宇宙也在「自學成才」！過程類似機器學習算法，刷新物理定律
宇宙也能自我學習？科學家提出了一種「自我教導的宇宙」，即擁有自學能力的宇宙的概念。這種學習以類似于機器學習算法的方式實現，某個階段的反饋將會影響下一階段，目標是達到更穩定的能量態。研究人員認為，只有能學習自身定律的宇宙，才能產生生命等奇妙現象。
古往今來，靠自學成才成為大師的人物，說來不算罕見。
比如靠著自學掌握 16 種語言的藝術大師達芬奇 ，20 世紀最著名的自學掌握 17 種語言的匈牙利翻譯 Kató Lomb，還有「維基解密」創始人朱利安·阿桑奇等等。
現在，這份清單上可能要加上一個史上最重量級的成員——宇宙。
什么，宇宙也會自學？
你沒聽錯。根據最近發表在 arXiV 上的一項新研究，宇宙可能會不斷自學如何演化為更穩定的狀態。
這項微軟和布朗大學的聯合研究認為，我們今天可以看到或測量的所有物理定律，都是隨著時間的推移自行形成的。
為了得到一個進化的宇宙，研究人員提出了一種被稱為「自我教導的宇宙」——即擁有自學能力的宇宙的概念。
在這種情況下，學習將以類似于機器學習算法的運轉方式實現，即某個階段的反饋將會影響下一階段，其目標是達到更穩定的能量態。
遵循這一概念，研究團隊開發了宇宙用來學習的可能構架，以便對矩陣數學、神經網絡和其他機器學習原理加以利用。簡言之，就是研究宇宙是否可以是一臺學習計算機。
研究人員表示，如果我們想了解這些物理定律是如何演化的，就應該將達爾文的自然選擇理論應用于宇宙學。
「自學成才」的宇宙
隨著時間的推移，宇宙最初依賴的簡單物理定律，會變得更加復雜。為什么我們的世界里還存在著貓和狗，卻沒有三葉蟲或恐龍 ？事實證明，貓和狗最能適應環境，并成功地將這種基因傳給了后代。
宇宙也是如此。不同的是，它不需要像貓狗一樣，與其他宇宙競爭，而是維持自身的繼續存在。
想象一下宇宙的早期版本，比如說，物體之間的引力是一個更原始的概念。牛頓萬有引力定律指出，兩個質點彼此之間相互吸引的作用力，與它們的質量乘積成正比，與它們之間的距離的平方成反比。
這條定律解釋了為什么月球的表面引力大約是地球引力的六分之一。
但在一個更簡單的宇宙版本中，也許引力是一個更靜態的概念，月球和地球上的引力是一樣的。
「隨著時間的推移，這個簡單的宇宙體系會自學，產生一些基本的定律，這篇論文說的就是這個。」哥倫比亞大學巴納德學院物理和天文學教授 Janna Levin 說。
宇宙的「自學」成果：不斷變化的物理定律
「如果宇宙可以用一組給定的算法進行計算 ，那也許宇宙正在做著和 AI 同樣的事情，比如自學系統、自學新規則。在宇宙學中，這些規則就是物理定律。」
這篇論文將宇宙學或對宇宙及其起源的研究與生物學結合了起來。作者認為：
自然世界的結構中可能存在著一種機制，宇宙可以通過這種機制學習其規律。 換言之，這個通用化的規律可能超越所有科學領域。這意味著，物理定律可能受控制它們的宇宙高階定律的約束——而我們甚至無法理解。
「探索不同領域之間的聯系是至關重要的，因為知識本身并沒有從根本上劃分出什么領域。」開普敦大學數學系教授、南非非洲數學科學研究所宇宙學團隊負責人 Bruce Bassett 說。
「由于我們的大腦能力有限，才將知識分割并壓縮為生物學、物理學和社會學，而分割和壓縮的代價是，我們很容易錯過人類知識分支之間的共性和隱藏的普遍性。」
這可能就是為什么我們很難理解宇宙可能是「自學成才」的。而「宇宙并沒有義務讓我們理解這一點。」著名宇宙學家尼爾·德格拉斯·泰森說 。
而且，與我們人類不同，宇宙不需要與其他宇宙競爭，宇宙在做自己的事。
實際上，當我們用「競爭」和「頭腦」這樣的詞來描述宇宙時，實際上已經屈服于人類中心主義 ，即一切以人類開始和結束的哲學觀點。而實際上，事實可能并非如此。
「我們看待世界的很多方式，都植根于我們熟悉的語言。」Janna Levin 說。「宇宙沒有意識，就像選擇沒有意識一樣，選擇是 100% 不可知的。」
不過，并非所有研究人員都對這一新概念感到興奮。
未參與這項新研究的紐約大學哲學教授 Tim Maudlin 就堅持認為，不存在支持這一概念的證據，而否定它的證據倒是存在很多，比如，某些得到測定的物理學定律在今天與在宇宙大爆炸發生后不久時是一樣的。
研究人員在論文中也承認，他們只是嘗試朝著新理論邁出了第一步。
「現在評論這些想法是否與我們的宇宙有任何關系，確實為時過早。這篇文章的核心思想很有意思，將宇宙學與人工智能背后的核心思想融合在一起，這個理論是一個推測性的激進假說。」巴塞特說。
不過，理論物理學就是需要激進的想法。「因為我們發現自己正面臨著一個瘋狂的宇宙。也許這個假說不會產生任何有趣的東西，但也可能會激發真正的突破，將我們帶到一個無法想象的地方。」
