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1.1 如何探索复杂系统
但是,请不要走开!假如真有一种方法,让你在个人计算机上就能快速验证头脑中的想法,你愿不愿意一试呢?这种方法就是计算机模拟,或者叫计算机仿真。
大家都听说过这么一句话:“给我一个支点,我能撬动整个地球。”阿基米德的这句话其实道出了杠杆原理,只要我们巧妙地选择支点的位置,就可以实现四两拨千斤,不管这个物体有多重。
与此类似,我说过这样一句话:“给我一台计算机,我能模拟整个宇宙。”这句话道出了计算机模拟的普适和强大。可能很多读者会觉得我在吹牛,但其实随着近几年计算机模拟技术的突飞猛进,无论是庞大的宇宙,还是细胞生命现象,抑或人脑智能现象,全部能够被计算机程序模拟和实现。
为什么计算机模拟可以做各种系统的仿真和模拟呢?因为计算机是一个天然的模拟世界。
我们知道,所谓的宇宙,其实无非就是由时间、空间和物质构成的。那么对于一台计算机来说,它的CPU就是模拟世界的时间,而内存就是模拟世界的空间,物质其实就是那些0、1编码,而所谓的程序,其实就是模拟世界中的物理法则。
计算机还可以模拟各种复杂系统的运作。所谓复杂系统,就是指大量微观个体通过相互作用而链接形成的整体。比如,开篇提到的鸟群就是一个复杂系统,每只鸟都会跟随前面鸟的飞行而调整自己的飞行方向;再比如,自由市场也是一个复杂系统,每个买家和卖家都在一个共同的市场中互动,从而逐渐形成每一种商品的价格。
那么,我们只需要在计算机中模拟出这些微观个体的互动规则,就能够在计算机模拟的世界中观察它们宏观的互动结果了。于是,你便可以轻松地将自己的构想输入到计算机模拟程序中,并观察它的运行结果。对于开篇提到的那些复杂系统问题,你就可以动手写程序去验证自己的想法了。