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2013-11-17 00:58:56  微博  集智 
微博地址:http://weibo.com/swamagents,微博帐号:@集智科学家
 

集智科学家即日上线!本账号将主要报道和介绍集智俱乐部成员的私人科研进展。
 

开源科学:我们这群人看到的科研未来

我们是谁?

我们是集智科学家。集智俱乐部(SwarmAgentsClub)成立于2008年,创始人为Jake,是一个从事学术研究、享受科学乐趣的探索者的团体。它倡导以平等开放的态度、科学实证的精神,进行跨学科的研究与交流,力图搭建一个中国的“没有围墙的研究所”。

现在的集智俱乐部有11个核心成员,我们平时是大学、公司研究院等机构的研究员,有着自己专长的领域,涵盖复杂系统科学、计算机科学、基础物理、社会科学、科学哲学等领域。但在我们日常的工作之外,我们一直在投入一部分精力去实现我们看到的未来,包括自身直接投入探索性研究,和对相关的科研活动进行支持。

核心成员只是多承担了一些管理和协调的职责,通过这些核心成员,数以百计的年轻工程师和科学家得以相互联系,他们活跃在我们自己的邮件组,网站,和百科上。所有这些通过集智俱乐部彼此联系,照亮人类的智力史的人,都被称为集智科学家。

关于科学,我们看到了怎样的未来?

我们看到了改变。随着信息传播技术的发展,学科之间的融合会加速,学科的门槛会不断降低。“你来自于哪个学科?”“你毕业于哪个学校?”这些问题变得不再重要。当我们谈论跨学科人才,我们指的不是一个房间,里面围坐着一堆来自不同领域的专家。我们指的是一个人,他理解在计算机、物理、生物这些不同学科中最核心的假设是什么,他可以将不同的科学知识融合在一起,创造新的东西。信息论的原理可以解释重力的产生,物理学法则有可能约束着每一个人上网发邮件的行为。集智科学家有着这样的共同特点:兴趣广泛,喜欢思考,不拘泥于成见。

我们深知未来的种子埋藏在过去之中,理解科学的过去是最好地推进科学的未来的方式。维也纳小组和圣塔菲研究院是我们的先驱,作为自发的组织,它们为年轻的哥德尔(KurtGodel)和瓦茨(DuncanWatts)提供了智力支持,使得他们能专注于思考革命性的问题,并且做出重大贡献。在互联网时代,我们正在做类似的事——以更有效的方式。我们称之为“开源科学”。具体来说,我们向你,一个具有探索精神和科学天赋,却对目前从事的工作或学习的专业不感兴趣的人,提供科学“API接口”。在集智俱乐部,你既有可能找到你想研究的问题,也有可能在我们的帮助下自我训练,获得研究这个问题所必须能力,然后做出你的贡献。目前,我们提供的“API”包括线下活动与网络资源两种。

线下活动

线下活动主要有两种方式:公开讲座与读书小组。前者帮助你接触自己可能感兴趣问题,后者帮助你深入理解这个问题的相关知识,并完成科学训练。

公开讲座举例:

我们如何开始科学探索?——B.M.Roehner博士
瓦克星计划:创造一个三体世界——苑明理工程师
一个经济学家眼中的计算社会科学——R.Ackland博士
基于脑波的可穿戴设备应用——王长明博士
大自然如何设计?——张江博士
漫谈凝聚态物理新思潮——尤亦庄博士

读书小组举例:

复杂网络与流动读书会
游戏与社会计算探讨班
脑神经科学与DeepLearning读书会
信息论读书会
量子力学补习班
生态中性理论读书会
人工智能读书会
热力学与进化论读书会

网络资源

集智俱乐部官方网站

http://www.swarma.org/swarma/index.php

由创始人Jake一手建立,对人工智能和复杂系统感兴趣的朋友将会发现这是一个颇值得探索的地方。例如”共享资源“板块分门别类地搜集了大量的英文文献,”虚拟世界“栏目则提供了各种代码,而”头脑风暴“论坛上有着大量有趣的讨论。

集智百科

http://wiki.swarma.net/index.php

经集核讨论设立,目前由集核成员袁行远运营。每个页面都由集智科学们亲自编写,既有他们对已有科学文献的综述,也包含了最新的探索和思考。

如何加入我们?

加入我们的最好方式是参加我们的讲座和读书会,与其他集智科学家面对面地互动。我们的微博主账号是”@集智俱乐部“,主要发布公开讲座,读书会等活动信息,另外还有”@集智科学家“这个账户,主要发布集智科学家门的最新科研进展。同时,我们的豆瓣小站

http://site.douban.com/swarmagents/

和官方网站上都会保持更新最新的活动消息。如果你主要使用微信,请扫描这个二维码,与我们一起改变科学的未来:)



比起香港,王雄更喜欢北京。

2013年深秋, 王雄去了一趟香山。日暮的时候,天地之间一片金黄,让人觉得真实的自己在宁静中一点一点沉下去,直到只下深虚无缥缈的一个幻影。在香港这四年的苦苦求索及随之而来焦虑好像一下子释怀了。

王所在的香港城市大学混沌与复杂网络研究中心,是世界范围内研究非线性动力系统最好的实验室之一。导师G. Chen,或许是这个研究领域最负盛名的华人。他很快就发现这个来自上海交大数学系的学生与众不同:他发表文章又慢又少。到博士第四年,他仅有5篇SCI文章,主要讨论Lorenz吸引子和陈氏吸引子的各种推广情况。虽然已经达到实验室和学校的毕业要求,但与他那些动辄有几十篇SCI的师兄相比,仍然少得可怜。

相比于发表的SCI文章,王雄对自己拿到FQXi的科普论文奖更加自豪。FQXi是一个享有盛名的公益性物理团体,每年举办科普论文大赛,参赛者可以提出自己对基本物理问题的看法,只需要做一些启发性的数学讨论而不必展开细节。2012年王雄提交了一篇文章Can Differentiable Description of Physical Reality Be Considered Complete?,指出引入分形时空的假说有可能推广广义相对论,使之包含量子力学,但没有得奖。2013年他提交了另一篇文章,Bit: from Breaking symmetry of it, 从对称性破缺的角度理解信息产生,得到了一千美元奖金。但王雄坚持认为,前者才是他向科学界提供的,更有价值的思考,后者不过是对自己的实在主义哲学立场的重申而已。

在王雄看来,物理可以分为“It physics”和”Bit physics”,前者认为时空的几何结构是宇宙最本质最深刻的东西,能量、物质、运动,都为时空结构所塑造,这种看法的代表人物是爱因斯坦;后者认为信息才是宇宙的本质,宇宙可能是一台不断进行计算的大计算机, 各种物理法则是程序的约束条件。这种看法的代表人物是惠勒。正如在2013年的FQXi文章中表达的那样,王雄支持第一种看法。这从他的QQ 账号也可以看出来:“爱因思谈”。

对于什么样的物理是好的物理,或者更广义地,什么样的科学是好的科学,王雄有着非常明确的看法。2011年春,王雄开始写一本书,描述关于物理学的大部分“有意义”的东西。这本书的初衷是回顾天文物理的历史,以便论证他提出的”科学四重境界“假说。他认为,存在一个抽象的阶梯:最底下是pattern, 接着是law, 然后是mechanism, 最后是principle。如果要为这四个抽象层级分别找到一个历史代言人的话,分别是第谷,开普勒, 牛顿和爱因斯坦。阶梯越往上,所得到的结论越抽象,越美,所做的科学贡献也越大。在他看来,古往今来真正站在这个阶梯顶端的,只有爱因斯坦一人而已。为什么爱因斯坦不喜欢量子力学?答案很简单,因为量子力学只达到了第三层-和牛顿平级。薛定谔方程和海森堡矩阵力学都只是在描述一种机制,而没有提取出更抽象的原理。 即便是这几十年量子场论的发展,也没有足够清晰地告诉我们一个强力而普世的原理。

爱因斯坦的相对性原理究竟如何理解?他是如何靠坚持这个充满了美感和哲学意味的原理走向第四层阶梯的?晚年爱因斯坦遇到了什么问题?这些问题在王雄读博期间,在他关于混沌的5篇SCI工作之外,占据了他的大部分私人时间。现在,随着这本书的写作,其中一些问题已经有了结论。原来,相对性原理的本质其实是绝对性原理。爱因斯坦的坚持是,各种受物理规律支配的不同的具体观察者,都能看到绝对的,同一的,对称的物理规律。物理规律必须对一切惯性系平等,但在牛顿绝对时间绝对空间的观念下,麦克斯韦方程不满足这种狭义相对性原理,为此爱因斯坦改革了时空观,使得麦克斯韦方程对任意惯性系都平等,而经典的牛顿力学也只需稍加修改即可在新时空观下满足狭义相对性原理。但引力则不然,为此爱因斯坦又推广了狭义相对性原理,要求一切物理规律在一切参考系中(实际上是光滑变换)平权,由于引力的特殊性,在新的广义相对论时空框架下,引力被完全等效为时空的几何,这是推广相对性原理的巨大威力体现。爱因斯坦晚年致力于继续推广相对性原理,以达到将电磁力也用时空几何来描述,由于明显的对量子现象的不兼容,这些努力没有成功。而王雄最理想化的设想是,是否可以进一步推广相对性原理,使得一切物理规律对于任意的一般连续坐标变换下都平等,而把爱因斯坦对时空的可微假设推广到不可微假设,可能正是使相对论体系容纳量子力学的关键。

2012年开始,王雄开始把比较多的精力放在法国人Nottale创立的理论Scale Relativity上。在爱因斯坦的假设里,时空结构是一个光滑的流形。这个结构从不同惯性系下看是一样的,但它并不是缩放不变的。如果我们假设时空是一个非常不光滑的分形,使之满足缩放不变形,有无可能导出量子效应呢?例如,我们知道速度是距离对时间求导,如果这个“距离”被定义在一个像科赫雪花一样非常曲折的结构上,那么在某些情况下距离就不可导了,于是如海森堡预测的那样,存在一个描述速度的极限。看起来这是非常有希望的一条路子。然而,Nottale所使用的数学是粗糙的,要严格描述分形结构也许需要分数阶微积分,但这个工具尚未出现——在王雄看来,市面上已有的类似工具,例如使用Gamma函数定义的微积分,还过于粗糙,不足以承担这个分析工作。从这个角度说,他似乎面临着比27岁的爱因斯坦更艰巨的任务,起码后者不需要自己打造数学工具。

接下来怎样?不急,还是把博士论文先写完。毕竟这是一辈子的工作。王雄笑了笑。

文字 / K君

供图 / 王雄

2013-11-13

人物简介:王雄,籍贯湖北,1986年生,现任香港城市大学EE系博士候选人(第四年),研究方向:非线性动力系统,分形,标度相对论。

延伸阅读:

王雄主:http://wangxiong8686.weebly.com/

Can Differentiable Description of Physical Reality Be Considered Complete? / 王雄

Bit: from Breaking symmetry of it / 王雄

分形—故事之外 / 陈关荣

混沌之美/王雄,陈关荣


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