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创业、艺术家和量子物理

发布时间:2018-08-12 20:46:51 所属栏目:编程 来源:36氪
导读:原标题:创业、艺术家和量子物理 关注并标星36氪 每天3次,打卡阅读 更快更深刻洞察互联网商业 ━━━━━━ 创业、物理和艺术,在这里说的是同一件事情。 本文转载自微信公众号“黑糖可可”(ID:CoolCocooo) 文 | 曾小苏 前36氪硅谷第一人,现在是在纽约

深度学习,很多行内人认为不是一项完美的技术。有类似西雅图的艾仑人工智能研究所(Allen Institute for Artificial Intelligence)和其他一些研究小组、初创公司和计算机科学家,正在通过人工智能的方式解决深度学习本身存在的问题。

我问过一个科学家为什么深度学习这个技术不完美,他说的特别直接:

深度学习的模型训练目前就跟炼丹术一样啊,或者你可以认为是中医。并没有太多的理论基础,不简洁也不抽象。我们把数据扔进去,等着一个可能是预想中的或者完全随机的结果跑出来。

不符合美的任何一个定义。

大概就可以解释为什么人工智能这个领域发展的这么慢,大概每15年就要重新被提起一次,然后又要等一个漫长的周期出现一些小的新突破。

但一定会不断有突破,如果后来的人觉得之前的科学研究或者既有理论不够美,就一定会想做出更好的。乔布斯有一天也会被鄙视,就像杨振宁和李政道在西南联大的操场上说爱因斯坦已经老糊涂了一样。

怎么定义这种美呢?物理学界给出了这三个精准的词:简单、自然和优雅。

所以如果物理学家觉得某些理论还不够简单,他们会试着把它们简化。比如通过把几个力统一起来,或者假设能把粒子组合成有序集合的新的对称性。

第二个标准是自然。自然是一种试图摆脱人为因素的尝试,它要求理论不应该用看起来是人工选择的假设。这个标准最常被用于没有单位的常数值,例如基本粒子质量的比值。自然要求中这样的数字应该接近1,如果不是这种情况的话,理论上就需要解释为什么不是。

然后就是优雅了,这是美的第三个也是最难捉摸的方面。它通常被描述为简单与惊喜的结合,两者结合在一起,揭示新的联系。我们在“啊哈效应”(Aha effect)中找到了很多优雅之处,那是顿悟时刻的灵光乍现。

物理学家目前认为,根据这三个标准,如果一种理论是美丽的,那么它就很有希望。

瑞士摄影师Fabian Oefner就把物理学运用到艺术创作中。最受欢迎的作品《黑洞》(Black Hole)表现了油漆在向心力作用的瞬间呈现出的绚丽色彩。他在钻头上连接了一个传感器,向摄影机发送指令。

创业、艺术家和量子物理

拍摄前,他先把颜料涂抹在一根铁杆之上,另一端使用电钻驱动。在电钻启动的瞬间,颜料随之转动迸发出来,这时他便利用每秒1/40000的高速摄影机捕捉瞬间的色彩。

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这种不仅抽象而且是直观的美大大激励了物理学家!事实上他们也忘了在求证中其实遇到了很多挫折。比如他们作出例如质子会衰变的预测,比如他们认为应该能够探测到暗物质粒子,轴子或大质量弱相互作用粒子这些(WIMPs)。

还有一个问题是,如果一个理论变得越来越简单,它往极端推演去是会变得无法预测,因为这个理论不再包含能进行计算的足够信息(还是大数据和AI的关系啊~),这就产生了关于美的悖论。

基于以上得到的假想就是现在理论家所说的“多重宇宙”——一个拥有不同自然法则的无限宇宙集合。科学家普遍认为这个结论更接近真相。

但简单看一下科学史可以知道,作为理论发展的指导,其实对美的论证目前并没有特别好的记录,许多关于美的假设是错误的。也有其他一些曾被认为很丑的理论,却经受住了时间的考验。

当开普勒提出行星的运行轨道是椭圆而非圆形时,与他同时代的许多人都认为,这理论简直丑到不可能是真的;物理学家麦克斯韦(James Maxwell)曾对自己关于电场和磁场的理论持犹疑态度,因为在他那个时代,美的标准是齿轮和螺栓;狄拉克(Paul Dirac)曾斥责麦克斯韦理论后来的版本很丑,因为它需要复杂的数学技巧来消除无穷大。

尽管其实很多导致猜想和论证不断冲突的问题不仅仅在于美学层面,还因为现有数学上的矛盾,但走向和论证美始终是许多物理学家强烈的个人意愿。结果似乎总体不错。

因为与麦克斯韦的电磁学存在矛盾,爱因斯坦抛弃了绝对时间的概念,创立了狭义相对论。接着,他又解决了狭义相对论与牛顿引力之间的矛盾,得到了广义相对论。

狄拉克后来消除了狭义相对论和量子力学之间的分歧,这带来了量子场论的发展,我们到现在还在粒子物理学中使用量子场论。

希格斯玻色子的诞生也是出于对逻辑一致性的需求。2012年,在LHC上发现的希格斯玻色子,是确保标准模型有效性的必要条件。如果没有希格斯粒子,粒子物理学家会得出概率大于1的计算结果,这是个数学谬论,没法用来描述现实。

当然,数学没有告诉我们它一定是希格斯玻色子,它可能是别的东西。但在LHC建成之前,我们就知道一定会有新的事物出现。这种推理是建立在数学基础之上的。

粒子物理学家利用超对称性来弥补这一能感知到的缺陷,想让理论变得更加完美。于是,预测LHC应该能观测到超对称粒子,不过是基于主观希望而非合理的逻辑。其实超对称粒子至今也没有被发现。

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事实上,不具备超对称的理论在数学上其实也没啥过错,不被物理学家重视只是因为它不够优美。在讨论世界是否需要建造下一个更大的粒子对撞机或另一个暗物质探测器之前,物理学家必须现在就重新思考他们的方法。

但物理学家他们好像根本不在乎,虽然遇到这么多麻烦,但在可以往前的每一步里,他们都很努力去试着和美更靠近一点。

像是种类似信仰的东西。

什么是所谓的高级审美?

于是我们知道了,美,在各个领域都是通用的。

数学家的公式、作家的文章、建筑师的设想、厨师的烹饪、艺术家本身的创作,其实各行各业的人我们都可以称他们是在从事美业的艺术家。

美本身是非常主观的,没有好坏之分。可是要严肃对待的时候有没有一种相对的标准去判断是丑是美还是更美呢?其实是有的。放到客观层面里,审美在一些地方有一些定义高和下的方法。

比如把一个画家的第一幅画和二十年后的画放在一起对比,就能感觉到差异。如果你看到一个原来觉得很赞的东西,能够承认确实有比这个更高级的设计和构造,那么你的品味就已经有了变化。

一旦思考这个问题,就会发现艺术本身的高下在许多学科中都是有一些共同规则的。

创业、艺术家和量子物理

(百年时尚Icon,黑白Coco Chanel)

回到《黑客和画家》,Paul在书中总结了14条标准,有7条是特别到位的,就总结在这里啦:

1、好的艺术都是简单的设计。

在数学中最简短的证明往往它就是最好的证明,最简单的公式它往往也是最漂亮的公式(和物理那个段落一样~)。比如你看爱因斯坦的公式E=MC2,简单的一个公式就解释清楚了能量是怎么一回事儿。

(编辑:核心网)

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