定用一种特别的证据来证明这位希腊哲学家的错误。      
   亚里士多德在物理方面的一个主要观点是,如果让两个重量不同的物体在地心引力的影响下落下,那么它们当中较重的一个就会落到地面。但是,像他所有的论点一样,亚里士多德没有去实验过这个论点,它只是被当作一个无可争辩的事实被人承认。      
   为了证明他的观点。伽利略带着两个助手和两个不同重量的铅球爬上了斜塔的顶部。      
   登塔是很惊险的,他必须登上几百格磨损了的、滑溜溜的梯级,楼梯是在石头围墙里面,陡峭地向上盘旋。等爬到塔顶时,伽利略浑身是汗,疲劳极了。但是他要做一项伟大的工作。在愤怒和挫折激励下,他爬上了塔顶平台上的钟楼。钟娄斜向一边,角度十分可怕。他尽力克服晕眩感,身体紧贴着最高点。在这之前他还从没登上过这么高的建筑物。
   他带着两个铅球站在钟楼的边缘,离地面有179英尺高。他俯瞰着整个比萨。他看见了塔底下被他说服而来的那些大学里的同事们,他伸出一只手测试了一下是否有风。那天正好没有风。
   两个助手靠着钟楼的边缘站着,每人手里拿着一只铅球。在一个适当的时刻,伽利略向助手发出了信号。两个助手在同一时刻放开了手中的铅球,让它们在地心引力的作用下往下面的草地上落去。
   果然,人们清楚地看见了这两个铅球几乎是同时落地,的的确确证明了亚里士多德关于落体的论点是完全错误的。
   尽管有充分地证据证明:伽利略并未在此做过落体实验,且事实上这个实验说服力也不强,但人们还是宁可信其有。因为它充满了戏剧色彩,为比萨带来了世界性声誉。





(19)张衡
78~139,中国东汉时期的科学家。字平子,南阳西鄂(今河南省南阳县石桥镇)人。从小刻苦好学,年轻时熟读了许多古代典籍,对礼、乐、射、御、书、数这“六艺”无不精通,尤其擅长于天文历法和数学。曾任南阳主簿、郎中、侍中、河间相、尚书等职,并两度担任执管天文历法的太史令。
张衡是中国天文学史上浑天说宇宙论思想的杰出代表,对古代天文学的发展作出了卓越的贡献。所著《灵宪》和《浑天仪图注》,是我国古代天文学的重要代表作。他创制了世界上第一台水运浑象仪,用它可使人们不分昼夜地了解当时的天象情况;又创制了世界上第一台候风地动仪,可以用它准确地测定出地震的方位。除此之外,他还创作了指南车、记里鼓车等各种机械仪器。鉴于其一生对科技发展所作出的重大成就,他的名字现已被用来命名月球上的环形山和新发现的地球小行星。不仅如此,张衡还撰有《两京赋》、《归田赋》、《四愁诗》、《同声歌》等文学作品,在中国文学史上也有重要地位。郭沫若在他的墓碑上题词说:“如此全面发展之人物,在世界史中亦所罕见。万祀千龄,令人景仰。”

浑天说
浑天说是在西汉中期新兴的一种天文学说,浑天说产生以后,盖天说就相形见绌了。?战国时的慎到(约公元前四世纪)就曾经说过:“天体如弹丸,其势斜倚”(《慎子》)。这可能是现在能够见到的古代文献中最早的关于浑天思想的明确记载。慎到在这里提出了一个天是球形的概念,这个天球沿着倾斜的极轴在不停旋转。这就是说,早在战国时代,我国已经有了初步的天球概念。到汉代,浑天家以为天形穹窿好像鸡蛋的壳,地居天内好像蛋黄,这是已经接近知道天地的情形了。但浑天家以为天地乘气而立,载水而行,这是因为古人限于气象学和物理学的知识,说明不够透彻,所以才有这样的说法。
《灵宪》一开头就说:“昔在先王,将步天路,用定灵轨,寻绪本元,先准之于浑体。”所以《灵宪》的思想毫无疑问属于浑天说。张衡经过观测、研究认为,天球的直径为232300里,自地至天为天球直径的一半,地的深度也相同。又说,日月的直径相当于周天的1/736,地广的1/242。由此可知,地处在天球的半中腰,占有天球的整个下半部。以周三径一计算,地的直径和天球的直径是相等的。由此可以看出,从张衡《灵宪》中所反映的浑天思想,还处在浑天学说发展的早期阶段,它不是把大地看作球形,而认为是平直的。出现这一现象一点也不奇怪,正好说明它符合历史发展的进程。浑天说是为了适应天体视运动的观测事实而产生的,但它又从盖天说脱胎而来,一种新事物的产生,往往还残留有旧事物的痕迹,因为它是从旧事物产生发展起来的,不可能一下子就十全十美。正因为如此,它把盖天说的南北“皆移千里而差一寸”的思想也接收过来了。?经过多年的观察研究,张衡的浑天思想有了进一步的发展,他在《浑天仪图注》里说:“浑天如鸡子。天体圆如弹丸,地如鸡中黄,孤居于内,天大而地小,天表里有水,天之包地,犹壳之裹黄,天地各乘气而立,载水而浮,……其形浑浑,故曰浑天也”。这段话的意思是说,所谓浑天理论,完全可以用一个鸡蛋来形容。天是圆的,像鸡蛋壳,地像蛋黄,居于蛋壳里,这是比较接近实际天地情形的认识,张衡还把周天按太阳回归年的日数值划分为365又1/4度,并认为“又中分之,则182又5/8度(即天体的一半)覆地上,182又5/8度绕地下。故二十八宿半见半隐”,“日昼行地上”,“夜行地下。“天转如毂之运也,周旋无端,其形浑浑,故曰浑天”。这些就是张衡心目中的天体和天地运行的模式图。张衡说“天表里有水”的“水”,显然是指气化了的水说的,而“天地各乘气而立,载水而浮”也显然是和“天表里有水”的“水”是一个意思。就是说,天上也有气有水,地上也有气有水,并没有说天上只有气,地上只有水,天是在气上漂浮,地是靠水承载的。?
张衡提出的这种浑天学说,无疑是中国古代宇宙观念发展史上的一个新的飞跃。张衡在长期观测天体方位的基础上提出大地是球形,“如鸡中黄”,打破了传统的“天圆地方”的错误观点。他指出地球“孤居于天体之内”“乘气而立”,摒弃了过去“天柱地维”的虚幻神话。他还指出天半覆地上,半绕地下,“半见半隐”,“日昼行地上,夜行地下”(实际是地球自转所致),定黄赤二道,立南北二级,这些已经相当接近于近代的科学解释了。尤其可贵的是:张衡已经精确了解黄道和赤道的关系,探讨了由黄道度数求赤道度数的改正值,指出由于黄道和赤道相交成24度交角,有两个交点;春分点和秋分点,在春分、秋分以及在夏至、冬至点,由黄道度数求赤道度数要减或加一个改正数,即他所说的黄道进退数。这种科学见解的准确性已经为现代天文学研究成果所证明。



(20)Kinematics,运动学。运动学研究的是如何描述物体的运动,以及各运动学量之间的关系,它不涉及引起和改变运动的原因。
Dynamics,动力学。动力学研究的是物体运动与物体间相互作用之间的内在联系。


(21)卢梭:
卢梭(1712 —1778 ),是法国启蒙运动思想家、哲学家、教育学家和文学家。
他提出了“社会契约”、“主权在民”和建立民主共和国的学说,宣扬资产阶级自由、平等和博爱,认为私有制是人类不平等的根源。在教育方面,他提出回到自然,要求尊重儿童个性;在文学方面主张描写平民的朴素和真实的生活。
卢梭的著作有《论人类不平等的起源和基础》、《社会契约论》、《新爱洛伊丝》和《爱弥儿》等。
(22)《新爱洛伊丝》
发表于1761年,是一部书信体爱情小说,共分六卷,计一百六十三封信,有些信长达数十页之多,全都围绕一个鲜明的主题:通过纯洁的爱情,建立美好的家庭,进而建立良好的社会。


(23)费米
恩里科·费米(Enrico Fermi,1901~1954)是美籍意大利裔物理学家,比萨大学哲学博士,佛罗伦萨大学、罗马大学和芝加哥大学教授。他在现代物理理论和实验物理学方面都有重大贡献。为纪念费米对核物理学的贡献,美国原子能委员会建立了“费米奖”,以表彰为和平利用核能作出贡献的各国科学家。


(24)庞加莱  
庞加莱是十九世纪后期的领袖数学家。庞加莱1854年4月29日生于法国南锡,1912年7月17日卒于巴黎。
庞加莱一生发表科学论文五百多篇、科学著作三十部,几乎涉及数学的所有领域及理论物理、天体物理等许多重要领域。庞加莱一生的主要研究成就是方法论,他的方法论对爱因斯坦等许多科学家都有过巨大的影响。庞加莱对经典物理学有深入而广泛的研究,对狭义相对论的创立也有贡献。主要著作有《科学与假设》、《科学的价值》、《科学的方法》等。

(25)英国经济学家克莱夫·格兰杰
格兰杰于1934年出生于英国的威尔士,2003年度诺贝尔经济学奖得主,目前是美国加利福尼亚大学经济学教授。瑞典皇家科学院称他的贡献将用于研究“财富与消费、汇率与物价水平以及短期与长期利率之间的关系”。


(26)沃勒斯坦(Immanuel Wallerstein,1930-)
当今世界著名的社会思想家,“世界体系论”主要代表人物,现任国际社会学学会主席,美国纽约州立大学宾汉姆顿分校社会学系教授兼该校布罗代尔研究中心主任。主要著作有:《现代世界体系》(四卷)、《历史资本主义》、《否思社会科学》等
世界体系论作为一种理论体系首先兴起于20世纪70年代的美国学术界,主要标志就是伊曼纽尔·沃勒斯坦于1974年出版的《现代世界体系》(第一卷),后来经过学者们的共同努力,这一理论成为一种世界性思潮,在政治学、社会学、历史学、世界经济和政治地理学诸领域产生了广泛的影响。沃勒斯坦早年曾从事战后非洲发展研究,在研究中他认识到60年代西方现代化理论将发展看作是发展中国家单个发展的局限性,以及假定存在一个普遍发展模式的不可行性。在法国年鉴学派的影响下,他在整体历史、长时段、大问题基础上发展了世界体系理论,将发展中国家的发展纳入世界整体来研究。要对世界整体进行研究,必须首先回答世界体系如何形成的问题,于是他开始从欧洲世界体系的形成入手,首先完成了《现代世界体系》第一卷。此后,第二、三卷分别于1980年和1989年陆续出版。这部多卷本专著集中讨论了三个主题,即:世界体系的形成、运作及基本趋向。关于世界体系的形成,作者认为这一体系最初形成于16世纪的欧洲,主要标志是资本主义世界经济在西欧的形成。关于世界体系的运作及基本趋向,沃勒斯坦认为,从空间维度看,世界范围的劳动分工将世界划分为核心、边缘和半边缘三个地带,在官僚制国家机器的作用下,核心与边缘地带之间进行的不平等交换和资本积累成为世界体系运作的动力;在时间维度上,资本主义世界体系不断出现“繁荣-平衡稳定-上升-衰退”的周期,除周期性的规律外,世界体系还有着长期性的趋势。

(27)Logistic 方程
英国人口学家Malthus于1798年提出人口增长指数模型,忽略了资源与环境对人口的限制因素,因而在19世纪以后于统计数据出现相当大的误差。
荷兰数学家Verhaulst于1945年提出Logistic 模型,增长率r(x) = r (1-x/x ) r=const
由此导出的微分方程是 = r (1-x/x ) x (t) , r=const. >0 .
              x(0) = x .
解出 x(t)= x /[1+( x / x -1)exp(-rt)].
除人口外,该模型还可用来讨论一般生物种群的变化规律,并可用于其它领域。


(28)光谱的不连续性
  每种原子的辐射都具有由一定的频率成分构成的特征光谱,它们是一条条离散的谱线。按照经典力学,作加速运动的电子所辐射的电磁波的频率是连续分布的,这与原子光谱的线状分不完全不符,玻尔于1913年以《原子和分子的结构》为题发表了三篇划时代的论文,提出了他的量子论,玻尔量子论的核心思想:一是原子具有离散能量的定态的概念;两个定态之间的量子跃迁的概念以及频率条件。玻尔量子论在解释氢原子光谱上取得了很大的成功。


(29)《My Fair Lady》
《窈窕淑女》是根据英国作家肖伯纳(Bernard Shaw)的作品《Pygmalion》改编的一个音乐喜剧片,讲述语言学教授希金斯如何将一个满是乡下口音的卖花女伊利沙在短期内训练成为一个操着贵族口音、出没于上流社会的千金小姐。
肖伯纳的剧中,Professor Higgins 就是 Pygmalion. Eliza Doolittle 是他从粗糙的原型中创造的雕像。Eliza Doolittle的正确的口音是Higgins教会的,她的灵魂却不是Higgins赋予的,是她自己的觉醒使她成为一个优雅的淑女。


(30)Pygmalion
皮格马利翁(Pygmalion)是希腊神话中的塞浦路斯国王,他同时还是一位出色的雕塑家。他精心雕塑了一座少女像,美丽动人,皮格马利翁真心地爱上了她,就向阿芙罗蒂特祈祷。爱神为其痴情所感动,赐予雕像以生命,成为名叫伽拉忒亚的美人,与他结成终身伴侣。
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