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2021年10月17日 08:42

临界的鸟群与复杂系统——2021年诺奖得主Giorgio Parisi的集体行为研究

临界的鸟群与复杂系统——2021年诺奖得主Giorgio Parisi的集体行为研究 2021年诺贝尔奖颁发给乔治·帕里西 (Giorgio Parisi) 以表彰他对复杂系统理论的开创性贡献,特别是“发现了从原子到行星尺度的物理系统中无序和波动的相互作用”。除了原子和宇宙,帕里西还专门研究过鸟群的波动。故事源之于有一天他在罗马的火车站上空看到了成千上万只鸟儿成群结队地飞翔,鸟群没有统一的指挥却能如同一个整体自由变换形状,这一现象让他着迷。帕里西于是派出了一组物理学家,他们拍摄记录了大量的鸟群飞行数据。...
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2021年10月12日 11:20

因果推断研究获2021诺贝尔经济学奖

因果推断研究获2021诺贝尔经济学奖 导语   北京时间10月11日下午,2021年诺贝尔经济学奖揭晓,颁发给三位学者。其中Joshua D. Angrist和Guido W. Imbens因“对因果关系分析的方法学贡献”而获奖。     北京时间2021 年 10 月 11 日 17 时许,2021 年诺贝尔经济学奖,授予了三位经济学家——David Card因为对“对劳动经济学的实证研究贡献”而获得一半奖金,Joshua D. Angrist和Guido W. Imbens因“对因果关系分析的方法学贡献”而分享了另一半奖金。 ...
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2021年09月27日 11:23

为什么经济必须持续增长?多主体模型揭示规模、复杂性与财富增长的关联

为什么经济必须持续增长?多主体模型揭示规模、复杂性与财富增长的关联   导语   现代经济已经从简单的人类互动演变为非常复杂的系统。经济行为人可以付出一定代价,利用经济体的自由度对其进行监管、篡改或干预,使得财富流向对他们有利的方向。当干预变得普遍,不同行为人的微观经济策略可以引发短期宏观经济效应。一个“被操纵”的经济体会带来怎样的效应?日益增长的经济复杂性和财富规模有何影响?在2021年9月发表于Physical Review X 的一项研究中,西班牙国家生物技术中心的Luís Seoane通...
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2021年09月26日 13:54

远程办公让信息更容易传达 但有效沟通却更难了

远程办公让信息更容易传达 但有效沟通却更难了 导语   新冠疫情使得许多信息公司开启了居家办公模式,这一自然实验为评估远程办公对团队协作和沟通的影响提供了契机。9月9日,发表于 Nature Human Behaviour 上的一项研究分析了 6万多名微软员工在2020年前6个月的工作通讯数据,结果发现,全公司范围的远程办公导致员工的协作网络变得更加静态和孤立,全局交流和同步交流变得更少,这意味着在同事间分享新信息变得更困难。该研究对企业管理带来的复杂影响进行了量化研究,体...
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2021年09月07日 14:35

脑的进化:更大的脑容量预示更高的智能水平?

脑的进化:更大的脑容量预示更高的智能水平? 导语   在数十亿年的进化历程中,许多哺乳动物通过不同方式进化出更大的相对脑容量,也就是大脑质量占身体质量比重越来越大,从而获得了更高的智能水平。但相对脑容量可以有效地预测认知能力吗?在质量、体积这些宏观指标之外,大脑内部的皮层、神经元发生了哪些变化?这些变化中蕴藏着怎样的深刻规律?2021年4月,发表于《科学·进展》上的一项最新研究探讨了哺乳动物大脑尺寸的进化。   研究领域:脑与认知,进化,异速生...
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2021年08月28日 08:00

科学与艺术的交融怎样激发灵感?

科学与艺术的交融怎样激发灵感? 科学和艺术通常是分开的,科学中的分支学科也是如此。但情况并不总是这样。今天,从科学启发的艺术,到作为解释或说明科学的工具的艺术,到艺术家探索的科学,再到促进科学理解的合作(这或许是最罕见的),彼此之间都有联系。   撰文 | Toni Feder   翻译 | 张羿   审校 | 廖黛郦   看过电影《异形奇花》(Little Shop of Horrors)之后,安德鲁·佩林(Andrew Pelling)和他的研究小组想知道他们是否能创造出...
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2021年08月15日 08:07

知识怎样在大脑中表征?Nature刊文揭示抽象知识的几何结构

知识怎样在大脑中表征?Nature刊文揭示抽象知识的几何结构 大脑是如何表征知识的?从认知神经科学出现以来,这一直是个重要问题。今年6月,Nature杂志上刊载了一项研究。科学家通过构建鼠在执行认知决策任务时背侧海马1区的神经活动空间,研究了抽象的认知变量在空间上表征,从而揭示了大脑中这种抽象知识的几何结构。   撰文 | 熊一蓉   审校 | 刘培源     论文题目:   Geometry of abstract learned knowledge in the hippocampus   论文地址:   https...
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2021年07月31日 09:48

一个画家的电报传奇

一个画家的电报传奇 科学与艺术并不对立。   ——塞缪尔·莫尔斯   撰文 | 陈关荣   1. 引子   1844年5月24日,一位53岁的职业画家用他亲手制作的简易电报机发出了人类历史上第一条电报:   What hath God wrought!   其意为“What has God done!”(“上帝创造了如此的奇迹!”)。这句话的原文出自《Book of Numbers》,那是犹太教义《摩西五经》的第四册Torah(公元前6世纪)以及希伯来文《圣经》的第四册(公元前5世纪)...
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2021年06月22日 10:00

Science:迈向量子互联网

Science:迈向量子互联网 一个利用量子纠缠在远方用户之间建立密切联系的量子网络正在形成。   撰文 | Gabriel Popkin   译者 | 潘佳栋   审校 | 刘培源、晏丽 1. 在实验室中构建量子网络   当一束优雅的蓝色激光进入一个特殊的晶体中时,在晶体里其变成红色,这表明每个光子都分裂成一对能量较低的光子,并且产生了一种神秘的联系。这些粒子“纠缠”在一起,就像同卵双胞胎一样相互联系。尽管住在遥远的城市,它们却知道彼此的想...
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2021年06月07日 08:30

2600万篇论文引用调查:科研界马太效应加剧,强强联合愈发普遍

2600万篇论文引用调查:科研界马太效应加剧,强强联合愈发普遍 导语   马太效应(Matthew Effect),即一种强者愈强、弱者愈弱的现象,广泛应用于社会心理学、教育、金融以及科学领域。在科学领域,引用次数是评估科研地位和结论认可度的重要基石。最近,来自普林斯顿大学的 Mathias Wullum Nielsen 等人使用超过400万论文作者与2600万科学论文的关联数据集来量化作者层面的累积,显示在当前科研界,引用已愈发不平等且集中在少数顶尖科学家手中的趋势。该结果发表于 PNAS 上。这项分析使用...
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2020年11月13日 12:07

来自复杂系统的出行指南

来自复杂系统的出行指南 导语   交通出行几乎困扰着每一个生活在大城市中的居民,这一点在全球范围内几乎没有例外。墨西哥国立自治大学的计算机科学家 Carlos Gershenson。通过他的研究经验告诉我们,不要试图通过一两个简单的变量来模拟真实的交通出行场景。预期去精准的预测未来的交通变化,不如让系统能够自己适应变化。Carlos Gershenson 在 Quanta Magazine 的采访中指出:如果想治理城市交通,让交通系统能够做到自适应和自组织比试图控制交通要...
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2020年11月09日 10:50

计算美学前沿速递:用信息论“重新发现”风景画艺术史

计算美学前沿速递:用信息论“重新发现”风景画艺术史

 

集智斑图顶刊论文速递栏目,收录来自Nature、Science等顶刊的最新论文,包括复杂系统、网络科学、计算社会科学等领域的前沿进展。扫描上方二维码,即可了解最新顶刊研究成果。       导语   美术研究中的一个核心问题是,不同年代和流派的绘画作品,在组织架构上,是否有着相似之处?2020年10月发表在美国国家科学院院刊PNAS的论文中,研究者通过信息论和网络分析,对来自61个国家,1476名画家总计14912幅西方...

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2020年11月07日 15:04

假如只用邮寄投票,特朗普和拜登谁会赢?| Science Advances研究回顾

假如只用邮寄投票,特朗普和拜登谁会赢?| Science Advances研究回顾     导语   2020年的美国大选的结果牵动着很多人的心,反转再反转……小心脏都直呼“受不了”,大量的邮寄投票更是成为不确定性的源头。但早在今年8月,就有研究表明,邮寄投票对选举偏好的影响微乎其微。   2020年11月3日,本应是美国大选投票截止并确定下一届总统人选的日子,但在疫情背景下有大量选民通过邮寄投票,多州计票工作被迫延长。   3日晚开票几小时后,特朗普在多个摇摆州都领先于拜登,于是率先...
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2020年11月07日 13:59

复杂系统自动建模综述:描述、预测与理论发现

复杂系统自动建模综述:描述、预测与理论发现

导语   复杂系统在我们日常生活中无处不在,但无论是对复杂系统的刻画描述,还是对复杂系统进行有效的预测,以及科学理论发现,都是一项巨大的挑战。本文总结了张江老师在集智-凯风读书会上的《复杂系统自动建模》专题,介绍了如何更好地利用AI来对复杂系统更好的进行描述、预测乃至于理论发现,最后,本文还对通过AI对复杂系统进行自动建模中的一些可能的问题进行了简单的描述和讨论。   扫码查看复杂系统自动建模...

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2020年10月28日 11:56

Physics Reports重磅综述:统计物理和复杂系统理论在地球系统中的探索

Physics Reports重磅综述:统计物理和复杂系统理论在地球系统中的探索   导语 全球变暖、极端事件、地震及其伴随的社会经济灾难,对人类可持续发展构成了严峻挑战。然而由于地球系统本身的复杂结构及众多非线性相互作用,人们对这些灾难事件的理解和预测困难重重。这是科学界和公共政策决策者极为关注的话题。   近日,由北京师范大学系统科学学院陈晓松教授等人组成的研究团队,在物理学顶刊Physics Reports发表综述文章,系统梳理了统计物理与复杂系统方法在地球系统科学中的应用。本文是对...
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2020年10月28日 10:48

Nature通讯:基于先验知识的网络推断

Nature通讯:基于先验知识的网络推断

 

导语

关联网络(correlation network)常常被用于提取生物组学中的相互作用,但其连边 选择通常基于统计显著性,可能无法有效捕捉到生物学机制。

近日Nature communications上刊载了德国慕尼黑亥姆霍兹中心多位学者的论文“一种利用先验知识选择关系网络截断的策略”。文章指出,先验知识可以有效地辅助关联网络重构。甚至当先验知识粗糙、有缺失、有错误时,该方法仍然有效。

 

论文题目:

A strategy to incor...

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2020年10月21日 17:08

生命复杂性系列读书会:从信息和物理视角探索生命的内在逻辑

生命复杂性系列读书会:从信息和物理视角探索生命的内在逻辑 导语 研读硬核论文书籍,分享学界前沿成果,激发科研合作灵感,追问生命最本质的问题……生命复杂性读书会来了!     探索生命复杂性——追问生命的起源和演化   生命作为最典型的复杂系统,从细胞到个体再到群体,在不同层次上都展现出各种复杂性,引发不同学科研究者的兴趣。为了促进生命复杂系统的跨学科交流,我们策划“生命复杂性”系列读书会,组织精读和讨论相关研究。   生命是什么?   在物理学家薛...
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2020年10月21日 17:03

为什么蛋白质兼具可塑性与稳定性?从进化视角揭示生命复杂系统的内在平衡

为什么蛋白质兼具可塑性与稳定性?从进化视角揭示生命复杂系统的内在平衡

导语 在生命复杂系统中,有的变量表现出稳定性,而另外一些变量表现出可塑性,它们之间存在微妙的平衡。近日东京大学综合文化研究科博士后、集智科学家傅渥成(唐乾元)等,在Physical Review Research发表文章,揭示蛋白质系统的功能敏感性和突变稳定性之前的定量关系,加深了对蛋白质功能运动和突变进化之间的关系。   1. 可塑性(plasticity)和稳定性(robustness):   矛盾还是互补?   生命系统常常表现出...

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2020年10月19日 13:14

重整化群:从微观到宏观,不同尺度的现象如何联系起来?

重整化群:从微观到宏观,不同尺度的现象如何联系起来?

  导语   从基本粒子到原子、光波、水波,自然似乎倾向于将自己分裂成不同尺度的独立世界,而重整化的过程则将小尺度与大尺度联系起来。有物理学家认为,重整化可以说是过去50年理论物理学中最重要的进展。在亚原子物理学中,重整化告诉我们,何时可以只处理相对简单的质子,而忽略掉其内部彼此纠缠的夸克。不过,当问题简化之后,那些忽略掉的微观细节要如何看到呢?   原文题目:   How Mathematical ‘Hocus...

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2020年10月19日 11:26

​蝴蝶效应和混沌故事 | 陈关荣

​蝴蝶效应和混沌故事 | 陈关荣   导语   “人们经常都会看到,纯粹理论研究的一点点成果,也许在很长时间之后,会导致连做该纯理论研究的科学家都始料不及的实际应用。”   ——爱德华·诺顿·洛伦茨   他不是文学家,却在不经意间留下了一个脍炙人口的新成语:蝴蝶效应。   他是麻省理工学院(MIT)气象系已故教授爱德华·诺顿·洛伦茨(Edward Norton Lorenz,1917年5月23日-2008年4月16日)。   Edward Norton Lorenz   ...
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