復(fù)雜系統(tǒng)中的信息理論丨因果涌現(xiàn)讀書會第三期

導(dǎo)語

為了系統(tǒng)梳理因果涌現(xiàn)最新進(jìn)展，北京師范大學(xué)系統(tǒng)科學(xué)學(xué)院教授、集智俱樂部創(chuàng)始人張江老師領(lǐng)銜發(fā)起，邀請對復(fù)雜系統(tǒng)與涌現(xiàn)問題感興趣的研究者與同好共同研讀前沿文獻(xiàn)、碰撞科研靈感。

本周開啟第七季第三期，主題“復(fù)雜系統(tǒng)中的信息理論”。由章彥博學(xué)者主講，分享圍繞AlphaZero信息“無中生有”難題，結(jié)合Finzi等人（2025）研究引入“認(rèn)知復(fù)雜度”，探討其與涌現(xiàn)的關(guān)聯(lián)，講解測量方法，帶大家走進(jìn)復(fù)雜系統(tǒng)信息世界。

歡迎感興趣的朋友加入讀書會，一起在這片快速生長、思想頻出的研究領(lǐng)域中把握脈絡(luò)、發(fā)現(xiàn)問題、尋找未來的科研方向。

報告簡介

2017 年，AlphaZero 橫空出世，在圍棋、國際象棋、將棋上全部超越人類頂尖選手。更令人驚嘆的是，它沒有使用任何人類數(shù)據(jù)——唯一的輸入是游戲規(guī)則，一個簡潔到幾頁紙就能寫完的程序。然而最終訓(xùn)練出來的模型有幾千兆字節(jié)的參數(shù)，編碼了對殘局處理、開局策略、戰(zhàn)術(shù)配合等種種復(fù)雜知識。問題來了：這些知識的「信息」從哪里來？

經(jīng)典信息論的一個核心定理——數(shù)據(jù)處理不等式（Data Processing Inequality）——告訴我們：對數(shù)據(jù)施加的任何確定性變換，都不可能增加與原始來源之間的互信息。自弈本身是確定性計(jì)算，那么 AlphaZero 的幾 GB 模型權(quán)重，究竟是憑空變出來的嗎？

Finzi 等人（2025）的工作給出了清晰的回答：問題不在于 AlphaZero，而在于我們衡量「信息」的工具出了問題。經(jīng)典信息論假設(shè)觀察者有無限的計(jì)算能力。一旦我們考慮計(jì)算的代價，整個圖景發(fā)生根本性的改變。由此，我們得到了「認(rèn)知復(fù)雜度」。

而在因果涌現(xiàn)的背景下，認(rèn)知復(fù)雜度給出了關(guān)于涌現(xiàn)的全新視角：涌現(xiàn)與觀察者的算力有深刻的關(guān)聯(lián)。「涌現(xiàn)結(jié)構(gòu)」常常源于觀察者有限的算力。在康威生命游戲之中，人類觀察者要想快速預(yù)測系統(tǒng)的變化，「滑翔機(jī)」這樣的涌現(xiàn)概念就必不可少。這種觀念一定程度上挑戰(zhàn)了因果涌現(xiàn)的核心思想——粗粒化可以客觀地用因果信息度量好壞，而無需觀察者。而這篇論文給出了有趣的新視角。

分享大綱

• 信息論的難題：無中生有

• 信息論的工具箱：三種隨機(jī)性，一個統(tǒng)一框架

• 認(rèn)知復(fù)雜度：算力受限的觀察者

• 測量認(rèn)知復(fù)雜度

• • 用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)代替「程序」

  • 從理論到實(shí)踐：測量認(rèn)知復(fù)雜度

• 認(rèn)知復(fù)雜度與涌現(xiàn)

• • 生命游戲：涌現(xiàn)結(jié)構(gòu)與算力限制

  • 元胞自動機(jī)：計(jì)算不可約與認(rèn)知復(fù)雜度

  • 認(rèn)知復(fù)雜度與因果涌現(xiàn)

核心概念

熵、信息論、計(jì)算復(fù)雜性理論、算法信息論、機(jī)器學(xué)習(xí)

主講人介紹

主講人：章彥博，美國亞利桑那州立大學(xué)復(fù)雜系統(tǒng)博士，本科畢業(yè)于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)凝聚態(tài)物理系，現(xiàn)在塔夫茨大學(xué)進(jìn)行博士后研究，集智科學(xué)家，曾在瑞典卡羅琳斯卡醫(yī)學(xué)院進(jìn)行訪問交流。研究方向：統(tǒng)計(jì)物理、復(fù)雜系統(tǒng)等。他的研究興趣主要是試圖理解我們這個世界的“特殊尺度”。為什么原子會存在？為什么分子會存在？為什么“事物”的概念是一個有用的概念？此外，他還致力于利用化學(xué)反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)探索生命的起源。 在他的主要研究之外，章彥博喜歡研究在線社交網(wǎng)絡(luò)和古代音樂史。

參考文獻(xiàn)

• Finzi, Marc, et al. "From Entropy to Epiplexity: Rethinking Information for Computationally Bounded Intelligence." arXiv, 6 Jan. 2026, https://arxiv.org/abs/2601.03220.

時間信息

2026年3月8日（周日）上午10:00-12:00，騰訊會議線上進(jìn)行，微信視頻號+集智俱樂部B站號同步直播，感興趣的朋友掃碼報名加入因果涌現(xiàn)讀書會后，可進(jìn)入學(xué)員群進(jìn)行交流。

報名讀書會：「因果涌現(xiàn)第七季」

為系統(tǒng)梳理因果涌現(xiàn)領(lǐng)域的最新進(jìn)展，北京師范大學(xué)系統(tǒng)科學(xué)學(xué)院教授、集智俱樂部創(chuàng)始人張江老師領(lǐng)銜發(fā)起，組織對該主題感興趣的研究者與探索者共同研讀前沿文獻(xiàn)、交流研究思路。讀書會將于2026年2月22日起每周日上午（創(chuàng)建讀書會暫定時間為10:00-12:00）線上開展，持續(xù)約10周，包含主講分享與討論交流，并提供會后視頻回放，誠邀相關(guān)領(lǐng)域研究者及跨學(xué)科興趣者參與。

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PS： 我們鼓勵圍繞因果涌現(xiàn)、復(fù)雜系統(tǒng)與人工智能及相關(guān)具體問題的深入探討。為保證討論質(zhì)量，請避免發(fā)表脫離本期讀書會主題、缺乏實(shí)證基礎(chǔ)或過于空泛的哲學(xué)思辨類內(nèi)容。

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