導(dǎo)語

集智俱樂部聯(lián)合北京師范大學(xué)教授張江、中國人民大學(xué)博士研究生陳繹安、北京師范大學(xué)博士研究生陶如意，邱仲普、清華大學(xué)博士后劉家臻共同發(fā)起，聚焦圣塔菲研究所發(fā)布的文集《Foundational Papers in Complexity Science》，這本文集收錄了 20 世紀(jì)復(fù)雜科學(xué)領(lǐng)域 89 篇重要文獻(xiàn)，涵蓋熵、演化與適應(yīng)、非線性動力學(xué)與計(jì)算等關(guān)鍵主題。讀書會自2025年8月22日開始，每周五晚上7：30-9：30進(jìn)行，預(yù)計(jì)持續(xù)分享6-8周。掃碼開啟復(fù)雜性科學(xué)的深度探索之旅，一起共學(xué)、共研、共探、共享「復(fù)雜科學(xué)經(jīng)典論文研讀」社區(qū)，共同挖掘經(jīng)典論文中的科學(xué)智慧，溯源復(fù)雜科學(xué)的思想脈絡(luò)！

復(fù)雜系統(tǒng)中，微觀個(gè)體的簡單交互何以催生出宏觀層面的新奇行為？“涌現(xiàn)” 這一引人入勝的現(xiàn)象，究竟是不可捉摸的偶然，還是暗藏著可被計(jì)算捕捉的必然規(guī)律？掃碼預(yù)約分享

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復(fù)雜系統(tǒng)中，微觀個(gè)體的簡單交互何以催生出宏觀層面的新奇行為？“涌現(xiàn)” 這一引人入勝的現(xiàn)象，究竟是不可捉摸的偶然，還是暗藏著可被計(jì)算捕捉的必然規(guī)律？

順著 James P. Crutchfield “涌現(xiàn)微積分” 的框架回溯，我們會發(fā)現(xiàn)，復(fù)雜系統(tǒng)的涌現(xiàn)并非黑箱 —— 它通過局部相互作用進(jìn)行 “歸納計(jì)算”，如同無數(shù)微小的處理器在協(xié)同編織系統(tǒng)的未來。這種計(jì)算過程不僅能生成預(yù)測模型，更能在動態(tài)演化中持續(xù)優(yōu)化，讓系統(tǒng)綻放出適應(yīng)性與創(chuàng)造力的光彩。

當(dāng)前主流的量化涌現(xiàn)研究路徑豐富多元，Rosas 的信息分解框架、Erik Hoel 的因果涌現(xiàn)框架，以及 James Crutchfield 主導(dǎo)的計(jì)算力學(xué)研究，各自從不同維度為我們提供了量化涌現(xiàn)的路徑，共同搭建起探索涌現(xiàn)現(xiàn)象的堅(jiān)實(shí)階梯。終有一天，我們定能撬開 “整體大于部分之和” 的神秘外殼，洞悉涌現(xiàn)背后那套精妙的語法。

分享大綱

• Calculi of Emergence

• • Bottom up and top down

  • Computational Mechanics

  • Causal State

  • ?-machine

  • Statistical Complexity

• Theories of Causal Emergence

• • Causal Emergence based on Effective Information Maximization

  • Dynamical Reversability and SVD based Causal Emergence

• Machine Observer and Emergence

• • NIS+ Framework

  • Observer and Emergence

  • Machine Observer

核心概念

涌現(xiàn)（Emergence）

計(jì)算力學(xué)（Computational Mechanics）

因果態(tài)（Causal State）

因果涌現(xiàn)（Causal Emergence, CE）

有效信息（Effective Information, EI）

神經(jīng)信息壓縮（Neural Information Squeezer +, NIS+）

機(jī)器觀察者（Machine Observer）

必讀文獻(xiàn)

領(lǐng)讀論文：圣塔菲：復(fù)雜性科學(xué)經(jīng)典論文集（1922-2000）：78、Peter M. A. Sloot, Rick Quax, and Mile Gu

重要文獻(xiàn)清單：

• *Crutchfield, J. P. (1994). The calculi of emergence: Computation, dynamics and induction. Physica D: Nonlinear Phenomena, 75(1–3), 11–54. DOI: 10.1016/0167-2789(94)90273-9.

• Cosma Rohilla Shalizi, James P. Crutchfield. Computational Mechanics: Pattern and Prediction, Structure and Simplicity.arXiv:cond-mat/9907176, 2000

• Hanson James E., Crutchfield James P. Computational Mechanics of Cellular Automata: An Example, 1997, 103(1–4): 169–89

主講人介紹

張江，北京師范大學(xué)系統(tǒng)科學(xué)學(xué)院教授，集智俱樂部創(chuàng)始人，集智學(xué)園（北京）科技有限公司創(chuàng)始人兼董事長，集智科學(xué)研究中心理事長，National Science Review 編委成員。

研究領(lǐng)域：因果涌現(xiàn)、復(fù)雜系統(tǒng)分析與建模、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)與機(jī)器學(xué)習(xí)、社會與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的規(guī)模法則（Scaling Laws）等。

參與時(shí)間

2025年9月26日（周五）晚上19:30-21:30

報(bào)名加入社群交流

https://pattern.swarma.org/study_group_issue/964?from=wechat

掃碼參與，加入社群，獲取系列讀書會永久回看權(quán)限，與社區(qū)的一線科研工作者溝通交流，共同溯源復(fù)雜科學(xué)的思想脈絡(luò)。

「復(fù)雜科學(xué)經(jīng)典論文研讀·第一季」讀書會

在科學(xué)研究日新月異的今天，復(fù)雜科學(xué)作為一門探索自然界和人類社會中各類復(fù)雜系統(tǒng)規(guī)律的學(xué)科，正日益展現(xiàn)出其獨(dú)特的價(jià)值與魅力。從生命起源的奧秘到意識的產(chǎn)生機(jī)制，從氣候系統(tǒng)的微妙平衡到群體智能的涌現(xiàn)，諸多困擾人類的世界難題都與復(fù)雜系統(tǒng)息息相關(guān)。它打破了傳統(tǒng)學(xué)科的邊界，試圖在看似紛繁復(fù)雜的現(xiàn)象背后，尋找底層的統(tǒng)一性和通用的理論框架，為我們理解這個(gè)充滿不確定性的世界提供了全新的視角。

然而，復(fù)雜科學(xué)的發(fā)展并非一蹴而就，它的理論根基深深植根于一系列經(jīng)典的研究成果之中。那些歷經(jīng)時(shí)間沉淀的經(jīng)典論文依然閃耀著智慧的光芒，它們是學(xué)科發(fā)展的基石，承載著前輩學(xué)者的深刻洞見，為我們探索未知提供了寶貴的思想源泉。

因此，集智俱樂部聯(lián)合北京師范大學(xué)教授張江、中國人民大學(xué)博士研究生陳繹安、北京師范大學(xué)博士研究生陶如意，邱仲普、清華大學(xué)博士后劉家臻共同發(fā)起，聚焦圣塔菲研究所發(fā)布的文集《Foundational Papers in Complexity Science》。這本文集收錄了 20 世紀(jì)復(fù)雜科學(xué)領(lǐng)域 89 篇重要文獻(xiàn)，涵蓋熵、演化與適應(yīng)、非線性動力學(xué)與計(jì)算等關(guān)鍵主題。讀書會從2025年8月22日開始，每周五進(jìn)行，預(yù)計(jì)持續(xù)分享6-8周。掃碼開啟復(fù)雜性科學(xué)的深度探索之旅，一起共研、共創(chuàng)、共享「復(fù)雜科學(xué)經(jīng)典論文研讀」社區(qū)，一起挖掘經(jīng)典論文中的科學(xué)智慧，勾勒復(fù)雜性理論的發(fā)展脈絡(luò)！

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