创造世界是一种什么样的体验

生命是神奇的存在。

生物学家们致力于考察真实生物的运作机制，而冯诺伊曼不同，他尝试在数学上寻求生命的本质。

因为在冯看来，生命的本质属于一种软件逻辑，他设计的「生命」形态可以与现在的生命完全不同，所以他选择的起点是图灵机。

1. 冯诺伊曼的自复制自动机理论告诉我们 DNA 就是源代码，是元生物学的起源
2. 在元生物学的论证过程中发现：代码即 DNA，算法突变即进化，软件即生命
3. 生命的本质不是新陈代谢和遗传，而是创新

以上就是 Gregory Chaitin 的《证明达尔文》一书前五章的主要观点。

书写得冗长，读得很累。这个老头子有严重的骗稿费嫌疑，把一个课件写成了一本书。

我只打算写一篇文章，和老头子这本书的附录有关，附录是冯诺伊曼手稿。假如计算机科学是宗教，他是神祗之一。

耳机放兜里会打结，开水会慢慢变凉，长时间不扫地面会脏。

这是对自然造物的直观认识，独立封闭系统中的有序状态会自发地趋向于混乱和无序，是熵增过程，遵循于热力学第二定律。

传统的机械，我们的大部分人工造物，也存在存在类似的状况。

假设一个机器 A 能够自发地制造出机器 B，那么 A 中必须包含完整的 B 的信息，只有这样 A 才能根据这些信息将 B 制造出来。因为 A 包含的信息大于等于 B，即 A 要比 B 复杂。

如果根据这样的理解，机器的复杂度会在制造过程中不断降级和衰退，即一个系统的复杂度总是高于它所能制造的子系统的复杂度。

但是另一方面，在自然界却存在与之背离的欣欣向荣的现象：生命的诞生与进化，科技的发展和进步，都在往越来越复杂和多样化的方向发展，即人人都谈论的「涌现」这一概念。

由于对此难以控制、预测和描述。因此，在历史上的大部分时间里，人们都认为这是一种神迹。

即使到现在，我们能说清楚大脑是如何用神经递质传递信号，但是也没搞清楚智慧是如何产生；我们能观察到生物体内所有的生化反应，但是没有成功在实验室里合成出真正的生命。

我们早已习惯并且百试不爽的自底向上的思维方式，在这里似乎没有达到预期的效果：

低层级的存在无法推断高层的复杂性。

似乎在诸多现象中，复杂度的积累存在一个阈值。没到这个阈值时，事物最终自发地衰退；超过这个阈值时，就立刻呈现涌现的群体特征。在成为神的道路上，这一问题拦住了脚步：这个阈值在哪。

冯诺伊曼意图能找到这个阈值。

生命的本质是一种软件逻辑

生命是神奇的存在。

生物学家们仅考察真实生物的运作机制，而冯与传统生物学家的追求不同，纵观他的工作，冯是在沿着一条规范的道路——数学——寻求生命的本质¹。

或者说，在寻求一个生命的最小内核，因为在冯看来，生命的本质属于一种软件逻辑，他的「生命」形态可以与现在的生命完全不同，所以他的起点是图灵机。

图灵机很简单，对任何一个图灵机，他的描述总是有限的，因此可以通过某种方式将其编码为一条图灵机指令。图灵机 $M$ 的描述可以用 $I_M$ 来指代，所有计算机科学专业毕业生都知道。

冯·诺伊曼设计出了这样一组机器：

• 构造机 $A$：读入一条指令 $I$，则 $A$ 可以根据这条指令 $I$ 输出对应的机器
• 指令复制机 $B$：读入一条指令，输出该指令的复制
• 控制机 $C$：将 $I$ 放入 $A$，得到 $I$ 所描述的机器；将 $I$ 放入 $B$ ，得到 $I$ 的副本；最后将 $A$ 和 $B$ 的输出组装在一块儿输出
• 将 $(A, B, C)$ 组合为机器 $D$，根据上文的描述，当然可以构造出 $D$ 的描述，即指令 $I_D$
• 最后，将 $I_D$ 输入机器 $D$，构成 $E$，容易发现 E 具备完整的自我复制能力，可以持续复制自己

在假设中，我们认为 $A$、$B$、$C$ 是元零件，并且容易得出以上描述不涉及循环指代：需要 $I_D$ 时，$D$ 已经存在，因此 $D$ 和 $I_D$ 间存在确定的时间和逻辑顺序，对 $E$ 的自复制能力的论证是严密的。

我们很容易在生物体中找到上面这组机器各个组成部分的对应物：

• $I_D$ 的表现很像基因。
• $I_D$ 作为指令可以存在变异，在 $I_D$ 上直接变异会导致子代机器无法复制，是致命的；
• $I_D$ 上附加一段 $I_F$，则 $I_D$ + $I_F$ 会导致产出与复制核心逻辑无关的副产物，$I_F$ 发生变异则不会影响子代机器的复制，类似于基因表达了蛋白质。

但是，如果单独来看，无论是构造机 $A$，复制机 $B$，控制机 $C$，还是他们的基因 $I_D$ ，在他们各自独立时，都不具备自我复制的能力。当他们以合理的方式组织在一起时，却实现了自我复制，实现了自复制功能的涌现。

冯的研究仅仅是向一个关于自动机的涌现理论迈出的初步尝试，这个尝试在试图对复杂系统中的「复杂性」形成一个概念。他认为「复杂性」在一个阈值以下的系统会自发退化，这样的系统只会产生复杂性更低级的系统；而当复杂性高于这个阈值时，系统可以在该层次的复杂性上维持（比如 $E$）；如果我们能让人工造物的复杂性高于这个阈值，那我们就做了神的工作²。

冯诺伊曼虽然最终还是没有找到这个复杂度阈值，但他认为可复制自动机应当处于一个相当靠近复杂度阈值的地方，而且与其他试图解释涌现的理论的差异在于，冯·诺伊曼的解释在数学上存在对应物，如果我们不满足于仅仅观测，而希望真正深入地理解涌现，可复制自动机理论可能是条件很好的切入点。

悄悄敲敲代码，就有机会创造世界。