原文作者:JAG BHALLA,科普作家。
译文作者:mathyrl,哆嗒数学网翻译组成员,软件工程师。
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科学的“菜谱”中有一道新的热门食材。可以让科学变得更加美味,而数学方程却无法实现。在关键的转变过程中,需要更好的语言来实现。
1, 科学通常用数学关系来组织数据。然而Joscha Bach等物理学家们,正在刷新关于自然界“由数学写就”的观点,重新描绘宇宙为“非数学的,而是计算性的”。
2,“计算不同于数学”,数学大多是不可计算的(=不可解)。然而物质总是在计算(它总是知道该做什么)
3,对于Bach来说,物理学是关于“找到一个能够重现的算法”的数据。他称之为计算主义(computationalism),然而“算法形态主义(algomorphism)”更好地强调了算法的结构。
4,就像菜谱那样,算法有详细操作指令和操作步骤。除了Bach的可计算性的愿望之外,算法可以更好地表达顺序和条件的关键特性。
5,受过训练的物理学家们所热爱的代数方程语言(Algebraic Equation Language ,AEL)有着致命的局限性(经典案例“三体问题”)。
6,AEL的语法暗藏着更深层次的逻辑影响。X+Y=Y+X,但是“车在马之前”≠ “马在车之前”。顺序通常有重大影响(在实际生活中,即使不在代数方程语言语法里)。
7,一些人寻求只有代数方程语言的世界。Sabine Hossenfelder曾发出挑战:是否有任何人能够“写下任何……允许……自由意志的方程”。也许AEL不能描绘所需的场景?
8,Freeman Dyson说过“将物理学以外的其他科学归约到物理学并不可行”。将活细胞看作只是“一堆原子的组合”并不是最合适的。
9,构成你身体的那一堆原子执行着令人吃惊的复杂过程,组织策划着数万亿计的组成原子(=大量有序的,完全算法的,非代数的)。
10,生物学也需要算法逻辑,因为现实生活不可避免地涉及到选择(例如选择避开什么以免被吃掉)。算法提供了一种自然适用于描述选择的语言。而AEL 难以表达诸如“如果有捕食者就马上逃跑,否则就吃青草”这样的规则。
11,自然选择本身就是一个元算法。同样,经济学(~生产力选择)也是算法的(不幸的是建模者主要用AEL来描写它)。
12,宇宙中的行为富含算法。物理学已经描绘了大部分适用于AEL的场景。但是现实生活的经验模式里展现了更丰富的逻辑。
13,选择是关键(正如选择正确的语言),即使是无生命的系统——例如计算机——也体现出选择逻辑。
14,婴儿,需要强大的因果关系探测器来区分两种模式类型--物质的东西(=非选择)和有生命的东西(=展现“偶然性模式”)
15,如果一个系统能够用像电荷工作方式的“选择商(choosing quotient)”CQ来描述,将会怎样呢?带电的东西(净电荷0)与不带电的东西所做的事情不一样。也许CQ0的系统用能量做出的反应不同于CQ=0的系统。
16,因果性本身可以看作是允许算法可计算的状态之间的转移。
17,AEL 不能有效地描绘所有的经验模式。而算法提供了一个更丰富的调色板。
--图片来源于Julia Suits,纽约漫画家,《The Extraordinary Catalog of peculiar Inventions》一书的作者
原文作者:JAG BHALLA,科普作家。
译文作者:mathyrl,哆嗒数学网翻译组成员,软件工程师。
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