1.蛋糕之谜：神经元的集体智慧

从生命起源到大脑产生高度智能，从灵活有趣的鸟群到这支视频里的我，涌现现象让我们多了一层看待世界的眼光。正是因为有涌现这个现象，我们才有必要衍生出诸多学科，从不同尺度研究这同一个真实世界。

假如你眼前的桌子上有一个像这样的蛋糕，你大概率很想吃掉它。可是且慢，你为什么想吃它呢？你可能会说因为我饿了，因为它看起来很好吃。可是如果继续追究下去，就会遇到一个让科学家感觉非常惊喜的谜团。千百年来科学的进步让我们发现万事万物都可以拆成1块1块的。你把一个系统拆完了也就理解它了。可是吃蛋糕这么简单的事却很难办，控制我们行为的想法肯定来自于我们大脑，而大脑又可以拆成一个个神经元，可是你问遍所有神经元，没有一条神经元会告诉我想吃蛋糕这个完整的信息。看起来平平无奇的神经元聚集在一起，居然能够构成人脑如此复杂精妙的器官，这就是涌现有腺癌，这个现象非常常见。

2.水与冰：自发对称性破缺的魔力

蛋糕你不会每天都吃，水，你肯定每天喝呀。温度较高的时候，每个水分子自由的动来动去，扭来扭去，这时候你去看这一款水蒸气，上看下看，左看右看，它都是一样的，可以说是完全对称的。而当温度降低，水分子不得不排好队列，形成严密的晶格，也就是冰。这时候你切换不同的观察角度，各个方向看到的水分子排列结构是不同的，对称性被破坏了。这个现象被物理学家称为自发的对称性破缺。这和有限有什么关系呢？实际上一个叫菲利普安德森的物理学家都认为对称性破缺是有限的基础。在1972年，他在科学杂志上发表了一篇大名鼎鼎的文章more is different，短短三个单词，颇有大道至简的意，翻译过来叫做多者一，也简单说多了他就不一样了。

那么问题来了，多了它咋就不一样了呢？一个橘子是橘子，两个橘子放在一起，它就不是水果了吗？事实上，橘子再多，我们也不会期待它有什么量变引起质变的神奇现象。

3.蚁群的智慧：整体大于部分之和

但你把橘子换成蚂蚁就大不一样了，单独一只蚂蚁笨得要死，但一堆蚂蚁放在一起却可以自发形成蚁群。他们建造蜿蜒复杂的蚁穴，产生劳动分工，发展出农业和畜牧业，有些蚂蚁维护真菌农场，有些则照管蚜虫牧场等等。那你说为什么以前要做这些事呢？你去问单个的蚂蚁，问不出个所以然，正如你的神经元不理解蛋糕这个概念一样。但一大堆蚂蚁通过信息素相互交流，却可以实现整体大于部分之和的效果，涌现出高度的智能。

一大堆的橘子和一大堆蚂蚁的差异让我们看到大和多不一定会产生涌现，事实上我们有必要给涌现的描述划定一个边界，看看到底在怎样的条件下才会发生涌现。首先我们需要区分不同尺度的描述。比如当我说水结成冰的时候，就是在描述一个宏观的变化。而描述一个个水分子的变化情况时，就是在微观尺度上去描述它。任何一个东西都可以这样划分尺度来描述，没什么稀奇的。

4.因果涌现：跨越尺度的科学视角

接下来我们来聚焦某些特殊的系统，他们在宏观尺度上出现了某些结果。因为对称性破缺没办法还原到微观上找到原因来解释，只好在宏观尺度上找到一个新的因来解释这个宏观上的果。而之所以会有新的因，是因为我们把一个系统当成了一个整体。比如对于水波，我们知道水波是由水分子组成的，可是你会怎样描述这样一个现象，是说一道水波从左传播到右，还是说一个水分子上下震动，带动周围水分子振动，从而引起不同空间里水分子的相位差呢？显然，把水波作为一个整体来看待，更加简洁，或者说因果性更明显。

当今不同学科正式分别选择了一个因果性最强的尺度来研究他们所关心的问题的。把以上三个步骤包括划分尺度、出现新的因果以及选择因果性最强综合在一起，便有了因果有限这样一个理论的雏形。这个理论是由一名叫做埃尔克豪艾的神经科学家在2013年提出，目前已经是比较主流的定义和量化有效理论之一。需要指出的是，有现现在更多是一些现象描述，而且非常不统一。因果涌现理论并不是一个普遍接受的理论，而是一种尝试量化有限的方法。这方面理论还有很多，在这里就不一一赘述了。

到了这一步，我们就可以喊出moist different口号了。因为整体确实不等于部分之和，化学家、生物学家乃至社会学家研究事物就是没办法用最基本的物学去解释。可以说，正是因为有涌现这个现象，我们才有必要衍生出诸多学科来从不同尺度研究这同一个真实世界。

总之，涌现这样一个神奇的现象，让我们的世界不会无趣。从生命起源到你理解一篇文章的中心思想，从灵活有趣的鸟群到这个视频里的我，理解的涌现会让你多一层看待世界的智慧。请注意，此刻你眼中的我并不是一个人，而是一堆像素的组合。