周四直播预告：复杂性研究的生物学视角 | 生命复杂性读书会

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。

复杂性科学在20世纪后期获得蓬勃发展，而复杂性科学最常涉及的问题都与生命现象有关：涌现、分形、层次、规模、群体、协同、演化、自组织、非线性、耗散结构……可以说复杂性科学的发展始终围绕着生命主题。

11月19日（周四）晚，生命复杂性读书会成员小木球，将进行第三期分享，从生物学视角，梳理复杂性研究历程、工具、方法以及误区，并从模式生成和主体生成两个方向探讨系统生物学及生命起源问题。分享将在B站直播，报名读书会可参与深度讨论交流。

本次分享涉及复杂性科学与生命科学的交叉。建议预习文章：从麦克斯韦妖到量子生物学，生命物质中是否潜藏着新物理学？

分享人小木球是分子遗传学博士，集智科学家，从事医药研发工作。研究兴趣为生命起源与合成生物学。

直播信息与报名方式

直播时间：周四（11月19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：

第三期内容介绍

大纲：

复杂科学发展围绕生命主题

老三论与新三论
欧洲学派与SFI学派
计算主义与人工生命
自组织涌现与模式生成
复杂科学入门读物

看清研究对象：主体-层级-因果

非线性动力系统
控制与线路
网络系统与机器学习
多层次系统
层次与因果
“数据-模式-主体化归因-功能重现”循环

对生命复杂性认识的几个误区

物理复杂系统vs生命复杂系统
跨层次不可知论与意识的量子解释
基因决定论与生命的信息模式
生命群体由聚集而来
最小祖先个体与群体

系统生物学

两个核心问题：模式生成与主体生成
定量生物学：搭建桥梁
系统生物学荐书

下期预告

内容简介：

（一）从 What 到 How：探寻生命的本质

人类对于生命本质的认识是一种内在需求，每当有新的研究工具与视角产生，学术先驱们都会努力尝试将其运用在对生命系统的理解上。同样，复杂科学的发展来源于数学工具的进展，当牛顿发明微积分并全面刷新我们对机械宇宙的认识之后，人们有能力研究更加复杂的自然现象，多体与非线性动力学进入物理学家视野。利用这些工具认识生命系统的复杂性，甚至解释生命的本质，也是早期复杂系统研究者的初心。

包括系统论、控制论和信息论在内的“老三论”，与耗散结构理论、协同论、突变论（超循环论）的“新三论”，是20世纪复杂系统科学的核心理论。系统科学的开山鼻祖贝塔朗菲创立一般系统论即是为了回答《生命问题》，并提出了系统的整体、动态、层次等核心性质；维纳的控制论更是以《关于在动物和机器中控制和通讯的科学》作为副题名。其后的系统理论无一不是以理解和比较生命系统与其他人造复杂系统的区别，从而探讨生命复杂性的本质原理作为视角来发展。其中超循环论更是为生命主体性的产生及演化原理的解释奠定了从化学到数学到哲学的重要理论基础。以地域区分，复杂科学又有前辈欧洲学派与后起之秀北美的圣塔菲学派。由此完成了对复杂系统性质的全方位描述。

计算机的理论奠基到发明，直到计算主义的发展，无不是复杂系统理论的产物，而数字生命与人工生命的探索，直到目前的人工智能发展，则一直是计算主义对生命问题的反复追问与自我解答。新世纪网络科学、连接主义与一系列基于复杂网络在各学科的拓展为我们提供认识生命、创造复杂性的新的可能。

综合来说，自组织涌现与模式生成问题是以上复杂科学发展过程中最核心的问题，对这个问题的解答也不断指向了生命如何产生，生命的复杂性如何产生的答案。

（二）看清研究对象：主体-层级-因果

本部分我们将从非线性动力系统、控制与线路、网络系统与机器学习、多层次系统这四个复杂度依次增加的视角及相应的数理工具角度，向生命科学背景的研究者介绍数-理-计领域讨论生命复杂现象的工具。

生命系统的多层级系统有着信息全息分布、层次间独立、回路正交等特点，这与物理宇宙的层级性很不相同。面对大生命领域各自不同的研究对象，我们应当如何确认系统的主体性、认识并选择研究对象的特征、此判断因果关系的选取方式、并完成“数据-模式-主体化归因-功能重现”循环呢？我们将在这部分讨论生命科学研究从信息回到功能的议题。

（三）对生命复杂性认识的几个误区

这部分我们将谈到对生命复杂性认识的一些误区，不仅仅是研究复杂系统的物理学家会迷糊，常年研究生命系统的人士也可能会不小心掉坑，这算不算耸人听闻？

将基于生命主体的物理复杂系统误认为是纯物理系统，是很多复杂科学研究者共同的误区，例如城市、车流、社交网络、管理系统、计算机网络、社会经济系统、人工智能等等。这些系统的某些性质当然可以粗略看作物理复杂系统来简化研究，但有时回归“生命的主体性”是否会带来新的视角与答案呢？

意识与神经活动是否需要还原到量子才能得到解释，这大概是今年来神经科学争论的热点。从生命的多层次性与各自跨层次性质，能否对其做出基本判断呢？DNA是生命信息的唯一储存模式吗，如果说除此之外至少还有3-4种生命的信息物质，它们会是什么呢？生命集群到底是聚集而来还是分化而生，生命的最初最小祖先究竟是群体还是个体？

这些有趣的问题，欢迎大家参与讨论。

（四）另类系统生物学

这部分将从模式生成与主体生成两个角度讨论系统生物学研究对象的分类。集智多年以来探讨的自指、图灵机与自复制自动机理论，和生命起源到底有没有关系呢？

系统与定量生物学及合成生物学之间有什么关系，脱钩期的生命科学创新有什么被集体忽视的生长点？物理学家的系统生物学读物和面对生物学家的系统生物学读物应该有什么不同？

此部分我们将从以上另类角度来聊聊系统生物学。

（五）下期预告

前面的介绍主要集中在生命复杂性的模式生成问题，而与生命起源更加密切相关的则是主体如何生成的问题。在本次生命与信息读书会之后，我们将继续组织针对前细胞化学与生命起源的系列研读计划，敬请关注。