宇宙也在「自學成才」！過程類似機器學習算法，刷新物理定律
宇宙也能自我學習？科學家提出了一種「自我教導的宇宙」，即擁有自學能力的宇宙的概念。這種學習以類似于機器學習算法的方式實現(xiàn)，某個階段的反饋將會影響下一階段，目標是達到更穩(wěn)定的能量態(tài)。研究人員認為，只有能學習自身定律的宇宙，才能產(chǎn)生生命等奇妙現(xiàn)象。
古往今來，靠自學成才成為大師的人物，說來不算罕見。
比如靠著自學掌握 16 種語言的藝術大師達芬奇 ，20 世紀最著名的自學掌握 17 種語言的匈牙利翻譯 Kató Lomb，還有「維基解密」創(chuàng)始人朱利安·阿桑奇等等。
現(xiàn)在，這份清單上可能要加上一個史上最重量級的成員——宇宙。
什么，宇宙也會自學？
你沒聽錯。根據(jù)最近發(fā)表在 arXiV 上的一項新研究，宇宙可能會不斷自學如何演化為更穩(wěn)定的狀態(tài)。
這項微軟和布朗大學的聯(lián)合研究認為，我們今天可以看到或測量的所有物理定律，都是隨著時間的推移自行形成的。
為了得到一個進化的宇宙，研究人員提出了一種被稱為「自我教導的宇宙」——即擁有自學能力的宇宙的概念。
在這種情況下，學習將以類似于機器學習算法的運轉方式實現(xiàn)，即某個階段的反饋將會影響下一階段，其目標是達到更穩(wěn)定的能量態(tài)。
遵循這一概念，研究團隊開發(fā)了宇宙用來學習的可能構架，以便對矩陣數(shù)學、神經(jīng)網(wǎng)絡和其他機器學習原理加以利用。簡言之，就是研究宇宙是否可以是一臺學習計算機。
研究人員表示，如果我們想了解這些物理定律是如何演化的，就應該將達爾文的自然選擇理論應用于宇宙學。
「自學成才」的宇宙
隨著時間的推移，宇宙最初依賴的簡單物理定律，會變得更加復雜。為什么我們的世界里還存在著貓和狗，卻沒有三葉蟲或恐龍 ？事實證明，貓和狗最能適應環(huán)境，并成功地將這種基因傳給了后代。
宇宙也是如此。不同的是，它不需要像貓狗一樣，與其他宇宙競爭，而是維持自身的繼續(xù)存在。
想象一下宇宙的早期版本，比如說，物體之間的引力是一個更原始的概念。牛頓萬有引力定律指出，兩個質(zhì)點彼此之間相互吸引的作用力，與它們的質(zhì)量乘積成正比，與它們之間的距離的平方成反比。
這條定律解釋了為什么月球的表面引力大約是地球引力的六分之一。
但在一個更簡單的宇宙版本中，也許引力是一個更靜態(tài)的概念，月球和地球上的引力是一樣的。
「隨著時間的推移，這個簡單的宇宙體系會自學，產(chǎn)生一些基本的定律，這篇論文說的就是這個。」哥倫比亞大學巴納德學院物理和天文學教授 Janna Levin 說。
宇宙的「自學」成果：不斷變化的物理定律
「如果宇宙可以用一組給定的算法進行計算 ，那也許宇宙正在做著和 AI 同樣的事情，比如自學系統(tǒng)、自學新規(guī)則。在宇宙學中，這些規(guī)則就是物理定律?！?/p>
這篇論文將宇宙學或?qū)τ钪婕捌淦鹪吹难芯颗c生物學結合了起來。作者認為：
自然世界的結構中可能存在著一種機制，宇宙可以通過這種機制學習其規(guī)律。 換言之，這個通用化的規(guī)律可能超越所有科學領域。這意味著，物理定律可能受控制它們的宇宙高階定律的約束——而我們甚至無法理解。
「探索不同領域之間的聯(lián)系是至關重要的，因為知識本身并沒有從根本上劃分出什么領域?！归_普敦大學數(shù)學系教授、南非非洲數(shù)學科學研究所宇宙學團隊負責人 Bruce Bassett 說。
「由于我們的大腦能力有限，才將知識分割并壓縮為生物學、物理學和社會學，而分割和壓縮的代價是，我們很容易錯過人類知識分支之間的共性和隱藏的普遍性?！?/p>
這可能就是為什么我們很難理解宇宙可能是「自學成才」的。而「宇宙并沒有義務讓我們理解這一點?！怪钪鎸W家尼爾·德格拉斯·泰森說 。
而且，與我們?nèi)祟惒煌?，宇宙不需要與其他宇宙競爭，宇宙在做自己的事。
實際上，當我們用「競爭」和「頭腦」這樣的詞來描述宇宙時，實際上已經(jīng)屈服于人類中心主義 ，即一切以人類開始和結束的哲學觀點。而實際上，事實可能并非如此。
「我們看待世界的很多方式，都植根于我們熟悉的語言?！笿anna Levin 說?！赣钪鏇]有意識，就像選擇沒有意識一樣，選擇是 100% 不可知的?！?/p>
不過，并非所有研究人員都對這一新概念感到興奮。
未參與這項新研究的紐約大學哲學教授 Tim Maudlin 就堅持認為，不存在支持這一概念的證據(jù)，而否定它的證據(jù)倒是存在很多，比如，某些得到測定的物理學定律在今天與在宇宙大爆炸發(fā)生后不久時是一樣的。
研究人員在論文中也承認，他們只是嘗試朝著新理論邁出了第一步。
「現(xiàn)在評論這些想法是否與我們的宇宙有任何關系，確實為時過早。這篇文章的核心思想很有意思，將宇宙學與人工智能背后的核心思想融合在一起，這個理論是一個推測性的激進假說。」巴塞特說。
不過，理論物理學就是需要激進的想法。「因為我們發(fā)現(xiàn)自己正面臨著一個瘋狂的宇宙。也許這個假說不會產(chǎn)生任何有趣的東西，但也可能會激發(fā)真正的突破，將我們帶到一個無法想象的地方?！?/p>
