简介: 2复杂系统和物质的进化有序何以能够从复杂的、无规的和混沌的物质状态中出现呢?古代的典籍中,哲学家试图将自然现象的复杂性追溯到第一原理。天文学家提出的数学模型,是将他们常见的、无规的、复杂的行星轨道归结为规则的、简单的球体运动。简单性被理解为真理的特征,直至哥白尼也是如此(2.1节)。牛顿和莱布尼茨把某些新东西加进了运动学模型的理论中。微积分使得科学家可以计算一个物体的瞬时速度,并将其形象地表示为该物体轨迹的切向量。速度向量场成为动力系统理论中的一个基本概念。牛顿和爱因斯坦的宇宙理论,使用的是完全确定论的动力模型(2.2节)。但是,彭加勒发现,从长远观点看,这些模型可能都是不可计算的(多体问题)。甚至对于一个完全的确定论世界,拉普拉斯妖&mdash&mdash它可以长期地对宇宙进行计算&mdash&mdash的假设也暴露出只不过是一种幻想的虚构。混沌不仅仅出现在天上,也出现在量子世界中(量子混沌)(2.3节)。从方法论的观点看,非线性是混沌的必要条件而不是充分条件。它也使有序的出现成为可能。在现代物理学框架中,宇宙中多种多样结构的出现,包括从基本粒子到恒星和活的有机体,都是用平衡态的相变
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