快刀浪子
发表文章数: 1200
武功等级: 天山折梅手
(第五重)
内力值: 546/546
在Cornell大学听狂人Stephen Wolfram关于其新科学的报告(zz)
“Is this man bigger than Newton？”这是Cornell大学的Stephen Wolfram报告会宣传海报上引的一句话。
Stephen Wolfram是谁？可以看http://www.stephenwolfram.com/。此人1959年出生于伦敦，受教育在伊顿公学、牛津大学、加州理工学院。当教授在加州理工学院、普林斯顿大学、伊利诺大学香槟分校。15岁（！）发表第一篇科学论文，20岁（！）获得理论物理博士学位。我确知的别的20岁得博士学位的只有一位：1965年Nobel化学奖得主Robert Burns Woodward。（当然，最牛的人都是没有博士学位的：牛顿、爱因斯坦……）
由于他在物理学和计算机科学方面的贡献，Wolfram在1981年获得MacArthur奖（人们经常称这个奖为“天才奖”，http://www.macfound.org/），是该奖最年轻的获奖者。Cornell物理系和计算与信息科学系的Paul Ginsparg教授因为创立交流物理学论文的网站arXiv.org，成为2002年的24位获奖者之一。李中汉（Stephen Lee，李政道儿子之一）教授1993年也得过这个奖。
明白了，这人是位神童。那他究竟做过什么东西？嗯，他做的东西你很可能是用过的：Mathematica！这是一个科学计算软件，具有很强的符号计算功能。他做这个软件的原因之一呢，是为了自己支持自己的研究，不向其他人要钱（有个性）。所以他创办了Wolfram Research公司，光靠卖Mathematica就赚了大钱。
对于这种人来说，钱当然是身外之物。从1991年开始写，历十年之功，他终于在2002年5月14日发表了新书《一种新科学》（“A New Kind of Science”）。按照http://www.stephenwolfram.com/about-sw/的说法，此书的出版被视为“开创了科学中一次具有历史意义的范式转移”（“Its publication has been seen as initiating a paradigm shift of historic importance in science”），当然，信不信由你……
为了推销这本书及其中的观点，Wolfram从9月16日开始在全美国各大学术机构举行一系列的报告会。好一个旋风般的系列！从NASA到NIST，从NIH到Cornell，从Carnegie Mellon到Winsconsin-Madison，从Univerisity of Michigan到University of Chicago……一般人能够在其中一个地方作报告都感到荣幸，而这哥们呼啦一下刮过去，而且在许多地方还受到很大的重视，被作为什么什么特别报告，真是给足了面子。
Wolfram在Cornell的报告时间是10月2日晚7:30。当天下午Roald Hoffmann的组会上，我问Roald对Wolfram的看法（见前一篇《预测2002年Nobel化学奖》，失败的是最后得奖的这三位还是没有一个说中的）。回答是：他是个很特殊也很有争议的人。他生活在他自己的世界里，和体制内的科学家分隔开了。所以他在体制内遭到反对。《一种新科学》出版后，《今日物理》发表了消极的书评。不过无论如何，他的报告总是很值得去听的。你们要早点去，到时会很挤的！
我找到了《今日物理》上Leo P. Kadanoff的书评（2002年7月，第55卷第7期，http://www.physicstoday.org/vol-55/iss-7/p55.html#bio）。果然，Kadanoff批评Wolfram过分强调自己的工作、过少地引用和叙述别人的工作。有些观点是有趣而新颖的，但大部分数据都基本上只是说明了人所熟知的观点。没有新的计算、新的解析理论，而且没有与实验的比较，总之，根本没有什么“新科学”！嘿，砍得够狠的。不过究竟如何，总得看了才知道。
晚上到了报告的大厅，外面就在现场卖书，43美元一本。不少人在买。我选择谨慎，先听了再决定吧。人可真是多，硕大的房间里还有不少人站着。
Wolfram终于上了讲台。嗯，头发半秃，只剩两边的了，一看就是聪明绝顶。上身穿件普通的外套，没打领带，脚踏一双运动鞋：简直就是阿甘嘛！这个形象我还是觉得挺亲切的，肯定是热爱智慧的人。他讲话的速度很快，表情手势也并不是很丰富，表达能力看来与Roald Hoffmann、Neil W. Ashcroft这些老怪们相比还有待修炼。不过他的发音很清晰，所以我大部分还是听明白了。
他讲的所有问题，基础就是一样东西：元胞自动机（cellular automata）。他说，他得到博士学位之后，注意力转向对复杂性的研究。开始的想法很简单，就是编一个最简单的程序，看什么事会发生。这个最简单的程序就是元胞自动机。设想一列无穷个格子（元胞），每个格子都可能有黑白两种状态。这一列格子一步步地按照确定的规则演化，每个格子在下一步的状态由它及其左右两个相邻格子的当前状态决定。一个格子加左右近邻，有2的3次方等于8种可能的状态组合。确定一个算法，就是对这8种组合给出下一步的黑或白的对应，因此共有2的8次方等于256种算法。给定一个简单的初始条件，比如只有一个黑其它全是白，然后看每种算法会给出什么表现。最简单的，所有的格子都变成一样了，从此再无新事。稍微复杂一点的，出现了周期结构。再复杂一点的，出现自相似的分形结构。最意外的，某个算法的结果左边看起来简单，右边却非常复杂，可以作为随机数发生器，这种就是复杂。这就是Kadanoff的书评中最肯定的成就：元胞自动机的Wolfram分类。如果我没有搞错的话，元胞自动机最早是伟大的老怪John von Neumann（……为什么他这么牛？）提出的，不过最早详细研究它是从Wolfram开始的。光凭这一点，“很牛”的标度对Wolfram来说就完全配得上。
元胞自动机至少证明了一件事：简单的规则加简单的初始条件可以产生复杂的表现。可是Wolfram继续讲下去，令人怀疑的陈词就多起来了。用二维、三维各种形状（比如六角、立方，近邻数不同）的元胞自动机可以产生雪花、湍流的形状。于是（据我理解，就是“于是”）Wolfram就说雪花和湍流就是元胞自动机的实现。然后呢，有些元胞自动机能够产生类似粒子物理中两个粒子碰撞改变方向的轨迹的图象，所以粒子物理也是元胞自动机。岩石也是元胞自动机，人脑也是元胞自动机，整个宇宙就是一个元胞自动机！
这种思维方式，我觉得往好里说，是过于跳跃。实际他论证的是元胞自动机的表现和我们观察到的不矛盾，但凭这个就说实际情况一定是元胞自动机，大多数科学家还是不会买帐。他们会问一句：“那就怎样？”（So what？）要让他们信服，我看需要：一，预测新的现象；二，解释元胞自动机的算法为什么是这个而不是那个。否则，元胞自动机就和周易似的，什么都可以套上，但什么新的有意义的成果都套不出来，那就没什么人会搭理了。别的我不知道，雪花嘛，刚刚看过李老板为高中教师科普的讲稿。基本原理如下：雪是水的晶体，一个单胞（固体物理中的单胞，固体结构的最小重复单位，不是Wolfram的元胞）包含12个水分子，水分子之间依靠氢键连接起来。在晶体的表面上，不可避免地要打断一些氢键，那么自然是单位长度上打断的越少越好，这就确定了一个特别的晶体方向。使每个晶面都符合这个方向，就会得到六角形，这就是雪花的基本形状。真正生长的时候，表面越大生长得越快，所以就会出现六角形上长六角形的美丽的分形图案。所以，用元胞自动机描述雪花，需要六角形的元胞，可是如果没有对冰的晶体结构的了解，我们怎么可能知道这一点？可以说，对水分子之间的相互作用的认识，是经验性的知识；用元胞自动机描述雪花，是一种数学模型，象事后的拟合。
Wolfram后面又讲到两个有点意思的概念：计算等价性（computational equivalence）和计算不可化归性（computational irreducibility）。据我理解，计算等价性是对计算复杂度的度量，如果两种过程的算法可以如何如何（如何……我不清楚）地相互转换，它们就是计算等价的。有的算法的表现是易于预测的，你不必看着它一直运行下去就能推断出来。有的算法却不是这样，消耗时间最少的预测方式就是看着它运行下去，这就是计算不可化归的。那么，他说，人脑的工作原理可能就是计算不可化归的：虽然我们原则上知道人脑对于一个确定的输入会产生一个确定的输出，这却和自由意志的常识毫无矛盾，因为要预测输出，最短的方式只是看着如何演化下去，这就不会出现那种“如果我预测出你的选择，我就可以告诉你，而你却改变了你的选择”的佯谬。老实说，这个想法我很喜欢。不过，令我对Wolfram的牛度有所保留的是，我记得哥德尔不完全定理说任何包含自然数理论的形式系统中都存在不可判定的命题，然后Church证明了不存在一般的算法判断某个命题是否可以判定。也就是说，某个命题是否可以判定这个问题就是计算不可化归的。在Gell-Mann的《夸克与美洲豹》里，也说到有人（苏联的什么数学家？）提出过，一个字符串的复杂度可以由最短的产生出这个字符串的程序的长度表示，最简单的是一个循环语句搞定的，最复杂的就是只能原样照打的。太阳底下无新事……？连足球烯C60分子都被人预言过，对于这种事我们得有点思想准备才行。
到了提问时间，发飙的很踊跃。第一个老兄问：你能作预言吗？答：能，比如雪花，你可以看我的书的多少多少页……可是如我前面所说，我不认为他可以仅仅依靠元胞自动机预测雪花的形状。也有些伙计也许是计算科学的背景，问的是在计算机实验的框架内细节上如何发展的问题。Wolfram几乎对任何问题都对答如流，至少是口若悬河。这一点令我很佩服，因为这说明他对这些问题都已经有过相当的思考了，虽然他们的问答我不一定听得明白或者赞同。最意外的是，是有位哥们腼腆地问：“这就是你20年的研究成果？”回答“是啊”。这哥们冒出一句：“Are you crazy？”全场大笑。Wolfram当然有一些尴尬，可是人家毕竟是见过大场面的，阵脚丝毫不乱，在说着些什么。这位猛男却又打断Wolfram，转过头来问大家：“Did you buy it？”我开始还以为是问我们有没有买书呢，我当然是不会买的了，真要看也到图书馆去借。Wolfram问“What do you mean？”，他解释是“你们相信他的观点吗？”原来这是英语中的一个词组。我的观感是Wolfram只是在科研的方法上有些问题，头脑还是很清楚的，而且待人也很实在，这小子比Wolfram crazy多了。
等了半天，忽然发现提问的人需要先到最前面去拿话筒。移将过去，好不容易等到有人要把话筒给我了，主持人却说：“时间已经很晚了，让我们再次感谢……并且赠送Wolfram先生一件Cornell的T恤衫。”Faint！
幸好我们的朋友遍天下。10月7日Wolfram去Wisconsin-Madison大学演讲，那里有茶馆前版主，传说中的ppmm＋诗人＋文学家Zhoulin同学。我请她帮我提问，她号称要拿个录音机录下来……问题如下：
您的观点看起来是一种对世界观的很有趣、很聪明的猜测。您打算如何向大多数科学家证明您的想法和现实世界有关？否则，我想大多数科学家会说：“我干吗要关心你的元胞自动机游戏？”
据我理解，您的猜测是完全决定论性的。所以您对量子力学的解释是一种隐变量式的解释，对吗？这当然是可以的，可是您能否推出象Bell不等式那样的可以被实验判断的新的公式？有人向Paul Dirac鼓吹他的思想，Dirac听完了说：“很有意思，可是从这个能推出什么新公式呢？”此外，在哲学的层面上，您如何考虑（象量子力学的哥本哈根解释一样）世界具有内禀的随机性的可能？
最后一个问题是关于如何研究复杂性。现在有许多人在这个领域内研究。在我看来，这里基本上有两种范式。一种是象您这样作计算机实验。另一种是从现实世界的现象中提取概念，例如Philip Anderson的自发对称破缺和Jean-Marie Lehn的超分子化学。依我看，他们的成果不但是优美的，而且是可靠的，所以他们能够获得Nobel奖。请问您对这两种方法怎么看？谢谢！
Zhoulin同学虽然身兼多种优秀属性，但专业是数学。所以她问的时候，关于决定论、量子力学什么的就砍掉了，而Wolfram的回答也有些听不清楚和听不懂，录音的效果又很差。结果是她只口头告诉了我一番。基本上，最明确的一点是：去看我的书！首先，当然要允许猜测（我完全同意）。和现实世界是有关的，你可以看我的书多少多少页……研究复杂性，我还是觉得我的计算机实验的办法好，你可以看我的书多少多少页……
后来我和“历届少年班年龄最小者中的最大者”来来先生探讨，他刚参加过一个复杂性的夏季学校。他说他接触的人也都觉得Wolfram过甚其词（overstate）。
关于Wolfram的结论：一个纯粹的人，强烈的智力爱好者，思维的方向可能被改造整个科学的太大的雄心所扭曲，但思维的方式还是很清晰的，而且真的是非常聪明。其实呢，我原本最想问他的问题是：“你和你夫人交流有没有困难？”……但是看来他的雄心实现的可能不大。这世界上的聪明人虽然不是太多，但也还不是太少。光看得博士学位的年龄的话，Robert Burns Woodward，20，1965年Nobel化学奖；Murray Gell-Mann，22，1969年Nobel物理奖；Felix Bloch，23，1952年Nobel物理奖；Ruldoph A. Marcus，23，1992年Nobel化学奖；李政道，24，1957年Nobel 物理奖；Richard P. Feynman，24，1965年Nobel物理奖。这群老大的成就岂不都比Wolfram现在的成就更大？更何况小Bragg 25岁就得Nobel奖了，从来就没有博士学位！
冷风如刀，以大地为砧板，视众生为鱼肉。
万里飞雪，将苍穹作洪炉，熔万物为白银。
| 发表时间：2005-12-05, 08:32:35 |
 作者资料
|
kanex
发表文章数: 860
武功等级: 弹指神通
(第六重)
内力值: 343/343
Re: 在Cornell大学听狂人Stephen Wolfram关于其新科学的报告(zz)
He is a crackpot.
It's very easy for "high IQ" ppl to become crackpot.
江畔何人初见月`江月何年初照人`
| 发表时间：2005-12-05, 10:26:42 |
作者资料
|
荒唐
发表文章数: 440
武功等级: 太极剑法
(第九重)
内力值: 259/259
Re: 在Cornell大学听狂人Stephen Wolfram关于其新科学的报告(zz)
嗯，Kanex兄说得有道理。
这是否由于某些高智商分子在某方面取得了巨大成功，进而目中无人地以为自己在任何一个方面都无与伦比？
许多某些方面的智力稍稍高于大众平均水平的人（例如我自己），在成长过程中，也经历过这样的阶段，由于很小的时候周围没有人在该方面拥有与之匹敌的智力，从而觉得自己的能力独一无二。随着年龄增长，接触的世界越来越大，逐渐发现周围有太多比自己聪明百倍千倍的人，就收敛了，变得客观起来。但如果智商太高了，直到取得了Wolfram那样的成就之后，仍然没有遇到拥有能够与之匹敌的智力的人，是不是很有可能变成一个狂人呢？
↑↑↑↑↑↑↑↑偶瞎猜的，错了请不要骂偶，多谢！↑↑↑↑↑↑↑↑
| 发表时间：2005-12-07, 01:18:27 |
作者资料
|
like
发表文章数: 526
武功等级: 空明拳
(第九重)
内力值: 429/429
Re: 在Cornell大学听狂人Stephen Wolfram关于其新科学的报告(zz)
Crazy，当有资本的时候crazy
失败时是crazy，成功后是睿智，质变前是量变
| 发表时间：2005-12-08, 06:42:35 |
作者资料
|