贪婪算法:只接受更优的结果
📌 任意选择一条路径——不管它有多长、多么低效,然后随机交换两个客户。如果交换的结果是路径变短了,就留下这条路径,反之则回到原点。然后随机交换其他两个客户,如果路径变短了,就再把它留下。重复这些步骤。每一次成功的交换都会改变路径在景观中的位置。一步接一步,一次成功的交换接着一次成功的交换,最终你将得到一条不能再通过交换而缩短的路径。这种算法在景观中保持着下降的趋势,目的是寻找最低点
- ⏱ 2025-03-04 23:44:02
📌 计算机科学家给它们取了一个“贪婪”的称号,而贪婪不一定是坏事。
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📌 复杂问题还有另一个令人讨厌的特性:它们会越来越复杂,这是因为它们的规模会越来越大。随着客户、发电厂、护士或者武器数量的增加,陨石坑的数量会呈指数级增长。将陨石坑“翻译”为技术术语,就是局部极小值(local minima)。就像分子能量景观中的极小值一样,其数量很快就会超过最强大的计算机的处理能力。在一个有10个客户的车辆路径景观中,存在着大约100个局部极小值,对于15个客户来说,相同的景观内存在超过1 000个局部极小值。9而对于具有实际意义的客户数目而言,这些极小值的数目是数不清的。在这么多极小值中,只有一条属于最佳路径,或者说全局极小值(global minimum),要找到它如同大海捞针。在现实中,人们所期望的往往只是一个“够好”的答案,即一个在众多极小值中“比较深”的答案,而并不需要那个最优的答案。雪花,才是复杂问题的解决之道
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模拟退火算法:即使结果变差,也暂时接受它
- 📌 幸运的是,在贪婪算法失败的地方,其他的算法还能够完成接力。其中一种算法叫作模拟退火(simulated annealing)。退火一词来自冶金业,指的是一种降低钢和其他金属的脆性,增加其可塑性的处理工艺。例如,剑匠在锻造剑的时候就会使用这种工艺。当一个铁块被退火时,它首先会被加热到一定的温度,在这个温度下,铁原子会强烈振动,发生移位。如果以非常慢的速度使铁块冷却,这会使原子形成小晶体,进而使铁更具延展性。这种处理方法的核心是“热”,也就是使分子能够探索能量景观,发现巴基球、金团簇和钻石的方法。这不是巧合,创造力的不同领域之间本来就有着深入的联系。
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遗传算法:模拟物种进化,找到最佳方案
📌 达尔文的进化论本身就可以看作一种算法,只不过步骤简单得多:突变、选择、重复。只是这个算法转换的不是比特和字节,而是生物,所以它可以用于模拟DNA、模拟表现型以及模拟生物体。在这样的模拟中,我们可以控制每一个细节——突变多久发生一次,以何种标准选择最佳变体,是否允许交配和重组等
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📌 1987年,一条能够将全世界666个旅游目的地都连接起来的最短路径被世人广泛熟知。这是在超过101 500种可能路径中找到的最优解。到了1998年,经过10年的算法设计和算力提升,莱斯大学的研究人员终于发现了连接美国13 509座城镇的最短路径。
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第9章 教育景观:如何培养创造性人才和建立创造性组织
📌 目前过度竞争的教育体系的最大缺点,就是它强加在失败上的惩罚性后果,以及它对标准化测试的极端重视。像学术能力评估测试这样的强制性考试,由于利害关系重大,对学习和教学都产生了导向作用。这种导向是一种缓慢的侵蚀,从幼儿园开始一直持续到大学,数学和语言方面的训练取代了音乐、艺术和游戏。4推行高风险的标准化测试的后果并不理想,并不只是因为它侵蚀了本可用于真正的学习的时间,还因为它把教育同质化了。从景观的角度来看,这种做法犹如暗疾,隐秘地堵上了思维重组的可能性
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📌 过度竞争的教育模式所忽视的,其实是我们在景观中的一个核心发现:为了达到顶峰,人们需要自由探索的时间,而且是不用做出选择和评判的时间。
- ⏱ 2025-03-05 10:26:47
📌 学龄前儿童通过自由探索实现的学习效果比在教室上课要好。一项针对343名儿童的研究把两类孩子进行了比较,一类孩子参加了一项学术导向(academically oriented)的学前班,老师们采取了在教室授课的方式;另一类孩子参加了允许他们自己主导的活动(child-directed activities),大多是一些普通的游戏。到四年级时,上过学前班的孩子的成绩比那些“纯玩”的孩子的成绩要低。更重要的是,上学前班的孩子错过了那段关键的探索期,而这种探索对人类的成长是不可或缺的,就跟游戏对其他许多物种来说必不可少一样。
- ⏱ 2025-03-04 23:55:05
激发内在动机,强化自主性
📌 内在动机的力量到底有多大,看看那些在年少时期就找到了自己毕生梦想的杰出创造者就知道了。例如,哈佛大学的生物学家爱德华·威尔逊(Edward Wilson)在10岁前就是一名博物学家了;诺贝尔化学奖得主莱纳斯·鲍林(Linus Pauling)13岁时就开始了他的第一次化学实验;天文学家薇拉·鲁宾(Vera Rubin)在10岁前就发现了自己对天文学的热爱。
- ⏱ 2025-03-05 10:33:30
📌 但这种内在的驱动力却有可能被僵化的课程所摧毁,更有可能毁于严厉的老师、乏味的课堂、死板的背诵,以及沉闷压抑的官僚和日复一日的重复任务。用爱因斯坦说过的一句话来形容最合适不过了:“现代的教学方法竟然还没有把研究问题的可贵好奇心完全扼杀掉,真可以说是一个奇迹。”
- ⏱ 2025-03-05 10:33:17
📌 景观思维传达了关于儿童教育的一种简单、普遍的信息:培养多样性和自主能力。这样的教育能使每一个人都具备多样的技能,而且不同的人还要具备不同的技能,也只有这样的教育,才能为知识和思维的重组做好准备。在获取这些技能的过程中,学生与其将时间浪费在当今过度竞争的各种考试当中,不如将时间花在创造力的培养和趣味性的学习上。接下来我们将看到,在培养面向未来的创造性人才的大学当中,此原则同样适用,只不过形式有所不同。
- ⏱ 2025-03-05 10:33:50
📌 这些孩子聪慧、勤奋,却只会像机器人一样开展研究,我很难在他们身上看到创造力的火花(如果他们所受的教育还孕育过这样的火花的话)。一想到他们未来的样子,我就感到很难过。
- ⏱ 2025-03-05 10:34:12
📌 第一个经验是耐心。很多人都认为紧迫的截止日期会激发创造力,但根据阿玛贝尔的研究,巨大的压力会抑制我们的创造性思维。那些有足够时间解决问题的员工通常能找到更多新颖的解决方案,相比而言,那些在导致肾上腺素上升的压力下工作的员工则表现差些。而且,一旦不堪重负的员工遇到了紧迫的时间点,他们往往会经历一段创造力的“宿醉期”,在整整几天的时间里,都只能产生一些毫无新意的想法。4
- ⏱ 2025-03-04 23:41:10