在忙著看似沒(méi)有盡頭的各種事的時(shí)候零碎想到的,所以就先給記錄下來(lái)。
關(guān)于隨機(jī)
隨機(jī)和信息崎淳,是大家在日常生活中經(jīng)常在用的兩個(gè)術(shù)語(yǔ)。
尤其在計(jì)算機(jī)愕把、統(tǒng)計(jì)學(xué)以及信息學(xué)領(lǐng)域拣凹,而這三個(gè)領(lǐng)域現(xiàn)在又幾乎已經(jīng)滲透到了所有人生活的方方面面茵瘾,不管是什么領(lǐng)域。
比如社會(huì)學(xué)現(xiàn)在也用統(tǒng)計(jì)的方法咐鹤,物理學(xué)也開(kāi)始關(guān)注信息拗秘,計(jì)算機(jī)作為現(xiàn)代社會(huì)的基礎(chǔ)也就更不說(shuō)了。
最讓人關(guān)注的祈惶,便是計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)雕旨,計(jì)算理論,這貨和統(tǒng)計(jì)學(xué)捧请、信息學(xué)的關(guān)系非常密切凡涩。
而在這些領(lǐng)域中,隨機(jī)和信息這兩個(gè)被大家使用了很久的術(shù)語(yǔ)疹蛉,其準(zhǔn)確的定義卻并沒(méi)有大家所想的那么確切活箕。
個(gè)人所理解的隨機(jī),大概可以這么來(lái)表示吧:
從一個(gè)足夠長(zhǎng)序列中的任意位置開(kāi)始提取任意足夠長(zhǎng)的子序列可款,其元素的分布在統(tǒng)計(jì)上都和原序列的元素分布相同育韩,那么這個(gè)序列就是隨機(jī)的。
但這樣的定義顯然是不夠好的闺鲸,因?yàn)橐粊?lái)這里存在太多無(wú)法被精確定義的東西(比如什么叫“足夠長(zhǎng)”筋讨?),二來(lái)這樣的定義很容易構(gòu)造出反例來(lái)摸恍。
后來(lái)個(gè)人所想的隨機(jī)是這樣的:
一個(gè)足夠長(zhǎng)的序列悉罕,取值范圍為R,則對(duì)任何的n和e立镶,存在l壁袄,使得下面的命題成立,則該序列成為是隨機(jī)的:將R做n等分媚媒,子序列落在每一個(gè)子區(qū)域的元素個(gè)數(shù)的方差小于e嗜逻,對(duì)于從原序列任意位置開(kāi)始的長(zhǎng)度為l的子序列都成立。
這樣的提法規(guī)避了之前的第一個(gè)問(wèn)題欣范,就是沒(méi)有可操作的定義变泄,但依然會(huì)有第二個(gè)問(wèn)題令哟。比如這樣一個(gè)鋸齒波:第一個(gè)元素為1恼琼,此后遞推關(guān)系為(下面的a為[0, 1]之間的常數(shù)):
當(dāng)a是無(wú)理數(shù)的時(shí)候,通過(guò)上述方法構(gòu)造的序列是可以滿(mǎn)足上面這條對(duì)隨機(jī)序列的定義的屏富,但實(shí)際上卻不是隨機(jī)的晴竞。
事實(shí)上,這里就存在一個(gè)問(wèn)題狠半,那便是如果一個(gè)序列僅僅滿(mǎn)足一個(gè)統(tǒng)計(jì)特征的話(huà)噩死,那我們還是很難判定這貨就是隨機(jī)的颤难。
說(shuō)到底,統(tǒng)計(jì)特征是去除大量細(xì)節(jié)后的整體特性已维,而信息或者說(shuō)規(guī)律或者說(shuō)非隨機(jī)性往往就是藏在細(xì)節(jié)中的行嗤,可隨機(jī)本身所說(shuō)的就是規(guī)律性、信息量都盡可能地小垛耳,最好為零栅屏。
而,反映規(guī)律性的一個(gè)手段堂鲜,就是可以用數(shù)學(xué)公式的形式來(lái)表達(dá)栈雳,比如逐項(xiàng)公式。
沿著這個(gè)思路往下走缔莲,我發(fā)現(xiàn)最終要達(dá)到的狀態(tài)哥纫,其實(shí)是這樣的:
如果一個(gè)序列及其各連續(xù)子序列如果無(wú)法被表達(dá)為任何形式的數(shù)學(xué)公式,那么這個(gè)序列是隨機(jī)的痴奏。
這個(gè)提法就已經(jīng)朝著計(jì)算理論邁進(jìn)了一步蛀骇。
這個(gè)提法的好處就是,能用數(shù)學(xué)公式所表達(dá)的读拆,基本肯定是有規(guī)律的松靡,反過(guò)來(lái)說(shuō),不能用任何形式的數(shù)學(xué)公式表達(dá)的東西就肯定是無(wú)規(guī)律的建椰。
當(dāng)然雕欺,這個(gè)提法本身還有問(wèn)題,因?yàn)閿?shù)學(xué)公式本身并不能涵蓋所有可能的規(guī)律性棉姐,至少不夠直觀屠列。因此,更往前走一步伞矩,這個(gè)提法就可以被升級(jí)為:
<u>如果除了將序列原封不動(dòng)地打印出來(lái)外笛洛,不存在任何別的與此不可通約的圖靈機(jī)可以給出該序列,那么這個(gè)序列就是隨機(jī)的乃坤。</u>
這樣苛让,這條東西在保持了上面一個(gè)提法的特性的同時(shí),還增加了對(duì)信息量的考量湿诊。狱杰。
而這個(gè)東西,便是與“描述復(fù)雜度”厅须,或者更應(yīng)該稱(chēng)其為“Kolmogorov-Chaitin復(fù)雜度”仿畸,也可以稱(chēng)為“算法熵”,這么個(gè)東西非常相關(guān)。
在算法信息學(xué)(Algorithmic Information Theory错沽,AIT)中簿晓,Kolmogorov-Chaitin復(fù)雜度是這么定義的[1]:
能夠輸出形式化對(duì)象s的所有圖靈機(jī)中代碼最短的長(zhǎng)度值為s的K-C復(fù)雜度:K(s)=min(len(T(s)))。
這么一來(lái)千埃,所謂“隨機(jī)”就可以被這么定義:如果序列s滿(mǎn)足len(s)<=K(s)憔儿,則s為隨機(jī)序列[2]。
我們可以發(fā)現(xiàn)放可,我們從統(tǒng)計(jì)的角度來(lái)考慮隨機(jī)開(kāi)始皿曲,最后逐漸還是走到了計(jì)算理論與算法的領(lǐng)域中來(lái)了。
通過(guò)算法復(fù)雜度來(lái)定義的隨機(jī)的本質(zhì)其實(shí)就是這么一句話(huà):
除了這個(gè)序列本身吴侦,沒(méi)有任何方法可以給出這個(gè)序列屋休。
這其實(shí)便暗含了Kolmogorov與Martin-Lof關(guān)于隨機(jī)的理念了:
1,如果知道隨機(jī)序列的前n項(xiàng)备韧,無(wú)法推測(cè)出第n+1項(xiàng)劫樟;
2,序列不可壓縮织堂。
當(dāng)然叠艳,如果必要的話(huà)還可以繼續(xù)給出第三點(diǎn)要求:
3,具有隨機(jī)的統(tǒng)計(jì)特性易阳。
關(guān)于算法復(fù)雜度
K氏復(fù)雜度具有一些很有趣的性質(zhì)附较,比如對(duì)于任意自然數(shù)n,總從存在s使得K(s)>n潦俺。這點(diǎn)直接與“不可定義數(shù)”相關(guān)拒课。
而另一個(gè)有趣的性質(zhì)則和“不可計(jì)算數(shù)”相關(guān):存在一個(gè)僅和圖靈機(jī)及語(yǔ)言的選擇相關(guān)的n,使得所有K(s)>n的K(s)的具體值都是無(wú)法計(jì)算給出的事示,也無(wú)法證明存在這樣的s早像。這里無(wú)法計(jì)算表明了K的不可計(jì)算性,而無(wú)法證明則給出了K的不完備性(Chaitin不完備性定理)肖爵。
第一個(gè)性質(zhì)的證明很簡(jiǎn)單顯然卢鹦,而第二個(gè)性質(zhì)的證明則頗好玩。
我們假定對(duì)于任意n都可以證明存在某個(gè)s使得K(s)>n劝堪,那么如下的偽代碼就會(huì)帶來(lái)很有意思的效果:
T(n)=>for (s in AllString) if K(s)>n then return s
上述代碼的“長(zhǎng)度”可以被寫(xiě)為len(K)+ln(n)/ln(2)+C
冀自,其中C是語(yǔ)言本身所要求的上述函數(shù)的字節(jié)數(shù)。這里因?yàn)榇a都是二進(jìn)制的秒啦,所以K(s)>n
中的n的“長(zhǎng)度”就成了ln(n)/ln(2)熬粗。而這樣的話(huà),我們總能找到一個(gè)L使得L>len(K)+ln(n)/ln(2)+C
成立帝蒿,于是T(L)按照代碼的邏輯給出的就是使大于L的K(s)的s荐糜,但代碼T本身的長(zhǎng)度小于L,于是按理說(shuō)就不可能給出K(s)=L而最多只能給出K(s)=len(K)+ln(n)/ln(2)+C<L葛超,從而矛盾暴氏,因此不能給出大于某個(gè)極限L的K(s)的s。如果將if的條件換成函數(shù)“check(s, n)=>可以證明K(s)>n”绣张,那么我們非但無(wú)法計(jì)算K(s)答渔,也無(wú)法證明存在這樣的s。
這樣的性質(zhì)當(dāng)然是很有意思的侥涵,但沼撕,有趣的是,它本質(zhì)上似乎更應(yīng)該說(shuō)是證明了這么一件事:
如果要構(gòu)造一個(gè)對(duì)所有s都有效的K芜飘,即通用K务豺,那么這樣的K非但是不可計(jì)算的,也是不完備的嗦明。
但笼沥,如果我們將問(wèn)題改變一下,也許會(huì)變得更有趣奔浅。
我們假定,存在一個(gè)K1函數(shù)汹桦,它的作用是計(jì)算len(s)<=L1的所有s的算法復(fù)雜度,如果len(s)>L1則不停機(jī)舞骆,而這個(gè)函數(shù)本身的長(zhǎng)度為C1径荔。從而我們發(fā)現(xiàn),在上面構(gòu)造的函數(shù)T(n)中如果將K(s)替換為K1(s)猖凛,那么T本身的長(zhǎng)度為C1+ln(n)/ln(2)+c。因此辨泳,只要C1可以保證C1+ln(L1)/ln(2)+c>L1,甚至更強(qiáng)一點(diǎn)只要C1>L1菠红,那么K1本身的存在不會(huì)引起任何悖論第岖。
接著试溯,構(gòu)造K2函數(shù),它的作用是計(jì)算所有L2>=len(s)>L1的s的算法復(fù)雜度键袱,其函數(shù)本身的長(zhǎng)度C2>L2燎窘,從而這樣的K2也不會(huì)引起任何的問(wèn)題。
因此蹄咖,K的不可計(jì)算性實(shí)際上所證明的是:如果我們要計(jì)算長(zhǎng)度為n的字符串s的算法復(fù)雜度褐健,那么這個(gè)計(jì)算算法復(fù)雜度的函數(shù)本身的長(zhǎng)度不小于n-ln(n)/ln(2)-c,其中c是一個(gè)與語(yǔ)言和圖靈機(jī)的選擇相關(guān)而與n或者字符串本身無(wú)關(guān)的常數(shù)澜汤。
因此蚜迅,當(dāng)我們要計(jì)算任意字符串的時(shí)候,所要用的K本身也就必須足夠大俊抵,從而不存在通用的確定的K谁不,對(duì)任意n有效。
事實(shí)上徽诲,從很久以前就在考慮這么一個(gè)問(wèn)題刹帕,那就是雖然已經(jīng)證明通用的停機(jī)判定圖靈機(jī)是不可能存在的,比如下面這個(gè)函數(shù)就是一個(gè)簡(jiǎn)單的反例馏段,但是否存在對(duì)部分特定的圖靈機(jī)有效的停機(jī)判定圖靈機(jī)呢轩拨?
C()=>while(HaltCheck(C))
其中HaltCheck就是通用停機(jī)判定函數(shù)。顯然如果存在這樣的通用判定院喜,那么如果C是可以停機(jī)的亡蓉,那么就陷入了死循環(huán)無(wú)法停機(jī);而如果C是不會(huì)停機(jī)的喷舀,那么就立刻停機(jī)了砍濒。
很顯然,如果是通用停機(jī)判定硫麻,那么HaltCheck必然會(huì)導(dǎo)致這樣的自指悖論爸邢。但如果我們換一個(gè)思路,假定存在SpecialHaltCheck函數(shù)拿愧,只對(duì)部分特定的圖靈機(jī)有效杠河,那么上述自指陷阱對(duì)這樣的SHC函數(shù)就是無(wú)效的,因?yàn)镾HC可以不包含這樣的自指陷阱浇辜,從而避免被自指搞壞券敌。
當(dāng)然,這里就帶來(lái)了很多很有趣的問(wèn)題柳洋,比如是否所有不包含自指的圖靈機(jī)都可以被歸到某一類(lèi)SHC中待诅?是否存在自指的圖靈機(jī)可以被某臺(tái)SHC判定卑雁?什么樣的自指圖靈機(jī)可以被SHC判定?
然后莹捡,假定一臺(tái)SHC1可以判定的圖靈機(jī)集為A道盏,另一臺(tái)SHC2可以判定的圖靈機(jī)集為B文捶,如果A是B的真子集粹排,那么就說(shuō)SHC1是SHC2的特例顽耳。那么是否存在兩臺(tái)SHC妙同,它們彼此不是對(duì)方的特例,也不存在一臺(tái)SHC可以使它們倆是其特例胰耗?
發(fā)現(xiàn)這樣的問(wèn)題想想還特別有助于睡眠柴灯。赠群。旱幼。
從隨機(jī)到理論
讓我們回到關(guān)于隨機(jī)的問(wèn)題上來(lái)柏卤。
隨機(jī)如果是要求滿(mǎn)足上述三點(diǎn)的字符串的話(huà),那么是否可能存在某個(gè)圖靈機(jī)可以用來(lái)生成隨機(jī)字符串呢长豁?
首先可以證明匠襟,不存在一個(gè)不需要輸入?yún)?shù)的可以生成隨機(jī)字符串的函數(shù)酸舍,因?yàn)檫@樣顯然違反第一條:如果知道隨機(jī)序列的前n項(xiàng),無(wú)法推測(cè)出第n+1項(xiàng)忽舟。
但叮阅,是否可能存在一系列Rn(init)函數(shù)浩姥,每一個(gè)都可以通過(guò)一組初始條件init作為輸入勒叠,來(lái)獲得一系列的隨機(jī)字符串呢眯分?
這樣弊决,比如所有上述Rn(init)函數(shù)構(gòu)成的集合中幕垦,有一個(gè)子集疚察,其中每個(gè)圖靈機(jī)生成的字符串序列的前n項(xiàng)都是相同的仇奶,那么我們自然就無(wú)法通過(guò)前n項(xiàng)來(lái)判斷到底是其中的Ri生成的该溯,還是Rj生成的了狈茉,從而第一點(diǎn)要求被保持蹭秋。
這一現(xiàn)象與量子力學(xué)中量子混合態(tài)在塌縮到本征態(tài)前我們雖然知道有哪些本征態(tài)卻無(wú)法得知到底塌縮到哪個(gè)本征態(tài)這么一個(gè)現(xiàn)象非常類(lèi)似。
在進(jìn)一步羽莺,如果Rn(init)真的可以生成一串足夠隨機(jī)的字符串乌奇,那么就等于說(shuō)len(Rn)必須比其生成的結(jié)果的長(zhǎng)度len(Rn(init))要長(zhǎng)歼秽,否則就違反了第二條丈挟。
因而刁卜,這就是說(shuō)长酗,生成隨機(jī)字符串的函數(shù)的長(zhǎng)度,不管選擇何種通用圖靈機(jī)之拨,不管選擇何種語(yǔ)言蚀乔,都必須比其能生成的隨機(jī)字符串的長(zhǎng)度要長(zhǎng)吉挣。
PS,我們可以構(gòu)造圖靈機(jī)T的復(fù)雜度計(jì)算函數(shù)终吼,也記為K际跪,定義就是所有與T等價(jià)的圖靈機(jī)中長(zhǎng)度最短的T'的代碼長(zhǎng)度姆打,就是K(T)幔戏,以取代上面的len(Rn)闲延。當(dāng)然慨代,結(jié)論不會(huì)改變氮惯。
從這里開(kāi)始想暗,問(wèn)題就變得有趣了起來(lái)杨箭,因?yàn)樽屛覀兛紤]下面這段偽代碼:
R()=>if 雙本征態(tài)混合量子態(tài)塌縮到本征態(tài)A then 1 else 0
這個(gè)函數(shù)使用了一個(gè)物理過(guò)程互婿,通過(guò)雙本征態(tài)等比例混合的量子態(tài)(這個(gè)實(shí)驗(yàn)上很容易構(gòu)造出來(lái))在塌縮后是否塌縮到本征態(tài)A來(lái)作為輸出1還是0的條件慈参。
通過(guò)量子力學(xué)我們知道驮配,這是一個(gè)真隨機(jī)過(guò)程壮锻,而且可以無(wú)限次地重復(fù)實(shí)驗(yàn)猜绣,從而可以生成一個(gè)可數(shù)無(wú)限長(zhǎng)的真隨機(jī)序列途事。
而,通過(guò)前面的分析我們知道尸变,這個(gè)隨機(jī)函數(shù)的長(zhǎng)度不得比生成的隨機(jī)序列的長(zhǎng)度短召烂,這就導(dǎo)致了一個(gè)很有趣的現(xiàn)象——
如果量子塌縮這個(gè)物理過(guò)程是可以被形式化表述的,那么量子塌縮的形式化表達(dá)的長(zhǎng)度為無(wú)限長(zhǎng)娃承。
現(xiàn)在奏夫,讓我們更進(jìn)一步怕篷,假定物理世界不是傳統(tǒng)的主流量子力學(xué)所告訴我們的那樣,在量子塌縮過(guò)程中是真隨機(jī)的——比如說(shuō)酗昼,是隱變量的廊谓,那么情況會(huì)怎么樣?
PS:當(dāng)然麻削,除了真隨機(jī)的流派和隱變量的流派蒸痹,還有別的流派,比如退相干大概既不是真隨機(jī)也不是隱變量吧呛哟?不過(guò)到底是否真的是真隨機(jī)也難說(shuō)扫责。。。
隱變量理論不承認(rèn)量子過(guò)程中的隨機(jī)性拾碌,而將那種貌似隨機(jī)的現(xiàn)象視為對(duì)隱變量的不可知而導(dǎo)致的純粹視現(xiàn)象防症,而非本質(zhì)奈嘿。
因此衔憨,對(duì)于他們來(lái)說(shuō)平项,雙本征態(tài)混合量子態(tài)的塌縮不是一個(gè)隨機(jī)過(guò)程扣讼,而是一個(gè)隱變量參與其中的確定過(guò)程销钝,從而就消除了真隨機(jī)過(guò)程所要求的無(wú)限長(zhǎng)代碼長(zhǎng)度似忧。
好了蘑秽,接下來(lái)埂材,讓我們考慮一個(gè)物理理論。
理論主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn):
1,檢驗(yàn)一組狀態(tài)是否可能存在航瞭,即Check(state)藕届;
2踏兜,根據(jù)已知條件來(lái)推測(cè)下一時(shí)刻的系統(tǒng)狀態(tài)垮媒,即Deducate(state)萌衬。
如果理論可以形式化,那么我們可以選擇一個(gè)真理系統(tǒng)Axiomatic System和恰當(dāng)?shù)恼Z(yǔ)言L(fǎng)毁嗦,使得上述兩個(gè)函數(shù)都可以在某臺(tái)通用圖靈機(jī)上用L中的語(yǔ)句表達(dá)為函數(shù)的形式茵肃。
當(dāng)然,將這兩個(gè)函數(shù)合并為一個(gè)函數(shù)Theory也是可以的捞附,只不過(guò)這里要更加精妙地定義state即可。
因而还栓,一個(gè)含有真隨機(jī)的理論辽聊,如果我們看K(Theory),就會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)值為無(wú)窮大。而一個(gè)隱變量的理論庶橱,其K(Theory)為有限值寓搬,至少不包含真隨機(jī)所要求的無(wú)窮大。
因此县耽,如果我們站在集智俱樂(lè)部planeheart的文章《利用Martin-lof隨機(jī)性改造證偽主義》的觀點(diǎn)句喷,利用算法復(fù)雜度取代可證偽性,選擇算法復(fù)雜度更小的理論作為更科學(xué)的理論兔毙,這么一個(gè)思路的話(huà)唾琼,似乎隱變量是一個(gè)比以哥本哈根流派為代表的連帶著各種衍生詮釋流派的理論更科學(xué)的理論。
當(dāng)然澎剥,這里不得不說(shuō)的是锡溯,現(xiàn)在物理實(shí)驗(yàn)對(duì)隱變量為代表的理論的約束是:實(shí)在性和定域性必須放棄一個(gè)。所以如果我們不放棄隱變量的話(huà)哑姚,現(xiàn)在的事實(shí)就是很多人都在考慮放棄定域性趾唱。這點(diǎn)其實(shí)就算是在廣義相對(duì)論體系內(nèi),在考慮引力場(chǎng)或者說(shuō)時(shí)空的能量的定義的時(shí)候我們也發(fā)現(xiàn)蜻懦,似乎定域性是需要被拋棄的東西——比如引力場(chǎng)的ADM能量定義就部分地放棄了定域性。
當(dāng)然夕晓,我們還有另外一個(gè)選擇宛乃,那就是選擇“隨機(jī)”是一個(gè)圖靈機(jī)無(wú)能為力的對(duì)象,即圖靈機(jī)不能給出真正的隨機(jī)。
如果這樣的話(huà)征炼,那么包含真隨機(jī)的量子理論就無(wú)論如何都不能被形式化到可以用圖靈機(jī)表達(dá)的程度析既,這樣的話(huà)planeheart的文章《利用Martin-lof隨機(jī)性改造證偽主義》中想法的可行性就從根本上被瓦解了。
就個(gè)人來(lái)看谆奥,雖然我認(rèn)為真實(shí)的自然是不能被圖靈機(jī)描繪的眼坏,但自然的規(guī)律應(yīng)該還是可以的吧,所以真隨機(jī)理應(yīng)被包含在圖靈機(jī)中酸些。
那么宰译,一個(gè)含有“上帝”這個(gè)因素的理論到底是否比含有真隨機(jī)的理論更科學(xué)呢?
至少魄懂,上帝是不怎么隨機(jī)的吧沿侈?不過(guò)也有人說(shuō)上帝是喜怒無(wú)常的小女孩,就這點(diǎn)來(lái)說(shuō)市栗,大概上帝也是很隨機(jī)的吧缀拭,所以K(TheoryWithGod)應(yīng)該也是一個(gè)無(wú)窮大的東西吧。填帽。蛛淋。
或者,我們也可以說(shuō)篡腌,至少包含真隨機(jī)的哥本哈根流派的理論并不比上帝理論更科學(xué)褐荷,如果我們真的認(rèn)為算法復(fù)雜度可以取代可證偽性而成為理論是否科學(xué)的一個(gè)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)的話(huà)。
PS:個(gè)人是不贊同可證偽性來(lái)作為理論是否科學(xué)的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)的哀蘑,這個(gè)以前已經(jīng)寫(xiě)過(guò)文章來(lái)論述了诚卸,不重復(fù)。當(dāng)然我個(gè)人也不支持用算法復(fù)雜度來(lái)作為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)绘迁,原因現(xiàn)在看來(lái)顯而易見(jiàn)合溺。
隨機(jī)、圖靈機(jī)與生命
當(dāng)然缀台,K這個(gè)東西不單在關(guān)于理論的理論也就是算法信息論的層面上有很有趣的應(yīng)用棠赛,在別的方面也有有趣的體現(xiàn),比如生命膛腐。
在Chaitin的《證明達(dá)爾文》中睛约,他試圖通過(guò)將算法與生命基因的等同,來(lái)利用證明算法的自然演化的可能性來(lái)證明生命是可以通過(guò)自然演化而來(lái)的而不需要神創(chuàng)哲身。
這點(diǎn)的相關(guān)論述可以看我寫(xiě)的《圖靈辩涝,蔡汀,達(dá)爾文:計(jì)算中的上帝》勘天。
這里其實(shí)就有了一個(gè)很有趣的東西怔揩。
我們可以利用代碼復(fù)雜度來(lái)作為算法演化的選擇壓力捉邢,即如果兩根基因可以完成相同的任務(wù),比如都給出T()>n商膊,那么K(T)就是這兩根基因在環(huán)境下的選擇壓力伏伐,K(T)越大就越容易被環(huán)境淘汰。當(dāng)然晕拆,如果T()<=n藐翎,那就是直接死亡了。实幕。吝镣。
這么一來(lái),只有用更少的代碼實(shí)現(xiàn)特定的任務(wù)茬缩,才能在演化中“生存”下來(lái)赤惊。
在這個(gè)過(guò)程中,似乎隨機(jī)就完全不是一件好事了凰锡,因?yàn)檎骐S機(jī)代表著無(wú)限長(zhǎng)的代碼未舟,從而這樣的基因就完全會(huì)被瞬間淘汰。
在演化的過(guò)程中掂为,隨機(jī)的來(lái)源應(yīng)該更多是基因以外的裕膀,是從環(huán)境中來(lái)的。
但勇哗,進(jìn)化過(guò)程中基因的演變又離不開(kāi)隨機(jī)性昼扛。
接著,我們考慮到算法熵也即算法復(fù)雜度在很多情況下都可以被視為一種真正的熵欲诺,從而高算法復(fù)雜度就意味著高溫抄谐,這么一來(lái)真隨機(jī)就是一個(gè)超高溫區(qū)域,而生命的基因顯然是一個(gè)低算法復(fù)雜度的區(qū)域扰法,因此上面的過(guò)程就可以被這么來(lái)翻譯:
低溫系統(tǒng)通過(guò)與高溫系統(tǒng)的接觸來(lái)保持低溫蛹含。
這倒是一個(gè)非常反物理直覺(jué)的過(guò)程啊。塞颁。浦箱。不過(guò)也不算太反物理直覺(jué),比如對(duì)于黑洞來(lái)說(shuō)祠锣,黑洞的質(zhì)量越大酷窥,熵越小,而一個(gè)黑洞通過(guò)從伴星或者星際物質(zhì)中吸收物質(zhì)來(lái)不斷增加自己的質(zhì)量伴网,從而也可以看作是在不斷地通過(guò)接觸高溫物體(僅從引力來(lái)看)來(lái)實(shí)現(xiàn)自身的降溫蓬推。
這種類(lèi)比還有很多,比如有人計(jì)算了人腦思考時(shí)的信息量澡腾,換算成電子比特拳氢,然后換算成能量募逞,發(fā)現(xiàn)這個(gè)能量接近恒星形成黑洞的臨界質(zhì)量(看到有報(bào)道中說(shuō)是錢(qián)德拉塞卡極限,但錢(qián)德拉塞卡極限是恒星形成白矮星的臨界質(zhì)量馋评,不是黑洞喲)。
因此刺啦,就個(gè)人來(lái)說(shuō)留特,或許可以通過(guò)研究引力與算法這兩個(gè)領(lǐng)域中為何低溫系統(tǒng)接觸高溫系統(tǒng)反而能保持低溫這么個(gè)問(wèn)題,來(lái)獲得很多有趣的東西喲玛瘸。
PS:還記得以前本科的時(shí)候?qū)戇^(guò)一個(gè)科幻小說(shuō)(再次沒(méi)寫(xiě)完)蜕青,其中一個(gè)設(shè)定就是人的思考與引力微子相關(guān),這么一來(lái)糊渊,似乎就有趣了很多右核。
結(jié)尾
這篇純粹是沒(méi)來(lái)得及認(rèn)真思考的隨筆,肯定有很多有錯(cuò)的地方渺绒,沒(méi)有的話(huà)反而就不對(duì)了贺喝。
所以,歡迎拍磚宗兼。