O我最喜欢阿尔伯特·爱因斯坦的一句话，他说，关于宇宙，最不可理解的事情是它是可以理解的。(实际上，他在1936年的著作《物理与现实》(Physics and Reality)中说得更冗长，还偏离了伊曼努尔·康德(Immanuel Kant)和“可理解性”的含义，但他确实写道:“……世界的永恒奥秘在于它的可理解性。”)事实上，这句话有点言过其实。更神秘的是，宇宙实际上是能够自我理解的。
从近140亿年前当所有物质和能量存在于一个精巧的制服和无聊状态,宇宙已经进化到复杂的结构在至少包含一个小点在我们的太阳能系统获得神秘之类的机构和意识,迫使他们尝试解码现实。在这样做的同时，他们(也就是我们)也产生了他们放在“数据体”中的对现实的解释版本。
所谓数据组，我指的是我们产生、利用和传播的所有数据(以及其中包含的信息)，但它们不在我们的DNA中编码。数据组包括洞穴绘画到书籍，闪存驱动器到云服务器，以及所有为这些东西服务的结构。我们与这个数据体存在着一种不稳定的共生关系，它的利益可能并不总是与我们一致，尽管它为我们携带的信息对我们的进化成功至关重要。这包括我们创造的描述现实体验的信息。
关于行星、恒星和星系如何运行和演化的每一个物理方程或每一个计算机模拟，都是一个由宇宙诠释宇宙的奇特印记，是通过将原子重新排列成一个数据体而构建到宇宙中的。但还有一个更深层次的观点:这一切真的是不可避免的吗?在创造数据体或做我们所做的事情上，我们曾经有过选择吗?宇宙中任何一个有自我意识的实体也有选择吗?
在2013年发表的一篇近70页的文章中，文章生动活泼，思想密集，标题为“量子图灵机里的幽灵这位理论计算机科学家说斯科特Aaronson深入寻找支持和反对这种自由意志的论据。它是如此有趣，我想花一些时间在这里。他指出，我们许多人将随机的不可预测性与自由意志混为一谈。例如，我可以感觉到我在发挥自由意志，如果我，嗯，我不知道，自发地在这里写下“海绵”这个词。这看起来完全是随机的。
Aaronson认为，这可能是不对的，因为我们所谓的随机性实际上遵循了定义明确的概率统计规则，从这个意义上说，它永远都不是“自由的”。它的不可预测性是可以预测的。相比之下，有一类不可预测的现象是无法用随机概率衡量的;它们有另一种形式的不可预测性。这是由一个叫做奈特不确定性在20世纪20年代研究这些观点的经济学家弗兰克·奈特之后。用现代的白话来说，这很像作家和数学思想家纳西姆·塔勒布(Nassim Taleb)巧妙推广的“黑天鹅事件”观点。黑天鹅事件是极其罕见的事件，它对世界产生了巨大的影响，并在事后发明了解释。但如果事件或行为无法用概率客观量化，那就可能属于骑士不确定性的范畴。
不存在整洁的概率解决方案。人们永远不会知道为什么鸡要过马路。
下面是一个基于Aaronson解释的例子:假设一个计算机程序在其操作中生成随机数。也许它正在为它的屏幕保护程序挑选随机的混合颜色。但是如果它选择了数字669988，那么它的代码中就会有一个错误，导致它崩溃。最初的程序员知道这一点，但由于669988只是这个六位数的一百万种可能性中的一种，他们决定这些概率是可以接受的。
但是，如果代码要求人类提供一个随机的六位数呢?程序员不可能知道669988被输入的可能性有多大。它可能是一个人的幸运数字，也可能是一些奇怪的人类倾向于这些数字。它不是可预测的不可预测，而是简单的不可预测，而且不能用简单的数学概率来描述。相反，它反映了一个人的自由意志。
但是，如果你是一位物理学家(或一位正统的哲学家)，你可能会为此发起一场斗争。你会说，那是因为，一个人在任何时候所做的事情，最终都是一个非常长、非常复杂的事件链的结果。这些事件中的每一个都可以分解为原子、电子、光子的相互作用和发生的情况，以及即使是概率性的定律，也仍然可以描述任何时候的所有选项;它们都是可预见的不可预测的。这包括量子不确定性。当然，我们总是可以解释一个人的行为，或任何其他事情，只要简单地沿着这一系列随机的事情走得足够远。在这种情况下没有真正的自由意志;在现实的基础上没有真正的骑士式的不确定性。
阿伦森认为，如果宇宙最早期的(量子)状态具有骑士学派的不确定性，那么事情就更有趣了。新宇宙的精确状态不需要由随机的统计规则来决定。它可能就像前面的例子一样不可思议，有人倔强地猜测代码崩溃的数字。在这种情况下，描述这种状态的信息——以及随后宇宙将呈现的所有状态，包括它的所有原子、我们和任何外星人——可以被认为(用阿伦森的术语来说)是由“自由比特”组成的。免费比特币就像是宇宙选择的最后一句话。
这些免费比特币也必须是量子的。这意味着它们也是“量子位元”——普通的1和0位元的版本，适用于表现出量子行为的物体和系统。它们是模糊的、不确定的东西，直到被召唤并被聚焦。这是一个我要避免处理的复杂问题，因为它真的会让我们头疼。幸运的是，我们不需要知道所有这些细节，就可以了解免费比特币的发展方向。
值得注意的是，这些免费的比特币可以在整个宇宙的历史中一直存在。或者，换个角度:假设你想追溯导致某个特定事件的事件链——物理实验中有趣的事情，或者一只鸡过马路。有些事件会有连锁反应一路回来敬原始的免费比特币。因为那些自由的人服从骑士的不确定性，这意味着对于你为什么会看到你所看到的，没有最终的答案，没有整洁的最终的，概率的解决方案。人们永远也不会知道为什么鸡要过马路。
随机性遵循定义明确的概率统计规则，从这个意义上说，它从来都不是“自由的”。
这或许也适用于人类的大脑和思维结构。如果我们能解开无数无数亿的分子和原子的交互和链接事件在一个大脑,和ever-so-subtle推动量子不确定性,我们可能会发现,一切都回到最初的款,从而恢复某种形式的自由意志。我不是在暗示任何愚蠢而神秘的量子大脑之间的联系;这都是物理学(好吧，所有与哲学接壤的物理学)。但很有可能你下意识地决定把一只毫无防备的鸡放在路边，这是真正的骑士精神，它的血统可以一直追溯到宇宙大爆炸。
然而，这也意味着宇宙中任何事情发生的方式都是有限的，历史可以展开的方式也是有限的。这就像从一个大陆海岸线到另一个大陆海岸线的越野公路旅行:你只有那么多地方可以出发，而每一个地方都会影响你最终的目的地。宇宙在产生新信息的能力上真的是开放的吗?也许不完全。
如果你读到这里，你可能会想知道我们谈论的是多少免费信息。毕竟，可知的宇宙很大，但肯定是有限的。自大约138亿年前的宇宙大爆炸以来，我们只能观测到光线到达我们的宇宙领域。这有点棘手，但我们实际上可以估计出可观测宇宙中任何类型的比特(不仅仅是自由比特)的最大数量，大约为10的122次方(或10)122)．这意味着这是有趣的东西的数量的极限发生在宇宙中。没有重来，没有额外的，就这样。
但这也意味着，随着时间的推移，免费比特币和比特币正在被“用完”。事实上，它们必须是事件发生的条件。这又回到了经典物理学的概念，热力学和熵定律，以及蓝道限制清除比特所需的能量。储存和获取信息意味着使用能源。但如果你使用能量，你就必须维持或增加宇宙的熵(一般来说)。如果现实中只有有限数量的位，即使是一个巨大的数字，比如10122，最终宇宙会用尽办法来改变它的熵和它的比特。
在这一点上，这个故事与遥远的宇宙未来联系在一起，在那里一切都处于热平衡状态:宇宙中任何地方的温度都是相同的。没有冷热点，没有能量从温暖的物体流向寒冷的物体的途径。没有更多的比特可以翻转，宇宙就像一个温热的浴缸，满是遗憾。(虽然遗憾意味着信息，在这个后期阶段没有办法获取信息)。
这是对已经存在和即将到来的世界的有效描述吗?我们不知道，尽管我们的最佳猜测是，不断膨胀的宇宙最终会在热均匀性方面趋于无聊。就目前而言，像免费比特币这样的概念仅仅是让现实在表面下运转的有趣提议。
所有这一切的关键在于，信息显示出的信息比人们可能预期的要多。它不仅仅是一种探索自然基本原理的方法;这可能是基本原理的一部分。因此，人类数据体正日益与宇宙的结构交织在一起——作为被操纵的物质和能量的碎片——这一事实意味着我们(作为生物)完全致力于宇宙的驱动力，朝着不变的、平衡的时空的未来海洋前进。这就好像我们从真空中跳出来，只是暂时的能量波动，从那以后，我们就一直在往回走。
在写新书的时候读读迦勒·沙夫的《三大启示》在这里．
Caleb Scharf是信息的崛起。他是一名天体物理学家，是纽约哥伦比亚大学天体生物学的主任，也是研究人类和机器意识的机构yhousenyc.org的创始人。他之前的著作包括可缩放的宇宙:宇宙尺度的史诗之旅，从几乎一切到几乎一无所有。
从《信息的崛起:书籍、比特、基因、机器和生命的无穷算法》(The Ascent of Information: Books, Bits, Genes, Machines, and Life’s endless Algorithm)Scharf迦勒。由与Riverhead(企鹅兰登书屋有限责任公司成员)的协议出版。版权©Caleb Scharf 2021。
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