Десять нового вида науки


Десять лет назад появилась книга, обещавшая изменить то, как мы занимаемся наукой, и поставить вычисления на передний план в поисках великой единой теории всего.

В то время событие было большим – настолько большим, насколько может быть заявленный прорыв в науке. Стивен Вольфрам начинал как физик-теоретик, получив докторскую степень в Калифорнийском технологическом институте, когда ему было всего 20 лет, затем он заинтересовался вычислениями и основал Mathematica – компанию, которая сегодня предлагает нам поисковую систему Wolfram Alpha и, конечно же, Mathematica – программу, которая берет на себя тяжелая работа по математике.

«Великим открытием» Вольфрама была классификация одномерных клеточных автоматов. Это была хорошая работа, но с тех пор эти ранние идеи были преобразованы в общие принципы Вселенной. Вместо того, чтобы идти по обычным каналам, результат многолетних исследований был объединен в одну большую книгу под названием A New Kind of Science (NKS). Вы также можете прочитать NKS онлайн на сайте NKS Online.

Это было выпущено в мир десять лет назад, и недавно Вольфрам вспоминал прошлое, оценивая настоящее и предсказывая будущее в серии сообщений в блогах.

Идеи, выраженные в NKS, в широком смысле, касаются того, как кажущиеся простыми правила могут привести к явно сложному поведению. Иногда такое поведение выглядит организованным, а иногда – псевдослучайным, но главное наблюдение состоит в том, что кажется, что выходит гораздо больше, чем входит. Это захватывающий материал, потому что он предполагает, что за каждым сложным явлением может стоять простое правило – если только мы знали, где искать и на каком подходящем языке сформулировать это правило.

Сама книга вызвала много критики, и в недавних сообщениях в блогах уходит много времени, объясняющего, почему книга приняла ту форму, в которой она была, и почему она не соответствует обычной академической форме.

Помимо того, что «простые алгоритмы создают сложное поведение», трудно извлечь какие-либо великие идеи или принципы из NKS. Одним из наиболее часто цитируемых является «принцип вычислительной эквивалентности», который очень сложно сформулировать кратко. В MathWorld от Wolfram это сказано так:

Почти все процессы, которые не очевидно просты, можно рассматривать как вычисления эквивалентной сложности.

Или, другими словами, я уверен, что Вольфрам сказал бы, что это слишком просто,

любое достаточно сложное вычислительное устройство является универсальной машиной Тьюринга.

Это не особенно важно, поскольку требования к универсальным вычислениям не такие высокие.

Несмотря на аргументы, выдвинутые в недавних записях в блоге, вы должны сделать вывод, что NKS – это книга, заставляющая задуматься, но не более того. Он полон примеров, которые порадуют, и нет другого слова для этого, любой компьютерный ученый. Однако многие идеи существуют дольше, чем книга, и Вольфрам, как он рад признать, не изобрел клеточные автоматы и, конечно же, не был первым, кто их изучал. Может показаться сюрпризом узнать, что одним из первых пионеров был Э. Ф. Кодд, который позже изобрел идеи, положившие начало SQL, см. Кодд и его правила.

Недавняя оценка NKS в блоге Вольфрама показывает, что, по его мнению, все это событие было «сдвигом парадигмы». Когда вы отступите, вы должны сделать вывод, что NKS – это скорее то же самое, а не революция. Он следует линии работ Тьюринга по биологии, Тьюринга и Черча по вычислимости и, прежде всего, по теории алгоритмической информации, впервые предложенным Чейтиным и другими.

NKS удалось внедрить этот стиль мышления в такие области, как биология, генетика и даже химия, и в этом он оказался успешным. Я подозреваю, что предметом, который, как я подозреваю, необходимо затронуть, чтобы произошла настоящая революция, была физика, и это мало что говорит о том, что это произойдет. Еще через десять лет НКС, вероятно, будет выглядеть еще более странным предприятием, чем сегодня.

Чтобы отпраздновать десятилетний юбилей, Wolfram Alpha теперь показывает один из паттернов клеточных автоматов, которые занимают центральное место в книге, вместо обычной круговой анимации точек.

Хотя это и сделано не для юбилея, вы можете посмотреть следующее видео, в котором Вольфрам описывает некоторые из своих ранних работ и свои надежды на Alpha:

Если вы хотите узнать больше о NKS и вычислениях в целом, см. Вселенную как компьютер.


Добавить комментарий