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中日科技论文翻译系统准确率世界领先


2018年08月15日 19:33

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  把握“规模”的辩证法

  千禧年之交,霍金在接受采访时,曾被问过这样一个问题:有人说,20世纪是物理学的世纪,而我们正在进入生命科学的世纪,您怎么看?霍金回答说:我认为,下一个世纪将是“复杂性”的世纪。

  中信出版社最近推出的《规模》,正是一本关于“复杂性”的著作。

  在谈《规模》这本书之前,我想先聊聊作者杰弗里·韦斯特这个人,以及他背后的团体。

  杰弗里·韦斯特是一名卓越的理论物理学家。他曾担任全球复杂性科学研究中心——圣塔菲研究所的所长。圣塔菲研究所旨在打破专业分割的学术和思想壁垒,解决一些宏大的科学与社会问题。在这里,考古学家、量子计算专家、经济学家、社会学家、物理学家(甚至作家!)等成员可以每天交流、共同思考,像一个熔炉,将各种思维熔铸成一个智慧结晶。如今,研究所已被公认为复杂系统跨学科研究的“正式发源地”。有人评论说:如果要颁一个“跨学科诺贝尔奖”,韦斯特可谓不二人选。

  《规模》一书,正是韦斯特尝试用通俗的语言,将这些思想结晶分享给普通大众。它向我们揭示的,是复杂系统生命律动的核心秘密。

  什么是复杂系统呢?简单来说,就是由“无数个体或因子组成”,它们聚集在一起就会呈现出“集体特性”,而这种特性不存在于任何单独的个体或因子之中。举个例子:你的每个细胞组成了“你”,但“你”当然不是你全身细胞的集合那么简单;你有自己的意识和性格,然而,组成你的细胞既没有意识,也不知道它是属于你的一部分。“你”,便是一个卓越的复杂系统。同样,一群蚂蚁能够在数日内建起自己的城市,但没人指挥这一切,那些蓝图和规划不存在于任何一只蚂蚁的头脑之中。系统,远远大于个体之和。

  科学界把这样的自组织现象叫做“涌现”,它不仅产生于自然界,在人类社会中更是普遍存在——公司、社区、城市、国家、全球市场……所有这些,都是复杂系统。一家公司远远不是办公室、员工和产品的集合体;一座城市不仅仅是所有建筑、道路和人的集合体。我们常常听说“一个公司的基因”或“道路是城市的毛细血管”之类的话,就是人们意识到这些社会组织和生物体拥有某种相同属性的证明。

  那么,“简单”到底是如何产生质的飞跃、变成了“复杂”?既然在物理学中,宇宙万物都遵循着几条最基本的定理,这些定理还有望整合成一个终极定理——“大一统”理论,那复杂系统的演变是不是也有其规律?韦斯特说,他的研究正是受到了“大一统”理论的启发。在他看来,复杂系统其实和大自然中真正的生物一样,拥有自身的生长规律和寿命期限。他的目标是找出这种规律,以帮助人们理解、分析和应对一切复杂系统生命节奏的挑战。

  这无疑是21世纪科学最艰巨的挑战之一。而他与同事们经过数十年探寻,已经接近了秘密的核心——那就是书名所揭示的“规模”。

  早就有生物学家注意到:几乎所有生物体的生理学特点和生命历程都主要由其规模决定。哺乳动物的体重增加一倍,它所需要的食物与能量只增长75%,也就是说,越大的体型,对能量的利用率就会越高。因此,大型动物心率更慢、细胞工作强度小于小型动物,也比小型动物更长寿。这个代谢规模法则被称为“克莱伯定律”,适用于小到细菌、细胞,大至大象、巨鲸的所有生物。

  同样的,经济学家也注意到:城市的规模越大,人均所需要的道路、电线等基础设施长度越小。社会经济指数——包括工资、财富、专利数量、教育机构数量等一系列指标,都随人口规模的变化按比例缩放。从中,我们不难理解,为什么公司的摊子总是会越做越大,为什么会出现北上广这样的超级大都市,中国的人口数量为什么可以转换成经济发展上的优势……

  既然如此,规模岂不是越大越好?当然不是。韦斯特指出,复杂系统的规模受到很多因素的限制。像哥斯拉那样的怪兽是不可能存在的,它的肢体会被自身体重压垮,它的细胞无法获得足够的营养和供氧。社会组织也一样,无限增长需要无限资源,如果不加以控制,总有一天会因为资源跟不上而崩溃。

  怎样才能避免这样的结果,以有限的资源支撑开放式的持续增长呢?这就需要在到达临界点之前重新设定参数,创新发展范式,带来新的动力学模型,然后不断循环重复。增长越快,对资源的需求越快达到临界点,越需要下一个新范式的出现——这就是为什么创新的周期越来越短、我们的生活节奏越来越快的底层逻辑。

  韦斯特致力于通过数学模型和量化分析,发展出一门城市与公司科学,找出它们的最优规模,掌握它们的生长阶段和动力学,预测它们的进化方向。同时,这套理论也能用于监测“疾病”——如果某项指标脱离了正常的指数分布,可能就喻示着局部“病变”,而这最终可能会扩散成为整个系统的险情,比如2008年由美国次贷产品引起了国际金融危机。而一旦有了正确的理论框架,这些是可以提前预测、进而采取行动消除的。

  更重要的是,规模理论能让我们从另一个角度思考人类的未来。工业革命以来,全球经济一直在持续增长,看起来还会继续增长下去;即使产生了一些环境、能源或伦理问题,大多数人也认为这只是暂时的,终会随着社会的发展得到解决。韦斯特却没这么乐观。如前所述,这注定是一条速度越来越快、无法停下来的增长轨迹,人类的创新是否能够始终跟上需要的速度?能否成功把握每次临界点到来之前的微妙平衡?这大概是未来我们面临的最根本的挑战。

  《规模》将生物学延伸至社会化网络,在生命的复杂性中寻找简单性和统一性,提出了一个关于生长的“万物理论”。正如“大一统”理论也只是一个未完成验证的假想,规模理论或许仍不成熟甚至不正确,但这无损它的价值。科学的进步,本就是旧知识不断被取代的过程。韦斯特已经指出了一条路,自有后来者循着足迹,不断开拓。

周飞亚

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  只为源头活水来——安徽休宁新安江流域生态文明的“变革”实践之路

  中新网安徽休宁8月1日电 题:只为源头活水来——安徽休宁新安江流域生态文明的“变革”实践之路

  作者 余皓 陈佳

  “往上再往上/就是新安江源头/我要风尘仆仆/像一位旅人/突然就闯进了/神秘的怀玉山/目光开始清澈/我看见母亲般的六股尖……”站在海拔1629米的六股尖瀑布下,本土诗人墨父写下这样的文字。

  六股尖位于安徽省黄山市休宁县鹤城乡,发源于此的新安江,是安徽省内仅次于长江、淮河的第三大水系,被誉为黄山人的“母亲河”。同时,它还是浙江省钱塘江正源和千岛湖最大的入境河流。

  问渠那得清如许?为有源头活水来。在过去6年的新安江流域生态补偿机制试点工作中,休宁县全面加强新安江源头生态保护,站好了“第一岗”。

休宁当地农民采摘林下经济作物。休宁县委宣传部供图休宁当地农民采摘林下经济作物。休宁县委宣传部供图

  山变绿:从“砍树卖钱”到“护林增收”

  “我们将全县划分为‘一山一源一湖三区’六大区域,实行三级林长制,并纳入目标管理考核,着力打造生态文明建设休宁样板。”在休宁县流口地区的莽莽林海中,该县林业部门负责人介绍。

  封山育林1.2万亩,建成国家储备林2187亩,开展横江国家湿地公园试点建设,开展日常水环境、鸟类和湿地植物动态监测及有害生物清理……有着“徽杉仓库”之称的休宁县,其生态修复治理工作一直处于进行时。

  同时,休宁县还重点打造木本油料、中药材等绿色特色产业,2017年以来,全县新增林下经济基地面积1125亩,祖源、右龙、源芳等乡镇生态休闲旅游加速发展,2017年全县森林旅游收入达6.29亿元(人民币,下同),实现了由“独木支撑”向“多轮驱动”的产业结构转变。

水汽氤氲的新安江源头。休宁县委宣传部供图水汽氤氲的新安江源头。休宁县委宣传部供图

  水变清 产业变优:一条鱼带来的裂变

  阳光透过树叶间的空隙,斑驳地照映在河面上,成群的野生鱼儿游弋在清澈的水中,微风过处,细浪跳跃,搅起满河碎金。在如今的休宁,这样的场景随处可见。

  6年前,板桥乡农民程树礼曾是众多“电鱼者”中的一员,如今的他却是乡里护渔队队长。“电鱼毒鱼的人越来越少,大家都把鱼儿当宝贝来爱护,现在野生鱼有10多个种类呢!”程树礼很是开心。

  封河禁渔、增殖放流、流域联防,去年以来,休宁县组建护渔队39支、成立群众性护渔组织6个,年均投放各类鱼苗120万尾以上。数据显示,目前该县237条河流地表水环境各项监测指标均达到或优于Ⅱ类水质标准。

  得益于优良的源头水质,从2012年开始,休宁县大力发展山泉流水养鱼产业。目前,泉水鱼的市场价格可以达到80元/公斤,预计2018年可实现综合收入2亿元,带动该县15个村集体经济增收50万元。

  同时,休宁县还成功申报了山泉流水养鱼系统作为中国重要农业文化遗产,并成功获评“中国山泉流水养鱼第一县”。

  百姓变富:好山好水带来好收益

  张金开是鹤城乡右龙村民,种了一辈子茶的他算了一笔账:“2011年,我每采摘一斤鲜叶只能卖到40元,今年一斤鲜叶收购价是150元,价格翻了三倍还要多。”在他看来,收入的倍增要归功于家乡的生态环境好。

  依托良好的生态环境,休宁县的茶产业风生水起,目前已发展无公害产地认证茶园14.3万亩、有机茶园颁证1.4亩,2017年,全县茶农人均收入5362元,比2012年增长了50%。

  好生态不仅孕育了好茶叶,也促进了乡村旅游事业的发展。2017年,休宁县接待游客530万人次、总收入41.9亿元,当年11月,休宁被中国农业部评为“全国休闲农业和乡村旅游示范县”。

  观念变新机制变活:内化于心的绿色生活

  10个矿泉水瓶兑换1支牙刷,5节旧电池兑换1包盐……2016年7月,休宁首家垃圾兑换超市在流口镇流口村诞生,如今,这一在全省率先创新推出的“垃圾兑物”模式,已在全县各处落地开花。

  作为安徽省第一家为保护水环境而成立的基金会,黄山市六股尖水环境保护基金会于2016年2月成立,每年向当地保洁员、“宜居人家”和先进生态村发放“生态红包”,如今已累计发放45.66万元。

  “从推动顶层设计与基层探索良性互动,在全县上下凝聚保护生态环境就是保护生产力的共识,从而让保护生态成为一场全民的自觉行动。”休宁县委主要负责人表示。

  休宁县委负责人表示,接下来,该县还将围绕打造长效、拓展、推广版新安江流域生态补偿机制,让新安江源头的山更青、水更绿、天更蓝。(完)


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