Während NKS mit viel Hype und viel Skepsis von Wissenschaftlern herauskam, sind die wissenschaftlichen Ideen dort nicht ganz trivial. Ich denke nur, dass sie nicht grundlegend für die Wissenschaft der Physik sind (zumindest nicht so, wie wir es bisher kennen), sondern grundlegend für die Wissenschaft der Biologie.

Die wichtigste Entdeckung, die Wolfram gemacht hat (obwohl mit Eine wichtige Verwirrung, die ich weiter unten erläutern werde und die einen äußerst bedeutenden Vorläufer in Conways Spiel des Lebens darstellt, ist, dass einfache eindimensionale zelluläre Automaten, deren Regeln zufällig ausgewählt werden, eine endliche, nicht so geringe Wahrscheinlichkeit haben ein voller Computer zu sein (in Wolframs System 2 der 128 Möglichkeiten). Der Beweis, dass das System, das er gefunden hat, Regel 110 in seiner Terminologie, tatsächlich ein vollständiger Computer ist, kam erst zwei Jahrzehnte später dank der Pionierarbeit von Cook (unter Wolfram). Aber es rechtfertigt seine Konzentration auf das System als zentral für die Wissenschaft, da zuvor oft implizit angenommen wurde, dass man Komplexität von Hand eingeben muss, um ein gewisses Maß an Komplexität zu erreichen. Dieses Ergebnis ist auch in Conways System vorhanden, aber Wolframs Arbeit ist etwas komplementär, da die Informationsflüsse in 1d-Systemen es schwieriger machen, sich vorzustellen, dass ein vollständiger Computer entsteht. Die Tatsache, dass dies sowieso der Fall ist (obwohl, wie Cooks Konstruktion zeigt, mit schrecklichen Laufzeiten aufgrund der Schwierigkeit, Informationen über große Entfernungen zu transportieren), überraschend und bemerkenswert ist.

Dies ist für die Physik nicht so wichtig, da jeder Versuch, die Physik mit zellulären Automaten zu modellieren, grob nicht lokal sein muss, um den Satz von Bell zu vermeiden. Dies ist heute angesichts der Gravitationsholographie nicht so unplausibel, aber Wolfram schlug vor, dass es eine direkte Entsprechung zwischen lokalen Elementarteilchenpfaden und Automatenstrukturen geben würde, und diese Ideen sind absolut unmöglich und wurden durch Bells Theorem ausgeschlossen, bevor er sie vorschlug . Dies bedeutet, dass das Kapitel seines Buches über Physik völlig falsch ist und möglicherweise ignoriert wird.

Aber diese Arbeit ist auf ganz andere Weise wichtig, sie ist die Grundlage der Biologie!

(BEARBEITEN: Chaitins neues Buch enthält einige kurze Kommentare zu NKS, die die wichtigsten biologischen Punkte unten wiedergeben. Ich beschimpfe Chaitin nicht, sein Buch datiert dies nach.)

Biologie und Religion

Der rätselhafteste Aspekt der Welt, in dem wir uns befinden, ist, dass wir von komplexen Computergeräten umgeben sind, die nicht von uns selbst entworfen wurden! Nämlich uns selbst, andere Menschen, Tiere, Pflanzen und Bakterien. Wie sind diese Rechenstrukturen entstanden, wenn wir ziemlich hart arbeiten müssen, um einen Computer herzustellen? Es scheint, dass es hier ein Rätsel gibt.

Das Rätsel wurde in der Vergangenheit gelöst, indem angenommen wurde, dass eine Art Magie das Leben auf die Erde bringt, eine übernatürliche Agentur. Diese Idee steht eindeutig im Widerspruch zu den Naturgesetzen, wie wir sie heute verstehen, aber es ist wichtig, die abergläubische Antwort im Auge zu behalten, da Elemente davon heilbar sind.

Die abergläubische Antwort ist, dass Gott in die Ursuppe gekommen ist und die Moleküle gemischt hat, um Leben zu machen. Der Gottesbegriff ist in religiösen Texten nicht klar definiert, wo Strenge nicht oberste Priorität hat. Aber ich werde versuchen, unten eine positivistische Definition zu geben. Ich finde, dass ich mit dieser positivistischen Definition, die nichts Übernatürliches erwähnt, die Gedanken religiöser Menschen übersetzen und verstehen kann, was sie sagen, wo es sich sonst nur wie das Schimpfen von Wahnmenschen anhört, die unter schweren Hirnschäden leiden

Um die Biologie sinnvoll zu diskutieren, muss man diesen religiösen Standpunkt meines Erachtens auf logisch positivistische Weise gründlich verstehen, da er in der Biologie in dem Maße wichtig ist, wie er in der Physik völlig unwichtig ist .

In einem komplexen System wie menschlichen sozialen Strukturen neigen wir dazu, Muster zu beobachten, die nicht nur auf die Handlungen einzelner Menschen zurückzuführen sind. Zum Beispiel scheint die protestantische Reformation innerhalb weniger Jahrzehnte im frühen 16. Jahrhundert, als die Kirchenreformer jahrhundertelang mit sehr geringem Erfolg aktiv waren und arbeiteten, auf einmal stattgefunden zu haben. Was hat es möglich gemacht? Es war nicht nur Luther und Calvin, sondern auch ein Netzwerk von Geschäftsleuten und Bankiers sowie enttäuschten Katholiken. Die Entdeckung Amerikas war in gewisser Weise wichtig, ebenso wie die Vertreibung von Juden aus England. Meiner Meinung nach war das wichtigste Edikt aus dem 14. Jahrhundert, das Wucher durch Katholiken verbot und die Bildung von Banken verhinderte. Aber es war eindeutig nicht eine Ursache, noch war es die Arbeit einer Person, die alleine arbeitete.

Wenn wir solch komplexe Phänomene sehen, ist es vernünftig, sie dem Wirken einer größeren Intelligenz als der Intelligenz eines Individuums zuzuschreiben, und dies ist die Intelligenz des Kollektivs. So wie eine Person eine Ansammlung von Neuronen ist, von denen keine für ihre Intelligenz verantwortlich ist, ist die Gesellschaft eine Ansammlung von Individuen, von denen keine für alles verantwortlich ist, was die Gesellschaft gemeinsam tut oder denkt. Das kollektive Muster ist in vielerlei Hinsicht schlauer als das Individuum - es enthält kollektive Erinnerungen in Traditionen und Konventionen, die das individuelle Handeln auf komplexe Weise beeinflussen.

Der Begriff Gottes (Kleinbuchstaben g, wie Zeus oder Mars) in alten Kulturen ist der Name, der den Wesenheiten gegeben wird, die aus kollektiven menschlichen Handlungen gebildet werden. Sie sind nebulös, aber wichtig, weil die Entscheidung, in den Krieg zu ziehen, nicht einer Person zugeschrieben werden kann, sondern einer Einheit, dem Kriegsgott, die aus vielen Individuen besteht, die zusammenarbeiten, um ein kohärentes Kollektiv zu bilden, das die Führung übernehmen wird Gesellschaft, um diesen Phasenübergang des Verhaltens zu machen, der in den Krieg zieht. Das Erkennen einer Vorstellung von einem Gott und das explizite Setzen von Menschen, die für diesen Gott arbeiten, macht sie auf die Tatsache aufmerksam, dass sie als Teile einer Maschine arbeiten, nicht nur als einzelne Akteure. Darüber hinaus kann es sie dazu inspirieren, ohne direkten Befehl eines Königs oder eines Priesters nur durch ihre eigene Selbstbeobachtung zu handeln, um das Ziel am besten zu erreichen.

Der Begriff Gott wurde irgendwo in Indien oder Indien verfeinert Iran in die Vorstellung von Gott (Großbuchstabe G), aus der die Brahma-Kulte und die abrahamitische Religion sowie der Zoroastianismus hervorgingen. Diese Vorstellung legt nahe, dass der Konflikt zwischen Göttern dem Konflikt zwischen Individuen ähnlich ist, die Götter auch Kollektive bilden und einige gewinnen und andere verlieren. Am Ende gibt es eine Vorstellung von einem höchsten Gott, dem Gott, der die Grenze des Kollektivs aller überlebenden Götter darstellt, definiert als unendlich hoch in der Hierarchie der Götter und fordern ethische Handlungen.

Diese einschränkende Vorstellung von Gott wurde von den alten Denkern als so wichtig angesehen, dass sie all ihre anderen Ideen im mittelalterlichen Zusammenbruch verschwinden ließen und beschlossen, nur diese im Mittelalter zu bewahren.

Aber in Zusätzlich zu den praktischen Vorstellungen von Führungsverhalten in Kollektiven schrieben die Alten Gott alle möglichen übernatürlichen Leistungen zu, einschließlich der Erschaffung des Universums und der Handgestaltung des Lebens. Diese Vorstellungen von Gott sind mit der Vorstellung als Meta-Eigenschaft eines komplexen Systems fehl am Platz und werden von modernen wissenschaftlichen Entdeckungen völlig widerlegt. Sie sind für die Religion überflüssig und schädlich für sie, weil sie die Menschen dazu bringen, Wunder und göttliche Eingriffe in einer Weise zu erwarten, die gegen die Naturgesetze verstößt, und solche Dinge passieren einfach nie.

Die Vorstellung von Gott, soweit Wie ich es verstehen konnte, ist es im Wesentlichen eine einschränkende rechnerische Konzeption - es ist die Grenze, wenn die Zeit bis zur Unendlichkeit des Verhaltens eines komplexen Systems vergeht, in dem sich die rechnerischen Einheiten zu immer größeren Einheiten verbinden und an Leistung zunehmen. Die Idee der Begrenzung legt nahe, dass es auf allen Ebenen eine Kohärenz zwischen den Einheiten geben wird, so dass sich beispielsweise in der unendlichen Frist alle Gesellschaften unter bestimmten Umständen auf die ethische Vorgehensweise einigen und sich darüber einig sind, wie ihre Volkswirtschaften zu organisieren und ihre zwischenmenschlichen Beziehungen zu strukturieren. Diese Vorhersagen sind angesichts der Divergenz im menschlichen Verhalten überraschend, und dennoch deutet die Geschichte darauf hin, dass eine solche Konvergenz langsam stattfindet.

Diese rechnerische Entscheidbarkeit in der sich entwickelnden Grenze hat ein direktes Gegenstück zu der Idee, dass mathematische Systeme, wenn sie durch Reflexion komplexer werden, alle arithmetischen Theoreme bestimmen. Dies ist kein Satz, sondern eine Beobachtung. Es wird angemerkt, dass, wenn wir den Turm der festgelegten theoretischen Reflexionsprinzipien hinaufsteigen, immer mehr arithmetische Theoreme aufgelöst werden und es keine prinzipielle Einschränkung gibt, die darauf hindeutet, dass die Theoreme nicht alle durch ausreichend starke Reflexion entschieden werden. Dies ist Paul Cohens "Glaubensartikel" in der mathematischen Praxis, und ich werde ihn vorbehaltlos akzeptieren.

Ferner sagt Ihnen der Glaubensartikel, dass wir bereits einen Namen für die mathematische Idee von Gott haben kann mit dem Konzept der Kirche Kleene Ordnungszahl identifiziert werden, der Grenze aller zählbaren berechenbaren Ordnungszahlen. Jedes berechenbare formale System kann sich dieser Ordnungszahl nur allmählich nähern, und diese Ordnungszahl ist unendlich reich. Wenn Sie eine Beschreibung dieser Ordnungszahl haben, haben Sie ein Reflexionsprinzip, das stark genug sein sollte, um alle Sätze der Arithmetik zu bestimmen und zu entscheiden, welche Konsequenzen ein axiomatisches System haben wird.

Da diese Ordnungszahl alle theologischen Eigenschaften hat, die religiöse Menschen Gott in Bezug auf die reine Mathematik zuschreiben, halte ich es für eine Art Häresie, anzunehmen, dass es größere Ordnungszahlen gibt. Insbesondere ist jede Vorstellung von der ersten unzähligen Ordnungszahl oder von unzugänglichen Ordnungszahlen nur dann von Bedeutung, wenn sie in ein gegebenes axiomatisches System eingefügt werden, und dann sollten sie in dem geeigneten zählbaren Modell zusammenbrechen, um kleiner als die Ordnungszahl der Kirche Kleene zu sein. Dies ist technisch nicht präzise, ​​aber es vermittelt die Hauptidee (es ist leicht, die Ordnungszahlen zu kollabieren, um sie abzählbar zu machen, aber es ist nicht so einfach, das Schema neu zu ordnen, um sie weniger als Church Kleene zu machen, aber dies liegt daran, dass innerhalb eines Deduktivs System, das satztheoretischer Natur ist, können Sie der Kleene-Ordnungszahl der Kirche einen Namen geben und diese Ordnungszahl plus 1 usw. definieren. Diese technischen Überlegungen sind für die philosophischen Ideen nicht so wichtig.

Also Die Interpretation, die ich für die religiöse Lehre nehmen werde, ist, dass Gott mit der Kleene-Ordnungszahl der Kirche identifiziert werden soll, keine höhere Ordnungszahl als tatsächlich höher interpretiert werden soll und Götter mit menschlichen Kollektiven identifiziert werden sollen, die zusammenarbeiten, um eine Einheit zu bilden, die größer ist als die Individuen . Das monotheistische Gesetz komplexer Systeme besagt, dass alle Götter im Laufe der Zeit zu dem von Gott repräsentierten Ideal konvergieren, während sie es in einem darwinistischen Kampf bekämpfen.

Automaten und Darwins Experiment

Wann Wenn Sie über zellulare Automaten verfügen, die universell berechnet werden können, gibt es ein seltsames Phänomen - Teile davon stehen immer in Konkurrenz zu sich selbst. Um dies zu erklären, muss man sich Darwins Experiment ansehen, das im Ursprung der Arten beschrieben ist.

Der größte Teil des Ursprungs ist theoretisch, aber Darwin hat ein wichtiges Experiment durchgeführt. Er nahm ein quadratisches Grundstück und entfernte vorsichtig alle sichtbaren Lebewesen vom Boden. Er entwurzelte alle Pflanzen, siebte, um Insekten zu entfernen, und ließ das Grundstück in Ruhe, um zu sehen, wie es neu besiedelt werden würde.

Was er beobachtete, war, dass die Pflanzenarten, die die Parzelle neu besiedelten, zuerst zu der schnell wachsenden instabilen Sorte gehörten, dass sich eine ganze Reihe von Unkräutern und Käfern über das neue Gebiet ausbreiteten. Dann, im Laufe der Zeit, übernahmen andere robustere Arten langsam das Unkraut, bis die Parzelle viele Monate später nicht mehr vom verbleibenden Land auf dem Grundstück zu unterscheiden war.

Der Zweck des Experiments bestand darin, festzustellen, ob Es gibt einen tatsächlichen Kampf um Ressourcen in der Natur. Darwin stellte die Hypothese auf, dass, wenn sich die Natur in ständigem Kampf befindet, verschiedene Elemente, die erfolgreicher sind, sich aber langsam replizieren, sich erst nach einiger Zeit gegen Elemente durchsetzen werden, die weniger robust sind, deren Strategie jedoch die schnelle Besiedlung von Neuland ist. Seine Beobachtungen stimmten mit der Idee überein, dass die Lebewesen in jedem Gebiet ständig um den Vorrang kämpfen und dass die Begrenzung die endlichen Ressourcen in einem bestimmten Grundstück sind.

Diese Idee kann beim Rechnen von Mobiltelefonen getestet werden Automaten. Durch Nullstellen eines quadratischen Patches in einem 2D-Zellularautomaten, der stabil aussieht, kann man sehen, ob die verbleibenden Daten den Raum auf einheitliche oder allmählich transformierende Weise besiedeln. Ich habe dieses Experiment mit 8-Bit-Zellularautomaten (256 Werte) mit zufälligen Regeln durchgeführt und festgestellt, dass in vielen Fällen, in denen es sich um komplexe Fälle handelt, die Besiedlung schrittweise erfolgt, ähnlich wie in Darwins Grundstück. Die Stufen sind kurzlebig und spiegeln möglicherweise die begrenzte Berechnung wider, die in einem kleinen Bereich mit 8-Bit-Werten möglich ist. Es wäre interessant, das Experiment mit beliebig großen ganzen Zahlen auf jeder Zelle zu wiederholen, was als komplexes Polymer angesehen werden kann, das Transformationen auf seinen Nachbarn katalysiert.

Aber die inhomogene Besiedlung legt nahe, dass Sie einmal eine haben Bei der Berechnung von zellularen Automaten besteht ein ständiger Wettbewerb zwischen Teilen der Automaten, die kollektive Berechnungen durchführen, um Ressourcen. Mit anderen Worten, Darwins Kampf hat begonnen.

Um diese Idee genauer zu machen, sollten Sie eine Zertifizierungsstelle in zwei Teile teilen, indem Sie eine Wand zwischen der linken und der rechten Hälfte platzieren und die Hälften nicht interagieren lassen. Wenn die CA wirklich rechnerisch und komplex ist, erreichen die beiden Hälften kein statistisches Gleichgewicht, sondern weisen auf beiden Seiten komplexe Strukturen auf, die im Laufe der Zeit zufällig neue Eigenschaften annehmen, wenn sich ihre Unterteile entwickeln.

If Wenn Sie jetzt die Wand entfernen, ist es unwahrscheinlich, dass die linke Hälfte mit der rechten Hälfte kompatible Eigenschaften aufweist. Sie können sich nicht mischen. In diesem Fall müssen die beiden Hälften um die Vorherrschaft kämpfen, und jede Hälfte, die gewinnt, legt der anderen Hälfte ihre Eigenschaften auf und füllt den gesamten Raum mit Zellen, die mit ihren Eigenschaften kompatibel sind. Diese Eigenschaften umfassen typische CA- "Tiere" oder Strukturen, die in ihren Beziehungen qualitativ ähnlich sind, bestimmte Konfigurationen, die nur in der Umgebung anderer Strukturen um sie herum stabil sind. Es ist schwierig, diese Eigenschaften aus einer laufenden Simulation zu extrahieren, da Sie a priori nicht wissen, wonach Sie suchen sollen, aber ich bin zuversichtlich, dass dies möglich ist.

Diese Art von Dingen impliziert dies ist ein kontinuierlicher Wettbewerb in einer Zertifizierungsstelle, der in dem Moment auftritt, in dem er zum ersten Mal ausgesät wird, und so lange andauert, wie er in Betrieb ist. In dieser Umgebung sind darwinistische Selektion und Evolution auch ohne explizite selbstreplizierende Struktur möglich. Jede Selbstreplikation weist qualitative Merkmale auf sehr hoher Ebene auf, keine Bitstrukturen auf niedriger Ebene.

Replikation und Evolution

Diese Sichtweise unterscheidet sich von der üblichsten Sichtweise in Bezug auf die Evolution (die nicht die ursprünglich von Darwin vorgeschlagene ist). Der übliche Gesichtspunkt ist die Evolution der modernen Synthese, die darauf hindeutet, dass die Evolution durch Kopieren von Bitketten in Molekülen mit Fehlern fortschreitet und dass das Ergebnis ist, dass schließlich optimierte Bitketten ausgewählt werden.

Dieser Standpunkt ist äußerst schlecht für die Modellierung der tatsächlichen biologischen Evolution. Erstens hat sich nichts, mit dem Sie vertraut sind, tatsächlich selbst repliziert. Menschen haben Sex, Bakterien teilen Gene und das Überkreuzen von nicht-genetischen Sequenzen ist kompliziert. Es ist nur ein einfaches Mischen von Genen.

Außerdem scheinen Mutationen durch schattige interne Mechanismen erzeugt zu werden, die von komplexer RNA gesteuert werden Netzwerke in Eizellen und in Hoden. Sie sind keine zufälligen Kopierfehler. Die Annahme, dass die biologische Welt durch einen Prozess des Kopierens mit Fehlern und der Auswahl erzeugt wird, ist so albern, wie das folgende Gleichnis nahe legt:

Vor vielen Jahren gab es nur ein Buch. Es war ein Kochbuch mit detaillierten Anweisungen zur Herstellung von Makkaroni und Käse. Das Buch wurde von Schriftgelehrten kopiert, die hier einen Fehler machten, dort eine ausgelassene Passage, und diese Bücher konkurrierten dann um Aufmerksamkeit. Einige Rezepte wurden durch die Fehler verbessert, andere wurden unlesbar. Schließlich wurden die Bücher länger, und bis heute wurden neue Passagen durch versehentliches Kopieren erstellt. Die Kongressbibliothek!

Diese Geschichte ist lächerlich. Aber es ist diese lächerliche Geschichte, die derzeit in den Biowissenschaften als Dogma verkauft wird.

Ich bin der Ansicht, dass jede realistische Evolutionstheorie Darwin näher sein muss als der modernen Synthese. Es muss berücksichtigt werden, dass der Mutationsprozess autorisiert ist und durch komplexe RNA-Bearbeitung von DNA-Sequenzen erfolgt. Es muss die Idee berücksichtigen, dass die sexuelle Selektion primär ist, so dass die Partnerauswahl die dominierende treibende Kraft der Evolution bei sexuellen Spezies ist. Es muss auch die Idee berücksichtigen, dass die Konkurrenz lange vor der Replikation beginnt und nichts weiter als eine Computer-CA erfordert.

Diese Position wird durch Computerexperimente zur selbstreplizierenden Evolution unterstützt. Um die natürliche Selektion zu testen, durften in den 1970er und 1980er Jahren kleine Codestücke repliziert und selbst modifiziert werden, um das Endergebnis zu ermitteln. Das Endergebnis war, dass sich die Programme selbst modifizierten, bis sie den kürzesten schnellsten Selbstreplikator fanden, der dann den Computerspeicher füllte.

Zu dieser Zeit wurde dies als positives Zeichen angesehen, die Programme hatten sich weiterentwickelt. Aber die offensichtliche Stase im Endzustand führt mich dazu, dies als Tod eines komplexen Systems zu betrachten. Es ist kein weiterer Fortschritt vom Endzustand aus möglich, ohne dass ein externer Agent die Dinge herumwirbelt. Das Ergebnis ist kein komplexes System, sondern ein System, das in einem stabilen Gleichgewicht parasitärer schneller Replikation gefangen ist. Weit davon entfernt, ein Modell des Lebens zu sein, ist es ein Modell eines sich selbst replizierenden Krebses, der die gesamte Evolution tötet.

CA-Eigenschaften: Wolframs ärgerlicher Fehler

Wolfram klassifizierte zelluläre Automaten in vier Typen:

1. homogener Endzustand
2. Einfache periodische Strukturen, möglicherweise getrennt, mit unterschiedlichen Perioden
3. Selbstähnliche ("chaotische") Strukturen
4. Komplexe Strukturen
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Typ 1 sind Automaten, die sterben. Diese haben nur einen einzigen stabilen Endpunkt, den Sie immer erreichen. Typ 2 hat unendlich viele Endpunkte, aber sie sind so einfach zu beschreiben wie eine klassische integrierbare Bewegung. Sie haben nur Zyklen bestimmter Typen. Um den Endpunkt anzugeben, geben Sie eine Liste aller Zyklen an und wo Sie sich befinden Dies gibt das Ergebnis der Ausführung der Zertifizierungsstelle unter einer bestimmten Anfangsbedingung an. Diese ersten beiden Arten von Automaten reproduzieren offensichtlich keinen Allzweckcomputer.

Typ 3 sind solche Automaten, die zu selbstähnlichen fraktalen Strukturen führen, wie die Sierpinski-Dichtung. Diese sind komplexer, so dass der Endzustand eine tatsächliche Berechnung erfordert, um spezifiziert zu werden, und Wolfram identifiziert diese mit klassischen chaotischen Bewegungen. Ich denke, diese Identifikation ist falsch, aber das ist es.

Der Typ 4 sind die komplexen Automaten, bei denen Sie sie tatsächlich vollständig ausführen müssen, um herauszufinden, was sie tun. Die endgültige Kategorie gefällt mir nicht, daher werde ich jetzt meine persönliche Klassifizierung angeben.

1. homogener Endzustand
2. einfache periodische Endzustände, möglicherweise getrennt durch verschiedene Perioden
3. Selbstähnliche oder statistisch selbstähnliche fraktale Strukturen
4. Zufallsautomaten, chaotisch stabiler Endpunkt, stat. mech.
5. Komplexe Automaten, Biologie.
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Die Klasse 3 wird leicht erweitert und die Klasse 4 wird in zwei Teile geteilt. Es gibt zufällige Automaten, die eine zufällige Sammlung von Werten erzeugen, die ergodisch durch den zulässigen Wertebereich wandern, und Klasse 5, jene Automaten, die ein wirklich komplexes Verhalten erzeugen, mit der Möglichkeit, einen Computer mit einer Karte von angemessener Komplexität darauf abzubilden , die tatsächlich durch ein endliches Verfahren beschrieben werden kann.

Da Wolfram nicht zwischen 4 und 5 unterscheidet, fasst er rein zufällige Automaten zusammen und thermisiert sich zu einem chaotischen Gleichgewicht vom Boltzmann-Typ wie Automaten 25 zusammen mit wirklich komplexen Automaten wie 110. Die Unterscheidung zwischen Die beiden sind alle wichtig, aber vielleicht weigert sich Wolfram, es zu tun, weil er nicht in der Lage ist, zuzugeben, dass seine früheste Klassifizierung unvollständig war.

Ich werde diese Unterscheidung treffen. Typ 4-Automaten sind die Analoga chaotischer klassischer Systeme, die ihre Informationen zu einem seltsamen Attraktor randomisieren, der durch die zulässigen Werte von Standortklumpen und eine Wahrscheinlichkeitsverteilung auf diesen definiert wird. Sobald Sie wissen, welche zulässigen Klumpen mit welcher Wahrscheinlichkeit auftreten, können Sie mit einem Zufallszahlengenerator eine typische Ausgabe ohne jegliche Arbeit generieren. Es wird nicht die tatsächliche Ausgabe sein, da dies deterministisch ist, aber es wird in jeder Hinsicht nicht von der tatsächlichen Ausgabe zu unterscheiden sein.

Automaten vom Typ 4 sind genauso biologisch, genauso tot wie Typen 1-3. CA 25 lebt nicht. Ich bin zu 100% sicher, dass ich Wolfram nicht falsch interpretiere, da ich ihn auf einem Seminar persönlich persönlich gefragt habe, ob er glaubt, dass es eine Karte zwischen CA 25 und einem Computer gibt. Er antwortete, dass er glaubt, dass es das gibt, aber dass es außerordentlich kompliziert ist und zufällig aussieht. Ich bin sicher, dass es nicht existiert.

Typ 5-Automaten werden durch 110 veranschaulicht. Dies sind diejenigen, die vorhersagbare Strukturen mit nicht randomisierendem Verhalten aufweisen. Diese können verwendet werden, um die vollständige Turing-Berechnung zu codieren. Dass dies nicht Maß 0 ist, ist eine wichtige Entdeckung - es gibt eine Erklärung für den Ursprung des Lebens.

Die Existenz der typischen Berechnung von Zertifizierungsstellen bedeutet, dass Leben auf natürliche Weise entstehen kann, sobald ein System gespeichert werden kann Große Informationsmengen haben spontan Wechselwirkungen, die einen Computer bilden können. Dies passiert mit 110, aber es sollte auch mit zufälligen Proteinen in einer vorbiotischen Suppe passieren, denn hier sind wir!

Die Entwicklung des Lebens ist, wie ich glaube, für die meisten frühen Stadien rein molekular. Die Proteine ​​konkurrieren und entwickeln sich und bilden eine präzisere Klasse, die überleben kann, die schließlich (unter anderem) die Bildung von Nukleinsäuren katalysiert und lernt, Daten für das spätere Abrufen in Nukleinsäuren zu speichern. Die Nukleinsäure-Protein-Komplexe berechnen dann mehr und lernen, Daten zur dauerhaften Speicherung in DNA zu speichern (da DNA viel stabiler ist). Schließlich verpacken sie all dies in Zellen, und Sie haben ein modernes Leben.

Dies ist eine einfache Geschichte, aber sie ist wichtig, da sie zu keinem Zeitpunkt eine sich selbst replizierende molekulare Einheit postuliert. Solche Entitäten sind giftig für die Entstehung des Lebens (wie die Computerexperimente zeigen), und es ist gut, dass sie nicht existieren, sonst könnte das Leben nicht entstehen.

Wolframs soziologische Agenda

Es gibt einen anderen Grund für Wolframs mangelnden Erfolg bei der Durchdringung der wissenschaftlichen Welt, der nichts mit der Qualität seiner Ideen zu tun hat (die wirklich nicht so schlecht sind). Wolfram traf die bewusste Entscheidung, seine Wissenschaft mit privatem Geld fortzusetzen, das er durch die Produktion der Closed-Source-Software Mathematica für den Verkauf an Universitäten sammelte. Auf diese Weise produzierte er ein Modell für die wissenschaftliche Forschung, das aus privatem Kapital und nicht aus Staatsgeldern finanziert wurde. Weil Mathematica so erfolgreich ist, sahen viele seine Arbeit als Modell für eine neue Art kapitalistischer Wissenschaft.

Diese Idee war im pro-kapitalistischen Klima der 1980er Jahre sehr aktuell, in dem staatlich geförderte und finanzierte Dinge aufgrund der vom modernen Staat auferlegten Einschränkungen der individuellen Freiheit abgelehnt wurden. Die Sowjetunion war das extreme Beispiel, da die gesamte Wissenschaft von staatlichen Entscheidungen getrieben wurde, die bestimmte Bereiche wie die Genetik aufgrund der ideologischen Position der Regierung erstickten. In den USA wurde die Wissenschaft in den 1950er Jahren von der Regierung übernommen und zu einer großen Wissenschaft gemacht, explizit um mit den Sowjets zu konkurrieren, und viele Menschen fühlten sich durch das große Geld, das große Wissenschaftssystem, das vielversprechende Forschung ausschloss, behindert Wege aus der Überlegung.

Der Mangel an Freiheit im staatlichen System veranlasste viele Einzelpersonen, sich dagegen zu stellen, und eine der Zutaten in diesem Kampf war die private Finanzierung. Dies war offensichtlich nur außerhalb kommunistisch kontrollierter Regionen möglich. Wolfram traf politisch die Entscheidung, eine private Finanzierung für seine Forschung zu verfolgen.

Das Ergebnis spiegelt alles Gute und alles Schlechte an privat finanzierter Wissenschaft wider. Es ist gut, weil es dem Einzelnen eine Idee gibt Verfolge es auf unbestimmte Zeit, und keine Kritik von außen kann die Arbeit stoppen oder töten. Sie können sich selbst veröffentlichen, ohne sich Sorgen machen zu müssen, dass Peer Review ihre Ideen ablehnt, bevor sie Zeit zum Keimen haben.

Es ist auf verschiedene andere Arten schlecht, die im Mittelpunkt der akademischen Kritik standen

• Bei der Selbstfinanzierung muss der Einzelne große Mengen an Wohlstand ansammeln, was zu Sykophantismus in seiner Umgebung führt, der ihn daran hindert, überzeugende Kritik zu hören, sodass Fehler nicht korrigiert werden.
• In privaten Unternehmen werden keine Quellen angegeben. Man macht den Eindruck, dass man alles selbst gemacht hat. Dies ist nicht vereinbar mit akademischen Konventionen für Zitate und der Achtung der Geschichte eines Feldes. Während Steve Jobs wohl die Arbeit seiner Mitarbeiter anerkennen kann, ist es für Wolfram schwierig, die Anerkennung für Cooks Arbeit zu rechtfertigen, selbst wenn er sein Gehalt bezahlt hat.
• Der Citizen Kane-Effekt: isolierend und ätzend Macht des Geldes führt leicht zu Größenwahn und Isolation, was dazu führt, dass man die Ideen anderer ablehnt. Dies zeigt sich leider in Wolframs freudiger Ablehnung der außerordentlich wichtigen Arbeit von Post, Friedberg und Munchnik über Turing-Grade unterhalb des Halteproblems. Er behauptet, dass alle natürlichen Zertifizierungsstellen entweder dem Stopp-Problem entsprechen oder zufällig oder trivial sind. Dies ist das Prinzip der "rechnerischen Äquivalenz". Dies ist jedoch eine nicht triviale Aussage und erfordert mehr Beweise als in NKS dargestellt.

Die Probleme der privaten Forschung ergänzen die Probleme der öffentlichen Forschung vollständig, und es gibt keinen Grund dafür entlassen Sie das eine ganz zugunsten des anderen. Aber NKS zeigt diese Fehler in Pik, und dies ist besonders für relativ schlecht bezahlte öffentliche Forscher von großer Bedeutung, die ebenso hart an ihren Ideen gearbeitet haben, wenn nicht sogar härter, ohne das Megaphon des Geldes, um sie der Welt zu schreien. P. >

Ich denke, das Neueste in NKS ist das Finanzierungsmodell - die Idee, dass man privat und unabhängig forschen kann. Vielleicht ist dies das Modell der Zukunft, aber angesichts des relativen Erfolgs der öffentlich finanzierten Wissenschaft im Vergleich zur privaten Wissenschaft bin ich selbst im extremsten repressiven Fall der Sowjetunion nicht optimistisch, dass dies der beste Weg ist. Es ist wahrscheinlich, dass man sich auf unbestimmte Zeit mit den Belästigungen und suboptimalen Merkmalen der öffentlichen Finanzierung auseinandersetzen muss.

Vielleicht kann mit einer geeigneten Internetstruktur wie Stackexchange ein Teil der Zensur und des Gruppendenkens der öffentlichen Wissenschaft gemildert werden.

Wolframs frühe Arbeit an zellularen Automaten (CAs) war in einigen didaktischen Punkten nützlich. Die von Wolfram definierten 1D-CAs können als minimalistische Modelle für Systeme mit vielen Freiheitsgraden und einer thermodynamischen Grenze angesehen werden. Insofern basieren diese CAs auf einer Mischung aus diskreter lokaler Dynamik und deterministischem Chaos.

Abgesehen von diesen didaktischen Errungenschaften hat Wolframs Arbeit an CAs zu nichts Greifbarem geführt. Diese Aussage kann auf eine viel breitere Gruppe von Zertifizierungsstellen ausgedehnt werden und gilt sogar für Gittergasautomaten (LGAs), dedizierte Zertifizierungsstellen für hydrodynamische Simulationen. LGAs haben ihr ursprüngliches Versprechen, eine Methode zur Simulation von Turbulenzen bereitzustellen, nie erfüllt. Ein abgeleitetes System (Lattice Boltzmann - keine CA) hat einige Anwendungen in der Strömungssimulation.

Vor diesem Hintergrund wurde NKS mit viel Fanfare veröffentlicht. Es überrascht nicht, dass die Akzeptanz in der wissenschaftlichen Gemeinschaft negativ war. Das Buch enthält keine neuen Ergebnisse (das Ergebnis, dass die 'Regel 110 CA' vollständig ist, wurde Jahre zuvor von Wolframs Forschungsassistent Matthew Cook bewiesen) und hat keine Auswirkungen auf andere Bereiche der Physik. Ich habe kürzlich einen Stapel NKS-Exemplare zum Verkauf für weniger als 10 US-Dollar in meinem örtlichen Buchladen zum halben Preis gesehen.

Kurz nachdem NKS herauskam, schrieb ich eine Rezension, in der ich zu erklären versuchte, warum die Antwort auf Ihre ausgezeichnete Frage Ja lautet. Ein deterministisches Modell wie das von Wolfram kann die Verstöße gegen die Bell-Ungleichung aus fundamentalen Gründen unmöglich reproduzieren, ohne gegen Wolframs eigene Regel der "kausalen Invarianz" zu verstoßen (was im Grunde bedeutet, dass die Entwicklung einer Zertifizierungsstelle nicht von der Reihenfolge abhängen sollte, in der Aktualisierungen durchgeführt werden angewendet auf räumlich entfernte Regionen). Selbst mit einigen "Langstrecken-Threads" im zellularen Automaten (die Wolfram ausdrücklich zulässt, nachdem er das Bell-Problem bemerkt hat) können Sie immer noch keine kausale Invarianz erhalten, es sei denn, die tatsächlichen Zustände des Automaten sind probabilistisch oder quantenmäßig. Eine eng verwandte Beobachtung wurde später von John Conway und Simon Kochen als "The Free-Will Theorem" bezeichnet.

Die meisten dieser Automatenmodelle sind im gleichen Sinne deterministisch wie Pseudozufallszahlengeneratoren. Beispielsweise erzeugen in den Gittergasmodellen die deterministischen Regeln Rauschen und Schwankungen im großen Maßstab gemäß den Navier-Stokes-Gleichungen (einschließlich Turbulenzen, obwohl dies aufgrund der großen Gitterabmessungen, die zur Verringerung der Gitterviskosität erforderlich sind, rechnerisch unpraktisch ist). Das Gittergasspiel wandelte sich Ende der achtziger Jahre von verrauschten diskreten Partikelautomaten zu auf einer glatten Verteilung basierenden Gitter-Boltzmann-Automaten mit mesoskopischem Maßstab (siehe Guy R. McNamara und Gianluigi Zanetti, Verwendung der Boltzmann-Gleichung zur Simulation von Gittergasautomaten), Phys. Rev. Lett. 61, 2332–2335 (1988)), dort finden Sie heutzutage die wichtigsten Fortschritte.

Murray Gell-Mann hat eine interessante Sicht auf Bells Theorem, die sich direkt auf Stephen Wolframs These zur Modellierung physikalischer Gesetze mit zellulären Automaten in seinem Band bezieht: "Eine neue Art von Wissenschaft", eine Analyse, deren Fertigstellung über 20 Jahre dauerte .

Laut Murray beinhalten elegante Modelle der Physik grundlegende Gesetze zusätzlich zu den Ergebnissen zufälliger Zufallsergebnisse einer Reihe von Dingen, die im quantenmechanischen Sinne nicht deterministisch sind (er bezieht sich auf physikalische Konstanten ). In der Tat ist es schwer vorstellbar, dass Wolframs zelluläre Automaten in irgendeiner Größenordnung die Grundlagen einer Theorie wie der Quantenchromodynamik bestimmen, die bei jedem Schritt fein abgestimmt und / oder renormiert wurde, um sicherzustellen, dass die Theorie so nah wie möglich an der Natur funktioniert . Es ist, gelinde gesagt, zweifelhaft, dass zellulare Automaten in der Lage wären, sogar einen Teil dieses iterativen Prozesses auf eine Weise zu reproduzieren, die alles andere als völlig nutzlose Simulationen ohne Beziehung zu dem, was in der natürlichen Welt geschieht, ausgeben würde. P. >

Eine Sache, die Stephen in NKS vorausgesagt hat und die anscheinend in großem Umfang geschieht, ist die Idee, dass die Wissenschaft zunehmend von Big Computing abhängig ist, um Ergebnisse zu erzielen, die unser Wissen über das Universum erweitern. Der LHC in Genf ist ein typisches Beispiel.