EP 2342021-10-273:38:43 ROUND 2
Wolfram 談複雜度與宇宙為何存在
Stephen Wolfram
Stephen Wolfram 第三次上節目,從 Rule 30 的意外發現一路推到 hypergraph 物理計畫,主張宇宙的存在、數學的基礎與意識,都是同一套「所有可能規則」跑出來的結果。
Stephen Wolfram: Complexity and the Fabric of Reality | Lex Fridman Podcast #234在 YouTube 看 ↗
重點6 條
- Rule 30:一行程式碼跑出隨機圖案:Wolfram 從 1980 年代初就想搞懂複雜度到底從哪裡來,結果在胞元自動機裡撞見 Rule 30——規則簡單到像一行程式碼,跑出來的圖案卻完全看不出規律;他至今開著懸賞金,等人證明圖案中間那條線到底是不是真隨機。
- 計算不可約性:有些答案只能真的跑一遍才會知道:他把這個現象取名叫 computational irreducibility,主張這正是科學能不能預測、AI 危不危險背後的共同限制——沒有捷徑能跳過運算本身、直接猜到結果。
- 空間是「原子」組成的網路,時間是不斷重寫這張網路的過程:Wolfram Physics Project 主張空間由沒有內在性質、只靠彼此連接關係定義的「空間原子」構成一張巨大的 hypergraph;不斷改寫這張圖就是我們感受到的時間,而廣義相對論與量子力學都是從這個過程裡自然浮現出來的結果,不是額外加上去的假設。
- 觀察者的限制,決定了我們看到的物理定律長什麼樣:因為人類是計算能力有限、只能感受單一時間線的觀察者,所以只會篩出某一種簡化過的物理定律;他認為意識的關鍵特徵,正是這兩個限制本身。
- Ruliad:所有可能規則一起跑,才是宇宙為什麼存在的答案:他主張宇宙不是「選中」某一條規則去跑,而是所有形式系統同時運作之後必然產生的結構;這個結構他取名叫 Ruliad,而我們覺得「二加二等於四」存在,跟覺得宇宙存在,是同一種必然性。
- 從免疫系統到區塊鏈,他想把「多重計算」套進物理以外的地方:他認為化學反應網路、免疫記憶、經濟交易都可以用「多條時間線同時進行」的架構理解,也談到跟 Cardano 創辦人 Charles Hoskinson 合作,設想把區塊鏈重新做成分散式、量子式的帳本。
時間軸26 段
Wolfram 從差不多 50 年前就想搞懂複雜度從哪裡來,結果先在胞元自動機裡撞見 Rule 30——規則簡單到像一行程式碼,跑出來的圖案卻完全看不出規律。
Lex 追問複雜度會不會只是把外部隨機性過濾出來;Wolfram 用混沌理論的位移映射反駁,並帶出宇宙底層到底有沒有隨機性的討論。
他形容這個計畫近一年半的進展是「寒武紀大爆發」,而且意外發現背後的架構——多重計算——不只適用於物理,同一套模型還能套用到經濟學、語言學等領域。
他解釋 hypergraph 模型的起點:空間由一群沒有內在性質、只靠彼此連接方式定義的「空間原子」組成的巨大網路,我們熟悉的物體都是這張網路上的一種紋理。
他推算空間原子的尺度大約落在 10 的負 100 次方公尺,並解釋為什麼快速自轉、瀕臨瓦解的黑洞,可能是唯一有機會「看見」這個離散結構的地方。
他強調時間不是可以隨意調撥的參數,而是不斷重寫空間網路的不可逆計算過程;正因為觀察者感受不到重寫的順序,廣義相對論才會自然浮現出來。
他用「宇宙其實是一台只有單一更新頭的圖靈機」這個思想實驗說明:觀察者永遠只能知道事件之間的因果關係,沒辦法從外部得知宇宙「當下」真正發生了什麼。
他解釋量子力學在這套模型裡不是外掛,而是必然的結果:宇宙的更新路徑會不斷分支又合併,我們感受到的「確定發生了什麼」,其實是把好幾條歷史硬拼在一起的結果。
他用氣體分子類比說明,人類只能感受到宇宙運算裡極小一部分的特徵;智能的抽象定義就是計算的複雜程度,而意識則多了「計算能力有限」與「只有單一時間線」這兩個額外限制。
他以宇宙微波背景輻射裡的光子為例,說明沒有單一時間線的存在會怎麼經歷宇宙;也提到科幻作家朋友 Rudy Rucker 的小說如何用到他的計算等價性原理救了地球。
他把計算等價性原理延伸到天氣、脈衝星磁層這類系統,主張外星智慧或許不在遙遠的星球,而是就在地球上,只是用完全不同的方式在解讀同一個宇宙。
兩人討論能不能從細胞自動機內部理解「身為它是什麼感覺」;Wolfram 也提到自己唯一寫過的科幻小說被朋友批評很糟,但仍好奇意識能不能真正上傳、沉浸到另一套運算系統裡。
他介紹物理空間之外的第二種空間——量子分支發生的 branchial space,並用「運算力被拿去移動還是拿去走時鐘」的說法,解釋狹義相對論裡時間膨脹為什麼會發生。
他提出 branchial space 裡「光速」的類比——最大糾纏速度,也談到化學鍵為什麼在量子力學裡看起來是「確定」發生的;並列出維度漲落、黑洞合併重力波等有機會驗證這套模型的方向。
他發現這套模型剛好能替 causal set theory 之類原本各自發展的抽象數學物理理論提供底層機制,研究者 Jonathan Gorard 就是這樣找到它跟 causal set theory 的關聯。
他解釋「宇宙為什麼是這條規則、不是別條規則」這個問題本身問錯了方向:宇宙其實同時跑著所有可能的規則,這個必然存在的結構,他把它取名叫 Ruliad。
他把這套架構拿來重新理解萊布尼茲的單子論——當年只能用「有靈魂」形容的「東西自己會動」,現在有了一個計算式的說法;兩人也討論意識會不會比他講的還要更根本。
他正式回答這集的核心問題:就像二加二等於四不需要理由去「存在」,Ruliad 也是純粹形式定義下必然的結果,而我們身為嵌入其中的觀察者,才會覺得宇宙「存在」。
他回顧 Frege、Peano、Hilbert 當年想把數學釘死在一組公理上,結果被哥德爾定理打破;他認為那正是數學版的計算不可約性,一般數學家能順利工作,是因為他們也是計算能力有限的觀察者。
他提出「量子式的數學」這個想法:同一個定理可能有好幾條不同的證明路徑,就像光子的路徑一樣會互相干涉;他也解釋黑洞在數學裡對應到「可判定理論」——答案會停在某個確定的地方。
他把建模的歷史分成四個時代,從古希臘問「宇宙是什麼做的」、17 世紀用方程式、1980 年代用單一規則的計算模型,一路講到現在同時跑多條時間線的多重計算。
他猜測化學反應網路、免疫系統的動態記憶,甚至分子計算本身,可能都要靠多重計算才能真正理解;也提到自己想在自動化實驗室裡,直接用一整排分子「算出」質數。
他談到跟 Cardano 創辦人 Charles Hoskinson 的合作,並延伸出一個大膽的猜想:區塊鏈現在是徹底依序記帳的系統,但如果套用多重計算,或許能做出量子版、分散式的帳本。
他談到用電腦語言取代白紙黑字合約的「計算式合約」構想,也提到 Wolfram Alpha 已經是智能合約常用的資料來源;NFT 則被他形容成「花一次錢,就永遠被鏈上的人一起保存下來」。
他形容自己在做的事是「打造來自未來的成品」——Mathematica 都三分之一個世紀了,核心概念卻還沒被真正吸收;物理計畫這麼快就有實際應用,連他自己都意外。
他回顧自己當年在 Santa Fe 種下複雜度這個領域的種子,如今卻覺得純研究被各種應用「吃掉」了;所以他想提出 ruleology 這個新名字,替「規則本身」找一個不屬於數學也不屬於電腦科學的位置。