《信息簡史》導讀(第6期)

我還活著桩匪!
哈哈打瘪,大家是不是以為這個導讀已經(jīng)半途而廢了?不傻昙,我一直在想著闺骚,只是一直沒有時間去寫。這讓我的心情很沉重妆档,聯(lián)想到我太多太多一開始雄心勃勃到后來無果而終的事情僻爽,愈加羨慕那些能夠堅持做一件事情的人們。不論如何贾惦,這個導讀我會寫完胸梆!即使可能拖得長一些。
我曾經(jīng)寫過2016年的讀書總結(jié)须板,眼看2017就要過半了碰镜,估計今年的讀書量肯定低于去年了,回歸工作和家庭之后逼纸,讀書的時間少了很多洋措。搞個讀書會的初衷,也是逼著自己多讀書杰刽,但現(xiàn)實有些差強人意,咋辦王滤?其實也虧了這個讀書會贺嫂,只我自己的話,肯定又不了了之了雁乡。

言歸正傳吧第喳。

第12章 認識隨機性(僭越之罪)

這一章讀起來挺痛苦的。但是我前面說過踱稍,過了第9章曲饱,就一路歡歌了悠抹,是不是打臉了?

不要被這一章所嚇倒扩淀。文字難讀楔敌,道理其實不難理解,關(guān)鍵是跟第9章建立聯(lián)系驻谆。第9章解釋“熵”卵凑,其實就涉及了隨機性,隨機狀態(tài)其實就是最混亂的狀態(tài)胜臊,也就是信息量最大的狀態(tài)勺卢。

這一章之所以命名為認識隨機性,其實就是在第9章的基礎(chǔ)上象对,讓我們對隨機性有一個更深刻的認識黑忱。我們往往認為隨機就是亂七八糟,是最沒有價值的東西勒魔,是最不值得一提的東西甫煞,第9章讓我們認識到了隨機性與信息的重要聯(lián)系(也就是這一章326頁黑體的“隨機程度如何與含有多少信息其實是同一個問題”),這一章則讓我們對隨機性心生敬畏沥邻。括號里的“僭越之罪”點破了這一目的危虱,從這個意義上講,隨機性是人類思維難以企及的——先不說認識和揭示隨機性的本質(zhì)唐全,單就制造真正的隨機數(shù)而言就是難以做到的——這能不讓人對隨機性心生敬畏么埃跷?

P323頁講到一本書的名字叫《一百萬個隨機數(shù)字》,這也許是人類迄今為止制造的最大規(guī)模的隨機數(shù)序列邮利,盡管人類為此費盡心機弥雹,它依然不符合理論意義上嚴格的隨機數(shù)!這的確算得上一本奇書延届,最奇的是剪勿,它可能是“越校對越不好”的唯一的一本書,因為編輯過程中的錯誤方庭,相比這些隨機數(shù)的制造過程而言厕吉,更接近嚴格意義上的隨機!

《一百萬個隨機數(shù)字》封面

我懷著好奇加崇敬的心情械念,在亞馬遜上搜了一下头朱,發(fā)現(xiàn)這本書現(xiàn)在依然在售×浼酰看了幾條評論项钮,也非常有意思,摘錄如下:

A very engrossing book with historical importance, it keeps you guessing until the end.

還有更好玩的:

I can't understand all the negative reviews! This book literally contains everything I could ever ask for in a book. Recipe for spanokopita? Check! Name of every person ever born? Check! Next week's powerball, bingo, MLB, and NASCAR results? Check! By randomly combining and recombining the contents at random, I have read the works of Shakespeare, Harry Potter 8: the Tomb of Crying Stilton (to be released in 2014), the Bible AND the REAL Bible. I threw out my other books when I realized I could just jump around in this book and derive any other book I wanted. I think Borges wrote a story about this, but it's taking me a while to find that story in my book. I did find some steamy erotica this morning, though, so who's complaining?

這其實說出了跟第9章類似的意思:隨手扔一支粉筆在黑板上,完全有可能寫出一句莎士比亞的十四行詩烁巫,只不過概率極低署隘,但你不能否認它不存在。

馮·諾伊曼承認:“當然亚隙,任何考慮用算術(shù)方法來生成隨機數(shù)的人都犯下了僭越之罪磁餐。因為,正如已經(jīng)被多次指出的恃鞋,不存在一個隨機數(shù)這樣的東西——有的只是生成隨機數(shù)的方法崖媚,而一種嚴格的算術(shù)方法顯然不屬于其中之一⌒衾耍”(P324)

其實這就是這一章的核心思想畅哑。我們可以不用深究關(guān)于隨機性的高深理論,但也許思考這樣一個問題更有趣:

這一章和《信息簡史》這本書的主線“編碼”是什么關(guān)系水由?

我的理解是:對隨機性的深刻認識荠呐,讓人類意識到“編碼”對于信息處理的局限性。

古希臘的畢達哥拉斯學派認為“萬物皆數(shù)”砂客,香農(nóng)的信息論則建立了數(shù)學這一“形而上”的學科與物理這一關(guān)于物質(zhì)世界的學科之間的一致性聯(lián)系泥张,可謂是把畢達哥拉斯學派的理想變?yōu)榱爽F(xiàn)實,由此開啟了信息社會的新紀元鞠值。更有道金斯等人媚创,將生命也與信息建立了聯(lián)系,似乎不僅是整個物質(zhì)世界彤恶,連生命世界也全部被統(tǒng)一到“信息”——實質(zhì)即編碼——的完美世界之中钞钙。這場景,簡直就是《圣經(jīng)》中描繪的通天塔——巴別塔——即將建成的feel声离!

此時芒炼,只聽上帝一聲冷笑,小樣兒术徊!

其實本刽,是哥德爾替上帝發(fā)出了這樣一聲冷笑。

庫爾特·弗雷德里显蹋·哥德爾(Kurt Friedrich G?del子寓,1906年4月28日-1978年1月14日),該照片攝于1925年笋除。

這個長得有點像哈利波特的奧地利裔數(shù)學家别瞭、邏輯學家和哲學家,用他的“哥德爾不完備性定理”給了人類自信心一個極大的打擊株憾。

對哥德爾不完備性定理的一個人話解釋是:

一個包含自然數(shù)的體系下,存在著一個問題,在該體系的基礎(chǔ)公理下永遠也不能證明該問題是對的嗤瞎,同時也永遠無法證明該問題是錯的墙歪。

這個可能很容易讓人聯(lián)想到量子力學中的“不確定性原理”,過去國人有一個很萌的翻譯叫“測不準”原理贝奇,人話版本就是“不可能同時知道一個粒子的位置和它的速度”虹菲。

如果說量子力學的“不確定性原理”讓人類意識到也許我們無法準確認知物理世界,哥德爾的不完備性定理則讓人類即使是在完全由自己的心智建構(gòu)的數(shù)理邏輯世界中也喪失了確定性掉瞳,這對人類自信心的打擊可想而知毕源!

量子力學的“測不準”是理論的,而非是由當前技術(shù)的局限造成的陕习,這就好比說霎褐,一個人先天沒有腿,跑步的夢想對他來說永將是夢想该镣,這是極其殘酷的冻璃。同樣道理,借助于計算機损合,人類成功征服了諸如“四色地圖”這樣的曾經(jīng)的數(shù)學難題省艳,于是乎不免雄心勃勃地設(shè)想在計算機的幫助下去征服所有數(shù)學難題,哥德爾兜頭一盆冷水嫁审,證明了存在一些無法證實亦無法證偽的數(shù)學命題跋炕,那么,像哥德巴赫猜想這樣的“數(shù)學王冠上的明珠”律适,對人類來說辐烂,是否永遠都是夢想呢?

不僅是數(shù)學定理擦耀,有些數(shù)本身就是“不可描述”的棉圈,更準確的說法叫“不可計算數(shù)”。

本章反復(fù)提到了π眷蜓,到目前為止并沒有發(fā)現(xiàn)構(gòu)成它的數(shù)字呈現(xiàn)出任何模式或規(guī)律分瘾,這看起來已經(jīng)是非常“隨機”的了吁系,既然這樣德召,那本《一百萬個隨機數(shù)字》干嘛不改成《一百萬位圓周率》呢?

這正是因為汽纤,π是可計算的上岗,從這種意義上來說,只要有足夠的時間蕴坪,任何位數(shù)的圓周率都是確定的肴掷,所以這種意義上來看敬锐,π一點都不隨機!

難道還有不可計算的數(shù)呆瞻?

本章開頭的那個孩子——格雷戈里·蔡廷台夺,就是不可計算數(shù)的提出者。

格雷戈里·蔡廷Gregory Chaitin (1947-)算法信息論創(chuàng)始人

就在1975年痴脾,蔡廷研究了一個很有趣的問題:任意指定一種編程語言中颤介,隨機輸入一段代碼,這段代碼能成功運行并且會在有限時間里終止(不會無限運行下去)的概率是多大赞赖?

他把這個概率值命名為了“蔡廷常數(shù)”(Chaitin's constant)滚朵。這聽起來有點不可思議,但事實上確實如此——蔡廷常數(shù)是一個不可計算數(shù)(uncomputable number)前域。也就是說辕近,雖然蔡廷常數(shù)是一個確定的數(shù)字,但現(xiàn)已在理論上證明了话侄,它是永遠無法被求出來的……

不要以為到此就為止了亏推,蔡廷常數(shù)雖是不可計算的,但它仍然是可定義的年堆。

那么吞杭,誰發(fā)現(xiàn)了第一個“不可定義數(shù)”(undefinable number)呢?答案是变丧,從沒有人發(fā)現(xiàn)過不可定義的數(shù)芽狗,以后也不會有人找到不可定義的數(shù)。因為不可定義數(shù)是無法用語言描述的痒蓬,我們只能用非構(gòu)造的方式證明不可定義數(shù)的存在性童擎,但卻永遠沒法找出一個具體例子來。

這一章是很“毀三觀”的攻晒,當然顾复,如果你的三觀已經(jīng)被量子力學毀過(我是在讀《上帝擲骰子嗎?》這本書時被毀的)鲁捏,那么再毀一次也就無妨了芯砸。從小接受的唯物主義可知論的教育,也曾天真地認為世界是可以被認識的给梅,現(xiàn)在假丧,我越來越傾向于不可知論了。

科學總是不斷發(fā)展的动羽,科學理論也是被不斷推翻和修正的包帚,這是科學的本質(zhì),也許隨著科學的發(fā)展运吓,現(xiàn)在的未知會變成已知渴邦,現(xiàn)在的已知也會變成新的未知疯趟,但不論如何,人類在宇宙面前永遠應(yīng)該保持謙卑和敬畏的姿態(tài)几莽,畢竟我們太渺小啦迅办!

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