新浪科技訊 北京時間6月24日消息，宇宙或許可以自己學習(xi) 如何進化成一個(ge) 更好、更穩定的宇宙。近日，一組科學家提出了這個(ge) 十分新穎的想法。他們(men) 稱，他們(men) 正在重新構想宇宙，正如達爾文改變我們(men) 對自然世界的看法一樣。

　　這個(ge) 頗具爭(zheng) 議的想法試圖用數學框架來描述物理學中的各種定律——比如量子場論和量子引力等，來解釋這些物理定律為(wei) 什麽(me) 是我們(men) 看起來的樣子。結果則是一個(ge) 類似於(yu) 機器學習(xi) 程序的係統。

　　科學家已經發現無數的物理定律，和具有固定值的量，來定義(yi) 宇宙。從(cong) 電子的質量到引力，宇宙中有許多特定的常數，由於(yu) 其精確性和看似無規律的值，而讓一些人覺得似乎有些隨意。

　　研究作者威廉·坎寧漢是量子計算創業(ye) 公司Agnostiq的物理學家與(yu) 軟件負責人。他說：“當前，基本物理學的目標之一是，不僅(jin) 要理解物理定律，還要弄清楚這些物理定律為(wei) 什麽(me) 偏偏就是這樣。沒有明顯的理由可以讓一組定律優(you) 先於(yu) 另一組定律。”
 

　　自學係統

　　為(wei) 了解答這個(ge) 疑問，研究小組想知道我們(men) 今天所見到的宇宙模式，是不是隻是宇宙曾經的一種模式？也許，我們(men) 今天所認識的種種定律，隻是許多迭代中的一個(ge) 。也許，宇宙正在持續地進化。

　　為(wei) 了得到一個(ge) 能夠進化的宇宙，研究人員提出了一個(ge) 叫做“自訓宇宙”的概念，意思就是一個(ge) 可以自學的宇宙。在這種情況下，這個(ge) 學習(xi) 的過程，碰巧與(yu) 機器學習(xi) 算法的工作方式類似，即某一階段的反饋會(hui) 影響到下一階段的發展，其目的是達到一個(ge) 更加穩定的能量狀態。

　　遵循這個(ge) 想法，研究小組開發了一個(ge) 可能的框架。根據這個(ge) 框架，宇宙可以利用矩陣數學方法（一種按陣列排列的數學方法）、神經網絡和其他機器學習(xi) 原理，進行學習(xi) 。簡而言之，他們(men) 想知道，宇宙是否是一台可以學習(xi) 的計算機。

　　研究的另一位作者、加拿大滑鐵盧圓周理論物理研究所的物理學家李·斯莫林說：“我們(men) 嚐試改變敘述的方式，就像生物學家達爾文須改變敘述，從(cong) 而加深對研究對象的理解一樣。”
 

　　達爾文式的宇宙

　　和飛蛾進化出更好的偽(wei) 裝類似，自訓宇宙也可能進化到更高的狀態——意味著，這可能是一個(ge) 更加穩定的能量狀態。根據研究人員開發的數學框架，這個(ge) 係統隻能前進，每一次迭代都會(hui) 創造出一個(ge) 比原先更好、或更穩定的宇宙。我們(men) 今天測量到的物理常數，僅(jin) 在當下有效，而在過去可能是不同的數值。

　　研究小組發現，某些量子引力和量子場論——即所謂的規範理論，旨在在愛因斯坦的狹義(yi) 相對論和描述亞(ya) 原子粒子的量子力學之間架起橋梁的一組理論，可以被映射或解讀為(wei) 矩陣數學語言，創造出一個(ge) 機器學習(xi) 係統的模型。這種聯係表明，在機器學習(xi) 係統的每一次迭代或循環中，其結果可能是宇宙的物理定律。

　　研究小組在論文中提到，這個(ge) 學習(xi) 框架，代表了通向自訓宇宙概念的第一“小步”。但是，隨著工作的不斷推進，團隊或許可以創建一個(ge) 完整的宇宙模型，為(wei) 了解我們(men) 的現實宇宙打開新的大門。

　　坎寧漢說：“一個(ge) 令人興(xing) 奮的前景是，你可以利用其中的一個(ge) 模型，或許還可以提煉出一些新的事物。”可能是發現一種新型黑洞，或描繪一個(ge) 尚未被解釋的物理係統，比如暗能量。

　　然而，也並非所有研究人員都對這個(ge) 新的想法感到期待。紐約大學的哲學教授蒂姆·莫德林沒有參與(yu) 這項研究。但是莫德林認為(wei) ，對於(yu) 這一概念，不僅(jin) 沒有證據可予以支持，相反卻有許多證據與(yu) 之相悖，比如某些已經測得的物理定律，在今日與(yu) 大爆炸之後的瞬間，並無不同。此外，如果宇宙定律是不斷進化的，那麽(me) 莫德林認為(wei) 必須有一個(ge) 更龐大的不變的定律，可以支配這種變化，但這又否定了自學係統的概念。
 

　　莫德林說：“我們(men) 在觀察基本定律時——比如薛定諤方程或廣義(yi) 相對論，它們(men) 看起來壓根不是隨機的。你可以用非常嚴(yan) 謹的數學方式把它們(men) 表述出來，且沒有太多可調整的參數。”

　　澳大利亞(ya) 昆士蘭(lan) 大學的哲學家彼得·W·埃文斯也沒有參與(yu) 這項研究。起初，埃文斯也對這項新研究持懷疑態度；但他讚同花一些時間用非正統的方式解決(jue) 諸如“為(wei) 什麽(me) 宇宙是這個(ge) 樣子？”等根本性問題。他認為(wei) ，這些方式，即便本身沒有結果，但或許可以引發意料之外的想法，而這些意料之外的東(dong) 西或許可以為(wei) 我們(men) 了解宇宙打開新思路。

　　這項新研究背後的研究人員也承認，他們(men) 的工作目前仍處於(yu) 初步階段，並非是要作為(wei) 最終理論，而更多的是以新的方式思考問題的開端。最終，盡管該論文沒有就哪種模型可以用來描述我們(men) 的宇宙得出任何結論，但它也確實提出了宇宙可以學習(xi) 的可能性。

　　坎寧漢說：“到目前為(wei) 止，我們(men) 仍有許多懸而未決(jue) 的問題，當然我們(men) 也沒辦法證明任何事情。但是，我們(men) 的真正目標是拋磚引玉，開啟一場新討論。”

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