人类之间的过度耦合将带来什么

时间:2023-11-18 20:39:03

史蒂夫·斯托加茨(Steven Strogatz):康奈尔大学应用数学系名誉教授,著有《X的奇幻旅程:为什么工作和生活中要有数学思维》(The Joy of x:A Guided Tour of Math, from One to Infnity)。

人类之间的过度耦合将带来什么

在每一个领域,我们都作为一个集体存在——在社会中,在全球经济里,在互联网上。我们乐此不疲地增加着彼此间的“耦合”,却完全不知道这将带来什么。

耦合指的是复杂系统中的一部分影响其他部分的能力。如果我把100个节拍器放在地上让它们滴答作响,它们各自工作,按照自己的节奏不停悠荡。在这种情况下,它们还没有耦合。因为地板是硬的,节拍器无法感受到彼此的振动,至少是不会造成影响。但是现在,把它们放置在一个类似秋千座板的可移动平台上,节拍器可以感受到彼此的振动;秋千也开始摆动,起初不知不觉但是足以扰乱各节拍器并改变它们的节奏。最终,整个系统同步,所有节拍器用同一个声音滴答起来。节拍器通过振动把能量传导到可移动平台,并由可移动平台在节拍器中重新分配,从而使它们能彼此施加影响,我们耦合了一个系统并彻底改变了它的动态。

在各种复杂的系统中,这是一个总的趋势:起初,增加各部分的耦合似乎看起来没有坏处;但是后来,耦合突然超越临界值,一切都变了。这种状态究竟会如何改变,并不容易预见,它取决于系统的具体细节。但它总是与未超越前有质的不同,有时这些改变是求之不得的,有时则是致命的。

我担心我们都在与自己玩耦合游戏,各个领域统统如此。随着手机、卫星定位跟踪器和社交媒体的发展,随着全球化的发展,随着物联网的发展,我们比之前任何时候都联系得更紧密了。当然,也许这是好事。更广泛的耦合意味着更快、更便捷的交流和共享。在相互联系中往往可以取长补短,这决定了网络能比个人干更多的事情。

但数学表明,不断增长的耦合是“塞壬的歌声”,会导致复杂系统变得脆弱。在经济学理论或商业实践中,只有群体中的个人保持独立或接近独立,群体的智慧才会起作用。松弛耦合的群体是唯一明智的选择。

人脑是目前所知的最为精致的耦合系统,大脑不同区域的耦合已经被进化所磨合,这使得我们拥有注意力、记忆、知觉和意识的精妙。耦合过多会导致病态的同步,癫痫发作通常表现出“有节奏的抽搐、意识丧失”这样的症状。

传播恶意软件,世界范围的流行病,闪电崩盘,这些都是耦合过多表现出来的症状。不幸的是,很难预测多少耦合才算是太多。我们通常认为多就是好,越多就是越好,其实根本不对。