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如何理解世界的随机性:智能与预测、局部与整体、统计与概率?

2019年3月31日 字数:3470 来源:scottcgi 作者: 提供人:lanlan88......
如何理解世界的随机性:智能与预测、局部与整体、统计与概率?

随机性

随机性,这个词描述的是人类无法预测的变化,其来源,有以下两个方面:

第一,在微观上,我们目前的科学认知,就是不确定性的,这个不确定性的表现——就是随机性。而随机性在宏观上表现出的统计效应,就是概率,所以可见,是概率连接了宏观与微观。

那么,微观随机性表现出的物理过程,比如,热力学噪声、光电效应、和量子现象等等,就是我们永远都无法预测的变化,称之为真随机。(微观世界:不确定性、波粒二象性、量子纠缠与观测的本质)

第二,在宏观上,因为数据量不够(无法体现规律模式)、或是数据量过于庞大(计算力不够)、更或是缺少有效理论,都会导致我们无法去准确预测变化,从而让我们会把这些无法预测的变化——归为随机。

比如预测经济,会因为数据量少,而预测不准确;预测天气,会因为数据量大,而预测不准确;预测宇宙终点,会因为缺少有效理论,而预测不准确。

但这些随机,都会随着人类不断的积累数据和掌握规律,最后变的可以被预测。所以,这些随机称之为伪随机。

那么,随机就会呈现出概率,并且对于随机现象,在获得对其预测能力之前,我们并不知道它到底是不是一个真随机,只能慢慢扩大可以理解的范围,然后让某些“真随机”变成伪随机。而这个从“真随机”到伪随机的过程也是随机的,这就像概率本身就是概率一样。

另外,从随机到确定的过程,其实也是从未知到已知的过程。而已知范围的增大,就会让未知的范围随之也增大。因为未知的范围——就是已知与未知的交界范围,已知增大,交界范围就会增大,随之未知也就增大了。那么,在交界之外的未知,其实就是未知的未知——代表着我们不知道还不知道什么。而这也就是,为什么知道的越多,不知道的就更多的原因所在。

智能与预测

事实上,随机性对我们最大的影响,就是干扰预测,而预测能力,可以说就是智能的体现。

因为预测就是,根据已知信息,提取其中抽象的逻辑因果关系,然后再根据这些逻辑信息,推理归纳出未来可能的变化,而这种“输入数据——处理数据——输出结果”模式,就是智能的最基本工作模式。

显然,预测能力,就是生物体应对未来、适应环境、操控现实的有利技能,也是生物体进化出智能的原因所在——适者生存,不适者淘汰。那么可以想象,对未来预测的越准确,并且可以预测的范围和时间跨度越长,预测能力就越强,智能也就越高。

而我们的大脑,其实无时无刻不在预测未来,以填补感觉没有捕捉到的模糊和空白。比如阅读文章,常用词组有错别字,或是文字顺序颠倒,都不会影响我们的阅读理解,甚至都不容易发现,因为阅读的过程中,潜意识一直都在预测可能出现的文字组合。

再比如一段听不清的音频,听一遍清晰版本,再回去听就能够听清了,一段看不清的文字,看一遍清晰版本,再回去看就能看清了。这些都是因为大脑用预测信息填补了空缺,大脑进行了大量这样的短期预测操作,只不过这些预测,都是发生在潜意识或是无意识之中,所以我们平时除非刻意,否则难以察觉。

而我们的大脑,还会根据现在与现实,对遥远的未来,进行非凡的天马行空的模拟预测——只不过我们会把这些预测,称之为想象、或是幻想。

那么遥想未来——这也是一次预测,随着人类整体智能的不断发展,预测能力不断地提高,最终我们是否能够在一定范围内,消除随机性,做到精确地预测呢?

这个问题要从三个方面来看:

首先,举一个例子,比如圆周率π,其数字序列虽然是无限不循环,且每一位数字的出现概率均等又随机分布,但却有算法可以预测出某一位的数值。所以,我们认为圆周率π,不是随机的,因为我们拥有算法(即规律)可以预测其数值。

但如果圆周率π的某一位,超过了目前算力的极限——目前是小数点后31.4万亿位,那么在这个极限后的一位——显然我们就已经无法预测了,那么这一位算不算是随机的呢?

由此可见,随机性,依赖于我们对数据的理解能力和理解程度。那么随机性,其实代表的就是人类认知的极限,在认知极限之外,人类必然是无法预测的——无论是不是真随机,但同时人类的认知极限又是可以不断提高的。

其次,就宇宙整体来看应该是没有随机的,因为宇宙所有的规律——包括已知、未知、和未知的未知,都是无关人类意志和人类物种所客观存在的,并且宇宙演变过程的发展路径也是必然确定的——因为演变过程中的选择和结果,都是历史数据和规律的必然推导。

然而,对人类来说,宇宙却是“真随机”的,因为人类就是无法预测宇宙的下一步变化,其中的原因有很多,比如观测限制、数据量不够、计算力跟不上等等。

而究其本质原因,是因为人类是宇宙的一部分,局部和整体的关系,局部的预测和观察行为,不可避免的将会影响整体的预测结果,因而局部是无法看清整体变化的,除非我们能在“宇宙之外”,拥有足够的全局视角,去进行观察和预测。

这就像微观不确定性的产生机制一样,但预测与观测的本质是不同的:观测干扰了结果,但预测不仅会干扰结果,还会引导结果。可以理解为,预测行为有时候,就是让预测结果出现的原因和前提。(微观世界:不确定性、波粒二象性、量子纠缠与观测的本质)

比如,关于未来的故事就是一种虚幻的预测,但正是这些故事让人们聚集在一起合作,并把故事里虚幻的场景,在现实中真实的创造了出来。甚至可以说,整个人类文明的发展,都是在人类各种虚幻的预言中,一步步被创造出来的。这正印证了那句话:预测未来的最好方式就是,创造一个预测的未来。

最后,微观的不确定性,可能是我们无法逾越的观测限制。这种观测限制,可能会让宏观上出现无法预测的真随机,但预测未来,就如前面所说,并不需要我们精确的观测现在。

因为我们所谓的预测未来,其本质就是:我们在创造预测中的未来,而关于未来,每次你观测它,它就会发生改变,但你预测它,它就会向着你预测的结局变化。

局部与整体

如果说,人类作为一个部分,被包含在宇宙之中,是无法完全了解宇宙的。但是,从人是由细胞构成,细胞内的基因蓝图拥有人的全部遗传信息来看,基因蓝图是可以克隆出一个完整的人的——但除了记忆和思维,因为这些是大脑通过环境信息学习和训练出来的。那么,我们可能也拥有宇宙全部的信息。

其中的原理就在于,通常我们认为,整体大于其任意一部分,但是在无限领域内,部分可以和整体等势。这有点像全息宇宙理论,每一个部分都包含了整体的全部信息。那么利用无限理论,我们虽然被包含在宇宙之中,但却可以拥有宇宙全部的信息并与其等势——也就是说能找到一一对应的数据。

偶数是正整数的真子集,但正整数集和偶数集等势,也就是包含的数可以一一对应,这是与整体大于其任意部分相矛盾的,但在无限领域内却是成立的。

如果宇宙是分形递归的,那么人类就可以通过自身了解到整个宇宙的秘密。那么每个量子就会有宇宙的全部信息,那么量子就是无限小与无限大的交汇点。(宇宙的奥秘:递归、分形、循环)

统计与概率

比如,抛一枚硬币,其可能是正面,也可能是背面,结果是不确定的,也是随机的。

那么,如果只抛掷一次,那么硬币是正面还是背面的概率,显然各为50%——这是我们通过计算事件概率得来的。

但随着抛硬币次数的增多,正面和背面出现的次数,并不会是各自50%,因为其中影响的因素很多——比如力道、风速、接住的时机等等,这会让抛掷两次都是正面或三次都是背面的情况出现。并且在抛掷次数不够多的时候,意味着其样本容量很少,所以也就无法体现出,抛掷硬币的平均概率,即数学计算得出的概率。

然而,随着抛硬币次数的不断增加——也就是样本容量的不断增加,当抵达到成千上万次的时候,硬币正反面的概率,就会不断趋向并最终抵达各自50%——这也就是实验概率,回归到了这个抛掷硬币事件,本身统计学上的平均概率。

由此可见,针对任何不确定性与随机性的结果,会有一个统计概率——其代表的是不确定与随机的确定性,即统计确定的可能分布。

那么,在统计事件中,概率表明的就是,事件确定结果的可能性。于是,我们可以说,概率就是一种宏观的统计效应,其表明了整体与群体的发展趋势。

但统计效应,显然不能代表局部与个体的必然结果。同理,局部与个体的结果,也不能代表整体与群体的规律,或是用来作为推翻统计效应的证明。

比如说,宇宙整体在熵增,局部在熵减,我们就不能因为人类在局部创造熵减,就认为人类在逆转宇宙整体的熵增,反而我们需要从人类是宇宙熵增的产物,这个整体视角去看待生命与智能的进化。

其原理就在于,局部的熵减,会在整体创造更多的熵增,于是整体的熵增就会驱使产生,善于创造局部熵减的产物,即生命与智能。并且,智能越高,就越善于制造局部熵减(消耗能量与信息),让整体更加的熵增,而这就是生命与智能的进化方向。

再比如,基因进化有一个整体的趋势——就是复制遗传,我们就不能用个体或是小范围内的个体,所表现出的“异常行为”——如丁克人群(Double Income No Kids),去否定基因进化整体复制遗传的趋势。(从基因进化角度揭秘:人类为什么会衰老?为什么无法永生?第二版)

事实上,概率与统计效应,是一个至关重要的,贯穿一切的概念与规律。因为微观世界充满了不确定性与随机性,但宏观世界却充满了统计效应,我们的世界充满了整体的统计趋势,但每一个人又都是独立的个体,充满了不确定性与随机性。

并且局部与整体、个体与群体之间,是一种递归嵌套的关系:更多更宏观即是整体与群体,更少更微观即是局部与个体;也就是说,局部与个体对更少更微观——就可以变成整体与群体,整体与群体对更多更宏观——就可以变成局部与个体。(宇宙的奥秘:递归、分形、循环)

可见一切都是相对的,一切都可以相互转化,而群体与个体、整体与局部,则贯穿了从宏观宇宙到微观粒子的一切——显然是概率连接了宏观与微观。

那么,从这个角度来看,概率所代表的统计效应,也就贯穿了一切事物,并且局部与个体是不确定的随机的,而整体与群体才有规律、趋势和意义。

世界观 / 随机性 / 预测 / 整体 / 概率

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