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概念进阶新:复杂系统

随机性为系统必需燃料

也叫:布里丹之驴、随机共振、退火效应

原书系统需随机性解脱僵局并借压力自我优化。

核心讲解

作者论证,随机性不是系统的敌人,而是必要的燃料。"布里丹之驴"是一个经典思想实验:一头驴在两堆等距的干草间,因为无法决定先吃哪堆而饿死。但如果有人随机推它一步,它就走出了僵局。注意:这个论证并不见于中世纪哲学家布里丹的现存著作,最早的类似说法来自亚里士多德,是后人用来讽刺布里丹的决定论书外。在工程中,模拟退火(Kirkpatrick等1983)用随机扰动帮助算法跳出局部最优;随机共振(Benzi等1981)证明噪声可以增强弱信号的检测。Pluchino等人2011年的计算机模拟甚至发现,在议会中加入一定比例随机选出的"普通人",反而能提高立法效率。约翰·戈蒂在牛排馆门口刺杀黑手党教父后成为新头领,也是随机事件改变组织格局的例子。作者的结论是:阻止原书系统出现随机性并不总是好主意。当然,噪声改善性能只在特定参数范围成立,噪声过大同样破坏功能。

费曼版:用大白话再讲一遍

就像迷路的人在森林里:一直按逻辑走可能困在山沟里,随机乱走几步反而能找到出路。

要点

  • 随机性帮助系统走出僵局、找到最优解。
  • 模拟退火和随机共振是噪声改善功能的经典例子。
  • 议会中加入随机"普通人"提高效率(Pluchino 2011)。
  • 噪声改善性能只在特定参数范围成立。

常见误区

  • 以为消除噪声就能提升性能——噪声在特定条件下是有益的。
  • 以为随机性就是混乱——它是系统的必要燃料。

编者注

  • 勘误"布里丹之驴"并不见于布里丹现存著作,最早类似说法来自亚里士多德;该比喻是后人讽刺布里丹决定论的传统误传。

多方视角

作者的看法

阻止原书系统出现随机性并不总是好主意,随机性是系统的必要燃料。

不同的看法

  • 噪声改善性能只在特定参数范围成立,噪声过大同样会破坏功能。

支持作者的理由

  • 退火算法、随机共振、遗传算法中的随机变异都需要噪声。

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