Deep Simplicity

深奧的簡潔：從混沌、複雜到地球生命的起源
John Gribbin. Deep Simplicity: Chaos, Complexity and Emergence of Life.

1.氣象預測既是科學也是藝術。

一、混沌中的秩序
1.微積分能將問題分割成數學上好處理的小區塊，而把計算得到的結果相加，就成了原來問題的答案。
2.通常我們可以很快地寫出一組微分方程式來描述一個複雜系統，而麻煩往往是出現在對方程式求解（積分）的過程中。
3.在宇宙的任何地方，秩序都會出現在一小塊區域，而這總是藉著在其它區域產生更多的混亂來達成。
4.在平衡態之外，適當情況下，能量的流動會自發性地創造出秩序來。這對我們自身的存在是極重要的思維，因為無可否認地，我們是有秩序的生物，而同時有太多的證據顯示，宇宙起始於一個沒什麼秩序可言的狀態。

二、重返混沌
1.有時初始條件的微小差異，將造成最終現象的極大改變。前者的小誤差，會造成後者極大的錯誤。預測將成為不可能的事，我們面對的是偶發現象。　－　Jules Henri Poincare，1908，《科學方法》
2.非線性性質的簡單法則，對初始條件的敏感度及迴饋策動了世界的運行。
3.宇宙是決定式的，未來的宇宙決定於當下狀態，而除了看著它演變，我們也完全無法預測未來。宇宙使我們看似擁有自由意志，但我們是否真的擁有自由意志，才是問題的根本。宇宙對自己的未來似乎並不在意，它只是對自身最快速的模擬器。

三、秩序衍生混沌
1.極度複雜的物體可用非常簡單的式子以遞迴方式產生。從這角度看，它是人類研究過最簡單的東西。然而，我們也將看出，從這角度出發，所有東西都簡單。
2.近似碎形的自我類似是生物組織的普遍特質，這也是體內工作能被有效率地執行的原因。先前也提到，製造出一個這樣的系統所需DNA的生命碼可以非常簡單，尤其是與想像中要構成腎臟這麼複雜結構的確切藍圖所需資訊比較。正是潛藏於碎形之下的簡單規則，使得生物可以變得非常複雜，來因應世界的變遷以進行演化。

四、混沌的邊際
1.平衡本身沒有太大意思，因為什麼都沒發生。但是物如何趨於平衡，就是個很有意思的問題。
2.Paul Davis曾說：「由重力引發的不穩定是資訊的來源。」
3.時間的箭頭最終由重力決定。
4.對宇宙最簡短的敘述，就是宇宙本身。
5.多樣化並非只是生命的調味料，而是生命運作的核心。

五、地震、物種滅絕與突現
1.複雜系統只是由許多更簡單的部分彼此交互作用形成的系統。
2.另一項理解事物的關鍵在於正確地選擇簡單部分加以分析；好的選擇可以建立應用廣泛的模型。
3.簡單零件必須以正確方式結合，彼此才能藉由互動產生額外力量。這就是建立於深層簡潔之上的複雜。
4.任何一件事都可能是特例，它本身無法解釋類似事件發生的潛在原因，或它們發生的機率，如同研究單一地震，無法告訴你地震發生的原因及頻率。
5.冪次律（power law）與 1/f 雜訊（1/f noise）總是發生於由許多部分組成的巨大系統，也就是我們所稱的複雜系統。
6.即使在這樣一個簡化到不能再簡單之臨界的自我組織例子中，系統會對每一構成部分造成重大影響，而每一部份又對整個系統造成重大影響。沒有一個部分會待在一旁沒事幹。
7.基因是細胞機械運作的控制器，因此（最重要的）基因可以將彼此啟動或關閉而互相影響。這就是基因工程為什麼永遠不會像別人要你相信的那麼簡單。比方說，即使改變一個基因就可以增進肺功能。經由改變一個基因，我們也同時以目前還無法預測的方式，改變了同一網路中所有基因的行為。
8.即使像我們這種宇宙中最複雜的生物，也是從簡單的規則中所產生。因為世界中的深奧簡潔，使得看似複雜、包含幾萬個基因互動的系統，被濃縮為幾百種可能狀態。「我們是大自然表達更深刻秩序的產物。」

六、生命的真相
1.穩定的情境未必是最好的情境，而只是一群個體依自身最佳利益得出的邏輯結果。
2.隨著生命賽局的規則在每一世代改變，任何一群個體如果能成功地將自身與外界混沌做某種程度的區隔，將能藉由天擇演化至善加利用外在改變的狀態。
3.生態網路中相互作用的物種會發展為自我組織的臨界狀態，使得遵循冪次律的大量滅絕無需任何外在干預便會發生。
4.生命與無生命系統，都遵循著同樣深奧的宿命。

七、遠方的生命
1.結合了混沌與複雜，宇宙成為極有秩序的地方，正是合像我們這樣的生命形態。然而，宇宙並非是為了人類利益而設計的，因為我們就是宇宙本身面貌的一部份。
2.地球上生物的行為改變了物理景觀（包括像大氣組成這些東西）與生物景觀，而兩者都同時以迴饋為主要作用手段來影響適應性景觀。
3.當系統被視為整理而非個別部分時，控制演化的物理定律之所有可能性都將變得更簡單。　－　Alfred Lotka, Elements of Physical Biology, 1925.