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”是探索生命复杂性必然面对的问题，在科学史上争议不断，至今没有清晰的答案。而个体，作为生命的基本单位，其边界常常并不清晰。

11月12日（周四）晚，读书会成员十三维，将进行第二期分享，介绍关于“个体信息理论”的最新研究。分享将在B站直播，报名读书会可参与深度讨论交流。

本期分享基于圣塔菲研究所现任所长、进化生物学家 David Krakauer 等人在2020年3月发表的一篇论文。论文中提出了“个体信息理论”，利用信息熵和互信息为个体下定义，并推导出三种独特形式的个体类型。这为刻画个体和环境的关系、定量研究生命系统提供了新的理论依据。

这篇论文的引申结论是，即使没有体细胞等明确物理边界，在合适的观察者和测量下，从分子到文化，一些多层次、高分布的适应性系统，也可以被识别成生命个体。

论文题目：

The information theory of individuality

论文地址：

https://link.springer.com/article/10.1007/s12064-020-00313-7#Sec10


论文通讯作者、进化生物学家、圣塔菲研究所所长 David Krakauer

关于该研究已有解读文章：


本次分享涉及部分信息论基础知识，建议提前预习论文或上述解读文章。

分享人十三维是某航企数据运营主管、集智俱乐部常驻作者，毕业于首都师范大学数学系，长期关注复杂系统与认知科学等跨学科研究。


直播信息与报名方式


直播时间：周四（11月12日） 19:00-21:00


参与方式 1：腾讯会议（需报名参加系列读书会）

参与方式 2：集智俱乐部B站直播


扫描下方二维码，点击「我要听」报名，内附B站直播地址：




第二期内容介绍


大纲：


  • 从 How 到 What：探寻生命的本质

    • 古典和生物学的生命定义

    • 物理学的什么定义 

    • 个体与群体

  • 从信息论到生命个体

    • 过程哲学和格式塔

    • 从信息熵到信息个体

    • 生命-环境交互结构

  • 三种信息个体

    • 有机个体

    • 群落个体

    • 环境驱动个体 

  • 个体度量的可视化模拟实例

    • 调节系统作用的三个参数

    • 随机环境

    • 有记忆环境 

  • 个体信息论与其他理论关系

    • 自创生理论

    • 自由能量原理

    • 整合信息论 

 

 

内容简介：


（一）从 How 到 What：探寻生命的本质

引子。首先讲述为什么要关注生命本质的定义，在历史上对生命定义几种定义取向和方法，以及为什么从薛定谔发展出的物理学和信息论是更为本质的方法。


（二）从信息论到生命个体

本部分将讲述个体信息理论如何基于过程哲学和演化格式塔思想，从信息论的基本概念：信息熵、联合熵、互信息…等针对生命-环境系统构建数学模型，推理出生命系统输入-输出信息流的主导部分，以及分别由这些主导项定义的三种信息生命个体。 


（三）三种信息个体

本部分将讲述三种信息生命形式主导项所代表不同生命类型的特点，生物实例以及它们之间的关系。


（四）个体度量的可视化模拟实例

这部分讲述在生命-环境交互系统中，分别在随机环境和有记忆环境下，模拟信息熵、互信息、有机个体、群落个体、环境驱动个体随着不同系统交互耦合参数的变化情况，以及对这些过程的生物解释。


（五）个体信息论与其他理论关系

最后谈一下个体信息理论与其他通用的生命理论框架，如自创生理论、自由能量原理、整合信息论，如何通过生命信息主导项和耦合参数联系起来，以及各个理论在生命起源和演化中的位置。



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系列读书会报名：


生命是什么？生命怎样起源？生命怎样演化？这些是对生命现象的本质追问，除了传统的生物学研究，如今有大量来自信息、物理、计算机领域的工具方法，正在揭开生命复杂性谜题。


集智俱乐部策划“生命复杂性”系列读书会。我们欢迎正在从事相关问题研究的老师、同学报名参与交流，不限专业背景。特别欢迎有交叉学科背景的朋友参加。读书会的分享交流以论文、专著为基础，需要一定的背景知识与论文阅读能力。如果你缺少研究基础但兴趣特别浓厚，也欢迎报名。


时间：11月5日起，每周四晚19:00-21:00，持续约两个月

模式：线上闭门读书会；收费-退款的保证金模式；读书会成员认领解读论文

费用：399元/人


目前已经有60+的朋友参与，包括多位相关领域的研究者。读书会成员的背景标签词云：


单位职位分布


专业领域分布


兴趣领域分布


后续主题：

第三期（11月12日）：复杂性研究的生物学视角

第四期（11月19日）：生物物理与生命复杂性

第五期（11月26日）：生命起源的研究历程

更多主题开放招募中~


了解读书会具体规则、报名读书会请点击下方文章：

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




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