自指与自生成结构 | 周六直播·自生成结构系列读书会
导语
“有人说剥洋葱会让你流泪，是因为你一层一层剥开后发现他其实是没有心的。”——杨宗纬《洋葱》
生命是有心（意识）的，但当你一层层剥开生命的组织，却只有心脏而没有一颗“心灵”；打开大脑皮层看到一个个神经元，却看不到“意识”。然而，生命与意识都具有”自我生成”的能力，生命自发从非生命中生成，意识自发从生命中生成。更惊人的是，生命与意识的自我生成结构似乎很相似。如果这个假设成立，那么最可能的备选结构会是什么呢？
为了更深入的认识复杂活系统的自生成结构，集智研究员小木球 (仇玮祎) 联合周理乾、王东、董达、刘宇、苑明理、傅渥成、章彦博等科学哲学、计算机科学、物理学和生物化学等学科的一线研究者共同发起，与集智俱乐部一同组织本次共三季《自生成结构系列读书会》。
其中本期报告为自生成结构系列读书会第一季《共识——自生成结构与自复制自动机的研究背景》的第三期。本系列读书会希望通过交流与共同学习，追寻不同学科中相关的理论前沿，以“自生成结构”为核心建立跨学科共识，通过辨析主体涌现与分布式涌现在复杂活系统形成中的角色，探索对自指与自生成结构的定性认识和定量刻画方法，探索对生命及类生命的活系统复杂性的全新认识。欢迎对本话题感兴趣的朋友报名参加!
导语
导语
随着人工智能和合成生物学的发展，探讨生命与智能的核心结构与实现方式成为限制技术发展的理论瓶颈和亟待解决的重要问题。如何思考这个问题？本读书会提出了一个可能的视角和研究框架。
背景
背景
在科学发展史中，一直有自上而下与自下而上两条进路穿插并行。在复杂科学的近百年发展过程中，自下而上视角为主的热力学统计方法和网络模型，以及分布式观念逐渐深入人心，在今日热度依旧的情况下却逐渐走向理论迷茫。而以图灵机和自复制自动机为核心模型的自上而下进路，在计算机发明和推广之后，却一直未能再次“落地”，成为神秘而飘渺“无能”的学问。
复杂科学与生命科学的理论之间，也有一种相互呼应，互相哺育的双线伴生的关系。遗传物质的发现与编码问题的思考相伴发生，从而催生了现代分子生物学和计算机科学两个改变人类生活面貌的学科，神经网络的兴起也促使我们再次思考通用智能的问题。计算机辅助的合成生物学发展，生命与机器愈发紧密的结合，也促使我们深入思考生命本质的问题。
在此基础上，重新探讨生命与智能的核心结构（如果存在这样一种核心结构的话）成为了新时代科技创新者的任务和必须跨越的一栏。
本次读书会即是要以“自生成结构”为主题，召集来自哲学、生命科学、物理、计算机科学等不同学科的朋友一起来研读并讨论生命和智能核心结构的相关的文献、理论，力图奠定一个共同的跨学科话语基础，并推动对这类问题的进一步探索。
内容简介
内容简介
本次分享，将由读书会发起人小木球就“自生成结构”是什么，为什么要探讨这个问题，以及如何探讨这个问题进行概览性介绍。
第一部分 提出“自生成结构”的含义，和希望通过读书会回答的问题
首先通过和大家一起回顾百年来的科学史和复杂科学发展历程，指出复杂科学和其他相关科学进入自下而上的数据时代后，能够解决许多问题，但在理论指引上却陷入了一定迷茫。我们需要从科学发展的另一面来找答案，这个另一面可能就与图灵机、自指等机构有关。进一步，对这个问题的探讨也可能有助于我们解决层次的涌现和复杂性度量这两个复杂科学的核心难题。我们从不同学科中发现对这类问题的研究线索，并将其综合在一起形成了“自生成结构”的前概念。通过综合、对比地讨论生命起源和自我意识起源中相关理论背景和前沿进展，我们期待产生能够解答在生命系统、生命衍生系统和类生命系统中具有普遍性的核心结构是什么的问题。
第二部分 提出三季读书会将要探讨的主要领域和它们之间的关系
1、以环路和自指（Quine结构）为可能核心的结构分析方法，在不同领域都有一定的研究基础。例如计算机科学中，是以自复制自动机为核心理论的人工生命研究；在系统生物学和生物化学中，是以自催化和超循环为核心的生命起源理论和最新兴起的合成生物学创生研究；在科学哲学及社会学领域，是以自创生等理论为核心的生成性研究；在数理逻辑领域，还有以kleene递归定理为核心的形式结构与语义/符号逻辑等研究方向；在数学领域，范畴论作为可能统一数学各领域的备选理论，其自身关于结构生成的视角也为自生成结构研究提供了工具。此外，集智因果涌现读书会中对于因果模型、sloppy model等模型的探讨，也为这一话题提供了新的燃料。
为了建立对于自指和自生成结构的基本共识，我们将从在科学哲学、生物学和复杂科学等学科方向选择重要综述进行通识性的铺垫。冯诺依曼在《自复制自动机理论》（即冯诺依曼的五堂课）中对于复杂系统及智能系统的结构做了有明确数学物理和工程依据同时又极富哲理的思考，并提出了自复制自动机及元胞自动机的概念。在研读这一部分内容之后我们会再一次回到Quine结构，并了解人工生命领域的历史进展。
2、之后我们会从生命起源的理论作为切入点进入对生命本质结构的探讨。Kauffman的自催化集理论与化学自催化结构有什么区别？最近几年化学催化和合成生物学有了非常多最新的进展，我们也将一起涉及。我们需要深入研读自创生、超循环、化学子等理论模型，通过它们重新审视自指与层次涌现之间的关系。
与冯诺依曼同时代的罗伯特罗森，在上世纪50年代从范畴论角度发展的“关系生物学”，是自创生理论的重要灵感。重新发现和挖掘罗森的思想，理解（M,R）-system的结构，并跟踪其当代发展前沿，是本季讨论的其中一个重点内容。尤其是，我们是否能够进一步应用范畴论、因果涌现等学科的重要进展作为工具，更深入地理解重新并刻画自指和层次涌现之间的关系？
由于自创生理论与自复制自动机一样，也是一个同时讨论生命和意识的理论模型，我们还将以此为基础切入一些目前比较主流的讨论自我意识和智能的研究进路。
3、经过上述具体学科和问题的铺垫，我们也将从定性转换到定量思维：对多层次复杂活系统的结构描述、刻画与复杂性度量是我们普遍关心的深层问题。
复杂系统定量刻画的第一个问题是由结构和新层次形成引发的基本测度非线性增长，即所谓“复杂性爆炸”使得原有度量工具及度量单位失效的问题。这使得主体不得不将“观察视角”转移到新的层次，从而产生“涌现”的观察结果。例如网络科学中，新近引入的“超图”方法，既是一种从层次结构的角度统一系统度量的尝试。随着科学发现的发展逻辑，人类对复杂系统的度量视角从基于热力学的熵转移到信息熵，从基于数量的测度转移到基于概率的测度。此部分我们将学习一系列与分布式涌现和热力学-信息论有关的刻画视角，也将在因果科学、超图、范畴论等基础上进一步探讨基于自指，或”自生成结构“进行多层次复杂性刻画的可能性。
主讲人
主讲人
仇玮祎，分子遗传学博士，集智俱乐部常驻科学家。曾从事抗肿瘤抗体药物研发多年，目前研究方向是生命起源与系统生物学。
报名信息
报名信息
时间：
2021年12月4日（周六）上午9:00-11:00
参与方式：
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付费参加读书会可加入腾讯会议，可提问交流，加入群聊，获取回看地址，成为自生成结构社区种子用户（点击文末“阅读原文”或扫描下方二维码即可报名）。
自生成结构系列读书会招募中
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「自生成」系列读书会第一季参与方式
本季读书会适合的参与对象：
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基于复杂系统相关学科研究，对生命、意识本质相关研究有浓厚兴趣的科研工作者；
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能熟练阅读英文文献，并对复杂科学充满激情，对世界的本质充满好奇的探索者；
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欢迎基于读书会所列文本和文献的具体探讨，欢迎进一步提供适合的文献和主题；
运行模式
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本季主题读书会按照内容与暂定框架，贯次开展；
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每 1 周由 1-2 名读书会成员领读相关论文，进行线上会议，与会者可以广泛参与讨论（以 PPT 讲解的形式，直播间互动交流）；
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本季主题读书会最后一期为圆桌会议形式的主题讨论；
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本季读书会（初步预计为14期）保证金共计 299 元/人。
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满足如下条件之一者全额退款（本季读书会结束后统一退费）：
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贡献了一次讲座（1小时左右）内容的（需要提前向主持人申请并通过试讲）；
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完成了一篇以上读书笔记写作，并在集智俱乐部公众号分享。（读书笔记标准：字数3千以上，图文并茂，具体请参照此文：前沿综述：大脑结构网络、功能网络和网络控制中的物理学）；
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认真完成集智百科相应的编撰任务，经过集智百科团队审核通过，并达到299积分。
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满足以下条件之一的不仅可以全额退款，还有额外奖励：
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由读书会内容启发，产生了靠谱的新产品创意，并在读书会结束 2 个月内提交了详细的产品策划方案，并通过了集智俱乐部组织的相应考核答辩的；
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由读书会内容启发，萌发了科研论文创意，在读书会结束 2 个月内完成初稿，并在最终的论文成果中致谢集智俱乐部的（需要发表在SCI等核心刊物上）。
报名步骤
第一步：扫码填写报名信息，[注意事项：该报名渠道只针对「自生成结构」读书会三季系列之《第一季：共识——自生成结构与自复制自动机的研究背景》，并不包括后面两季]
第二步：填写信息后，进入付款流程，提交保证金299元。（符合退费条件后可退费）
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