若干年前的笔记

2008-08-29 09:52:25 　　来自: 丁丁虫 (好累啊)
真实世界的脉络的评论   

　　第一章 万有之理
　　
　　早前看《数学游戏》，有一篇文章借用一种简单的“蚂蚁”游戏得出结论说，对于很简单的行为规则，我们都没有能力预言它的结果，那又如何寻求万有之理呢？当时我认为，解释世界也许不可能，但是人类最终可以描述世界。象伽利略做的那样，只说“是什么”，不说“为什么”。
　　
　　然而戴维的看法和上两者都不同。他在书中提出，“知道”和“理解”有本质的区别，而一个能够“理解”世界的理论——万有之理——终将被发现。
　　
　　我目前还没看出他的信心从何而来，但他提出的“知道”和“理解”的区别让我赞同。有许多知识，仅仅是现有知识的不同描述，而只有真正开创性的学说，才能成为是一种新的“理解”。戴维举了罗马数字的例子，不过说实话，我对他的这个例子不以为然——但并不妨碍我赞同他的理论。我相信，当人类的知识无限延伸的时候，各个学科会从各自的途径汇集到一起，用各自的形式诠释同一个理论。
　　
　　“知道”，仅仅是百科全书；“理解”，才是智慧。
　　
　　一些新名词：
　　
　　工具主义：认为科学理论的目的是解释实验结果
　　
　　实证主义：工具主义的极端形式。只有描述或预言实验结果的陈述才有意义
　　戴维提出一个假想的“神谕”，可以预言一切实验结果，但不进行任何解释。显然这是实证主义意义上的“科学”。但是当我们把自然环境看作一种神谕的时候，实证主义就显得有些可笑了。
　　
　　凸现现象：底层很难直接推出这些现象；但可以从高层简单得到
　　
　　这里我忽略了还原论和整体论
　　
　　第二章 影子
　　
　　戴维从单个光子的双缝干涉实验入手——我不是科班出身，不太清楚这个实验的官方名称——推断出平行宇宙的存在。
　　
　　简单来说，单个光子同样能形成干涉图样，这意味着除了这个真实的光子以外，还有其他不可见的影子光子通过了狭缝。所谓的影子光子其实也是真实的光子，但它们仅仅在各自的宇宙中才是真实的；同样，我们这个宇宙中的真实光子，对于其他的宇宙来说，也是影子光子。
　　
　　影子光子对我们这个宇宙的影响非常小，仅能通过干涉现象观察到。
　　
　　以上就是戴维的解释。
　　
　　此前接触平行宇宙的思想，大概是从薛定鄂的猫开始。那时候我对平行宇宙的思想不以为然。不过现在看戴维的理论，觉得有些道理。主要是在于我对剃刀原则在该问题上的理解。所谓“如无必要，勿增实体”。但是戴维的解释给了平行宇宙一个存在的理由。又想到日心说其实也是从很细微的地方入手的，所以姑且将它作为一种可接受的理论。
　　
　　只是按照波普尔的标准，平行宇宙可以被证伪吗？
　　
　　第三章 问题求解
　　
　　问题->猜想解决方案->批评->错误理论被替换->新问题
　　这是波普尔的观点。
　　
　　整个过程酷似生物进化过程。一个问题就是一个生态位，一个理论则是一个物种。
　　适者生存。
　　
　　也就是说，试错法是一种普遍的方法，无论对于生物的进化，还是对于我们试图了解世界的努力。
　　
　　突然想起波普尔说的三层世界，好像表述的也是这个意思。他把人类的知识划分也最高一层的世界。
　　
　　很好的科幻小说题材，需要一个很好的故事框架来陈述它。
　　
　　第四章 真实性的判断标准
　　
　　伽利略与教会的冲突根源，并不在于日心说或地心说，而是在于伽利略所提倡的方法：以数学形式表达自然界的一般理论，并通过实验来改进现有理论。
　　
　　这是本章的一个主要观点。但本章中主要说明的还是真实性的问题：我们如何认为外部世界是真实的？作为一种引申（或者说是前奏，因为戴维先写了这个例子），作者提出，我们凭什么认定日心说比地心说要好？
　　
　　难为戴维用了很长的篇幅来解释日心说与地心说的优劣，但我觉得他并没能很好的说清楚，至少我没怎么看明白。而后面的例子则简洁和优美得多。这是关于唯我主义的。戴维指出：唯我主义者不能否认他们得到过新的知识，尽管他们可以认为这些新的知识本来就存在于他们的心智之中，只是在适当的时候，他们的心智构造了一种传授知识的场景，使得唯我主义者觉得他们像是得到了新的知识。
　　
　　但是这种解释行不通。因为这样一来，他们自己的心智实际上已经具有了独立的个性，也就是说，在唯我主义者自己之外，还存在着独立的心智，这是自相矛盾的。
　　
　　很漂亮的诘难，对吧。
　　
　　戴维还介绍了约翰逊博士准则：如果某样东西能进行反馈，那它就存在。更精细的解释是：如果按照最简单的解释，某实体是复杂且自主的，那它就是真实的。
　　
　　当然，这是戴维的诠释。
　　
　　我的诠释已经写在《神谕》里了：反馈是我们理解世界的唯一手段。
　　
　　第五章 虚拟现实
　　
　　这一章大概是为了下一章准备的，可惜下一章我也没怎么看懂。
　　
　　还是只说这一章。作者在本章中提出了虚拟现实的概念。这一点我想已经不需要解释了。不过戴维提出了一个分类：物理可能的、物理不可能的、逻辑不可能的。
　　
　　物理可能的，差不多就是我们日常生活中感受到的；
　　物理不可能的，就是由于物理定律的限制而实际生活中不会出现的，比如超过光速飞行；
　　逻辑不可能的，就是在逻辑上不可能实现的，比如将素数分解；
　　
　　显然，虚拟现实不可能实现逻辑不可能的环境；“那么，虚拟现实能绘制那些物理不可能环境呢”——这是作者的原话，但是其解释我看不懂。他说，“刚好是那些察觉不出和物理可能环境有区别的那类物理不可能环境”。这是什么意思？
　　
　　在以上的分类之外，作者从不同的角度出发，又给出这样的分类：外部体验和内部体验。虚拟现实，只限定于虚拟外部体验。
　　
　　作者还有两个值得吸收的观点：
　　数学也是虚拟现实的一种形式；
　　人类的每一点外部体验都是虚拟现实，因为我们所体验的实际上是感官数据加上解释这些数据的先天与后天的复杂理论（即程序）。
　　
　　本章的最后一句话：人类占据的生态位直接地、绝对地依赖于虚拟现实。这句话的意思将在第八章解释。
　　
　　第六章 计算的通用性和极限
　　
　　正如我前面所说，这一章我没看懂。
　　
　　不是因为本章提出的对角线证明或者图灵原理或者康图哥环境——这些我都知道，我只是没明白作者想说什么。
　　
　　作者在小结中说，有可能建造一台虚拟现实的机器，其全部本领包含所有物理上可能的环境，可他凭什么这么说？这个观点站不住脚的话，作者就没有理由说“真实世界是可以理解的”。这可是作者写这本书的目的阿。
　　
　　不考虑这个吧。作者还是提出了一个挺有意思的思想，即改变大脑的“时钟”。就是说，当虚拟现实生成器需要进行大运算量计算的时候，它会封闭住大脑的时钟，直到计算完成再重新打开。这样，对于用户来说，将完全感觉不到真正的时间流逝——你知道我想起了什么，当然，就是那个著名“王质烂柯”。
　　
　　这个思想配上这个故事，可以写一篇小说，呵呵。
　　
　　第七章 关于证明的对话
　　
　　这一章也没看明白。
　　
　　本章似乎只是为了驳斥归纳主义而写的。然而我对归纳主义并没有什么想法，所以这一章也就没什么想法了。
　　
　　跳过去吧。
　　
　　第八章 生命的意义
　　
　　相当精彩的一章。对我而言，一个崭新的思想：生命的本质是知识。或者用我自己的话来说：生命的本质是信息。
　　
　　我还记得上生物课的时候背诵生命的七大特征，做老师的时候也叫学生们背诵过。不过照我自己的想法，繁殖才是生命最主要的特征，而这一特征以前也只限于DNA。然而导致疯牛病的异种蛋白算不算生命？我倾向于算。显然戴维也会倾向于算。因为这种蛋白质的结构中包含知识。
　　
　　然而怎样才算包含知识？对于这个问题，戴维提出了一个大胆而天才的判断依据：包含知识的结构，在多重宇宙中都是一致的；而不包含知识的结构，在多重宇宙中则具有不同的结构。
　　
　　戴维举了一个例子：考虑一段DNA序列，比如TGAATC（我随手乱写的），这一结构有可能在基因的两个不同位置出现，但只有其中一个位置才具有自我繁殖的功能，而另一个只是一段垃圾序列。于是，如果我们能够看到多重宇宙中这一段序列的排列，就会发现，具有自我繁殖能力的序列在多重宇宙中非常整齐；而垃圾序列在别的宇宙中会变的面目全非（如下图）。
　　
　　目前的宇宙 TGAATC TGAATC
　　宇宙一 TGAATC TCAACG
　　宇宙二 TGAATC ACATCG
　　宇宙三 TGAATC CAGGCT
　　宇宙四 TGAATC AATCCG
　　宇宙五 TGAATC TCGGCA
　　宇宙六 TGAATC GCAACA
　　……………………
　　
　　显然，在多重宇宙中，知识可以维持自身的结构，从而能够显著的与其它结构分别。因此，戴维说，归根到底，知识是一个物理基本量。
　　
　　有必要解释一下，为什么具有知识的序列在多重宇宙中回忆同样的面目出现。戴维认为这是因为该序列具有高度适应性，即它的大部分变异在它们的大部分环境下将不能使自己成功复制。然而这一解释我并不满意。至少，我不明白高度适应性怎么就会使得大部分变异不能复制——如果这发生在同一个宇宙我可以理解，但是多重宇宙怎么会这样呢？
　　
　　照戴维的意思，似乎是说，垃圾序列真的完全无用、仅仅在基因中占据了一个位置而已，于是它们在不同的宇宙中会以不同的形式复制，但包含知识的序列则不会。可是，垃圾序列真的是垃圾吗？当然，如果不存在垃圾序列，也只能说戴维举的例子不好，并不会真正影响到他的理论；但是，存在一个符合这一理论的例子吗？至少我没有想出来。
　　
　　除此以外，戴维这一理论还有一个很大的问题：它不能被证伪。戴维自己也承认，我们没有办法观察到其他的宇宙。既然如此，我们如何能接受这一理论？
　　
　　但这的确是很天才的想法。多重宇宙中的一致性 == 知识。
　　
　　戴维还有一个很有意思的观点：“任何理论都不能回避这个问题：宇宙未来的发展取决于知识未来的发展”。比如说，根据现有的恒星演化理论，人们说太阳将会变成红巨星，但是也许人类的知识可以使得我们阻止这一情况发生。这时候，恒星演化理论就出现了错误。
　　
　　当然，一般情况下我们似乎是将知识的影响隔离于物理理论之外的。只有出现了不符合理论的现象，而我们又确信理论无误的情况下，才会考虑是否有知识的影响。换句话说，我们并没有真正忽略掉知识。但是无论如何，戴维把这个我以前没有明确意识到的问题指了出来。
　　
　　根据他引述的话，生命最终会对宇宙的结构作出主要的、性质上的改变。
　　
　　第九章 量子计算机
　　
　　计算粒子路径的时候，需要大的不可想象的计算，所以，科学家一般只做概率预测，而无法求得粒子准确的落点。
　　
　　但是请反过来想：我们终究能知道粒子的准确落点——只要实际观察一下就行了。那么，如果我们待求解的问题作为初始环境，然后进行实验，接着观察结果——这不就是得到解了吗？
　　
　　这就是量子计算机的原理。
　　
　　很多传统计算机上几乎不可解的问题，量子计算机可以轻而易举地解决，比如因数分解。但是量子计算机的能力来自何处？
　　
　　戴维说，它来自于多重宇宙。理由很简单，用“肖算法”分解某个大数的时候使用的计算资源大约是能看见的存在资源的10^500倍，而整个可见宇宙中只有大约10^80个原子，那这么多的资源从何而来？
　　
　　肖算法是什么，我不知道。这不妨碍我赞同作者的观点。
　　
　　第十章 数学的本质
　　
　　也许仅仅依靠午饭时间的阅读很难理解作者的意思。我需要更仔细的阅读这一章。就目前而言，我仅仅知道作者告诉我的是，数学知识完全依赖于我们的物理知识。
　　
　　第十一章 时间：第一个量子概念
　　
　　我们没有感觉到时间流逝或者穿行。我们感觉到的是当前的感受同我们现在对过去的感受的记忆之间的差别。我们把这些差别解释位宇宙随时间变化的证据。
　　
　　上面是作者的原话，同我一直认为的差不多。当然，我没办法表达的这么精辟。但是问题在于，如何证明这一点？如果现有的感觉（认为时间在流逝）能够解释我们的世界，那又有什么必要推翻我们的常识？
　　
　　作者说，有必要。因为现有的常识不能自圆其说。那我们就看看作者怎样从我们的常识中导出矛盾吧。
　　
　　第十二章 时间旅行
　　
　　一般情况下，时间旅行会导致悖论。这说明时间旅行是不可行的吗？
　　
　　作者说，不是。悖论的原因不在于时间旅行，而在于传统的时间理论。而在上一章，作者已经解释了他认为正确的时间理论是什么样子：时间是固定的，所谓时间的流逝不过是我们的感觉而已。
　　
　　同样，作者对时间旅行也有他自己的看法。他认为时间旅行者可以改变其他副本宇宙的状态，但是不可能回到自己这个宇宙的早先状态并改变它。这样的情况下，对于知识悖论——比如我拿着李白的诗回到过去教李白写诗——就可以有一个全新的解释：
　　
　　我们这个宇宙中的李白创造了诗，我们通过时间机器将它传播到各个宇宙，传授给其他宇宙中的李白。
　　
　　进一步说，时间机器其实是一种计算资源，它可以把计算任务分摊到各个宇宙进行，如同量子计算机一样。
　　
　　很惊人。
　　
　　第十三章 四大理论
　　
　　这一章可能也需要仔细阅读。目前所知，作者提出，四大理论——量子力学、计算理论、进化论、知识认识论——单独使用的时候都在解释上存在缺陷，而且还显得冷酷和悲观。但是把它们统一看成真实世界结构的统一解释时，情况就会完全不同了。
　　
　　我未看懂的，恰恰就是这四大理论存在怎样的缺陷。也许因为我本来就没有真正理解这四大理论吧。
　　
　　结束
　　
　　终于看完了，呼呼。
　　
　　这本书让我受益良多，很多观点对我来说都很新颖。所以虽然我一直没弄明白作者的关键性观点——万有之理的存在——是如何得出的，我也要向每一个喜欢科学的人推荐这一本书。
　　
　　总结一下我获得的新观念：
　　
　　判断科学理论的正确性需要考察该理论的解释能力；
　　“神谕”——只描述、不解释的学说，对科学发展毫无用处；
　　单个光子的干涉现象、量子计算都预示了平行宇宙的存在；
　　时间旅行器本质上是计算资源；
　　知识 本身是一个最基本的物理量，尤其当我们透过平行宇宙看的时候；
　　
　　深入理解这本书，我大概需要先深入理解图灵和波普尔。虽然我曾经自以为自己对人工智能和认识论都有所涉猎，不过现在看来这只能算是无知少年的自大之语，惭愧惭愧。