萬物皆計算：科學奇才的探索之旅

“當代可比肩康德的人”Wolfram大佬重磅新作。 這是一本神奇的書——《萬物皆計算:科學奇才的探索之旅》。 它打開了一個充滿奇幻與智慧的世界。它是由斯蒂芬·沃爾弗拉姆先生撰寫的隨筆集，裏面彙集了他過去十餘年間在各種場合的文章和講稿。每一篇文章都像是一次奇妙的旅行，帶着我穿梭在科學、技術、藝術、哲學和商業的廣闊天地裏。 一翻開書頁，我就被沃爾弗拉姆先生的計算思維深深吸引了。他告訴我們，計算不僅僅是數學家和程序員的事情，它無處不在，就像空氣一樣滲透在我們生活的每一個角落。比如，當我們看電影《降臨》時，那些令人驚歎的科幻場景背後，就有沃爾弗拉姆先生的科學諮詢身影。他用計算思維幫助我們理解外星語言，讓電影中的科幻情節變得更加真實可信。 沃爾弗拉姆先生的探索之旅遠不止於此，他關心人工智能的道德規範問題。在這個人工智能日益普及的時代，沃爾弗拉姆先生提醒我們，機器雖然可以模仿人類的智慧，但它們也需要有自己的“道德指南針”。他通過計算思維，探索如何讓機器在做出決策時，能夠考慮到人類的價值觀和倫理標準。 除了這些高大上的話題，沃爾弗拉姆先生還喜歡在日常生活裏尋找計算的樂趣。比如，他曾經爲了尋找一個不尋常的多面體的來源，花費了大量的時間和精力。這個多面體看起來就像是一個魔法水晶球，每一個面都閃爍着神祕的光芒。沃爾弗拉姆先生用計算思維去分析它的結構，最終找到了它的來源和製作方法。這個故事讓我明白了，計算思維不僅僅能幫助我們解決大問題，還能讓我們在平凡的生活中發現不平凡的樂趣。 當然，沃爾弗拉姆先生最著名的成就之一，就是建立了Mathematica和Wolfram|Alpha這兩個強大的計算工具。它們就像是魔法棒一樣，能夠解答我們提出的各種問題，從簡單的算術運算到複雜的科學計算，無所不能。沃爾弗拉姆先生站在雲端，微笑着對我說：“看，計算思維就是這麼神奇！” 沃爾弗拉姆先生還帶領我們一起探索了物理學的基本理論和神祕的π。他告訴我們，計算思維能夠幫助我們更好地理解這些看似複雜的概念。比如，通過計算和分析，我們可以發現π的無限不循環小數背後隱藏着宇宙的奧祕和自然的規律。 計算思維就是萬物皆計算，只要我們用心去發現、去探索，就能在這個充滿奇幻與智慧的世界裏找到屬於自己的寶藏。

萬維鋼對沃爾夫拉姆評價太高了，在看完《這就是chatgpt》和《科技羣星閃耀時》後再看這本書，覺得沃爾夫拉姆不再高高在上，更像是身邊的熟人，這種感覺挺好的。 1、🧧🧧計算不可歸約和計算等價性是沃爾夫拉姆最重要的思想。 計算不可歸約：🌈🌈無法跳過步驟提前預知結果。 計算等價性：人類判斷事物意義的傳統方式是講一個故事，追求目的。用傳統方式很難解釋現代事物，恆星和行星上發生的事和我們的大腦和文明中發生的事一樣豐富多彩，🌈🌈宇宙中的各種現象和規律並非與人類毫無關聯，而是有着深刻的內在聯繫和同等價值，拓展我們對有意義事物的認知邊界《給忙碌着的天體物理學》。 🧧🧧意識，是對智能的某種簡化和降級。人想要的是簡化了的故事，必須忽略很多很多東西。讓你形成意識的那個故事版本，往往不但是對現實的簡化，而且是對現實的扭曲。 2、mathematic和wolfram語言，🌈🌈精髓是一種語言，一種強大的符號語言。作者認爲是人類和計算機之間通用的計算交流語言，基於計算等價性原理，意味着人造物通常會看起來更像是自然系統。 kimi說mathematic在人工智能時代價值得到增強，是互補的。前者擅長符號計算和公式推導，後者擅長數值計算和數據處理，🆘🆘🆘但是朋友說mathematic更多是個商業化軟件，應該很快會被替代【符號推理是有價值的，其他功能不是核心而是商業化所需】，哈哈，這麼看來沃爾夫勒姆果然是很偉大的推銷者，因爲深信這一套。 在物質宇宙中，物理定律和資源的有限性對目標的實現構成限制，純計算性存在情況下，計算不可歸約性和計算資源的有限性對目標的視線提出了挑戰。 3、作者的生活：早慧，極度數字化計算化，🌈🌈🌈每天走路幾小時特別是戶外走路帶着筆記本走路。上完小時評審mathematic系統，喜歡菱形六面體，量子計算機到現在爲止還沒有造出來，量子、神經網絡、區塊鏈和人工智能都與複雜度生成有關係。 當你考慮要在這個世界上做些什麼的時候，一定要謹記，🧧🧧🧧最好的領域是那些幾乎沒有人聽說過的領域（《逆勢者：彼得蒂爾傳》）——當然也沒有關於它們的課程。但是，如果你能進入其中一個新領域，那就太好了，因爲新領域裏有許多基礎的底層工作有待完成，隨着這個領域的發展，你會不斷進步。AI時代最高級的工作就是創造新的可能性。 kimi：熱力學第二定律是熱力學中的一個基本定律，它描述了熱力學過程的🐝🐝不可逆性，即孤立系統自發地朝着熱力學平衡方向發展，熵總是增加或保持不變。熵是一個狀態函數，用於衡量系統中分子混亂程度或系統中能量分佈的可能性。計算不可歸約性是指某些計算問題❌❌不能通過有限的計算步驟得到解決，或者其計算複雜度非常高，以至於在實際中無法完成。在熱力學第二定律的背景下，計算不可歸約性可以被理解爲系統演化過程中🍫🍫信息的複雜性和不可預測性。例如，一個系統的初始狀態包含了大量信息，隨着系統的演化，這些信息被“加密”，使得我們無法通過簡單的測量或其他過程來恢復原始狀態。這就需要一個擁有強大計算能力的“麥克斯韋妖”來解讀這一演化。麥克斯韋妖是19世紀末蘇格蘭物理學家詹姆斯·克拉克·麥克斯韋提出的一個思想實驗。在這個實驗中，麥克斯韋設想了一個能夠觀察並分辨所有分子運動速度和軌跡的智能粒子，🌶️🌶️它可以通過控制分子的運動來違反熱力學第二定律。然而，後來的研究表明，麥克斯韋妖在實際中是不可能存在的，因爲它需要🍔🍔消耗能量來獲取和處理信息，這會導致熵的增加。因此，麥克斯韋妖的思想實驗實際上揭示了信息和熵之間的深刻聯繫。總的來說，熱力學第二定律、計算不可歸約性和麥克斯韋妖之間的聯繫在於它們都涉及到信息的處理和系統的演化。🍋🍋熱力學第二定律描述了系統熵的增加趨勢，計算不可歸約性反映了系統演化過程中信息的複雜性，而麥克斯韋妖則是一個理想化的模型，用來探討信息和熵之間的關係。

本書爲斯蒂芬·沃爾弗拉姆的隨筆集，彙集了其過去十餘年不同場合的文章、講稿等，以計算思維範式爲中心，講述了沃爾弗拉姆在科學、技術、藝術、哲學、商業等多個領域的思想探索與實踐。從爲電影《降臨》提供科學諮詢、解決人工智能道德規範問題、尋找一個不尋常的多面體的來源、與外星人交流，到建立Mathematica 和Wolfram|Alpha，再到尋找物理學的基本理論和探索π，本書捕捉到了計算世界偉大先驅之一的感染力和好奇心，向讀者展示了計算思維在當代科技發展中的無限可能。 本書適合所有對科技史、科學哲學感興趣，對開闊視野、提升認知與思考能力有需求的讀者閱讀。

來一碗核心知識，品品智識上的愉悅萬維鋼說他是“或可比肩康德的人”，這評價相當高了，但是沃爾弗拉姆擔得起。 不是說他15歲髮量子場論的論文、20歲拿博士就配得上萬Sir的評價，這只是聰明的一方面。天下聰明人多了，沃神的貢獻是他們當中萬中無一的。 這種貢獻其實不惟他發明了編程語言Wolfram（用自己的姓命名666，就是這麼自信），創造了在全球備愛推崇的軟件Mathematica和Wolfram|Alpha，也不只是說他和兒子爲電影《降臨》中的外星人發明符號語言這樣很酷的事兒，更重要的是他在基礎科學領域的一系列突破。 這位老哥寫了一部A New Kind of Science，本編輯反正沒有勇氣把它引進來翻譯出版。一千多頁的煌煌鉅著，不搞上5年，恐怕是沒法面世，主要也是擔心曲高和寡。 至於《科技羣星閃耀時》《這就是ChatGPT》，都算是小菜了，是興趣使然。他寫的科學家、工程師們，有很多是與他有交集的，因爲也多了很多獨特的視角，如果誇張一點，書名叫《沃爾弗拉姆的朋友們》，可能也不爲過。 《這就是ChatGPT》是沃神對ChatGPT原理的解釋，山姆·阿爾特曼的態度是：一個字，絕！ 大神離我們很遙遠，因爲他探索的不是日常生活，他關心的是物理學的終極、簡單規則如何造就複雜世界，沉浸在對菱形六十面體Spikey的溯源過程中，像個極客一樣打破砂鍋研究CPU到底被什麼東西佔用了。他提出了元胞自動機，發明了計算等價性和計算不可歸約性這樣深奧但頗具解釋力的概念，好像這些概念和我們的日常生活也有沒啥關係。 但是，完全不是這樣。 Eva Moskowitz在和丈夫Eric Grannis合著的A+ Parenting一書中，提到了“核心知識”這個概念， 該 概念的提出者是E. D. 赫希教授。Eva在書中寫道： 僅僅學習如何閱讀，甚至成爲所謂“批判性思考者”，是遠遠不夠的。孩子們還必須掌握一套紮實的知識體系，以便能夠深入理解所閱讀的內容，併爲未來的社會發展做出貢獻。 這是在談論孩子的教育，對於成人更是如此。因此，沃神提出的這些概念，將成爲我們核心知識的一部分。我們在高校所接受的來自各個學科的知識，也是。有了這些，我們才能正確理解看見和看不見的世界。 因此，大神也離我們很近。人類文明的延續，是鋪展在聖賢們的認知之上的，這是王東嶽講過的話，我深以爲然。按立德、立言、立功的標準看，沃神也接受聖賢了。 說回來這本書，雖然是他的隨筆及演講集，但是所有內容加起來，我們看見的，就是一個孩子的好奇心。他拿着鏟子，在科學的花園挖呀挖呀挖。他忙着在業餘時間探究宇宙的本源，還跟 π 較上了勁，同時，他對於當下科技的變化非常敏銳，人工智能、區塊鏈、神經網絡都是他關注和研究的領域，在這本書裏，你會看到你如何談論它們。 他還對美有着極致的追求，因此他會談論函數的命名與詩意的關係，說他是一個對起名字、定標誌上癮的人也不爲過。這種癖好，讓沃神顯得可愛。 他還是一個個人生產力的專家。他的工作環境、工作習慣都與衆不同，最讓我震撼的，是他幾十年如一日記錄自己的郵件內容、每天開會的次數，甚至敲擊鍵盤的情況。他統計出來，自己敲擊退格鍵的比例一直在7%左右！當然，這些統計不是人工完成的，不然太無聊了。這麼無聊的事情，是他設計的自動化系統完成的，有了數據，加上分析，就可以知道自己的時間使命情況等，進而找到改進的空間。 沃神說，他覺得將來人人都會記錄自己的各種數據，這真是一種美好的暢想。不過，隨着可穿戴設備的普及，個人的健康數據、運動數據等已經在被收集，但更多的個人生產力數據，是要靠自己來收集的，這時候就要依賴自動化系統的運轉了。 大神厲害的地方，就在於他設計了一套能夠高效運轉的自動化系統，來實現個人數據收集的過程，我覺得他可以開個課講講怎麼設計這個系統，一定比陳一舟賣得多，還可以順帶賣賣軟件會員啥的。 歸根結底，這些文章都是他對於不同問題的思考。因此，沃神自己也說：深入理解特定主題並且解決其中的問題，是一件能帶來無比愉悅的事情。 我們也可以選擇享受這種愉快，對吧？

作者是位物理學天才，15歲發表物理論文，20歲取得物理博士，22歲獲得麥克阿瑟天才獎，27歲推出Mathematica科研軟件， 55歲發佈Wolfram編程語言。 在作者看來，一切皆可計算！ 1、爲了允許物體存在，你這個世界必定有某種相當於“空間”的性質。具體是什麼樣的無所謂，但我們總可以想象那是一個由無數個點排列成的座標系統，一個點陣。 2、爲了讓世界有秩序，點陣中每個點的狀態必須是根據某種定律和當前的局面算出來的。 3、計算要一步一步進行，所以這個世界需要有次序，也就是“時間”。 4、爲了讓其中的有意識生物形成連貫敘事，這個世界需要滿足因果不變性，也就是每個觀察者觀察到的事實應該跟他所在的座標系無關。

人類對宇宙本源的追問從未停止。從古至今，無數思想家試圖解開這個終極謎題：從古希臘泰勒斯的“水”、赫拉克利特的“火”，到恩培多克勒的四元素說（水、火、土、氣），先哲們認爲世界的背後必然存在一種或幾種不變的實體，萬物皆由其轉化而來。畢達哥拉斯提出“萬物皆數”；中國古代也有“氣”與“陰陽五行”之說。牛頓的經典物理學將宇宙視作一臺巨大的鐘表，世界由服從絕對時空與力學定律的物質粒子（原子、分子）組成；以及現代量子力學揭示的“量子場”及其激發態。之後的弦理論則更進一步，將世界的本源抽象爲高維時空中不斷振動的一維能量弦。還有圈量子引力論，它認爲空間本身是由微小的“量子網格”編織而成的離散結構。 而斯蒂芬·沃爾弗拉姆則提出了一個顛覆性的見解——“萬物皆計算”，這裏的“計算”類似於驅動“細胞自動機”的元規則。在這種極簡規則的無數次重複與迭代中，宏觀的宇宙萬物（包括空間與時間）如奇蹟般湧現出來。 讓我們拭目以待，看看日後的科學家還能整出什麼有趣的新花樣？🤓 這奇妙的演進軌跡讓我想起人類繪畫的歷史——從早期對現實的具象描繪，到印象派與立體主義對光影和維度的解構，再到現代藝術的抽象表達。物理學與藝術竟在對世界的探索中不謀而合，共同指向了最純粹的結構、秩序與極簡的法則。

沃爾弗拉姆的世界觀可以概括爲六個相互支撐的要點： 1. ​​世界本質上是計算​​ 他認爲宇宙中的萬事萬物都可以看作在執行某種算法，複雜現象往往源自簡單規則的迭代——“萬物皆計算”。 2. ​​計算不可歸約性​​ 對足夠複雜的系統，不存在跳過步驟的快捷算法，只能老老實實一步步演算；這意味着世界在原則上不可完全預測，也永遠保留驚喜。 3. ​​世界允許有意識的智慧存在​​ 意識是一種主觀體驗，是對智能運算結果的“簡化故事”。只有在滿足因果不變性等條件的時空中，這種連貫敘事纔可能出現。 4. ​​相對論與量子力學等物理定律是必然結果​​ 沃爾弗拉姆推演發現，若要讓有意識的生物存在，時空必須呈現狹義相對論、量子力學等結構；換言之，物理定律之所以如此，是爲了允許“我們”在這裏體驗秩序。 5. ​​人類對世界的理解與控制始終有限​​ 因爲計算不可歸約性，我們永遠無法全知全能；即使是最好的理論與超級計算機，也無法提前算出一切結果。 6. ​​探索與創造纔是人類的終極任務​​ 既然世界不可完全預測，就總有許多未知等待發現。科學家、藝術家、工程師的工作，是不斷開拓新的可能性，爲文明增添新內容。 在這一世界觀下，科學、技術與藝術不再是彼此分離的學科，而是人類用來“閱讀”和“書寫”宇宙這部龐大程序的不同手段；而每個人的存在，就是在偌大的計算宇宙中爲自己編排一段獨特的、有意義的代碼。

這陣子“算力即國力”挺火的，加之“大數據殺熟”又被重新翻了出來，所以“計算”就這麼猝不及防的火🔥了。我看到這書名的時候笑了🤣正好是我最近想要了解的內容。因爲我覺得計算就是算法的代名詞😆 特別是最近我在學老喻的新課🤣（雖然有些三天打魚兩天曬網的） 讀完以後我突然發現好好了解算法真的很重要，就比如股票吧裏寫的——總被主力拿捏得死死的。連人的想法都可以被計算，就像老喻（有可能不是，記得有點混😂）說的，你以爲你的對手只是那些爲數不多的投資高手，他們背後可能養了一個排心理學專家。 所以，我讀這本書的時候，滿腦子都是原來人心難測並不是不能測，算法就可以呀˙ᗜ˙ 萬物皆計算，而我纔剛剛走到起跑線邊上。

如果說康德爲近代哲學奠定了理性基礎，那麼沃爾夫勒姆則爲AI和現代社會提供了關於複雜性和未來發展的深層解釋。他的三大核心思想，不僅燒腦，而且關乎每個現代人的生存智慧。 一、計算不可約性（Computational Irreducibility） 世界很多系統不能被簡化、預測，任何理論都無法提前“壓縮”複雜過程的結果。事物的規律有“可約化”的存在，比如太陽每天從東方升起，這可以用簡潔的理論來表達。但對於真正複雜的系統，比如天氣、股市，或者三體運動，數學證明它們本質不可約化：你必須一步步觀察其演化，無法靠公式提前獲知結果。 這種不可約，令人敬畏卻也令人振奮：**未來總有無法被算法窮盡的新鮮事物，技術進步無法剝奪人類探索的意義。**哪怕AI再強大、規則再嚴密，永遠不可能徹底“管死”複雜系統，也無法100%控制/預測AI本身。 計算不可約性是我們對未來保持希望的根本理由，也是人類與AI“無法窮盡彼此”的基礎。 二、計算等價原理（Principle of Computational Equivalence） 所有足夠複雜的系統本質上在複雜性上是等價的。無論是一袋空氣分子的運動，還是人類社會，每個系統都達到類似的不可約複雜度。沒有誰比誰“高級”，從數學角度看，人類文明、蟻羣、AI，都在複雜性上平等。 這打破了“人類特殊論”，啓發我們反思自身定位。**人類不再是宇宙的中心，AI的複雜性也不低於人腦。**本體意義上，碳基生命與硅基智能同等“能量”——價值從客觀上不存在優先。 計算等價原理讓我們正視人與AI及一切複雜系統的本質平等，爲共存、包容打開了哲學空間。 三、人的價值在於歷史 雖然數學上人類與螞蟻、AI本質平等，但從“人”的角度，人類的基因承載着億萬年演化、我們的文化凝結了歷史價值。人的價值不是由福祉、智能“比拼”來的，而是根植於歷史和文化的脈絡。 AI雖然具備強大智能，但它沒有歷史，只能借用我們的語料、價值觀。**短期內，AI無法自行建立價值體系，它的探索方向、選擇標準，都必須參照人類的歷史與文化。**真正有“價值觀”的，仍然是人類自身。 歷史和文化給予人類獨特價值，讓我們掌舵社會方向，也彰顯我們與AI的根本不同。 世界的複雜性不是AI或科學可以終結的，“未知”始終存在，人類總有探索和創造的餘地。 管不住AI，也不會被AI徹底管住。防護與越獄永無終點，意外與創新永不枯竭。 人類與AI的未來不是“降臨”“拯救”或“倖存”，而是共存——在不可約化複雜世界中攜手探索。 這正如“道可道，非常道”：一切有形規則最終只能捕捉局部的秩序，真正的進步和自由，永遠屬於不斷探索、不斷超越現有邊界的人類與AI。 在不確定和複雜性面前，主動擁抱變化、樂於探索，就是未來掌舵者的姿態。

斯蒂芬·沃爾弗拉姆在《萬物皆計算》中把“萬物皆計算”歸納爲一條貫穿自然與技術的基本世界觀，其核心可拆解爲三層邏輯： 1. ​​萬物都可以用計算來描述​​ 任何實體或過程——無論是大腦、天氣、還是數學規則——本質上都是在對信息進行某種運算。語言、知識、目標乃至藝術作品，都可以被編碼爲計算規則並交給機器執行。 2. ​​計算等價性原則：複雜度纔是區分不了高低的真正尺度​​ 一旦越過極低門檻，自然界中的系統與人類造出的計算機在計算能力上沒有本質差別。大腦-規模的複雜度並不比流體運動的複雜度更高，因此“天氣好像有自己的想法”並非比喻，而是計算等價性的直接推論。 3. ​​未來在於把目標交給計算去完成​​ 隨着技術演化，人類將把自己定義的目標寫進越來越高級的計算語言；計算不可歸約性決定了一些目標永遠無法實現，但也讓人類得以突破傳統工程線性思維，在“計算宇宙”中尋找更高效、更自然的解決方案。 ​​簡言之​​：“萬物皆計算”並非把萬物簡化爲數字，而是指出——用統一的計算框架去描述、預測並實現萬事萬物的目標，是理解世界和創造技術的最深層途徑。計算等價性原則保證了自然界與人造系統在這一框架下地位平等，而計算不可歸約性則界定了未來計算與人類協作的邊界和機遇。