导语
《一种新科学》作为Stephen Wolfram的开创性著作，在人工智能蓬勃发展的今天重新焕发生机。该书探讨的简单程序生成复杂性、计算普遍性和涌现行为等核心概念，与现代AI和大语言模型的基本原理高度吻合。最近社区成员韩司阳等老师积极推动《A New Kind of Science》在国内的翻译出版工作，所以集智俱乐部联合社区成员韩司阳、章彦博、徐恩峤、张江一起联合发起关于这本书的读书会，从9月1日起，每周日上午10:00-12:00开始系列的讨论，欢迎大家加入读书会，做读书会分享或者认领翻译任务。
本次读书会主要是为了聚集更多对这本书和这套理论感兴趣的探索者一起深度交流碰撞，并组织有能力的研究者一同将这本20年的经典巨作翻译成中文版；同时也是想借此机会，能够深入重读经典《A New Kind of Science》，挖掘与当前人工智能和大模型研究有着深刻联系，学习Wolfram的跨学科方法和对自然界模式的研究，为AI算法优化和系统设计提供了新视角。帮助更多的学术研究者和技术应用者从更广阔的科学哲学角度审视AI技术，深化对AI本质的理解，并可能激发解决当前AI挑战的创新思路，为探索AI的未来发展方向提供启示。
读书会背景
《A New Kind of Science》（《一种新科学》后简称NKS）是由Stephen Wolfram（沃尔夫勒姆）所著的一本书，首次出版于2002年。这本书具有以下几个特点：
创新性：Wolfram在书中提出了一种全新的科学方法论，即通过简单的计算规则来探索自然界的复杂性。这种方法与传统的基于实验和理论的科学方法不同，为理解复杂系统提供了新的视角。
跨学科性：这本书涵盖了数学、物理学、生物学等多个学科领域，试图寻找不同学科之间的联系和统一性，这对于促进跨学科研究具有重要意义。
计算等价原理：Wolfram提出了计算等价原理，认为即使是简单的计算过程也能够产生极其复杂的行为，这在一定程度上挑战了我们对智能和复杂性的传统理解。
图形和模式：书中使用了大量的图形和模式来展示计算规则的结果，这些图形不仅美观，也有助于直观地理解复杂系统的行为。
可读性：对于非专业读者来说，书中的一些概念可能难以理解，Wolfram也意识到了这一点，并在书中提供了大量的解释和示例，以帮助读者更好地理解他的观点。
争议性：尽管这本书在某些领域受到了赞誉，但也有批评者认为Wolfram的一些理论过于抽象，缺乏实验验证，或者在某些情况下过于简化了问题；另外，书中的科学范式也与当前的主流学界存在差异，某些部分甚至被认为是使用另一套语言体系表述了已存在的相同的问题。
深远影响：无论人们对这本书的评价如何，它无疑激发了对计算、复杂性以及科学本质的广泛思考，对科学界和公众都产生了深远的影响。
**NKS与人工智能之间存在着诸多内在联系，是人工智能时代重要的一本读物。**书中提出的计算等价原理和对复杂系统的整体性理解为AI领域提供了新的视角，强调了从简单规则中生成复杂行为的可能性，这与AI技术中通过算法模拟智能行为的理念相契合。同时，NKS作为科学研究的新范式，利用AI的数据分析和模式识别能力来加速科学探索，这与书中探索简单规则产生复杂性的目标相一致，预示着科学研究方法的变革。
所以在此背景下，集智俱乐部将对NKS进行翻译出版，并举办NKS系列读书会，带领各位读者和复杂性科学爱好者一起进入NKS的元胞自动机的世界，相信能给大家的工作与生活带来新的灵感与启示。
作者介绍
Wolfram和他的《一种新科学》以及《这就是ChatGPT》
Wolfram是一个具有传奇经历的人，他于1959年出生在伦敦，曾就读于牛津大学。15岁的时候，他就发表了第一篇学术论文；22岁的时候，由于他的杰出成绩而获美国著名的Mac Arthur大奖，并成为此奖项最年轻的获奖者。后来，他曾先后到普林斯顿高级研究院、伊利诺伊斯大学当教授，专职从事科研。
在1980年代中期，Wolfram从早期的高能物理研究领域转向了用计算机探索复杂性科学的研究，正是在那个时期，他发表了多篇有关一维元胞自动机理论的论文，而奠定了他在该领域的权威位置。然而，正当他的学术生涯蒸蒸日上的时候，Wolfram毅然辞去了他在伊利诺伊斯大学的教职，原因是当时的大学体制很难专门拨经费支持他在元胞自动机这个“怪异”的领域中的研究。
虽然Wolfram放弃了他辉煌的学术生涯，却开辟了另一片崭新的天空。他于1986年亲手创办了以他自己命名的Wolfram Research公司，开始开发著名的数学软件Mathematica，并凭借着该软件的商业成功而成为亿万富翁。然而，就在他商业刚刚成功的时候，他却毅然再次走进了书房，在计算机前摆弄起了计算机程序，因为元胞自动机、复杂性科学对于他来说太诱人了！
就这样，在1991年第二版Mathematica面世的时候，他躲进了书房开始了长达10多年的写作。终于，2002年5月，A New Kind of Science面世了。这本洋洋洒洒的厚达1000多页的大部头创造了多项奇迹：整本书很少看见数学公式，而全部用图形进行科学推理甚至证明；全书分成正文和批注两部分，而批注却占据了1/3的空间；整本书没有参考文献，所有的历史相关工作介绍都放到了批注中；书中提出了很多大胆的猜想，如：我们生活的世界就是一个被计算机模拟出来的世界等等。Wolfram的过火挑衅行为震惊了美国学术界。然而，这并不影响该书的流行，甚至一跃成为当年亚马逊网站的销量排行首位。
2022年11月，ChatGPT横空出世，其用户数在短短两天内就达到了100万，两个月后更是突破了1亿，刷新了之前由TikTok保持的记录。作为Mathematica软件的开发者和"万事皆计算"理念的倡导者，Wolfram对ChatGPT表现出了强烈的兴趣。在ChatGPT发布后的短短3个月内，他就撰写了两篇长文介绍ChatGPT的原理，这些文章后来被整理成了畅销书《这就是ChatGPT！》。
Wolfram的新科学理论已经走过了20余个年头，恰逢人工智能和大模型快速发展的20年。在这一过程中，Wolfram的思考和洞见与这些技术发展有着怎样的联系？他的新科学理论究竟在阐述什么？对复杂性科学又有哪些本质性的贡献？让我们正式开始探索Wolfram的NKS（新科学范式）之旅，以寻求这些问题的答案。
Wolfram的个人主页有很多精彩的文章和内容，值得深入读一读！
随着书籍翻译的进行，我们还计划在读书会后期邀请Wolfram本人亲临读书会，与我们共同探讨NKS中的核心理念及其对当代科学的影响。我们期望通过这次难得的交流机会，深入理解Wolfram关于计算等价原理和复杂系统的思想，以及这些理论如何重塑我们对宇宙、自然和人工智能的认识。读书会成员将有机会直接向Wolfram提问，就书中的观点进行面对面的讨论，体验一场思维的盛宴。这不仅是对知识的深化，更是一次思想的碰撞，我们相信每一位参与者都将从中获得宝贵的启发和洞见。
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与复杂科学的关系
《A New Kind of Science》与复杂科学之间存在密切的关联。这本书实际上可以被视为复杂科学研究的一个重要里程碑。Stephen Wolfram通过对简单程序（如元胞自动机）的系统研究，展示了复杂性如何从简单规则中涌现。这种方法与复杂科学的核心理念高度一致，即复杂系统的行为往往源于简单的底层规则。Wolfram的工作为理解自然界中的复杂现象提供了新的视角，从天气系统到生物进化，再到社会动态，都可以用这种方法来分析。
书中提出的计算等价性原理，也为复杂系统的研究提供了理论基础。这一原理暗示了自然界中许多看似不同的复杂过程可能在计算能力上是等价的，这为跨学科研究复杂系统开辟了新的途径。
读书会框架
这个分享框架采用了灵活而创新的方法来探讨《A New Kind of Science》(NKS)的内容。它不仅遵循书籍的基本结构，还根据有趣的主题进行了重新组合，以便更好地展现Wolfram的核心思想。每个主题都不局限于书本内容，而是扩展到了最新的科学进展，特别是在人工智能、大模型和物理研究方面的应用和联系。这种方法允许读者在理解NKS基本概念的同时，也能看到这些思想如何与当代科学发展相融合，从而提供了一个更加全面和现代化的视角来理解Wolfram的理论及其持续的影响力。
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发起人
韩司阳，曾就职于世界500强某制造企业，主要负责各业务领域数字化规划与架构工作。拥有10多年的企业架构经验，获得企业架构、业务架构、国际培训师等多项国际认证。对哲学、复杂性科学、AI等具有浓厚兴趣。重点工作：1.推动复杂性科学在企事业单位的普及 2.致力于《生态系统架构（未来复杂组织数字化架构）》的实践与落地 3.作为Wolfram学习社发起人之一推广Mathematica软件在企事单位的应用。
章彦博，美国亚利桑那州立大学复杂系统博士，本科毕业于中国科学技术大学凝聚态物理系，现在塔夫茨大学进行博士后研究，集智科学家，曾在瑞典卡罗琳斯卡医学院进行访问交流。研究方向：统计物理、复杂系统等。他的研究兴趣主要是试图理解我们这个世界的“特殊尺度”。为什么原子会存在？为什么分子会存在？为什么“事物”的概念是一个有用的概念？此外，他还致力于利用化学反应网络探索生命的起源。
学者主页：https://pattern.swarma.org/user/1244
袁冰，集智科学研究中心技术与产品顾问。毕业于华中科技大学，研究兴趣包括因果推断、复杂科学，以及人工智能相关领域。
徐恩峤，八年Wolfram语言修炼者，对当前版本七千余内建函数均有涉猎，习惯在不同的跨学科问题上寻找其Wolfram语言的最简、最新计算表示；本科毕业于浙江大学药学院；曾在集智担任算法部门负责人。
张江，北京师范大学系统科学学院教授，集智俱乐部、集智学园创始人，集智科学研究中心理事长，曾任腾讯研究院、华为战略研究院等特聘顾问。主要研究领域包括复杂系统分析与建模、规模理论、机器学习等。
报名参与读书会
对NKS、复杂科学及其模型方法感兴趣的科研工作者；
能阅读英文文献，对复杂科学和世界本质充满好奇的探索者。
为确保专业性和讨论的聚焦，我们将对参与人员进行筛选，如果出现讨论内容不符合要求、经提醒无效者，会被移除社区。
每周进行线上会议，由 1-2 名读书会成员以PPT讲解的形式领读相关论文和主题，与会者可以广泛参与讨论，会后可以获得视频回放持续学习。
从 2024 年 08 月 30 日开始，每周日晚上 20:00-22:00（北京时间），持续时间预计 8-10 周。我们也会对每次分享的内容进行录制，剪辑后发布在集智斑图网站上，供读书会成员回看，因此报名的成员可以根据自己的时间自由安排学习时间。
关注线上直播：读书会的部分分享主题，会在集智俱乐部平台在线直播。
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读书会通过共学共研的机制，围绕前沿主题进行内容梳理和沉淀，所以针对于学生，可以通过参与共创任务，获取积分，积分达到退费标准之后，可以直接退费。
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PS：具体参与方式可以加入读书会后查看对应的共创任务列表，领取任务，与运营负责人沟通详情，上述规则的最终解释权归集智俱乐部所有。
阅读参考资料
阅读材料较长，为了更好的阅读体验，建议您前往集智斑图沉浸式阅读，并可收藏感兴趣的论文。
读书会阅读清单
书籍电子版：https://www.Wolframscience.com/nks/
同时强烈大家去集智学园上学习塔夫茨大学的博士后，也是我们这个读书会的发起人章彦博老师精心制作的Mathematica系列教程，它是一门简洁但又堪比「百科全书」的编程语言，非常适合新手入门，尤其是对跨学科探索感兴趣，希望快速验证一些想法，但不太想学习过于复杂的编程语言，Mathematica就非常合适。
1.《元胞自动机的世界》
解读章节：NKS 第一章、第二章（一种新科学的建立基础 关键实验）
https://writings.stephenwolfram.com/2022/05/the-making-of-a-new-kind-of-science/
描述：Wolfram在探索复杂系统时，发现简单计算规则能产生惊人复杂性，这启发他提出计算等价原理。书中，他以元胞自动机为例，展示了从基本的规则出发，如何衍生出复杂模式，这些模式在自然界中也有所体现。Wolfram认为，这种从简至繁的方法可能为理解宇宙的复杂性提供新途径。这本书不仅是他多年研究的心得，也是对传统科学方法的一次大胆挑战，为探索科学新领域提供了理论基础。
本期读书会将作为NKS系列读书会的开场，为大家整体性介绍NKS，并对元胞自动机进行详细介绍。作为复杂性科学简单入门的元胞自动机似乎蕴藏了宇宙的秘密，元胞自动机在因果涌现等诸多领域也都提供了数理分析基础。
关键词：元胞自动机、计算不可约性、计算等价性原理
2《混沌边缘》
解读章节：NKS 第三章 （简单程序的世界）
https://wiki.swarma.org/index.php/%E6%B7%B7%E6%B2%8C%E8%BE%B9%E7%BC%98
描述：混沌边缘是一个复杂系统理论中的概念，指的是系统行为处于有序和无序之间的状态。在这个边缘，系统展现出高度的敏感性和不可预测性，小的变化可能导致巨大的结果差异，是混沌理论和分形几何的交汇点。它体现了自然界和人工系统中的复杂动态，如天气变化、股票市场波动等，是研究复杂性、自组织和创新现象的关键区域。
本期读书会将作为NKS系列读书会的第二场，为大家介绍混沌边缘与复杂性度量的不同分类和概念，诸如 λ算子，梯径，对称性，互易性等，从不同的“角度”来观察和度量复杂。
关键词：混沌边缘、 λ算子，梯径，对称性，互易性、复杂性度量
3.《世界是离散的还是连续的》
解读章节：NKS 第四章 （基于数字系统）
描述：在科学和哲学的探讨中，世界的本质是离散还是连续一直是核心议题。物理学中，量子理论揭示了宇宙在微观层面的离散性，如能量的量子化。而相对论和经典物理学则在宏观尺度上描述了一个连续变化的宇宙。数学上，连续性是分析的基础，但计算机科学和信息理论又基于离散的数字和比特。实际上，世界可能在不同尺度上展现出不同的特性：微观离散与宏观连续并存，体现了宇宙的复杂性和多维度。
本期读书会将作为NKS系列读书会的第三场，为大家介绍如何使用元胞自动机来做各种计算并模拟连续函数，同时通过AI部分底层机理来探讨和脑洞这个世界的底层规则。
关键词：连续函数、离散与连续、能量量子化、计算宇宙
4.《复杂源于简单》
解读章节：NKS 第五章 （二维之上）
描述：复杂源于简单是复杂系统理论的核心观点之一。它表明，即使是简单的规则和元素，也能通过相互作用和迭代过程产生极其复杂和多样化的行为模式。这种思想在自然界的许多现象中得到体现，如细胞通过简单的生物化学反应形成复杂的生命体，或是生态系统中简单的物种相互作用产生的丰富多样性。这一理念挑战了传统的还原主义方法，强调了整体性和系统性思维的重要性，为我们理解和探索复杂现象提供了新的视角。
本期读书会将作为NKS系列读书会的第四场，为大家揭示各种约束生成系统，复杂系统的适应性行为直接源于简单计算的满足约束行为。
关键词：分形、迭代过程
5.《随机与压缩》
解读章节：NKS 第六章 第十章 （随机之始 感知分析的过程）
描述：随机性和压缩性是信息理论中的两个关键概念。随机性指的是信息的不可预测性，它衡量了信息的不确定性和混乱度。高随机性意味着信息具有高度的自由度和创造性。而压缩性则是指通过去除冗余来减少信息表示所需的资源，它体现了信息的有序性和可预测性。在自然界和数据中，随机性和压缩性往往并存，通过适当的算法可以揭示隐藏的模式和结构，从而实现信息的有效存储和传输。这种平衡是优化信息处理和理解复杂系统的关键。
本期读书会将作为NKS系列读书会的第五场，为大家介绍Wolfram对随机的分类以及对压缩的理解，并引出柯式复杂度（Kolmogorov Complexity）与大语言模型（Large Language Model）的关系。
关键词：计算复杂度、随机性、压缩性、压缩即智能
6.《程序与图灵完备》
解读章节：NKS 第七章（程序与自然之道）
描述：图灵完备性是计算理论中的一个核心概念，指的是一种计算系统能够模拟任何图灵机的计算能力。这意味着，如果一个系统是图灵完备的，它就能够执行任何可计算的算法，无论其复杂性如何。图灵完备性不仅适用于图灵机本身，也适用于其他计算模型，如通用计算机、编程语言等。这一概念揭示了计算的本质，即通过一系列简单的操作能够实现无限的逻辑和算法可能性。图灵完备性是现代计算机科学和人工智能发展的理论基石，它表明了计算的普遍性和强大性。
本期读书会将作为NKS系列读书会的第六场，为大家介绍元胞自动机具有程序的特性如计算素数，并展示诸多非常有意思的图灵完备的系统。
关键词：图灵完备性、图灵机、通用图灵机、哥德尔不完备定理
7.《我们的世界是否真实1-生命》
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解读章节：NKS 第八章 第十一章（身边系统的启示 计算的理念）
描述：有观点认为我们的宇宙可能类似于一个高级计算机，这种思想源于物理学中的数字宇宙假说和计算宇宙学。它们提出，如果宇宙的基本规律可以被编码成算法，那么宇宙的运作本质上就是信息处理。量子计算和量子信息理论进一步支持了这一观点，因为它们展示了物理现象与信息处理之间的深层联系。然而，尽管这种类比富有启发性，目前还没有确凿证据证明我们的世界确实是一种计算实体。我们的世界是否是一台计算机，仍然是一个开放的问题，激发着科学、哲学和计算机科学的深入探讨。
本期读书会将作为NKS系列读书会的第七场，为大家介绍什么是无处不在的分形，诸如树叶海螺等等。同时本期读书会还会通过生命游戏探讨冯诺依曼的自动机、孤子相关的研究
关键词：量子计算、量子信息理论、冯诺依曼的自动机、人工生命、蒯恩定理、Lenia
8.《我们的世界是否真实2-物理》
解读章节：NKS 第九章 第十一章（基础物理学 计算的理念）
https://writings.stephenwolfram.com/2023/09/expression-evaluation-and-fundamental-physics/
描述：传统物理学通过分析基本粒子和力来理解宇宙，但这种方法忽视了从简单规则中产生的复杂性。Wolfram提出，通过研究简单的计算模型，如元胞自动机，可以揭示自然界的复杂现象。他主张物理学应该更多地关注从基本计算规则中涌现出来的模式和行为，这种方法可能为理解宇宙的基本工作原理提供新的途径。Wolfram的这一观点挑战了传统的物理学范式，为探索自然界的复杂性提供了新的视角。
本期读书会将作为NKS系列读书会的第八场，为大家介绍Wolfram对物理的理解，这部分极具争议且无法证伪，但给我们提供了很好的视角，也许因果网络是最本质的东西，时间和空间甚至都是涌现出来的现象。
关键词：表达式求值、计算不可约性、基本物理学
9《我们的世界是否真实3-观察者》
解读章节：NKS 第十章 第十二章 （感知分析的过程 计算等价性原理）
https://writings.stephenwolfram.com/2023/12/observer-theory/
描述：观察者理论是物理学和哲学中探讨观察者与被观察系统之间关系的一系列思想。它强调观察者在形成我们对现实世界认知中的作用。在量子力学中，观察者效应表明测量本身会改变被测量系统的状态，从而挑战了客观现实的概念。这种理论引发了关于物质、能量和意识之间相互作用的深入思考，以及它们如何共同塑造我们所感知的现实。观察者理论也启示了对科学方法和哲学认识论的重新评估，促使我们思考知识是如何构建的，以及我们如何与周围的世界相互作用。
本期读书会将作为NKS系列读书会的第九场，为大家介绍Wolfram认为的观察者理论，并详细介绍NKS最重要的观点即计算等价性原理，也称之为计算不可约定理。
关键词：计算等价性原理、观察者理论、计算不可约、多宇宙解释
10《总结与回顾》
Twenty Years Later: The Surprising Greater Implications of A New Kind of Science
解读章节：NKS20年出版回顾
描述：自2002年NKS出版以来，Wolfram的这本书在科学界和公众中引发了广泛讨论。它提出了一种新的科学方法论，强调从简单规则中产生的复杂性，并挑战了传统物理学的还原主义方法。20多年后，这本书的思想继续影响着科学、计算和人工智能领域，激发了对复杂系统、计算等价原理和自组织现象的新研究。Wolfram的理论虽然有争议，但也为探索自然界的基本原理提供了新的视角和工具。
本期读书会将作为NKS系列读书会的收官场，为大家介绍NKS20年出版回顾这本读物，包括出版历程以后Wolfram之后的部分工作。
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