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我们通常认为世界是这样一层一层搭建起来的:
人的心理活动,是建立在生物学(大脑结构)之上的。
生物的生命,是建立在化学(分子反应)之上的。
化学反应,是建立在物理学(原子、能量)之上的。
而物理学的定律,又是用数学语言来描述的。
这就形成了一个“乌龟塔”:心理学骑在生物学乌龟上,生物学骑在化学乌龟上……一直往下。
核心问题是:最底下,驮着整个世界的那只“终极乌龟”是什么?
过去,很多人认为是数学或逻辑。
2. 新的“终极乌龟”:计算理论(The New "Ultimate Turtle": Computation)尼克的观点是,最底下那只乌龟不是数学,而是计算。
什么是“计算”? 这里说的“计算”不是指用计算器算数。它指的是一套最最基础的信息处理规则。就像电脑的CPU,它不关心你是在玩游戏还是在写文档,它只负责计算,即执行最底层的指令(0和1的变换)。
“存在就是计算” (To be is to be a Turing Machine):这个观点认为,宇宙万物,从一颗恒星的演化,到一个细胞的分裂,再到我们大脑的思考,其本质都是在进行某种形式的“计算”。万物都是一台“信息处理机”。而“图灵机”就是所有这些机器的最简单的、最通用的理论模型。
“万物源于比特” (It from Bit):这个观点与上面类似,认为宇宙的本质不是物质或能量,而是信息。我们所看到的实体世界,就像一个超高清的模拟游戏,底层都是由信息(比特)和处理信息的规则(计算)构成的。
所以,尼克认为科学的“乌龟塔”最底层应该是:计算理论 -> 数学 -> 物理 -> 化学 -> 生物 -> 心理。
计算的根基性在于:
数学是描述工具,计算是过程本质数学公式(如薛定谔方程)是静态的“说明书”,而宇宙真正运行的是动态计算——根据当前状态+物理规则,迭代出下一时刻的状态。就像CPU执行代码的过程比代码文本本身更底层。
图灵机的普适性当尼克说“万物皆是图灵机”时,是指任何物理过程都可被抽象为:`当前状态 + 输入 → 规则计算 → 新状态 + 输出`小到原子跃迁,大到星系坍缩,无非是“状态机”的规模差异。
问题是:“文明毁灭后,白茫茫大地,哪来的图灵机?”
尼克的回答是这样的:
“白茫茫大地”就是数据:我们看到的“混沌”或“随机”,本身就是海量的、未经整理的信息(数据)。可以把它想象成一个硬盘里存满了彻底打乱的0和1。
能量驱动进化:只要有外部能量(比如宇宙大爆炸的能量、太阳的能量)做功,这些混乱的数据就会开始自发地组织起来。
“计算机”是最简单的组织形式:在所有可能的组织形式中,形成一套能够处理信息的规则(也就是一台“计算机”或“图灵机”)是最高效、最简洁的方式。这就像解压缩文件一样,一个好的压缩算法(一套规则)可以用很小的体积来描述非常复杂的数据。宇宙的演化,就像是在寻找描述自身的最短“代码”。而这套最短的代码,其本质就是“计算”。
这个观点引用了所罗门诺夫归纳 (Solomonoff Induction),我们不需要理解它的数学细节,只需要知道它的核心思想是:最简单的解释往往是最好的解释。
所以,尼克认为,从一片混沌数据中“涌现”出一个能够计算的系统,不是偶然,而是一种必然,因为这是信息自我组织的最优路径。
“混沌即数据”的深层逻辑:为何必然涌现计算?
宇宙有内在的“可计算性”结构即使看似无序的热力学系统,其微观粒子运动仍由可计算的量子态演化支配(参见量子计算理论)。混沌是人类观察尺度的信息过载,而非底层规则的缺失。
所罗门诺夫归纳的宇宙学意义“计算是最简组织形式”是算法信息论的核心观点:宇宙的演化 = 寻找最短的“程序”生成自身。一片雪地看似无序,但其雪花形成的物理过程(水分子+温度变化的计算)比“逐个分子坐标”的描述更简洁——这就是“计算压缩”。即使文明毁灭,驱动雪花形成的物理规则仍在计算。
我们常人的观点:很直观。没有了人,没有了文明,世界就是一片没有意义的混沌。
尼克大师的观点:非常理论化。他认为“计算”是宇宙的“出厂设置”或“操作系统”。即使世界看起来像一片混沌(白茫茫大地),那也只是最原始的“数据”。只要有能量,这套操作系统就会自动运行,将这些数据组织起来,最终形成我们看到的复杂世界。存在本身,就是一种计算过程。
简单来说,这是一场“世界是物质的”(我们的直观感受)和“世界是信息的”(尼克的理论推断)之间的科学哲学对话。这是一个带有哲学思辨的话题,没有标准答案,但有启发性。
根本分歧:本体论的革命
传统唯物主义 | 计算主义(数字物理学) | |
本质 | 物质/能量 | 信息+计算过程 |
规律 | 描述现象的数学 | 算法本身 |
混沌 | 秩序的缺乏 | 高复杂度的计算 |
意识 | 大脑的副产品 | 特定复杂计算的结果 |
计算主义的颠覆性
消解“虚无”即使人类消失,宇宙仍在运行它的“原程序”(物理定律作为算法),“意义”由计算过程本身定义,而非一定需要人类解读。
破解意识之谜如果意识是复杂计算涌现的属性(如神经网络),则AI可能具有意识——这是唯物论难以解释的。神经AI之父辛顿老爷子坚持机器可以有意识。
计算主义的挑战
“模拟论证”困境如果宇宙是计算,我们如何证明自己不是某个超算中的模拟程序?(记得埃隆马斯克也说过,人类文明是模拟程序的可能性大于99%)
连续vs离散之争量子场论是连续的,而图灵机是离散的——两者如何统一?
自由意志的幻觉?如果思维是确定性的计算,自由意志是否只是算法复杂性的错觉?
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