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世界是随机的吗

我们在鸡尾酒会上遇到的客人是欧拉创立的数学分支——图论中一个问题的一部分。客人是节点,每次邂逅会在客人之间创建一条社会链接,于是就形成了一个相识关系网络,也被称为图——通过链接连接起来的一簇节点。图的例子很多:计算机通过电话线连接,我们体内的分子通过生化反应连接,公司通过贸易关系连接,神经元通过轴突连接,岛屿通过桥梁连接。无论节点和链接是什么,无论它们的性质如何,对于数学家而言,它们都是同一样的东西:图或者网络。

虽然简化图看起来很优美,但是把所有的网络简化为图却将面临一些巨大的挑战。社会、互联网、细胞或大脑都可以用图来表示,但它们之间存在明显的差异。很难想象人类社会和细胞之间能有多少共通之处。在人类社会中,我们通过随机邂逅和有意识的决定结交朋友,而在细胞中,无情的化学和物理规则支配着分子间的所有反应。对于自然界里的各种网络而言,支配其链接形成的规则肯定也会截然不同。表面上看,寻找一个能够描述所有这些不同系统的模型,似乎是一个难以逾越的挑战。

然而,科学家们的终极目标,就是为极其复杂的现象寻找最简单的可能解释。埃尔德什和莱利接受了这个挑战,并就在同一个框架下描述所有的复杂图这一问题,给出了一个优美的数学解答。由于不同的系统按照完全不同的规则构建各自的网络,所以埃尔德什和莱利谨慎地忽略这种多样性,提出了一个自然界可能遵循的最简单的解答:随机连接节点。他们认为,创建网络最简单的方式是掷骰子:选择两个节点,如果掷出的是 6 ,就在节点之间放置一条链接。如果掷出的是其他数字,就不连接这两个节点,转而选择另外一对节点重新开始。因此,埃尔德什和莱利认为,图和其代表的世界从根本上讲是随机的。

埃尔德什喜欢说:“有一个古老的争论,是人类创造了数学,还是人类只是发现了数学。换句话说,真理在我们知道它之前就已经存在了吗?”对于这个问题,埃尔德什给出了明确的答案:数学真理和其他绝对真理一样,都是客观存在的,我们只是重新发现了它。随机图理论是如此的优美而简单,在埃尔德什看来,它是永恒的真理。不过,我们现在知道了,随机网络在我们宇宙的组织中发挥的作用很少。相反,自然界所依靠的那些根本规则,是我们将在随后的章节中介绍的。而埃尔德什本人通过发展随机图理论创造的数学真理,则为我们提供了一个观察世界的视角。埃尔德什并不了解自然界创造大脑和社会的规则,他只是做出了大胆的假设,认为上帝喜欢掷骰子。他的朋友,普林斯顿的阿尔伯特 · 爱因斯坦却相信相反的观点:“上帝从不掷骰子。” RvvNEejQNcPNCtU3p6iDqCXrHgzf9BNvIveoVxcVm2Kl7yBlrUNiv+8QnDTqWOji

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