35、物质之外（1/1）

科学的逻辑35、物质之外：准备有声小说在线收听

世界是物质组成的，然而还有一些概念独立于物质而存在，尽管它们可能会依附于物质的某个或某些性质，但是这些独立的概念并不依赖于具体的物质，它们是物质这一表象之下的新的东西，同物质一样真实，一样重要，因此我们有必要认识它们，理解它们，或许在某些时候，这些新概念比物质本身更为重要和基础。

第一个概念就是信息。信息是物质的一种组合模式，或者说对应物质的某种排列组合方式，虽然信息离不开物质，需要用物质作为载体，但是它不依附于任何具体的物质，因此有某种内在的独立性。一篇写在纸上的文章和同样一篇出现在电子书中的文章从信息的角度看是一样的，它们遵从相同的组合方式。信息一般有两种呈现方式，第一种是离散状态的符号，包括文字、字母、数字等。通过它们的排列组合方式，可以组成文章、诗词或者硬盘里的二进制数。第二种是连续状态的形状，这是一种不同于符号的表达方式，相对于符号语言的抽象，形状语言更直观清晰，例如一幅画、一段音乐、一种味道等。信息的组合方式一般都远远超出承载它的物体的数量，例如有n个可以分辨的硬币，它的正反两种状态就可以用来描述信息，这样就可以有2的n次方种不同的组合方式，如果通过某种一一对应的准则与某个集合中的元素相匹配，就可以表达2的n次方种不同的概念。如果有两个宏观物体，它们各自具有的可以分辨的组合方式数量分别是m和n，那么按照乘法原理的准则，这两个物体组成的整体组合数量为m×n。因此，宏观物体可以具有的状态是天文数字级别的，每一种状态都可以对应某个集合中的某个元素，故可以表达某样信息。为了避免处理天文数字，也为了找到某个状态函数让它既可以表达信息组合方式的数量，又可以让它随着物体规模的增大线性增长，而不是指数增长，一般可以对组合数量取对数，这样就可以方便的量度信息了，同时我们看到，在我们周围的环境中，可能隐藏着数量极其庞大的信息量，只是我们或许还没有看懂它们，而只是把它们当成了噪声。

第二个概念是规律。规律是支配事物演化发展的内在准则，当我们了解了某样事物的演化规律，才能够比较准确的预测事物发展的未来状况。被好奇心驱动着的我们，总是想知道未来有什么，我们能够在多大程度上对未来进行预测。自然科学的发展历程给了我们强大的信心，当我们发现了诸如牛顿定律、麦克斯韦方程等美妙的自然规律时，对大量的自然现象进行预测变得容易了许多。然而一旦将预测自然现象转变到预测人的行为时，我们仿佛陷入了沼泽之中，变得笨拙而愚蠢。对人的行为进行预测的难度目前看来超出了我们的想象，寻找人的行为规律所发展出来的一系列经济学或博弈论方法，远不如对自然现象的探究来的细致精密。组成人的原子与组成物质的原子没有什么区别，但是我们似乎还没有找到支配人行为的基础规律。这样我们有了一个粗糙的印象，物的运动是相对简单的，人的行为是复杂的。而这两者不可能是相互独立的，一定会存在某种相互作用和相互影响。既然理解人如此困难，或许我们可以退而求其次，先暂时把人和物的相互作用搞的清楚一些。在这方面，倒是有个引人注目的突破，观察者测量过程中的波包坍缩。当观察者观测物质时，物质坍缩到某个定态，对实验之外的另一个观察者来说，第一个观察者处在了叠加态，但是第一个观察者并不这样认为，他只会依据一定的概率从互斥的叠加态中随机选择一个定态，或者说，他在叠加态的两端各有一个投影。在这里我们至少发现了一个关于人的规律，面对同一个事物，不同的人有不同的观点，而他们都可能是对的。

第三个概念是算法。算法是计算机科学的核心概念，是一种独立于任何编程语言的东西，确切的说，它是一种解决问题的步骤。当我们在头脑中构造出一个算法时，可以用多种不同的编程语言来执行。算法这样的概念不仅仅是计算机领域独有的东西。计算机实际上是一种图灵机，也就是一种计算模型。那么现实中除了计算机之外还有其他的图灵机吗？答案是有的，不信你可以去照照镜子。我们每个人解决问题时所用的方法其实都可以称之为一种算法，从蹒跚学步到驾驶汽车，从阅读书籍到创作文章，都可以称之为一种算法。而不断寻找更好的算法，用更少的时间，消耗更少的资源来实现某个目标，解决某样问题，更像是经济学的一个问题。从计算机的发展历程来看，如今的算法越来越强大，可以处理的数据种类也越来越多，不仅仅是普通的数字，还有文字、音乐、图像、视频都可以按照一定的算法规则进行处理，计算机内部超快的运算速度克服了图灵机的低效，也比人脑神经冲动只有每秒十几米的传递速度快的多。伴随着人工智能的兴起，计算机越来越像人，发展速度也越来越快。或许在不久的将来，人与计算机竞争的焦点会是谁能够最先创造出更加高效完美的算法。

除此之外还有许多相对独立的重要概念。比如逻辑，不同的学说拥有不同的逻辑基础，因此，在面临冲突和选择时，他们会表现不同的行为。又比如集合，只有确定了我们需要讨论的对象，也就是一个集合时，我们才能够应用包括数学在内的各类分析工具，深入理解它的本质。相信伴随着各类学科的深度发展，会发现更多游离于物质之外的重要概念。