蜂窝自动机（四）
该原则是Wolfram新的科学的最基本的法律，以及（NKS2）特色的突出规律性：“它的影响是广泛而深刻的，不仅在科学中解决了一系列长期的问题，也是数学，哲学和其他地方”（Wolfram 2002：715）。 与Wolfram的索赔相反，原则根本可能对哲学不是新的。 “所有流程都可以被视为计算”（Wolfram 2002：715）通常被认为是哲学史，正如普遍计算在自然界中的广泛现象所说的那样（参见，例如，Searle 1992年; Putnam 1988和物理系统中的计算条目）。 然而，Wolfram的原理的解释包括两个进一步的，更具体，更具体的陈述：i）没有自然系统可以计算出更多的东西而不是通用数字计算机（见Wolfram 2002：730），即“通用计算是计算复杂性的上限”（米切尔2009：157）; 并且ii）自然系统执行的计算基本上相当于复杂性（参见Wolfram 2002：719-726）。
一旦我们将数字计算与计算机在连续时间内使用实数的想法进行比较，第一点是相关的。 已经证明（见C. Moore 1996），这样的设备将能够比传统的图灵机计算更多的功能。 然而，像Wolfram这样的离散时空的支持者将连续的过程视为癫痫肢体，因为它们已经有独立的原因（其中一些将在下面解决），以相信一个基本的离散宇宙。 至于第二点，其主要问题是对“等效复杂性”的解释并不简单。 甚至假设普遍计算很广泛，似乎似乎遵循所有计算都在复杂性中等同。 复杂性科学家们，即使在与Wolfram同意关于社会，生物和物理系统的计算的重要性之后，甚至普遍计算的大大程度都被他的索赔疑惑：
我发现我的大脑可以支持普遍计算（......）并且蠕虫C.秀丽隐杆线的大脑也是（大约）普遍的，但我不购买我们从事的实际计算，分别是相当于复杂的。 （米切尔2009：158）
目前尚不清楚计算等价物。 是的，有一个阈值，其中系统彼此相关，但鉴于它们之间移动的难度，这是比说滑板和法拉利是相当于移动的方法 （米勒和第2007：232）
米勒和页面争辩说，对于所有科学的目的，“表示事项”，以及在一个系统中可以容易地计算的是什么难以（但仍然可以）在另一个中计算“。 即使Wolfram是否声称一个简单的自动机可以计算出前几个素数（Wolfram 2002：640），我们必须做的计算来编码输入和解码输出非常复杂：
由于编译器的复杂性远远超过它产生的程序的复杂性，因此后者计算可能比原始问题更为“困难”。 （米勒和第2007：232）
进一步提出这些异议，关键考虑是，任何具有足够大状态空间的任何系统都可以被证明（在Wolfram Sense中）相当于“智能系统”。 远离支持某种形式的普遍性，Aaronson认为这种类型的“等价”源于对计算减少作用的误解：
假设我们想要声称，播放国际象棋的计算是对模拟瀑布的其他一些计算的“等同”。 然后，我们的索赔是不受空置的，如果有可能在计算模型中展示等价物（即，给予减少），这本身不足以解决国际象棋或瀑布问题。 （2011年：285-286）
换句话说，除非可以证明编码/解码功能没有做所有的繁重升降（并且只使用次要系统，瀑布或CA，就有空心传输信息），很难考虑所谓的“等价”有意义：“我们仅仅在输入编码方案之间进行可行搜索的程序之间的交易不可行的搜索”（Aaronson 2002：413）。 此外，研究CA（Ilachinski 2001：8）的理由是，可以大量优化它们的实施对于标准计算机上具有显着性能增益的特定问题（参见例如Zheer等，2016）。 除非Wolfram的“相同复杂性”的概念只是意味着“他们计算相同的功能” - 在哪种情况下，索赔是一种真实 - ，原则无法解释这种实证差异。 如果理解为宇宙的形而上学论文一般，原则可能具有更实质性的阅读，而不是作为仅具有启发式价值的科学泛化。 在这种更强大的阅读下，原则不再涉及可以通过计算理论效果上果实分析的特定系统，而是（尽管不同的认识论属性），世界本身就是计算机。 从某种意义上说，任何系统都将成为独特，潜在的计算现实的紧急表现。 它自然导致我们最终解决了最大胆的问题：如果宇宙本身是一个CA怎么办？
3.4 CA作为现实的模型
当讨论CA作为现实的模型时，我们需要仔细区分模拟的不同含义。 （CA1）上面（第1.2节）讨论了CA作为“计算模型”：CA模型以相当琐碎的感觉为单位执行它们; 为此，他们的细胞做了什么：它们通过实现算法函数与它们的伴侣一起实现输入来输出。 换句话说，它们模拟计算为图灵机（但当然，具有不同的底层想法）。
（CA2）为CA，即CA习惯于研究当前科学实践的典型思考，以研究令人难以置信的种类：化学系统（例如，吉尔，SEYBOLD，CHENG 2005），城市成长（例如，Aburas等，2016），交通流量（例如，Lárragaa等，2005），甚至是战争（例如，ilachinski 2004）。 根据Barberousse的表征，FrancesChelli和Imbert 2007（其他互联网资源），一种常见的技术是“现象学”建模。 当一个型号以一种直接方式时，即不利用先前的解释理论：一个展示流量流动并尝试构建具有足够相似的行为的CA并允许做出有用的预测的CA，并且允许进行有用的预测的CA，并且允许制造有用的预测的CA并允许做出有用的预测的CA。 这里的莫德勒的关键问题是，
是否有成熟的对应规则，我可以用来转换系统的功能我想要模拟它的规范，以获得它的适当蜂窝自动机模型？ （Toffoli＆Margolus 1990：244）
从这个意义上讲，CA Modeling是“基于代理的建模”的特殊情况（Miller＆Page 2007）：Modeller从微规则开始探索宏观行为：例如 在社会科学中，看到经典的Schelling 1978，在决策理论中看到Grim等人。 1997年，在政治理论上Grim等人。 2005。
从（CA2）开始，询问是否有可能进一步推动边界，即使用CA来模拟现实的更多“基本”部分。 例如，Toffoli 1984猜想CA可以允许我们用微分方程（以及实际变量的相关概念，连续性等）替换物理建模。 具有微分方程的计算，Toffoli声明是：
从物理世界中删除了至少三个级别，他们试图代表。 也就是说，首先（a）我们将物理化为微分方程，然后（b）将这些方程强制到离散空间和时间的模具中并截断得到的功率系列，以便到达有限差分方程，最后，为了提交后者，以便提交后者算法，（c）我们将真实值的变量项目投影到有限的计算机单词（“圆关闭”）上。 在链条的末尾，我们找到了电脑 - 再次是一个物理系统; 还有较少的环形交叉路口方式来制作自然模型吗？ （Toffoli 1984：121）
可以提供这种较少的环形交叉路口方式，因此提案通过CA。 从这里看到了这条路径，从CA可用作预测现实方面的某些方面的行为的观点来看，对于CA造型可以在某种意义上更接近基础物理学而不是任何非离散替代，如预期在上述（CA4）。
我们现在准备搬到最后一步，让我们进入物理的投机形而上学。 在过去的五十年中，各种科学家（见Zuse 1982; Fredkin 1993; Wolfram 2002）已经提出了一个大胆的猜想：从根本上，物理宇宙是一种离散的计算结构。 我们世界夸克，树木，人类，远程星系中的一切 - 只是一个图案，就像生活中的滑翔机一样。
人们可能会对这种索赔的索赔非常有意义，关于整个世界：要说凯丽的东西，从未向我们提供过经验。 2009年佛罗里达州争论了这种数字本体论，而不是通过捍卫一个持续的现实情况，而是通过争论世界不是这种概念作为离散和连续性的正确种类，可以有意义地申请。 这些担忧，相当，在凯丽时尚，我们建模现实的方式，或“存在的呈现方式”。 相反，如果一个相反，认为必须有一个关于世界离散与世界的不断性质的事实（如在Berto＆Tagliabue 2014中的争论，基于基数和一般情况下的考试[参见情境]），然后下一个问题是：（哲学）基本物理学不得不说呢？ 声称这个问题是公开的。 诺贝尔奖获奖者的学者（1997年）等学者认真探讨了酌情观的观点，以及基于所谓的因果制定理论的方法（见Dowker 2003; Mallent 2006）采取现实世界的几何形状，因为它在普朗克长度（10-33厘米）它是离散的。 同源策略采用飞行时间，如Polysimplexes所做的，通常是Tetrahedra的多层对应物（见Ambjorn等，2004）; 添加了这样的PolySimplemple计算函数在CA附近需要我们。 相反，其他学者反对数字世界的想法。 Deutsch（2005）和Hardy（2005）拒绝了Quantum概率和量子计算致力于空间时间的离散结构，并要求量子力学符合世界持续的想法，甚至超过古典物理。 因此，我们在猜测的领域中，我们可以分开调查世界是离散加利福尼亚州的挑衅性主张的两个主要原因。 首先，提出支持这一观点的论点可能对自己哲学上有趣。 其次，与现有的形而上学账户相比，可以效果效果果断的本体论。 让我们依次抓住每个点。
本质上作为CA的图片得到了认识论的探索，即物理世界的确切计算模型（参见了物理系统中的计算中的进入中的ontic pancomplational的讨论）。 虽然这肯定是涉及的参数之一，但它不是唯一一个，可能不是最强的。 随着Piccinini指出，甚至有人分享那些愿望的人“可能会很好地质疑，为什么我们应该预期本性履行它”（Piccinini 2010：第3.4节）。
Ilachinski提出了不同的“来自认识论的论点”（Ilachinski 2001：661-2）。 让我们再次考虑规则110的空间时间图：
图7
图7
让我们想象我们忽略了它被简单的本地规则的迭代生成，甚至是它是自动机。 然后，Ilachinski说：
注意到这个数字由某些颗粒状物体组成，洒在更少于或更少的静态背景上，最简单（最自然的？）用于您的事情（......）是开始编目各种“粒子”及其“相互作用” （......）你几乎肯定的是，是什么意思，潜在物理学真的由一个非常简单的地方确定性规则（......）组成。 这与我们自己的外星二维世界有多么不同？ （Ilachinski 2001：662）。
这突出了CA如何生成我们认为在物理上的情况。 但是，人们可能会认为这只是一个巨大的建议：我们不能在其底部层面排除一个先验的我们的宇宙，CA并不需要它实际上是CA。
探索假设的更坚定的地面来自与当代物理学理论不满的一些自主原因。 我们将把自己限制在我们可能称之为概念投诉的情况下，与与科学实践更密切相关的人，例如量子力学的减少和与一切理论的相对性失败。 我们将研究以下三个：（i）无限的问题，（ii）需要透明本体，（iii）信息的身体作用。
至于投诉（i）：虽然无限和无限的数量为我们提供了强大的工具来模拟和推进物理世界的预测，但它仍然存在争议的本体决定应该从这一事实中得出。 自从发现ZENO的悖论（参见条目）以来，时空的连续性以及其他基本的物理变量，令人困惑的哲学家和科学家。 用物理学家Richard Feynman的话语：
它令我困扰我，根据我们今天了解的法律，它需要一个计算机器，无论是多么小的空间区域，无论时间的时间有多么微小，都要弄清楚无限数量的逻辑操作。 在那个小空间里，所有这些都会如何？ 为什么要采取无限量的逻辑来弄清楚一小块时空会做什么？ 所以我经常制定了假设，最终物理学将不需要数学陈述，即最终将揭示机器，法律将变得简单，就像棋盘一样，具有所有明显的复杂性。 （Feynman 1965）
理论物理学家接近问题的一种方式是掌握沿着爱德华弗雷德金的“有限性假设”的基本现实层：
有限的性质是一个假设，最终每种物理量，包括空间和时间，都会成为离散和有限的; 在任何少量时空中的信息量将是有限的，等于少量可能性之一。 （......）我们采取有限性意味着物理学基材以类似于称为蜂窝自动机的特定计算机的工作的方式运行。 （Fredkin 1993：116）
如果一个蜂窝自动机是一个令人满意这个假设的模型，那么“我们今天认识它们的物理法则可能就是那种简单的程序，其中所有已知的法律（......）出现”（Wolfram 2002：434）。 如果，正如我们上面所见，目前就没有关于物理现实的问题达成协议，无论是从根本上连续的还是离散的问题，至少有限的性质假设似乎是一个不那么谬论（见Fredkin 1990）而不是许多推测的形而上学图片。 遗憾的是，虽然我们试图重新捕获CA理论内的现场理论（参见，例如，Svozil 1987，Lee 1986），但在CA框架内今天的连续物理没有达成约定; 因此，可以说没有派对在这里有明显的优势。
至于投诉（II）：采用CA视为的一个原因作为基本离散世界的模型是渴望透明本体。 采取物质哲学家物理学的任务是在少数基本物理性质和关系的基础上提供对现实的最终描述。 正如在贝尔多··阿拉胡济会和Baravalle即将到来的那样，数字本体可以在其基础上采取不同的计算模型：通过分析CA（与传统图灵机）的本体论承诺，他们得出结论，CA非常接近支持一种传统的物理主义形式。 在这种观点中，基于CA的物理学可以提供一种整洁而优雅的本体图：将在一阶正式理论中描述的一个整洁和优雅的本体图，包括标准信息学的公理（参见进入）（即使是小型化学学，例如，如上所述，例如，Casati，Varzi 1999），并且其定理将可在有限时间内计算（参见Berto，Rossi，Tagliabue 2010：73-87）。 此外，CA更容易调和不同物理法律的Prima面部矛盾特性，例如微法律的可逆性和第二热力学定律的不可逆转性（参见例如Wolfram 2002：441-457; Berto，罗西，塔尔亚军2010：43-46）。 没有关于第二条法是否给予我们物质现实的基本特征的达成协议，或者是潜在的原则，这些原则是时间逆转不变，并在低熵（参见Albert 2000）的宇宙初始状态。 如果世界是离散和时间的可逆性是基本的，则可逆的CA，例如，例如Berto，Rossi，Tagliabue（2016年）可能不仅仅是通过其可逆性实现某种程度的计算效率的计算工具。
至于Point（III），关于信息的物理作用：CA可以容纳由许多科学家（Wheeler 1990，Ilachinski 2001）和哲学家（Chalmers 1996）娱乐的投机假设，即信息不仅仅是物质世界的一个方面，而且在某种意义上是最根本的。 例如，Fredkin的有限性假设不仅强调了物理信息的重要性，而是“它坚持认为信息方面是最具显微镜水平的物理学”（见Fredkin 1993）。
