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在职业生涯中有机会与如此多才华横溢、富有创造力的天才合作，我感到非常幸运。这里记述的研究是我和他们共同努力的结果。他们是我的导师阿瑟·温弗里、理查德·克罗瑙尔（Richard Kronauer）、查尔斯·切斯勒、南希·科佩尔（Nancy Kopell），我的同事伦尼·米洛罗（Rennie Mirollo）、保罗·马修斯（Paul Matthews）、科特·威森弗尔德（Kurt Wiesenfeld）、吉姆·斯威夫特（Jim Swift）、凯文·科莫（Kevin Cuomo）、奥本海姆（Al Oppenheim）、蒂姆·福里斯特（Tim Forrest）；以及我先前的同事渡边真也（Shinya Watanabe）、邓肯·瓦茨（Duncan Watts）。感谢如此了不起的同伴，伴我走过探索同步的荒野之旅。
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其他一些科学家也通过各种方式帮我改进了这本书。杰克·考恩（Jack Cowan）分享了他于20世纪50年代末在麻省理工学院对诺伯特·维纳的深情回忆，并讲述了双凹陷谱线背后的故事，这从未提过但很人性化的故事深深启发了我。卢·佩科拉（Lou Pecora）提供了极为详尽的关于他和汤姆·卡罗尔（Tom Carroll）发现混沌同步的记载。吉姆·索普（Jim Thorp）用他的智慧和幽默向我解答了关于电网的问题。锡德里克·朗伯瑞特（Cedric Langbort）友好地为我翻译了惠更斯关于钟摆同步的信件。乔·伯恩斯（Joe Burns）、埃里克·赫佐格（Erik Herzog）、克里斯·洛布（Chris Lobb）、查利·马库斯（Charlie Marcus）、拉贾什·罗伊（Raj Roy）、乔·高桥（Joe Takahashi）对早期的书稿提出了富有深刻见解的意见。玛吉·纳尔逊（Margy Nelson）用她的科学判断与艺术天赋的独特融合为此书制作了插图。我要特别感谢的是阿瑟·温弗里，感谢他富有感染性的快乐情绪以及他对同步的精通，总之，感谢他在最困难的情况下，凭借英勇、惊人的慷慨，努力地从头到尾通读了书稿。
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感谢琳迪·威廉斯（Lindy Williams）、史蒂芬·田（Stephen Tien）、赫伯特·惠（Herbert Hui）、汤姆·季洛维奇（Tom Gilovich），以及所有在早期阶段深受我打扰的朋友们；感谢卡伦·达什夫·季洛维奇（Karen Dashiff Gilovich）帮我树立了信心；还有头脑风暴会议中非常有想法的同伴艾伦·阿尔达（Alan Alda），他教给了我许多获得创意的方法。虽然我并未遵循他关于如何一气呵成地完成初稿的最好建议，或许下次我会考虑。
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感谢我在康奈尔大学的同事，特别是理查德·兰德（Richard Rand），还有我的系主任蒂姆·希利（Tim Healey），感谢他们在我写这本书的过程中提供的鼓励和支持，以及当我心不在焉时对我的宽容。感谢大家的理解。
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我的出版经纪人卡婷卡·马特森（Katinka Matson）和约翰·布罗克曼（John Brockman）时时处处都给予了我热情的帮助。约翰在听了我的描述后，一秒钟就想出了书名。卡婷卡在写作过程中的各方面都给了我温和的指导，从方案制定一直到出版。
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一名写作者不会遇见比亥伯龙图书出版团队再棒的出版人了。特别是，助理编辑基拉·赫福德（Kiera Hepford）总是亲切、乐观、高效。艺术总监菲尔·罗斯（Phil Rose）捕捉到了同步难忘而又美丽的精髓，设计了本书英文版本的封面。特别感谢我的编辑威尔·施瓦尔贝（Will Schwalbe），他目光如炬，品位优雅，语感超群，对此书做了多方面的改进，在我最需要鼓励的时候，他对此书永不消退的热情始终激励着我。
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感谢家人对我的爱和鼓励，特别是我的父亲，他总是在我的身旁，静静地鼓励、鞭策着我。我的岳母令人难以置信的无私，让我可以长时间工作，无须对忽视我的两个宝贝女儿感到内疚。感谢我的女儿们，蹒跚学步的莉亚把我重新带回了现实，乔安娜出生得恰逢其时。我的妻子卡萝尔给了我无微不至的爱——倾听、阅读、安慰、宽恕，教给我如何创造，如何放松，如何忘记。她慷慨的精神给了我自由的空间，让我肆意徜徉在魂牵梦绕的科学世界中。
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最后，感谢所有美国公民，感谢他们的信任和远见卓识。他们通过像国家科学基金会这样的机构支持美国的科研单位，这给了我们可以自由追寻想象力的机会。
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我希望读者可以像我们一样，在我们的探索中享受到同样的快乐。
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同步：秩序如何从混沌中涌现 [:1701062283]
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同步：秩序如何从混沌中涌现
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同步：秩序如何从混沌中涌现 [:1701062284]
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同步：秩序如何从混沌中涌现 01 萤火虫闪烁：同步是必然发生的
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20多年前，我认为自己发现了萤火虫同步闪烁的现象。我很难相信自己的眼睛，在我看来，这种发生在昆虫之中的现象必然是违背一切自然规律的。
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上述文字摘自菲利普·劳伦特（Philip Laurent）于1917年发表在《科学》杂志上的文章，他参加了关于这个令人费解的现象的讨论。300年来，到东南亚旅行的西方游客返回之后都会讲述这样的故事：不计其数的萤火虫全都亮灭一致地闪烁着，绵延于河岸两旁数公里之长。这些趣闻总会受到旅行作家们的青睐，被冠以浪漫色彩，引发广泛质疑。成千上万只萤火虫如何能够在如此巨大的规模中精确地策划它们的闪光，使之成为和谐的交响乐？现在，劳伦特确信自己已经解开了这个谜题：“表面现象是由我眼睑的抽搐或突然的上下眨动引起的，与昆虫完全无关。”
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1915—1935年间，《科学》杂志又发表了20篇关于这种神秘的集体同步现象的论文。有些论文认为这种同步仅仅是一个稍纵即逝的巧合，有些则把它归因于特殊的环境条件：独特的湿度、平静的天气，以及黑暗的环境，等等。有些还相信其中一定有一名指挥者：有一只萤火虫在向群体中的所有成员发送指示信号。正如乔治·赫德森（George Hudson）在1918年写道：“如果想要一群人以如此完美的节奏合唱或合奏，不仅需要一名指挥者，而且必须经过训练去遵守他的指挥……这些昆虫天生就拥有比人类完美得多的节奏感吗？”博物学家休·史密斯（Hugh Smith）1923—1934年间居住在泰国，曾无数次目睹了这种同步现象，他愤然写道：“一些已发表的解释比这一现象本身更为不可思议。”但他也承认自己无法给出任何解释。
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几十年来，没有人能提出一个合理的理论。1961年，乔伊·亚当森（Joy Adamson）在她的书《生而自由》（Born Free）的续篇中，颇为感慨地描述了她在非洲看到的相同现象，这是这种现象首次在非洲大陆被发现。
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这是一条巨大的光带，大约有3米宽，由成千上万只萤火虫组成，它们绿色的磷光在齐肩高的草丛上架起了一座光桥……这些微小的生物体组成的荧光带精确地同步闪亮和熄灭。人们疑惑于它们是以什么样的通信方式协调闪光的，仿佛被一台机械装置控制一般。
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到了20世纪60年代末，萤火虫同步闪光的谜题开始浮现出些许头绪。几乎所有人都错过了一条十分明显的线索，即同步的萤火虫不仅一齐闪光，而且是以恒定的速率有节律地闪光，即使在彼此分离时，它们仍然保持着稳定的节奏。这意味着每一只萤火虫都必须有自己掌控时间的方法，即存在某种内部时钟。这个假想的振子在解剖学上仍来源不明，但被认为系于萤火虫微小的大脑中某处的一簇神经元。与人类心脏中的起搏细胞很像，振子重复地发射，产生有节律的电信号，传送到萤火虫尾部的发光器，最终触发周期性的闪光。
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另一条线索来自生物学家约翰·巴克（John Buck）的研究成果，他对于萤火虫同步性的研究比其他人都更为科学可信。20世纪60年代中期，巴克和妻子伊丽莎白第一次去泰国，希望看到萤火虫同步闪光的壮观景象。在一次非正式但十分富于启发的实验中，他们沿着曼谷附近的潮汐河流捕捉了许多萤火虫，将它们放飞到黑暗的酒店房间中。起初，这些萤火虫焦急地飞来飞去，然后逐渐降落到墙壁和天花板上，彼此分开至少10厘米远。刚开始，它们的闪光毫无条理，在巴克满怀惊奇地默默注视之下，两只、三只开始一齐闪光……零星的同步继续出现并发展，直到多达10余只萤火虫完全同步地闪亮和熄灭。
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这些观测表明，萤火虫必须通过某种方式调整自己的节奏，以响应其他萤火虫的闪光。为了直接验证这一假设，巴克和同事们进行了实验室研究，他们对一只萤火虫施以闪烁的人造光（模仿另一只萤火虫的闪光），然后观察它的反应。结果发现，单独的一只萤火虫会以持续、可预测的方式改变其随后的闪烁时间，改变的大小和方向取决于接收到刺激信号时的周期位置。对于某些个体而言，刺激信号总是超前于萤火虫的节奏，仿佛要调快它的时钟；对于其他个体而言，时钟不是延迟就是提前，这取决于萤火虫是即将闪光，或是处于两次闪光之间的间隔，等等。
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以上两条线索表明：萤火虫的闪光节奏是被一个内部可重置的振子控制的。同时，这也暗示了一种可能的同步机制：在一群闪光的萤火虫中，每一只都在不停地发送和接收信号，并依次改变其他萤火虫的节奏，同时也被其他萤火虫的节奏改变。一阵喧嚣之后，同步不知何故就自发出现了。
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由此我们想到了一种解释，这种解释在数十年前似乎还是不可想象的——萤火虫是自组织的。它们不需要指挥家，也不受天气的影响，同步是在彼此的暗示中出现的，同样，没有指挥者的管弦乐队也是通过相同的方式保持完美的节奏的。此处违反直觉的是，虫子不需要具有智能。它们具备所有同步必需的要素：每只萤火虫都有一个振子，这是一个小节拍器，它的时间可以自动调整，以回应其他萤火虫的闪烁。仅此而已。