多面手斯蒂芬·沃尔弗拉姆为他的万物理论辩护

《数学软件》和《一种新的科学》的创作者仍然坚信他可以改变科学和其他知识领域

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


斯蒂芬·沃尔弗拉姆似乎把自己看作是升级版的牛顿,他拥有编程技巧和商业头脑,但如果你能拿出成果,那就不是狂妄自大。正如他在他的网站上指出,他在十几岁时就发表了关于粒子物理学的论文,20岁时获得了加州理工学院的物理学博士学位,22岁时获得了麦克阿瑟“天才”奖。在他20多岁时,他发明并开始成功营销《数学软件》,这是一种用于自动化计算的软件。沃尔弗拉姆认为,作为《数学软件》和Wolfram|Alpha(他于2009年发布的知识引擎)基础的Wolfram语言代表了一种“新的计算范式”,它将使人类和机器能够“以前所未有的更丰富和更高的水平进行互动”。这一愿景与沃尔弗拉姆2002年的巨著《一种新的科学》的主题相吻合,该书认为,像生成元胞自动机的简单计算机程序,可以比传统的数学方法更有效地模拟世界。物理学家史蒂文·温伯格称这本书为有趣的“失败””,其他科学家则抱怨沃尔弗拉姆重新发现了旧思想。批评家也指责沃尔弗拉姆夸大宣传他的计算产品。* 但是,当我去年秋天在“人工智能伦理”会议上看到沃尔弗拉姆发言时,他表现出十足的信心,暗示Wolfram语言可能如何改变法律和政治。最近我们进行了以下电子邮件交流。——约翰·霍根

霍根: 你能简要总结一下《一种新的科学》的主题吗?你对这本书的反响感到满意吗?

沃尔弗拉姆: 这本书是关于研究所有可能程序的计算宇宙,并理解它们能做什么。精确科学一直非常关注使用本质上是基于微积分等数学思想的特定类型的程序。我的目标是极大地推广可以用作科学模型或技术基础等的程序类型。


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我想,最大的惊喜是,当人们在没有任何约束的情况下进入计算宇宙时,会发现即使是非常简单的程序也可以做极其丰富和复杂的事情。这本书的很大一部分是关于理解这对科学的意义。

我对我所知道的阅读过这本书的人的数量和多样性感到非常高兴。已经有成千上万篇基于这本书的学术论文发表,并且越来越多的技术是基于这本书的。看到使用程序作为科学模型的想法已经流行起来,真是太令人惊讶了。数学模型统治了三个世纪,而在很短的时间内,基于程序的模型似乎已成为新模型的压倒性首选。

当这本书出版时,围绕它发生了一些引人入胜的社会学现象。在“变革在即”的领域中,人们似乎普遍非常积极,但在当时更为静态的领域中,一些人似乎将其视为一种威胁性的范式转变。十五年后,这种转变正在顺利进行,最初提出的反对意见开始显得很奇怪。遗憾的是,社交媒体在2002年没有得到更好的发展,否则事情可能会进展得更快一些。

霍根: 你在《一种新的科学》中描述的方法可以回答为什么存在事物而不是虚无的问题吗?

沃尔弗拉姆: 到目前为止,我看不出来。

霍根: 它们能解决“难题”吗?也就是说,它们能解释物质如何变得有意识吗?

沃尔弗拉姆: 我在书中讨论的核心发现之一是我称之为计算等效原理的东西——这意味着非常广泛的系统在它们的计算复杂性方面是等效的。特别是,这意味着大脑的计算复杂性并不比自然界中的许多系统,甚至比具有非常简单规则的系统更复杂。这意味着“天气有它自己的想法”并不是那么原始的说法:天气的流体动力学就像大脑一样复杂。

有很多详细的历史使我们的大脑及其记忆成为现在的样子。但是,没有什么明显的界限可以将它们正在做的事情与“仅仅是计算”区分开来。这有很多哲学上的含义。但也有实际的含义。事实上,正是这一点让我认为像Wolfram|Alpha这样的东西是可能的。

霍根: 计算的概念,像信息一样,预设了心灵的存在。因此,当你暗示宇宙是一台计算机时,你是否犯了拟人化,或者可能是自然神论(假设执行计算的心灵是上帝)?

沃尔弗拉姆: 计算的概念绝不预设心灵的存在……说我暗示“宇宙是一台计算机”是对我的工作的不正确概括。

计算只是关于遵循明确的规则。计算的概念并不预设“基质”,就像谈论自然的数学定律并不预设基质一样。当我们说地球的轨道是由微分方程决定的时,我们只是在说方程描述了地球在做什么;我们并没有暗示地球内部有小机器在解方程。

关于宇宙:是的,我一直在研究宇宙遵循可以用程序描述的简单规则的假设。但这仅仅旨在描述宇宙在做什么;不涉及任何“机制”。当然,我们不知道这是否是对宇宙的正确描述。但我认为这是最简单的假设,我希望有一天能够证实或排除它

霍根: Wolfram语言的最终目的是什么?它可以实现莱布尼茨关于一种可以帮助我们解决所有问题(包括道德问题和科学问题)的语言的梦想吗?它可以为所有智能实体(无论是生物的还是人工的)之间提供明确的沟通手段吗?

沃尔弗拉姆: 我使用Wolfram语言的目标是拥有一种语言,在这种语言中,可以方便地表达人类和机器的计算——并且我们在其中集成了尽可能多的关于计算和世界的知识。在某种程度上,Wolfram语言旨在最终实现莱布尼茨在300年前就有的某些目标。我们现在知道——由于哥德尔定理、计算不可约性等——可以解决的科学问题是有限制的。至于道德问题:嗯,Wolfram语言正朝着至少能够表达诸如道德原则之类的东西的方向发展,但它不能发明这些;它们必须来自人类和人类社会。

霍根: 能够选择自己目标的自主机器是否不可避免?我们人类所做的任何事情是不能——或不应该——被自动化的吗?

沃尔弗拉姆: 当我们看到一块石头落下时,我们可以说它是遵循使其落下的运动定律,或者说它是实现了处于较低势能状态的“目标”。当机器——或者就此而言,大脑——运行时,我们可以将它们描述为只是遵循它们的规则,或者描述为“实现某些目标”。有时规则可能很难陈述,但目标更简单,所以我们将强调用目标来描述。

关于未来机器,不可避免的是它们将以我们无法立即预见的方式运行。事实上,这种情况已经一直在发生;这就是程序中的错误的全部意义。我们会选择用目标来描述它们的行为吗?也许有时会。尤其因为它会给我们一个类似人类的背景来理解它们在做什么。

我们人类所做的不能有意义地自动化的主要事情是决定我们最终想做什么。

霍根: 任何智能,无论是人类还是非人类,可以追求的最有意义的目标是什么?

沃尔弗拉姆: “有意义的目标”的概念是依赖于整个文化背景的东西——所以这个问题不可能有有用的抽象答案。

霍根: 你有没有怀疑过上帝的存在,或者我们生活在一个模拟世界中?

沃尔弗拉姆: 如果你所说的“上帝”只是指科学之外的东西:嗯,在我们拥有关于宇宙的完整理论之前,总会有一些东西在科学之外,即使到那时,我们可能仍然会问,“为什么是这个宇宙,而不是另一个?”

“生活在模拟世界中”对我们来说意味着什么?也许在普朗克尺度上,我们会发现一个完整的文明正在设置事物,以便我们的宇宙以它现在的方式运行。嗯,计算等效原理表明,普朗克尺度上发生的过程——即使它们只是“物理”过程——在计算上也将等同于许多其他过程,包括一个“文明”中的过程。因此,基本上出于与说“天气有它自己的想法”相同的原因,将我们的宇宙想象成“模拟”没有任何意义。

霍根: 你的乌托邦是什么?

沃尔弗拉姆: 如果你的意思是:我个人想整天做什么?嗯,我很幸运,我能够安排我的生活,让我把大部分时间花在我想做的事情上,这通常意味着创造事物和弄清楚事物。我喜欢构建大型、优雅、有用、智力和实践结构——我希望我长期以来一直在做的事情,例如Wolfram语言。

如果你问我,我认为我们整个人类物种的最佳最终结果是什么——嗯,这是一个更加困难的问题,尽管我肯定考虑过。是的,我们现在想要一些东西——但是在我们得到这些东西之后,我们想要的东西将如何演变,我认为我们几乎不可能理解。看看人们今天认为的目标,想想即使在几个世纪前,向某人解释其中的许多目标是多么困难。人类的目标肯定会演变,人们认为未来可能做的最好的事情很可能是一些我们甚至还没有词语来形容的事情。

延伸阅读:

*请参阅Scott AaronsonCosma Shalizi《一种新的科学》的评论。

请参阅与史蒂文·温伯格乔治·埃利斯卡洛·罗韦利爱德华·威滕斯科特·阿伦森萨宾娜·霍森菲尔德普里亚姆瓦达·纳塔拉詹加勒特·利西保罗·斯坦哈特李·斯莫林罗宾·汉森伊利泽·尤德科夫斯基斯图尔特·考夫曼克里斯托夫·科赫鲁珀特·谢尔德雷克谢尔顿·所罗门的问答。

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