计算是什么?
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我们计算3×7=21,与计算21=3×7有什么不同?3×7蕴含着21,21也蕴含着3×7。区别在于求解过程和答案形式。
一般来说,问题,不仅和其他已知的公理、原理一起,构成了蕴含着答案的文本,更重要的是,它本身限定了答案的形式。计算过程就是以逻辑方法变换问题的文本形式,最终构造出答案的过程。这个说法既适用于可判定性,又适用于可识别性。两者的区别在于,后者比前者多出了一个文本,即待验证的答案。
由此,可得出第一个结论:可计算性就是逻辑性。反过来说,一个问题是不可计算的,意味着它的已知条件不充分,以致不能逻辑地变成答案形式。
接下来,让我们从抽象的逻辑空间回到现实四维时空中。任何信息的传递都是时空变换的结果,任何信息也都保存在四维时空中。所以,问题和答案一定具有某种物理形态,而计算的逻辑过程也肯定表现为某种物理过程。换言之,计算必定需要耗费能量。
由此,我得出第二个结论:计算复杂度问题就是物理耗能问题。不论是时间复杂度,还是空间复杂度,归根结底,都是在测量计算所耗费能量。
以上是对可计算性和计算复杂度的认识。
最后的问题是,当人类耗费能量,找到了一个又一个问题的答案,我们最终能得到什么?仅仅是热力学所预言的“热寂”,还是在宇宙以外的某处积累着知识的势能,正如阿西莫夫在《最后的问题》中所说的:
“AC的意识包涵了曾经的宇宙中的一切,在如今的混乱之中沉思、孵育。一步一步地,事情将会被做成。然后AC说道:“要有光!”于是就有了光——”
2023年5月19日写于上海
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