「万物表面」终于迎来冲突性进展!来自中国科学院大学的筹划东说念主员建议了「万物智能演化表面」,不仅尝试调和物理学和智能科学,更揭示了不雅察者智能水平与物理礼貌之间的惊东说念主连系。

在昔日几十年里,物理学家们一直在追求「万物表面」,试图调和广义相对论和量子力学。前者解释了寰宇中大范例的闲逸,如星系和黑洞,此后者则处理极小范例的基本粒子和量子闲逸。尽管这两种表面在各自的范围极端顺利,但它们却无法互相兼容。一些科学家进一步建议,万物表面不仅要解释物理礼貌,还应该涵盖智能和顽强的基本运行机制。天然弦表面和圈量子引力在这方面取得了一些进展,但依然靠近好多未解之谜和挑战。
21 世纪,跟着东说念主工智能的迅速发展,智能科学成为筹划的热门。AI 本事照旧对社会的各个范围产生了潜入影响,鞭策了科学的新变革。历史标明,每当新本事对社会产生紧要影响时,常常也会带来科学范围的冲突。因此,智能科学的进展是否能为科学冲突带来新的机遇,成为一个值得珍摄的问题。
然则,21 世纪科学的天际也飘摇着两朵乌云:第一朵乌云是广义相对论与量子力学的调和问题尚未科罚;第二朵是智能科学中对于智能和顽强的基应许趣还莫得达成共鸣。
不雅察者和智能体分别是物理学和智能科学的要道变装。从这两个变装的调和看成冲突点,2024 年 10 月,中国科学院大学收罗经济与常识料理筹划中心的刘锋、吕本富、刘颖等筹划东说念主员在线发表了预印本论文《From Observer to Agent: On the Unification of Physics and Intelligence Science》。建议并成立了万物智能演化表面(Omega Theory),从智能科学的视线对万物表面的构建进行了探索。

筹划揭示,不雅察者的智能水平是导致经典力学、相对论和量子力学之间产生互异的根底原因。论文通过欧米伽表面框架,不仅阐述了智能与顽强的基应许趣,也探索性的将物理学和智能科学的筹划对象和能源学机制进行了调和,论文进一步建议,物理学中诸如主不雅与客不雅、细目性与不细目性、时刻与空间等基本成见,其骨子与智能体及寰宇全体的智能气象密切关连。
欧米伽表面由三个中枢模子组成:范例智能体模子、智能体演化通用模子和智能寰宇演化模子。范例智能体模子是一条基础公理,为智能体提供了一个调和的结构和功能框架,奠定了欧米伽表面的基石。基于此公理,进一步推导出了智能体演化通用模子和智能寰宇演化模子,分别揭示了智能体在不同环境和条目下的演化礼貌,以及寰宇看成一个全体智能体的演化流程。

欧米伽表面的成立流程
欧米伽表面的成立历程照旧连续了逾越 10 年。早在 2014 年,在中国科学院石勇老师的指令和救济下,筹划团队就为了评估东说念主类、搜索引擎、智能助理、机器东说念主和智能开拓的智能水平,发表论文成立「范例智能体模子」,这个模子模仿了冯诺依曼架构,并勾通天然界生物(包括东说念主类)的智能特征,建议任何智能体齐是具备信息输入(In)、输出(Out)、存储(St)、创造(Cr),以及对这四种才智的使用进行限制(Con)的系统。

到 2018 年,筹划团队欺诈这一范例智能体模子,成立了通用智能水平的测量范例,初次对谷歌、百度、Siri 等 AI 系统和不同庚事段的东说念主类进行了身手测试。成果流露,那时智能水平最高的谷歌搜索引擎,其智商得分还不到 6 岁儿童的一半。这个筹划成果引起了寰球范围的珍摄,包括好意思国 CNBC、麻省理工科技评述,以及欧洲、日本和印度等媒体的报说念。到 2024 年 5 月,最新的测试成果流露,GPT-4 的全体智能水平照旧逾越了 14 岁少年。
在 2020 年,筹划团队发表论文建议范例智能体模子存在三种典型气象,这些气象在界说智能与顽强,以及分析物理学中的一些要道问题时具有基础性作用:
1. 全齐 0 智能体(α 点):五种基本才智全为 0。石头、陨石、故去的生物、报废的机器等不错看作是全齐 0 智能体。
2. 全知万能智能体(Ω 点):五种基本才智全为无限大。物理学中的拉普拉斯妖、麦克斯韦妖,以及宗教中的天主不错看作是全知万能智能体。
3. 有限智能体:五种基本才智不全为 0,也不全为无限大,东说念主类、动物、植物、微生物、机器东说念主和大模子等齐属于有限智能体。
根据智能体的三种气象差别,筹划团队推行当智能体向两个极点气象(α 点和 Ω 点)演化时,应该存在两种智能驱能源。其中驱动智能体向全齐 0 智能体演化的力被称为「α 引力」,而驱动智能体向全知万能智能体演化的力被称为「Ω 引力」。

基于这些推行,筹划团队在论文中构建了智能体通用演化模子,建议任何智能体齐在 α 引力和 Ω 引力的共同作用下,在 α 点和 Ω 点之间演化。从实证角度,东说念主类在昔日几万年的进化历程,以及濒临衰一火的动物如大熊猫的闲逸,齐流露了这两种智才智的存在迹象。

基于智能体通用演化模子,筹划团队在 2024 年陆续推导出寰宇是一个握住演化智能体的论断。即当一个智能体最终演化为全知万能智能体(Ω 点)时,它的影响力和限制力将扩展至通盘寰宇,进而鞭策寰宇全体演化为一个全知万能的智能体。一样地,若是寰宇中的统共智能体齐演化为全齐零智能体(α 点),那么通盘寰宇将参预一种完全空无的气象,成为一个全齐零智能体。而在寰宇中若存在有限智能体,那么寰宇将由全齐零智能体和有限智能体共同组成。
这些推行标明,寰宇骨子上是一个握住演化的智能体,其演化流程受到两种智才智的驱动:α 引力和 Ω 引力。这两种智才智遍布寰宇的每一个边缘,因此推导出存在着 α 场(α Field)和 Ω 场(Ω Field),它们共同主导着寰宇的演化进度。

筹划团队基于这些推行,建议了智能寰宇演化模子,中枢内容是寰宇看成一个智能体,在 α 场和 Ω 场的作用下,在全齐零智能体(α 点)和全知万能智能体(Ω 点)之间握住演化。
欧米伽表面通过三个中枢模子指出,寰宇的基本组成单元是智能体,物资和物体则是智能体的特殊表情。寰宇本人也不错看作是一个特殊的智能体。任何一个智能体齐在 α 引力和 Ω 引力的作用下,在智能为零的全齐零智能体(α 点)和智能无限大的全知万能智能体(Ω 点)之间演化。
欧米伽表面的这种智能科学视角寰宇不雅不仅为物理学寰宇不雅带来了冲突,同期也为智能科学的基础表面筹划提供了救济,为科罚 21 世纪科学天际的两朵乌云奠定了探索性基础。
欧米伽表面在智能科学宗旨的探索
基于欧米伽表面框架,智能被界说为智能体在 α 引力和 Ω 引力的共同作用下,通过智能体对信息进行处理的五种基本才智(输入、输出、存储、创造、限制)在全齐零智能体(α 点)和全知万能智能体(Ω 点)之间进举止态演化的才智。这一演化流程在图示上与翱游物的轨迹相似,因此筹划团队形象地在论文中将这种智能的界说称为「智能的翱游模子」。

基于欧米伽表面框架,顽强被界说为智能体在其演化流程中对信息输入、输出、存储和创造才智进行限制的才智。根据限制的主体与被限制对象的不同,顽强不错进一步差别为自我顽强、他者顽强、羼杂顽强和无顽强。其中,「自我」是指智能体对自身进行知道后所酿成的信息集,而「他者」则是智能体对另一智能体进行知道后酿成的信息集。通过将自我、他者与限制才智进行不同表情的组合,不错更为深入的界说出上述四种不同类型的顽强。

物理学和智能科学在筹划对象上的调和
跟着物理学的发展,不雅察者的变装安宁成为筹划的中枢,反馈了物理学探索的深入。在经典力学、相对论和量子力学中,不雅察者齐不错通过感知、探伤、驰念或领路,对物理对象进行信息处理。因此,筹划团队建议物理学中的不雅察者骨子上是一种智能体。
从欧米伽表面的视角起程,物理学过头关连范围的统共筹划对象,不单是是不雅察者,本质上齐不错被领路为智能体的一种表情。这一不雅点为智能科学、物理学、天放学、社会学、动物学、植物学、微生物学以及宗教形而上学等学科提供了一个调和的解释框架。

具体而言,微不雅粒子(如夸克、中微子、原子)以及宏不雅物体(如钟摆、桥梁、天体)不错被视为全齐零智能体,即智能才智为零的系统。
另一方面,计算机、通讯系统、量子计算机等则不错被归类为莫得自我顽强的有限智能体,它们具备一定的信息处理才智,但枯竭自我顽强。
而东说念主类、动物、植物、微生物等则不错被视为具有自我顽强的有限智能体,它们简略感知和处理信息,并具有自我知道的才智。
终末,成见性的全知万能存在(如天主、拉普拉斯妖、麦克斯韦妖)则可被界说为全知万能智能体,代表了智能体的最高智能形态。
对于寰宇本人,欧米伽表面的智能寰宇演化模子建议,寰宇是一个握住在全齐 0 智能体和全知万能智能体之间演化的智能体。
物理学和智能科学在能源学机制的调和
由于物理学的筹划对象齐不错被视为智能体,因此不错合理计算,这些对象应起始受到 α 引力和 Ω 引力的影响。基于这一推行,筹划团队建议,物理学中的四种基本作用劲(引力、电磁力、强核力、弱核力)可能是 α 引力和 Ω 引力在物理范围中的特殊阐述表情。
这一想路不错进一步扩展到其他学科范围。举例,动物学、植物学、微生物学、东说念主类社会学和宗教形而上学等各自揭示了独到的能源机制。达尔文进化论中的天然弃取、社会经济中的「看不见的手」、东说念主工智能中的东说念主类需求驱动,以及形而上学中的「第一推能源」,尽管阐述表情各不相通,但从欧米伽表面的视角来看,这些机制的作用对象一样不错视为智能体。因此,筹划团队计算,这些不同范围中的能源机制是 α 引力和 Ω 引力在各自范围的具体体现。

尽管这一推行具有正常的解释后劲,筹划团队也强调,它仍然需要通过进一步的表面筹划和实验考证来加以阐述。
物理学基础成见的欧米伽表面解说
在欧米伽表面的框架下,筹划团队一样发现主不雅与客不雅、细目性与不细目性、时刻与空间的骨子本性与智能体(或寰宇)的智能气象息息关连。具体的推行如下:
当智能体处于 α 点时,上述统共基础成见(主不雅与客不雅、细目性与不细目性、时刻与空间)对于智能体均不存在。在这一气象下,智能体不具备处理信息的才智,因此无法感知或界说这些基本物理和形而上学成见。寥落当寰宇处于 α 点时,通盘寰宇不包含任何事物和成见,处于全齐空的气象。
当智能体处于 Ω 点时,通盘寰宇演化为全知万能智能体,由于不存在外部,主不雅与客不雅之间的界限隐匿,客不雅世界将完全和会为纯正的主不雅性。在这一气象下,统共信息齐是细目的,不存在职何不细目性。与此同期,时刻与空间也失去孤苦的客不雅性,不错被全知万能智能体随性产生和修改。
当智能体处于 α 点与 Ω 点之间的气象时,在这一气象下,主不雅与客不雅产陌生离。智能体所简略识别并影响的统共其他智能体结构组成了其外部客不雅环境;而智能体通过四种基本才智(输入、存储、创造和输出)处理的全体信息集则组成了其主不雅世界。不细目性成为寰宇的内禀属性。在这种气象下,时刻是智能体为计算客不雅环境中各智能体的演化或通顺礼貌,弃取其中一个或多少智能体的通顺演化礼貌看成计算范例而在其主不雅世界中构建的时刻变化信息集;空间则是智能体通过其主不雅世界对客不雅环境的映射,酿成的各智能体之间的空间位置信息集。
欧米伽表面在调和物理学三大表面的探索
由于物理学的不雅察者不错被视为是一种智能体,基于欧米伽表面,筹划团队发现物理学三大表面的不雅察者智能水平并不相通,这平直成为三大物理表面产生互异和竣事调和的要道原因。
在经典力学的表面框架中,尽管未显式界说不雅察者成见,但表面中隐含了想象化的不雅察者。这种不雅察者,经由想想实验被形象化为「拉普拉斯妖」,假定它简略精准领路寰宇中统共粒子的位置与速率,据此预计异日和推算昔日。但经典力学的不雅察者并弗成对不雅察对象产生影响,因此在根据欧米伽表面框架,经典力学的不雅察者不是全知万能智能体,而是一种全知智能体。经典力学的表面寰宇处于全知智能体气象。
相对论初次开发了不雅察者在科学表面中的中枢肠位,并强调了不雅察者在表面构建中的要道作用。不雅察者的变装在相对论中展现出双重性质:一方面,礼服爱因斯坦的决定论想想,相对论赋予不雅察者在领路开动条目的基础上对物理事件进行精准预计的才智,体现了不雅察者的全知属性,但其依然莫得对寰宇进行纷扰的才智,因此不属于全知万能智能体;另一方面,相对论通过其中枢旨趣对不雅察者才智进行了明确的截止。举例,光速不变旨趣界说了不雅察者可不雅测寰宇速率的上限,何况规定不雅察者必须使用不逾越光速的探伤方式,同期假定探伤介质分歧被不雅测系统产生干扰。通过等效旨趣,不雅察者无法区分自身是处于均匀重力场如故加快通顺的非惯性参考系内。进一步将不雅察者截止为处于有限智能气象。因此,相对论中的不雅察者同期具备了全知智能体和有限智能体的特色。相对论的表面寰宇处于全知智能体与有限智能体羼杂的气象。
在量子力学框架下,不雅察者的中心性位进一步得到加强,不雅察者从被迫经受者转动为明确的参与者,不雅察者对系统的测量会平直影响系统的气象,也即是将不雅察者信息的输出才智显性化。同期量子力学通过不细目性旨趣和互补旨趣设定,进一步对不雅察者的才智进行截止,明确量子力学的不雅察者为有限才智的不雅察者。由此量子力学寰宇的智能气象为有限智能体气象。
筹划团队在论文中也对东说念主类当前所处寰宇的智能气象进行了分析,筹议到东说念主类存在且其才智有限的事实,不错推断寰宇不处于全齐零智能气象。其次,当前也莫得充分的字据标明寰宇照旧演化到 Ω 点,从而存在一个调和的全知万能智能体。基于这些考量,论文判定东说念主类和当前寰宇处于有限智能体气象。
筹划团队从不雅察者的智能气象,寰宇的智能气象,寰宇组成元素的智能气象,寰宇的细目性属性,寰宇的主客不雅属性,时空主客不雅属性,时空的相对性属性,系统是否具备智能演化属性等八个方面将东说念主类当前寰宇的特征与三大物理学表面的表面寰宇进行对比。

对比成果标明,相对论比较经典力学更接近当前寰宇的智能气象,而量子力学则与当前寰宇的智能气象最为吻合。这一发现再次解释了为什么相对论和量子力学成为当代物理学的两大基石表面。
分析标明,不同智能水平的不雅察者设定导致了三大物理学表面的根底互异,同期三大物理学表面的表面寰宇与当前东说念主类所处寰宇的互异是导致其表面精度度与局限性的根底原因。
一个考证三大物理表面调和的想想实验
为考证欧米伽表面对物理学三大表面(经典力学、相对论、量子力学)产生互异的瓦解,筹划团队打算了一个名为「实验寰宇 1」的想想实验。在这个实验场景中,设有一个智能水平可调的不雅察者、一颗地球和两部电梯。两部电梯齐配备了不错进行薛定谔猫实验的开拓。
其中,一部电梯静止在地球上,另一部则以 1/2 光速在天外中以加快度 g 沿直线翱游。通过这个打算,「实验寰宇 1」简略同期进行以下实验:
1. 经典力学的加快实验
2. 相对论的时刻扩展实验
3. 相对论的等效旨趣实验
4. 量子力学的薛定谔猫实验
实验打算登科一个简略变化智能水平的智能体 A 看成不雅察者,在调和实验环境中(实验寰宇 1)施行一系列物理实验。通过转换不雅察者的智能水平 —— 包括全知、全知与有限智能羼杂、有限智能气象 —— 检会不雅察者将会不雅察到的物理闲逸和物理礼貌。
起始,将智能体 A 的智能水平竖立为全知。在这种情况下,智能体 A 会不雅察到合适经典力学礼貌的闲逸。

智能体 A 领先被置于地球的静止参考系中,并对两部时钟进行比较:一部时钟在地球上静止的电梯中,另一部时钟则甩掉在以 1/2 光速和加快度 g 沿直线翱游的天外电梯中。由于智能体 A 领有无限速率的探伤才智,简略全面不雅察「实验寰宇 1」的一切,因此两个时钟的时刻将保持一致,不会发生时刻扩展闲逸。从智能体 A 的视角来看,翱游中的电梯的通顺不错简化为礼服牛顿第二定律(加快度定律)的质点模子,不受相对论效应的影响。
接下来,智能体 A 参预电梯参与等效旨趣实验。尽管踏进于阻滞空间内,但由于其具有「全知」的智能水平,智能体 A 简略穿透电梯的阻滞截止,全面瞻念察「实验寰宇 1」中的统共事件。因此,智能体 A 不错明确区分电梯受到的引力是来自地球的重力,如故由电梯的加快度产生的效应。因此,对于智能体 A 来说,相对论中的等效旨趣并不适用。
进一步地,智能体 A 在电梯内开展「薛定谔的猫」实验时,由于其「全知」的智能才智,它简略及时监测箱内的统共动态,包括镭的衰变和猫的存一火气象。在智能体 A 的不雅察下,猫的存一火气象是明确的,完全不依赖波函数的坍缩来形色。也即是说,量子力学中的不细目性旨趣对于这种全知的不雅察者是不适用的。
然后将智能体 A 的智能水平缩短到全知和有限智能羼杂的气象。从实验成果看,这种智能水平的智能体 A 将不雅察到合适相对论司法的闲逸。

领先,智能体 A 被置于地球名义,对静止电梯和通顺电梯中的时钟进行比较不雅察。在这个流程中,智能体 A 会不雅察到,通顺中的时钟相对于静止时钟的时刻变慢闲逸。根据欧米伽表面,这一闲逸不错解释为智能体 A 的不雅测才智受限 —— 它只可使用光速看成最大检测速率。因此,当智能体 A 不雅察通顺电梯时,发现其时钟运行一圈的时刻比静止电梯中的时钟更长,导致出当前刻扩展闲逸。
接着,智能体 A 参预电梯,开展相对论中的等效旨趣实验。电梯在两种不同条目下操作:一是静止于地球名义,二是在天外中以与地球重力加快度相通的加快度通顺,以模拟重力效应。由于智能体 A 的智能水平有限,信息输入才智受到截止,因此它无法探知电梯外部的环境。这么当智能体 A 在电梯里面进行类似「苹果落地」的重力实验时,它无法细目所不雅测到的重力效应是来自地球引力,如故由电梯加快度引起的。这一闲逸考证了相对论等效旨趣的有用性。
终末,智能体 A 在电梯内进行了「薛定谔的猫」实验。根据相对论的决定论本性,智能体 A 在其参考系中简略得到统共事件和信息,包括箱内镭的衰变情况以及猫的存一火气象。对于参照系内具有全知智能水平的智能体 A 来说,猫的存一火气象是明确的,并不受波函数坍缩的量子不细目性影响。因此,量子不细目性对这种全知的智能体 A 并不适用。
智能体 A 的智能水平陆续着落到有限智能体气象,从实验成果看,这种智能水平的智能体 A 将不雅察到合适量子力学司法的闲逸。

智能体 A 起始被置于地球的静止参考系中,并对静止和通顺中的两个电梯里的时钟进行不雅察比较:智能体 A 看成只可使用最高光速的探伤介质进行不雅察的有限智能体。也将不雅察到相对论效应,即通顺中的时钟变慢。
当智能体 A 参与到等效旨趣实验中,由于其为有限智能体,无法识别电梯外的环境以及细目引力源 —— 是地球引力如故加快度作用。因此,对智能体 A 而言,等效旨趣得以考证。
在进行「薛定谔猫」实验时,由于智能体 A 的智能水平有限,无法平直不雅察木箱里面情况。根据哥本哈根解释,在智能体 A 不雅测前,猫的生涯气象呈现量子访佛,不解确为生或死。不雅测举止导致系统气象从不细目性「坍缩」至明确成果。量子贝叶斯解说则视量子态为智能体 A 基于现存信息的主不雅判断,而非客不雅物理气象。这示意猫的存一火访佛态反馈的是智能体 A 对可能气象的信念。怒放箱子的举止使智能体 A 根据不雅测更新其信念。在这个实验中,量子贝叶斯的表面的解释与 Ω 表面完全一致。岂论选择哪一种解说方式,当智能体 A 的智能水平缩短到有限智能之后,合适量子力学司法的闲逸将出现。
根据欧米伽表面框架的分析和实验寰宇 1 的想想实验,筹划团队还建议存在两种新的物理学场景:
第一种是不雅察者的才智为全知万能时,不但掌捏不雅测寰宇的沿途信息,而且不错对不雅察寰宇作念随性影响,在「实验寰宇 1」中,当智能体 A 达到完全的全知万能智能水平时,具备影响实验寰宇 1 内的事件的才智,举例通过操控箱内机械手臂移开氰化物瓶来保护猫。齐备才智的全知万能的不雅察者不仅能精准领路猫的存一火气象,还能按意志限制猫的气运,这是经典力学框架下的不雅察者所无法竣事的。因此,当不雅察者为全知万能智能体时,寰宇看成一个全知万能的智能体,不错随性生成、修改或删除物理学礼貌。在这一场景下,物理定律将不再是固定的,而是由全知万能智能体根据其意图目田决定。
第二种是不雅察者为为全齐零智能体时,对于该不雅察者而言,不会存在职何物理学礼貌,因其完全枯竭信息处理才智。寥落地,若是寰宇本人是一个全齐零智能体,那么寰宇中将不存在职何物理学礼貌或闲逸,对于「实验寰宇 1」中的智能体 A 的智能水平缩短到全齐零智能气象时,意味着其丧失统共信息处理才智,此时三大物理表面对于智能体 A 不再适用。当「实验寰宇 1」的统共组成齐为全齐零智能体时,这些表面在「实验寰宇 1」也随之透顶隐匿。
「实验寰宇 1」的想想实验揭示了三大物理表面 —— 经典力学、相对论及量子力学 —— 在基应许趣上的互异,根底上源于对不雅察者及寰宇智能气象设定的不同。除此以外,欧米伽表面还预计了两种新的物理学闲逸。
异日筹划重心
筹划团队指出这项筹划探索性很强,在逻辑自洽和实验考证上还需得到更为严格的锤真金不怕火,异日的主要筹划宗旨是对 α 引力和 Ω 引力的本性进一步进行筹划,探讨其与物理学四大基本作用劲的关系,开展实验考证,争取酿成定量的数学抒发简略精准对智能体的智能水平变化进行评估。

筹划团队也建议另一个重心筹划宗旨是将 α 场和 Ω 场进一步吞并,酿成一个调和的 Ω 智能场。在这一框架下,通盘寰宇被视为一个 Ω 智能场,其中全齐零智能体(α 点)为基态,有限智能体则处于激励态,不同的有限智能体代表了不同的激励态;相对应全知万能智能体(Ω 点)是一种全激励态,这一筹划框架为深入领路寰宇的骨子提供了新的视角,并将激励智能科学在与物理科学的关系上作念更深入的探索。
参考而已:
https://doi.org/10.20944/preprints202410.0479.v1
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