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朱嘉明 | 《未来决定现在:区块链·数字货币·数字经济》序言

来源:数字资产研究院CIDA 2021-02-20

关键词:区块链数字经济数字货币熵增理论算法技术

“将区块链、数字货币和数字经济置于更为科学和宏观的语境下加以解读”。
 
编者按:

朱嘉明教授著作《未来决定现在》,于去年夏天出版。已经半年过去,该书获得了相当数量读者的肯定。本书是朱嘉明教授过去数年关于区块链、数字货币、数字经济的文章和演讲的集结,将思想、理论、历史、技术和应用融合一体。

第一编对区块链的思想渊源与技术基础作了全方位的解读,并指出区块链在经济活动、社会制度、人类文明等诸多方面具有的潜力;第二编对货币体系的历史及特性作了清晰的回顾与分析,在此基础上对数字货币的诞生、定位、现状、意义、前景等深入展开讲述;第三编对数字经济的崛起及其在世界经济中扮演的角色,进行了透彻的全览。

而本书开篇序言尤其值得阅读。该序言通过对古典时空观、相对论时空观和量子时空观的比较,探讨了全书的主题:未来决定现在。为什么?

现在借辛丑年新年假日,通过本院公众号再次发表,以飨诸位。

 
2021.2.14


序言:未来决定现在,为什么?【1】

作者 | 朱嘉明
来源 | 数字资产研究院CIDA

简而言之,时间不是幻觉,时间的流逝却是。改变也是如此。在时空中,未来早已存在,而过去永不消逝。当我们将爱因斯坦的经典时空论与量子力学结合起来时,就得到了量子平行宇宙。这意味着,同时存在许多同样真实的过去和未来,但这丝毫不影响整个物理世界实在的数学本质。

——迈克斯·泰格马克(Max Tegmark):《穿越平行宇宙》

撰写本书序言是一件富有挑战性的工作。因为,书名的主标题是“未来决定现在”。提出这样的标题,无疑就要陷入如何认知时间本质、如何诠释“过去”“现在”和“未来”关系的陷阱;本书还有“区块链·数字货币·数字经济”的副标题,无疑需要将区块链、数字货币和数字经济置于更为科学和宏观的语境下加以解读。所以,与其说这是“序言”,不如说是一篇“导语”,所要回答的是本书正文没有机会提出和阐述的那些课题。

1. 时间观念的“三次革命”

自人类社会产生,时间就作为一个原始的观念进入了人们的生活。时间是自然的组成部分。时间是与人有关的意识,是主观的,是感性的。之后,希腊几何学家将时间和空间加以精确测量。如何认识时间的本质成为早期哲学思想中的基础论题之一,也是学者们在几个世纪中争论的焦点话题,具有神秘性的时间甚至超出哲学范畴,进入了宗教和政治。

到了17—18世纪,首先是伽利略(Galileo Galilei),之后是牛顿(Isaac Newton),将时间纳入科学领域。时间被视为运动定律中的一个基本参照系,并被置于科学的核心位置。牛顿在1687年发表著名的《自然哲学的数学原理》(Mathematical Principles of Natural Philosophy)一书,书中给出了“绝对时间”概念:“绝对的、真实的数学时间,就其自身及其本质而言,是永远均匀流动的,它不依赖于任何外界事物。”按照“绝对时间”理念,时间只是作为一个“给定的”概念,传统的时间内涵遭到摈弃,完全被剥夺了它自身的特性,是一种独立存在的理想时间尺度,不再与任何特定事件过程存在关联性。

牛顿的“绝对时间”观念和他的“绝对空间”观念是不可分割的。牛顿的“绝对空间”,是没有任何物理实体的无形空间,独立于事物之外的绝对存在,是“空的空间”,永远处于均匀和静止状态,属于欧几里得空间。欧几里得坐标见下图:【2】


尽管牛顿的“绝对时间”理论遭到了与他同时代的数学家莱布尼茨(Gottfried Wilhelm Leibniz)的反对,【3】但是在两百多年内,牛顿的时间观念具有不可动摇的地位。1890年,世界标准时间的倡导者、加拿大测绘工程师桑福德·弗莱明(Sandford Fleming)仍然是绝对时间论的追随者,他在1891年撰写的文章《落伍的古代计时方法》中说:“时间不受物质、空间或距离的影响。它是普遍而非地区性的,它是绝对的单一,整个宇宙都一致。”【4】一代又一代,人们自进入学校开始,就被灌输牛顿学说中的绝对时间是合理而又客观的真理,时间被定义为度量物理系统内在变化的唯一正确测杆。

进入20世纪不久,1905年,爱因斯坦提出狭义相对论(the theory of special relativity),提出区别于牛顿时空观的新的平直时空理论,不仅颠覆了牛顿的时间体系,而且颠覆了来自个人经验感知的时间概念,开启了时间概念的第二次革命。【5】1916年,广义相对论问世,不仅涵盖了时间和空间,而且描述了物质的多种形态。从此,时间不再是哲学体系的组成部分,而是物质的一部分。时间可以被运动和引力弯曲、延伸和压缩。时间成为处于物理学中心位置的组成部分,服从物理学的定律和方程,并需要通过实验进行研究。只要时间和空间的结合中没有任何东西能快于光速,那么,质量就等于能量。

爱因斯坦在25岁的时候,也就是他提出广义相对论(the theory of general relativity)的前十年,已经发现了时间可以被速度延缓。之后,在很多物理实验中都可以观测到时间延缓的现象。“时间长短只是与拥有既定轨道的物体的运动有关”,不仅如此,只要以宇宙作为观测范围,“当下”不过是个“气泡”。至于这个“气泡”可以延伸多远,取决于时间的精确程度:“如果用纳秒,‘现在’的定义仅有几米;如果用毫秒,那就有几千公里。”所以,“‘现在的宇宙’是没有意义的”“‘现在’即是空无”,需要接受“不含当下的时间结构”。那种认为宇宙以特定结构存在于现在,并且伴随时间流逝而改变的观念,已经被证明是站不住脚的。【6】还需要注意的是,尽管爱因斯坦的时间视观测者而定,最终没能超越拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace)的宿命论,遵循着一连串严格的因果关系,相信自从宇宙诞生那一刻起,宇宙的命运就已经铭刻在大自然的结构之中。【7】

量子科学和“时间量子”概念,引发了时间观念的第三次革命。以“普朗克时间”(Planck time)【8】作为最小时间单位,再以“普朗克尺度”作为最小尺度,人们关于时空的传统想象全部崩塌,“世界是精细分立的,非连续的”。“时间的‘量子化’表明,几乎所有时间t的取值都不存在”,所以,时间是非连续的。不仅如此,时间发生量子叠加,过去、现在和未来的界限进入不可确定状态,一个事件可以在另一个事件之前与之后。

总之,基于量子物理学的时间,具有非统一性、非单一性、非线性、非连续性、非方向性,“时间之箭”只不过是一种想象,也不具备爱因斯坦研究的平滑弯曲的几何结构特征。

2. 人类社会经济形态的演变和时间观念革命的对称性

如果以人类社会经济形态的演变作为参照系,时间和经济形态之间存在着折射关系和显而易见的对称性。

人类处于原始社会时,经济活动主要是狩猎和早期农业。在这个漫长的历史阶段,很多民族信仰太阳,崇拜日月。正如古希腊史学家希罗多德(Herodotus)在他的著作《历史》中所说:“游牧民族只向太阳和月亮奉献牺牲,这就是说,全体利比西亚人都是这样做的。”【9】日月星辰就是萨满教的重要崇拜对象。因为对宇宙天体的崇拜,逐渐形成“自然时间”观念。

“自然时间”观念源于自然界向人类所提供的经验:(1)循环时间的经验。直观的自然现象,日夜交替、四季轮回。(2)不可重复时间的经验。生老病死过程的切身体验。在“自然时间”环境下,人类没有关于时间的确切尺度。【10】即使在当代的非洲原始部落,因为没有数字意识,所以不知道自己活了多久。作家安东尼·艾凡尼(AnthonyAveni)在其著作《时间帝国》(Empire of Time)里说:旧石器时代的祖先们至少在两万年以前就按顺序在骨头上刻凹痕,表示时间的隔离。这很可能是人类对时间的一种空间表述。【11】

中国历史上的殷人以时间的循环性为前提,提出“宗教时间”概念:(1)宗教时间并不是一成不变的,而是循环的。(2)宗教时间具有较强的不稳定性。时间不只是现在,过去从未停止,未来并非未来。过去时间中的存在,是以鬼神、祖先神为主;未来时间中的存在,也是以鬼神为主。殷人的宗教时间是对自然时间的一种超越,它具有循环性和不稳定性两个基本特征,所以,殷人既要祭祀鬼神,又要明德。这对商代政治理念和政治制度产生重大影响。【12】

比较玛雅的时间观,存在相当的类似性。因为玛雅的时间观具有强烈的“循环性本质”特征,祭典都是与许多不同周期的结束与重新开始有关,重大的历法周期祭典,通常会标记在石碑上以作纪念。玛雅人的“长历法”,即以线性关系记录不同事件的系统。这个系统可以显现任何所需的时间长度,只需增加代表更高位的数字即可。所以,玛雅人的时间认知中包含过去、现在和未来的线性思维。但是,也有玛雅文明研究专家提出:玛雅人“对时间的认识大多是针对过去的,而不是未来”。“长历法”所描述的大多是玛雅统治者和他们祖先的关系。统治者把自己的渊源说得越久远,越能说明其地位的合法性和正统性。“因此,长历法并不是为了预言未来,而是为了证明过去。”【13】

在农耕社会,人类的经济活动更加依赖于自然界、自然法则、春夏秋冬周期、气候,形成单纯“线性循环”。“自然时间”构建了农耕社会的基础。在古代中国,农业是古代农耕社会的立国之本,尤其与24个节气休戚相关。历朝历代都高度重视制定历法。将历法视为自然时间秩序的体现,古人称之为“时令”,成为政府颁布政令和组织农业生产的依据。《尚书·尧典》中记载:“乃命羲和,钦若昊天,历象日月星辰,敬授人时。”这里所说的“人时”,就是根据自然规律而制定的历法,政府通过历法安排农业生产。【14】农耕社会的“自然时间”包含了“未来”意识。农民春天耕地播种,与其说关注的是春天,不如说着眼的是秋收,从来是秋天决定春天。人类生命的繁衍,十月怀胎,也是未来决定现在。

到了周代,在维系“自然时间”的同时,以殷人的“明德”为基础,又形成了以人为重心,将人文道德意识结合在一起的“道德时间”。

1687年,牛顿在《自然哲学的数学原理》一书中所建立的经典力学理论体系成为近代科学的标准尺度。几乎是同时,发源于英国手工业工场的工业革命悄然开始。之后,工业革命和牛顿的“绝对时间”观念形成了紧密互动的关系,彻底改造了人类文明的结构,工业社会替代了农耕社会。

按照牛顿的“绝对时间”,“自然时间”和包含人文精神的“道德时间”瓦解。时间成为与自然和人性分离之后的一种抽象的和独立的存在。基于牛顿的时间轴的有序排列,形成了包括加工工业的工业体系。与此同时,身处工业革命中心的英国人,开始废弃“自然时间”观念,开始了从“任务驱动”向“时间驱动”的转变,以事件标记的生活节奏逐渐被以数字标记的生活方式取代。新的产业工人必须习惯规律的工时安排、固定的出勤以及一定的工作节奏。正是在这样的背景下,形成现代钟表业,实现了机芯生产机械化和钟表零件标准化改革。与计时设备普及相关联的,是人们日常生活节奏的变化,用于休闲的时间普遍减少。其结果是,“一方面,时钟改善了监督劳力的效果;另一方面,时钟也便利了分工、协调与交易”。时间,亦关乎权力。“时间开始成为金钱,雇主的金钱”。【15】

在工业社会,时间结构和机制日趋复杂。但是,依然存在周期循环。最有标志性的是“商业周期”。“商业周期”包括萧条、危机、复苏、繁荣四个阶段,是一种“正弦”模式。但是,萧条、危机、复苏、繁荣四个阶段已经不再像春、夏、秋、冬那么单纯,在其每个阶段都有着太多的“变量”,而且“变量”之间有着不同的组合。最终,每次的“商业周期”都有着重大的不同。1929—1932年的“大萧条”彻底影响了资本主义的传统轨迹。

1990年代后期,人类社会开始向信息社会全面转型。信息的特性决定了信息社会的本质。意大利学者朗高(G. Longo)强调的是,“信息”是反映事物的形成、关系和差别的东西,它包含于事物的差异之中,而不在事物本身。英国学者艾什比(William Ross Ashby)则认为:“信息”的本性在于事物本身具有“变异度”。不仅如此,信息具有非自然化、非线性、非周期性、非确定性四个特点。所以,在信息社会,无常、无序、混沌、变量不断增加,世界是事件的网络,通过各种事件体现的信息组合,弥漫、分散、无序,不会停滞,呈现指数性爆炸增长。经验愈来愈没有价值,内生和外生没有界限。

所有这些现象都表明:信息社会里,信息和时间重叠越来越明显,更符合量子时间。“让世界感到疲倦的不间断的事件不是按照时间顺序排列的,无法被一个巨大的钟表所测量。”【16】

3. 热力学“熵”与香农“熵”的碰撞

当代人类正处于工业社会尚未完结、信息社会正在急剧发展的历史阶段。因为工业经济活动,科学家发现了热力学第二定律(second law of thermodynamics)的存在和作用。热力学第二定律可以描述为:除了能量守恒定律以外,还必须补充另外一条基本定理:“没有某种动力的消耗或其他变化,不可能使热量从低温转移到高温。”【17】热力学第二定律还可以表述为“熵增定律”。任何物理系统在外界不向其输送能量的情况下,能量转换为热量,热量转换为熵。熵只能增加或者不变,不会主动减小,最终达到熵值最大。这个过程是不可逆的。最终,除非外界对系统提供新的能量,系统内部达到一种完全均匀的热动平衡状态,不再发生任何变化。对宇宙来说,是不存在“外界”的,因此宇宙一旦到达热动平衡状态,就完全死亡。这种情景称为“热寂”。


熵增理论与概率学理论结合,产生形而上的哲学指导意义:事物的混乱程度越高,则其概率越大。

工业社会和基于工业社会的消费主义的现实,不断为熵增定律提供实证性证明,最有代表性的指标是CO2排放增加导致地球温度上升。熵增定律不可逆特征与牛顿的“绝对时间”理论是相互匹配的。

现在的问题是,因为信息时代来临,人类正面临着信息爆炸的困扰和压力。“信息爆炸”一词最早出现于1980年代。进入1990年代,特别是互联网的普及,信息量持续以几何级别增长。按照保守的和已经过时的统计,全球每年约产生100万份发明专利、450万篇科技文献、1.2亿册各类出版物,以及数以亿计的各种机构的文件和资料,并且每十年翻一番。

为了理解信息的加速度积聚和信息指数增长的过程和后果,需要引入“信息熵”的概念。所谓信息熵,由香农(Claude Elwood Shannon)于1948年提出,故又称为“香农熵”(Shannon entropy)。【18】香农在研究随机变量不确定性度量时所得的公式,在数学模型层次上与热熵完全相同。根据香农的信息理论,信息熵是接收的每条消息中包含的信息的平均量。这里的熵属于不确定性的度量而不是确定性的度量,因为越随机的信源,其熵越大。或者说,熵值越大,事件的不确定性就越高,熵值为0,说明事件是完全确定的。所以,“熵”即信息的“不确定性”或“选择的自由度”的度量。【19】

无疑,信息熵的基本原理和量子力学原理,以及量子时间原理之间存在共通之处。在本文第一部分指出:量子时间具有非统一性、非单一性、非线性、非连续性、非方向性等特征,这些特征不正是信息的特征所在吗?所以,可以认为热力学的“熵”是“香农熵”的一个特例,它仅仅是分子在相对空间所处位置的不确定性的度量。只是,热力学的“熵”是有量纲【20】的,而“香农熵”是无量纲的,这是两者的重大差别。

进而可以这样想象:信息时空和量子时空是映射关系。根据量子时间,这个世界基本单元的事件,既在某处,也在某时。“‘物体’本身仅仅是暂时没有变化的事件。”【21】那么,什么是事件?事件不就是信息吗?所以,世界是事件的集合,即世界是信息的集合。或者说,“历史就是不重复出现的事物的科学”。【22】因为信息没有时间顺序,充满不确定性,所以,这个世界原本不存在时间顺序,始终处于不确定状态。

总之,最终来自工业社会的“热力学熵”与来自信息社会的“香农熵”之间,发生了碰撞。见下图:


现在,因为发生“热力学熵”与“香农熵”之间的碰撞,人们不仅可以理解德国科学家和数学家克劳修斯生前的两句名言:“宇宙的能量是恒定的”“宇宙的熵趋向一个最大值”,也更能认同霍金的这个论断:“热力学第二定律,在任何闭合系统中无序度或熵总是随时间而增加。换言之,是墨菲定律的一种形式:事情总是趋向于越变越糟。”【23】

4. 数字宇宙、数字结构和时空结构

如果说,“宇宙的能量是恒定的”“宇宙的熵趋向一个最大值”,那么,宇宙是可以通过数学方程式描述的。进而就是霍金的问题:“是什么赋予这些方程以生命,并制造出一个被它们描述的宇宙?”【24】于是,就有了“数学宇宙假说”(mathematical universe hypothesis):外部物理世界其实是一个数学结构,这个数学结构拥有可计算的抽象性质,所以它的关系都是可计算的。【25】因此可以这样回答霍金的问题:不需要赋予方程什么生命,因为并不是数学结构描述了宇宙,而是数学结构本身就是宇宙。

上述思想源远流长。毕达哥拉斯学派主张:万物皆数(All is number)。柏拉图主义认为:只有理念和形式才是绝对和永恒的存在。所有的数学结构都以物理形式存在。伽利略曾说过:数学是上帝用来书写自然的语言。还是伽利略在其著作《试金者》(Il Saggiatore)里所说:自然界是“一本用数学语言写就的书”。后来,拉普拉斯提出,基于宇宙存在因果关系,智者就可以通过一个简单的公式表达宇宙从最大的物体到最小的粒子的运动。必须承认,从毕达哥拉斯到伽利略,再到拉普拉斯,对宇宙加以一层层的剥离,观察到的终极结构只是数字、集合、信息、模式等一组组抽象的数学关系。但是,他们有着巨大的历史局限性,并不知道相对论,更不知道量子力学。

现在,讨论“数学宇宙假说”,需要置于相对论和量子力学的框架之下。于是,这样的问题是不能回避的:宇宙的数学结构和时空结构的关系是什么?答案是:不是宇宙的数学结构存在于时空结构之中,恰恰相反,是时空结构存在于数学结构之中。至少,数学结构和时空结构是同构的。只是,这里所说的时空结构是复杂的,至少是辫状的时空结构。

总之,数学存在和物理存在是等价的,所有存在于数学中的结构,也都存在于物理之中。于是,“数学宇宙假说”本质上可以验证,也可以证伪。由此还可以推理出“数学民主主义”。【26】

如果是这样,打通数学结构、时空结构、信息结构、计算体系,以及人工智能之间的关系成为可能。见下图:


在上图中,最值得关注的是“计算”板块。只有通过“计算”板块,才可以处理体现为大数据的信息资源。为此,首先是计算机,之后是互联网构成了不可缺少的硬技术和基础结构前提。所以,最著名的计算机科学家、“乌托邦84”(Utopia84)语言创始人高德纳(Donald E. Knuth)说过:“科学是把我们足够了解的东西解释给了计算机。”他还说过:“计算机科学是既壮观又优美的,我尝试尽自己所能,以最恰当的方式来解释我所了解的某些片段……我相信,总有一些神秘的东西是超越人类的理解而存在的……”【27】这样,计算机程序语言和计算能力,以及作为计算机科学的一个分支的人工智能就成为必不可少的。

5. “自旋网络”和区块链

在量子力学发展史中,罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)于1971年所发明的“自旋网络”图形表示法占有一席之地。

根据彭罗斯“自旋网络”思路:每条线段代表一个由基本粒子或粒子的复合系统构成的单元。三条线段汇聚在一个顶点。顶点可以诠释为一个事件;在此事件中,一个单元分裂成两个单元,或两个单元碰撞合而为一。当图表中所有的线段都在顶点会合,则此图为“封闭自旋网络”。时间以单一方向行进,比如从图的底部走到图的顶部。然而在封闭自旋网络的例子里,时间行进的方向对于计算不构成影响。

如果对“自旋网络”加以定义:通过图表显示的粒子和量子场之间的相互作用与状态。【28】进一步说,量子场是物质存在的一种形式,是描述微观运动规律的有效概念,既反映微观对象的波动性又反映它的粒子性。在量子场中,粒子就是场的量子激发,每一种粒子都有自己相应的场。

因为粒子的涨落、概率、位置和速度、时间流逝节奏不同,不断相互作用、相互关联的空间微粒子联结成网络,即“自旋网络”。从数学意义上说,量子场对应的是一种存在于时空中的点的分布,每个点都通过数字表现。现在的场论可以容纳更丰富的几何代数拓扑结构。

如果用“自旋网络”比较区块链,就会发现彼此之间存在着逻辑的共同之处:(1)区块链本身就是一个“网络”,而且属于自洽式网络。(2)“自旋网络”的节点,或者基本单位是基本粒子或粒子的复合系统,区块链的节点是信息,如果将信息单位比特化,彼此的节点就可以打通。(3)“自旋网络”显示粒子和量子场之间的相互作用与状态。区块链不是量子场,确实是信息场,这个场与每个节点之间存在积极的互动关系。(4)量子场可以通过数学表述,区块链的基础也是数学。

只是,区块链是一种直接表达制度本体的技术,即不经由任何代理,通过技术手段直接表达的制度形态。【29】在第二次世界大战前后,香农和冯·诺伊曼(John von Neumann)研究了复杂性和信息的关系,他们发现:信息含量是对复杂性拥有多少含义的度量。基于区块链技术的制度可以解决信息复杂化问题。在这个意义上,可以将区块链本质理解为:一个可以和特定计算设备分离的冯·诺伊曼架构,是可以向第三方证明的可信计算范式,目的是为了计算过程真实可信,支持上层应用实现业务逻辑的自证清白,为世界带来可以计算的信任。【30】

可以说,区块链的本质就是通过一种技术处理复杂化信息,减少交易成本。如果引入本文前面所讨论的“熵”的理论,通过区块链技术所支持的数字货币和数字经济,可以造就低熵积极模式,形成低熵的“凹地”。

6. 算法技术和信息时代

当代人类同时生活在传统工业化社会和信息社会。但是,因为数字技术的迅速进步,从传统社会、工业社会、后工业社会向信息社会和数字社会转型成为可能。

信息社会,或者数字社会,与工业时代和工业社会存在一系列根本的不同,其中比较突出的是这样几点:

(1)工业时代是原子时代,是在一个特定的时间和地点,通过大机器和标准化生产,产出是实施加工后的物质产品。在信息时代,信息体现为数据,数据则是可以存储和计算的。

(2)工业时代通过大机器和标准化生产,产出是实施加工后的物质产品,最终可以分解为原子和分子;信息时代所生产的信息产品,其本质是量子。

(3)工业生产依赖硬件,以欧几里得作为基础的机器和机械;信息社会依赖的是软件,特别是移动互联网显现的非欧几里得模型。

(4)工业生产需要特定的时间和地点;信息生产过程超越时空限制。

(5)工业存在不同的部门和行业,其产品的数据化唯有通过货币和价格表现;信息产品体现为数据,基本单位是比特(Bit),即通过随机组合的成百上千的0和1的二进制数字符串。

(6)工业增长需要消耗矿产资源、化石燃料和人力资源,没有可能持续几何级数增长,存在增长的极限;大数据时代则完全是天差地别的情况,现在,认知世界每天所产生的数据,需要以TB为单位,预见未来的数据存量需要以ZB为单位。【31】若干年前,互联网数据中心(IDC)预测的2020年的数据总量是35ZB。

(7)工业生产必须控制产量,减少库存,对物质形态的工业产品无法实施“压缩”;大数据则可以持续存储,可以实施“压缩”。所谓的“云计算”的“云”就是数据的一种“容器”。

(8)衡量工业社会经济规模的指标是GDP,代表财富的是贵金属,或者法币;信息社会可以摈弃GDP,可以通过基于技术的数字货币实现交换。

在上述工业社会和信息社会或者数字社会的若干比较中,最重要的是工业社会是基于原子和分子的物质社会,而支持信息社会的信息本质是数据,具有量子特质。比特构成一种真实的存在(being)。所以,支撑工业社会向信息社会过渡,实现信息化和数字化一体化,所依托的是计算机技术和大数据量化工具,进一步说,是算法的底层技术。唯有通过算法底层技术,可以实现时间演进和计算的同步,呈现数学结构与真实世界的映射关系。“我们的外部物理实在是一个数学结构,该结构是由可计算函数来定义的。”【32】

现在的人类社会,几乎在不知不觉,或者少知少觉中,迅速过渡到所谓“算法社会”(algorithmic society)。【33】在传统秩序继续存在的情况下,因为算法技术所支持的隐形秩序悄然形成,code is law(代码即法律)。如果说在工业社会,工程师、建筑师是主要的社会中坚力量,那么,在算法社会,软件构成算法的核心,算法工程师、框架工程师开始成为社会的中坚力量。如今,人们很难设想一个没有C++、JAVA、VB、Delphi等编程语言,失去算法技术支持的世界将会怎样?

因为算法技术,可以高效地解决繁重的数字工作,为数字经济系统提供另一种“看不见的手”,算法已经并正在改变所有经济范式。不论是比特币,还是法定数字货币,一切数字经济形式归根结底都是基于不同的算法技术。至于区块链,也是一种算法模式,还是联结物质经济活动和信息经济活动的一种基础设施。

特别需要指出的是,人工智能和机器学习,即深度神经网络计算,正在成为流行算法,迅速取代传统的非人工智能类计算。人工智能计算框架是推动实时推理的重要驱动力,而实时推理则是典型的矩阵计算。几乎不存在任何悬念,历史再往前走,如果没有算法技术的支持,社会的一切部门将难以运行。

结论:未来可否预测?

当代人类所生活的星球和社会,因为日益的复杂性,绝非一般科学所能够解读,所以,不得不接受混沌理论(ChaosTheory)和量子力学。然而,只要引入这两个理论,等于承认所谓的复杂系统即混沌系统和量子系统。进一步的问题是,是否可以预测这样充满随机性的复杂系统,甚至无序系统?按照对混沌理论的一般解释:在现实中虽然始终存在着通常不可见的根本结构,但是,这样的结构不仅可以被发现,而且可以被改变。所以,可以通过对动态系统的量化分析,解释系统可能产生的随机现象,实现对复杂系统的预测。

但是,现在与提出“混沌理论”的1960年代相比,发生了根本性的改变。【34】这个世界复杂性已经不再是可以用非线性系统、多样性和多尺度性加以概括的。信息社会的到来、生态环境的系统性恶化、911事件,还有自2019年冬天至今长达半年之久的“新冠病毒”的世界性蔓延,都是证明。

现今世界所展现的复杂程度,需要的是“混沌理论”2.0版和“量子科学”的结合。只有在这样的思想境界下,终究有可能理解爱因斯坦那段影响颇大,却有不同诠释的话:“像我们这样相信物理学的人都知道,过去、现在和未来之间的区别只不过是持久而顽固的幻觉。”【35】

1895年,英国作家威尔斯(Herbert George Wells)发表科幻小说《时间机器》(The Time Machine),讲述时间旅行者发明了一种机器,能够在时间纬度上任意驰骋于过去和未来。当他乘着机器来到公元802701年时,展现在他面前的是一幅奇异恐怖的景象。人类分化为两个种族:爱洛伊人和莫洛克人。爱洛伊人是原来的统治阶级,长得精致美丽,因为长期的物质极大丰富和不劳而获,其智力和身体机能退化,最后竟成为原本是工人阶级后代的莫洛克人的捕食对象。不要认为人类不存在整体“爱洛伊化”的可能性。人类正处于弗诺·文奇(Vernor Steffen Vinge)所说的时刻:“我们正站在变革的边缘,而这次变革将和人类的出现一般意义重大。”

如果说,“未来是可以想象和预见的”,只有一个重要内涵,那就是未来的非确定性,超出想象和不可预测。因为,所谓的未来,不过是“量子时间”观念下的一个不断形成和改变的“量子结构”。人类生存在一个奇妙无比的宇宙中,“在这个极其广袤的宇宙中,我们人类所处的地位似乎微不足道”。【36】人类唯有突破数千年所固有的传统视角,超越被知识结构制约的想象力,使得即将到来的科学奇点造福人类,驾驭人工智能,洞察和跨越各种毁灭性陷阱,在多重宇宙中,在宏观世界和微观世界中,重新确认应有的位置,迎接后人类社会。仅仅在这样的意义下,未来是可想象和预见的,未来决定现在。

作于2020年6月30日
深圳南山区科技园

注释:

【1】本文使用了作者于2017年12月23日“阳明山未来学社2017年年会”发言的题目,内容做了根本性改动。

【2】资料来源:元东sntpxtmln9:《为什么牛顿认为时间和空间是绝对的?》(http://www.360doc.com/content/20/0119/14/53618832_886994178.shtml)

【3】莱布尼茨认为,同时间相比,事件要更为基本,那种认为没有事件,时间也会存在的观点是荒谬的。在他看来,时间是从事件引出来的,所有同时性事件构成了宇宙的一个阶段,而这些阶段就像昨天、今天和明天一样,一个紧接着一个。莱布尼茨的这种相对时间的理论,在今天看来似乎比牛顿理论更能为人所接受,因为它更符合现代物理学的发展。

【4】Fleming, Sandford,“Our Old-Fogy Methods of Reckoning Time”, Engineering Magazine 1 (1891): 211.

【5】爱因斯坦1905年发表的题为《论动体的电动力学》一文,系狭义相对论代表作。

【6】卡洛·罗韦利:《时间的秩序》,杨光译,湖南科学技术出版社,2019年,第25—39页。

【7】参看P-S.拉普拉斯:《关于概率的哲学随笔》,龚光鲁、钱敏平译,高等教育出版社,2013年。

【8】普朗克时间指时间量子间的最小间隔,为1E-43秒。没有比这更短的时间存在。普朗克时间=普朗克长度/光速。

【9】参看希罗多德:《历史》,王以铸译,商务印书馆,2005年。

【10】在汤普森所述的“原始社会”中,人们所能够回答的“时间”,通常表达为“好像是早上”“太阳出来的时间”“把牛赶去吃草的时间”“大概是傍晚前后”这样的范围。如果在东南亚的部落问路,会回答“走上煮一锅饭的时间”。

【11】参看Paul Davies:About Time:Einstein’s Unfinished Revolution,Penguin,1996.

【12】吴保传、李志松:《时间观念对中国古代政治早期建构的影响及其现代意义》,《理论导刊》,2010年第11期。

【13】安东尼·艾凡尼的观点。

【14】吴保传、李志松:《时间观念对中国古代政治早期建构的影响及其现代意义》,《理论导刊》,2010年第11期。

【15】朱悦:《时间观念的历史变迁》,《经济观察报》,2019年2月18日。

【16】参看卡洛·罗韦利:《时间的秩序》,杨光译,湖南科学技术出版社,2019年。

【17】由德国科学家克劳修斯(Rudolph Clausius)在1850年的论文《论热的移动力及可能由此得出的热定律》中提出。

【18】人们通常将香农于1948年10月发表于《贝尔系统技术学报》上的论文《通信的数学理论》(A Mathematical Theory of Communication)作为现代信息论研究的开端。

【19】对于任意一个随机变量X,熵定义如下:
H(X)=-∑p(x)logp(x)
x∈N

【20】量纲(dimension)是指物理量的基本属性。物理学的研究可定量地描述各种物理现象,描述中所采用的各类物理量之间有着密切的关系,即它们之间具有确定的函数关系。

【21】卡洛·罗韦利:《时间的秩序》,杨光译,湖南科学技术出版社,2019年,第75页。

【22】语出自法国诗人保罗·瓦莱里(Paul Valéry)。

【23】参看史蒂芬·霍金:《时间简史》,吴忠超译,湖南科学技术出版社,2006年。

【24】参看史蒂芬·霍金:《时间简史》,吴忠超译,湖南科学技术出版社,2006年。

【25】迈克斯·泰格马克:《穿越平行宇宙》,汪婕舒译,浙江人民出版社,2017年,第333页。

【26】迈克斯·泰格马克:《穿越平行宇宙》,汪婕舒译,浙江人民出版社,2017年,第322页。

【27】Donald Knuth,Things a Computer Scientist Rarely Talks About(Centerfor the Study of Language and Information,2003).

【28】量子是指物理量最小的和不可分割的基本单位,粒子是指能够以自由状态存在的最小物质组成部分。光子、电子、质子、中子是组成物质的不可再分的粒子,所以又称之为“基本粒子”。

【29】参看孟岩:《区块链到底是什么?》

【30】参看王嘉平:《区块链到底有什么了不起?》(https://www.chainnews.com/articles/474857307581.htm)

【31】Bit是表示信息的最小单位,叫作二进制位,一般用0和1表示。Byte叫作字节,1个字节(Byte)由8个位(Bit)组成。Bit与Byte之间换算关系为:1Byte=8Bit。TB是太字节(Terabyte),计算机存储容量单位。1TB=1024GB=240字节。ZB是泽字节(Zettabyte),代表十万亿亿字节。

【32】迈克斯·泰格马克:《穿越平行宇宙》,汪婕舒译,浙江人民出版社,2017年,第333页。

【33】“算法”术语的发明者是波斯数学家、天文学家、地理学家阿尔·花拉子密(Al-Khwarizmi)。

【34】1963年美国气象学家洛伦茨(Edward Norton Lorenz)提出混沌理论,非线性系统具有多样性和多尺度性。

【35】Walter Isaacson,Einstein:His Life and Universe(Simon & Schuster,2008),P540.

【36】参看史蒂芬·霍金:《时间简史》,吴忠超译,湖南科学技术出版社,2006年。

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