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一台无所不能的通用计算机能干什么?

科技网站TheNextWeb报道称,我们将电脑装进了智能手机里,其性能足以进行大规模运算。例如,一部iPhone可以同时监督执行1.2亿次阿波罗登月任务。但你知道电脑不能做什么吗?为我3D打印一个比萨饼或种一棵树。

(图源:Unsplash)

当然,我们可以用手机来订购比萨饼或赞助一个植树的慈善机构。但是,让电脑变得无所不能的想法是荒谬的。不是吗?

科幻小说
《星际迷航》宇宙中有一种叫做“复制器”的机器,它基本上是一个3D打印机,可以打印任何东西。支持这些虚构技术的理论涉及“蛋白质重组”。在特定的时间段,该复制器近乎无所不能,从将材料回收变为有用的物品一直到通过重新排列纯能量来合成几乎一切非生命体。在《星际迷航》宇宙中,这些设备最常用于打印食物和备用零件。

科学的现实
《星际迷航》可能没有那么遥远。

理论物理学家基娅拉·马莱托(Chiara Marletto)等科学家认为,通用建构器这样的装置不仅是可能的,而且可能是统一经典物理和量子物理学的关键所在。

这不是天马行空的遐想,而是理论物理学家十多年来一直在进行的一项严肃的研究,称为建构体理论。建构体理论基本上认为,宇宙不一定是靠一套规则运行的,而是由可能性来控制的。

有趣的是,一个普通的计算机——一个能够运行任何计算的计算机——其实与通用建构器的原理是相通的。电脑本质上就是我们现实世界中的3D打印机。它们实际上是能够执行任何任务的机器。

建构体理论将“任务”定义为任何可能发生的事情。这意味着一个通用建构器将能够利用物质的基本组成部分来创造出星星、行星、生命和比萨饼。

它是如何工作的?
这一理论并不是要解释现实。具有讽刺意味的是,建构体理论更多的是解构长期存在的问题的“答案”,这些问题仍然没有定论。

量子物理学告诉我们,有一些东西基本上是不可知的,而经典物理学告诉我们,我们可以相对容易地通过观察建构起对物体的概念,建构体理论试图捕捉关于一个“真实事物”的所有信息,并以最小数量的必要任务来表达它的存在,从而实现“复制”。

换句话说:当量子物理学向我们展示了一些无法与经典计算相吻合的东西时,建构体理论为我们创建了一个框架来弄清楚为什么一些反直觉的东西显然是事实的。

但这到底是什么意思呢?
当然,每一个所谓的统一理论都承诺要弥合量子物理学和经典物理学之间的差距。该理论在这方面也没有什么不同。

但建构体理论的不同之处在于,它被想象成一种直接的技术范式。支持者认为,随着我们向量子计算极限的迈进,一个假想的“通用计算机”可行性变得越来越高。

最终,我们有可能实现量子计算机的实用化,即运行计算任务的能力更多取决于运行算法的稳健性,而不是我们能够调动的能量。

当这种情况发生时,一些科学家认为,在具有数十亿或数万亿量子比特的机器上运行的自我生成的人工智能范式,足以跨界到“通用计算”领域,并能够运行任何和所有可能的计算任务。

然后,下一代(也是最后一代)逻辑计算机技术范式将是能够自我复制的通用计算机,并最终成为能够执行任何和所有可能任务的机器。

如果事实证明建构体理论能够经受住科学的严格考验,那么有一天我们可以将暗物质或其他神秘的能量注入机器中,创造出已知宇宙中的任何东西。

最终,我们可以创造我们自己的行星、恒星,甚至在我们的通用构造器中创建整个宇宙。而且,如果这一天到来,我们将被迫抬头想一想,谁为制造我们的机器负责。