1701062495
◎ ◎ ◎
1701062496
1701062497
第一步是列出所有可能的起始状态。例如，让我们重新考虑两个振子的情形。由于有佩斯金的频闪方法，我们无须在所有时刻都观察振子，观察每个周期中的一个时刻就足矣。我们选择振子A发射后返回零位的时刻，那么振子B可能位于零电位与阈值之间的任意位置。将B的电压视为数轴上的一点，零电位是0，阈值是1，我们可以看到不同的可能性组成了一个线段。这个一维线段包括了系统所有可能的起始条件（因为我们知道A位于0点，刚刚释放回到零位；B的电压是唯一的变量，一定位于0和1之间的线段上的某个位置）。
1701062498
1701062499
3个振子创造了一个更大的概率空间。现在我们需要了解两个数字：鉴于A刚刚释放回到0点，我们仍然需要指定这一刻振子B和C的电压数值，我们要看到这两个概率的分布，即B和C电压的所有组合。与几何学上与一对数字对应相似，我们可以把它们看作二维空间中一个点的横纵坐标。
1701062500
1701062501
我们画出x、y平面，与高中数学类似，x轴为横坐标，代表A发射时B的电压。y轴为纵坐标，代表同一时刻C的电压。一对电压值便可表示为此平面中的一个点。
1701062502
1701062503
因为我们允许B和C的电压可以独立地在0和1之间自由变化（包含所有的可能性），相应的点便在一个正方形区域内移动。正如旋转蚀刻素描(2)上的两个旋钮在正方形屏幕上移动机械笔。
1701062504
1701062505
3个振子的结果是，所有可能的初始条件构成了一个正方形区域：一个轴表示B，另一个表示C。在这里，我们不需要为A建立一个轴，因为A的起始位置总是在0点，通过我们对系统的定义便可以知晓（见图1-2）。
1701062506
1701062507
1701062508
1701062509
1701062510
图1-2 3个振子同步模拟示意
1701062511
1701062512
1701062513
1701062514
1701062515
图1-2 3个振子同步模拟示意（续）
1701062516
1701062517
模式变得清晰了。随着振子的增加，我们需要增加更多的维度来说明所有的可能性。4个振子需要一个立方体来表示初始条件，5个振子则需要一个四维超立方体来表示，而n个振子则需要n–1维的超立方体来表示。这听起来令人难以置信，但如果你尝试去描绘它的话，它确实如此。但是在数学形式上，处理所有维度的方法都是一样的，并不存在新的困难。所以，我选择了继续关注3个振子的情形，它包含了所有的主要思想。
1701062518
1701062519
◎ ◎ ◎
1701062520
1701062521
下一步是将动力学状态（即系统随时间的演化）转化成为我们正在绘制的图形框架。我们的目标是预测系统在给定振子B和C的初始条件下，最终是否会同步。
1701062522
1701062523
你可以想象一下我们让系统运行后会发生什么。所有振子都朝向阈值上升，然后发射，最终回到零位；它们也同样会对其他振子的刺激做出反应。为了去除冗余的信息，我们再次利用频闪法，让系统在黑暗中运行，直到下一次振子A发射后回到零位，振子B和C做出反应。然后打开闪光灯，用照片记录下B和C的新位置。
1701062524
1701062525
在几何图形中看来，正方形中的旧点就像刚刚跳跃到了一个新点，即B和C更新后的电压。换句话讲，系统的动力学演化等同于一次转变，即把正方形中任意给定的点转移到新的一点，转移的依据是一些复杂的规则，取决于充电曲线的形状和刺激的大小。
1701062526
1701062527
这个过程是可以重复的，新点可以视为起始点，然后通过变换转移到其他位置，它一次次地重复，蹦蹦跳跳地从正方形中的一个点跳跃到另一个点。如果系统注定会同步，那么这个点最终会跳跃到正方形的左下角，即电压坐标为（0，0）的点，这意味着两个振子同时到达了零电位。为什么会是这个角落？因为这是振子A的位置。根据我们对频闪的定义，A刚刚发射并复位，所以它的电压为0。在同步状态下，其他两个振子的电压也是0。
1701062528
1701062529
原则上，针对每个初始点的情况，都可以计算出最终结果。如果所有振子最终都同步发射，那么我们就把这个初始点称为“好点”，否则就是“坏点”。我和伦尼从未找到一种方法来准确判断每个点的好坏，但我们设法证明了几乎所有的点都是好点。坏点虽然存在，但是数量很少而且十分稀疏，把它们集中起来并不占面积。换言之，如果你随机选取一个点，完全不可能选到坏点。
1701062530
1701062531
这听起来或许很荒谬：如果坏点存在，你或许认为运气总会让我选到它，但事实上并不会发生。这就像往圆靶上掷飞镖，并要求它精确地落在两个分数之间的分界线上，这已经非常不可能了，而现在我们知道分界线没有宽度（就像要求它没有面积一样），这时你就可以明白为什么随机的投掷永远不会满足要求了。
1701062532
1701062533
这是伦尼对于坏点的看法，虽然我们对好点更感兴趣。他的策略很容易让人联想到艺术设计中的负空间概念，即想要了解一个物体就要去了解物体周围的空间，特别是他找到了一种方法可以证明坏点不占面积。
1701062534
1701062535
为了表现出论证的风格，我们可以专注于坏点中的坏点，我将这些点称为“极坏点”。这些是抵抗同步趋势最强烈的点，它们从未经历过吸收。而当系统从极坏点启动的时候，没有任何一对振子会同步，更别说整个群体了。
1701062536
1701062537
为了了解为什么极坏点不占面积，我们把它们看成一个集合，进而检验当我们把变换应用到该集合中的所有点时，会发生什么。每个极坏点都会跳到其他地方，但变换后它仍是极坏点。这几乎是个无限循环：如果一点永远不会被吸收，那么经过一次变换后，它仍然永远不会被吸收。因此，新点还是极坏点。由于初始集合包括所有的极坏点（根据定义），所以这个新点必定潜伏在其中的某个地方，再从这里开始新的变换。
1701062538
1701062539
结论是，变换后的集合完全落在初始区域之内。更直观地讲，就像减肥广告中经常使用的“减肥前”和“减肥后”的对比照片那样。变换后的集合，即“减肥后”的照片，完全包含在了“减肥前”的照片之内，正如减肥广告所承诺的那样。
1701062540
1701062541
到目前为止，我们的论据中尚未使用任何关于充电曲线形状以及刺激大小的信息。当最终把这些细节考虑在内的时候，我们遇上了一个乍看上去似乎有些矛盾的问题，然而它实际上是论据的要点。我和伦尼能够证明“减肥前”和“减肥后”的变换有点像复印机的放大功能。任何一组点经过变换后都会放大，这与你选择的点的集合无关，就像与你放在复印机上的图片无关一样。而任何一组点的区域都会增大，特别是极坏点的集合也会放大。这里需要注意的是，这意味着极坏点的集合膨胀了，而不是收缩了，似乎与我们之前得出的结果相矛盾。更准确地说，变换后的极坏点的集合必须落在初始集合的内部，而现在它的范围却变大了，这似乎是不可能的。唯一让两个结论兼容的方法是：初始集合不占据任何区域，就像“减肥前”的照片是一根棍子的形象，这样就不存在矛盾了。当乘以一个大于1的数字时，它的面积仍然是0，所以变换后的集合可以位于初始区域内部。这正是我们想要展示的：极坏点不占据任何面积。所以如果你随机选取初始状态的话，那么你永远无法选取它们。这就是这个模型中同步一定会发生的原因。
1701062542
1701062543
同样的论据也适用于任意数量的振子，当有4个或更多的振子时，需要对模型进行轻微修改，用立方体或超立方体替换二维平面。在任何情况下，起始点位于坏点的概率总是0，因此佩斯金是正确的。在他的振子模型中，每个振子完全相同，并通过脉冲相互耦合，在这种情况下，每个振子最终都会一齐发射。
1701062544