一种新科学 A New Kind of Science

来自集智百科
跳转到: 导航搜索

目录

内容简介

本书是史蒂芬·沃尔夫勒姆 Stephen Wolfram于2002年出版的一本畅销书,内容颇具争议。 此书的主要内容是对像元胞自动机这样的计算系统进行经验化与系统化的研究。史蒂芬·沃尔夫勒姆 Stephen Wolfram称这些系统为简单的程序,并认为适合研究简单程序背后的科学哲学和方法。

同时书中史蒂芬·沃尔夫勒姆 Stephen Wolfram也回答了有关「复杂」本身——什么是复杂?复杂有有没有极限?这一问题,对此的研究也是本书的主要躯干内容,包括256种规则下元胞自动机的示例,以及推演运算过程都在书中有很好的展现。史蒂芬·沃尔夫勒姆 Stephen Wolfram的思想也在于能否通过计算去解决一些“新”的问题,在复杂系统领域计算的落地与应用。而本书的「高潮」之处,则在于最后一章向读者解释了「计算等价性原理 The Principle of Computational Equivalence」的相关内容。

史蒂芬·沃尔夫勒姆 Stephen Wolfram的计算世界里,借鉴工程学与数学传统之外也引入了第三个主要的传统方式,这是对计算系统的系统、实证的调查研究。这也是这本书的标题中“新”和“科学”两个词的起源。然而,在对计算系统的科学调查研究的过程中,史蒂芬·沃尔夫勒姆 Stephen Wolfram最终得出这样一个结论,即我们需要一个全新的方法。传统数学的描述没有看到这些系统本身有意义的复杂性。通过将实验和理论定位相结合,本书介绍了一种新的方法,史蒂芬·沃尔夫勒姆 Stephen Wolfram认为这是使科学在计算系统的带动下共同进步的一种最现实的方式。这种方法的差异使得“一种新科学”成为科学的一“种”,并且可以让它的原则在各个领域广泛使用。

基本信息

《一种新科学》




作者简介

史蒂芬·沃尔夫勒姆 Stephen Wolfram著名英国科学家,数学软件Mathematica创始人,同时是沃尔夫勒姆研究公司的创立者和首席执行官,伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校兼职教授。2012年,他成为美国数学协会的院士。学术上,他以粒子物理学、元胞自动机、宇宙学、复杂性理论、计算机代数系统上的研究成果闻名于世。

内容目录

目录大纲

  • 前言
  • 第一章:《一种新科学》的基础
  • 第二章:一些重要的实验
  • 第三章:“世界”的简单程序
  • 第四章:基于数字的系统
  • 第五章:二维世界与超越
  • 第六章:从随机性出发
  • 第七章:程序的机制与自然的机制
  • 第八章:对日常系统的影响
  • 第九章:基础物理学
  • 第十章:分析与感知
  • 第十一章:“计算”的概念
  • 第十二章:关于计算等价性原理

原文摘录

部分书评

摘自豆瓣网友夏日飞雪Sara 当人们谈论生命或智慧生物起源时,总会惊叹于其实现的概率极低,于是有人就借此证明,如果没有一个有超级智慧的有意设计,怎样会出现这样的情形呢?这种假设的含义是,超级智慧可以进行理性设计,其成功率比大自然随机的选择要高得多。其实,这是一种似是而非的观念。实际情形可能正好相反。 例如《一种新科学》的作者,沃尔夫拉姆(Wolfram)在对一维三元两状态的元胞自动机的规则进行实验时,他发现一共有256种可能的规则。他有能力逐个进行实验,发现了三种有意思的复杂结构,其它规则都是意义不大的。在规则极为简单时,规则的可能性数量相对较少,人们可以通过逐个实验来发现,尽管他们感觉是按照理性的设计去寻找,其实他们后来发现了真知识是一种偶然,一种随机的概率。就如拉法第发现电磁感应是一种偶然一样。通常的情况是,科学家们提出各种假说,然而进行证实或证伪。如果证伪,就继续改进假说,或者让位于另一种假说。如日心说否定了地心说,氧化说否定了燃素说。或者几种假说之间形成了某种互补,如光的波动说和光的粒子说,最后形成波粒二相性学说。这些作法,从纯粹意义上讲,都是随机选择。

摘自知乎用户章彦博 计算等价性原理(The Principle of Computational Equivalence)简单来说,就是认为任何看起来比较复杂的系统(流体、社会系统、蚁群,等等),他们的复杂度都是相同的,而且都达到了复杂性的极限——它们的复杂度,与宇宙中其他极为复杂的系统,例如大脑,是相同的。而进一步的,这个原理似乎从计算的视角,回答了「人能否理解宇宙」,这样的「终极问题」。

基于计算等价性原理的另一个推论就是「人可以理解宇宙」,或者是,渐进地理解宇宙。如果我们从计算的视角来定义「理解」,我们就能得到这个推论:我们定义A「理解」B,是A能够在大脑,或者自身的某个系统之中,具象,或者抽象的重现出B。即A能模拟B、A能运行B。

我们说「我理解一个物理定律」,最基本的,就是能够在大脑中通过物理图像、公式,来描述某个规则。

如果计算等价性原理是错的,那么相对简单的大脑如何理解相对复杂的宇宙呢?而如果承认计算等价性原理,我们就可以说,大脑的复杂性是与宇宙相同的,唯一的限制是容量,但我们依旧可以用计算机来拓展它的理解力。

Wolfram曾在果壳的专访中说:「宇宙的本质是计算」。恐怕其深意也在于此。

相关书籍

《世界是平的》 《元胞自动机与复杂性 论文集》

参考文献

https://swarma.org/?p=17738


英文书籍资料

1、[1]

2、[2]

3、[google图书的地址:https://books.google.com/books?id=W0GjvgEACAAJ&dq=a+new+kind+of+science&hl=zh-CN&sa=X&ved=0ahUKEwif1oSy4sDnAhWU7WEKHW5zBjcQ6AEIJzAA]

本词条内容翻译自 wikipedia.org,遵守 CC3.0协议。


神经现实翻译了斯蒂芬·沃尔夫勒姆(Stephen Wolfram)本人对一种新科学的15周年回顾。

个人工具
名字空间
操作
导航
工具箱