wolfram 与 元胞 自动机

Wolfram 与元胞自动机如果一个理工科大学毕业生不知道Mathematica软件或者StephenWolfram这个人，那么他的学位应该算不合格的。Wolfram1959年出生于伦敦，父亲是相当成功的作家，母亲是牛津大学的哲学教授。他幼年聪慧，13岁入伊顿(Eton)公学，15岁发表首篇粒子物理方面的学术论文，到17岁，他的科学论文发到了核物理(NuclearPhysics)杂志上。在获得牛津大学奖学金并在牛津学习一年之后，即到美国阿贡国家实验室的理论高能物理小组工作。1978年，19岁的Wolfram受著名物理学家穆雷·盖尔曼(MurrayGell-Mann)之邀赴加州理工学院，从事基本粒子物理学方面的研究，一年内获得理论物理学博士学位。1981年他成为历史上最年轻的麦克阿瑟"天才"奖(MacArthur"Genius"Fellowship)获得者。他早年研究粒子物理，后来转搞元胞自动机，取得了一系列突出成绩，开创了复杂系统研究这一新领域。Wolfram在2002年出了一本他写了十几年的科学巨著，象辞海那么厚，名字叫ANewKindOfScience。这本书在世界科学领域引起了广泛的争论。是的，非常牛，他正在探索一门以计算科学为基础的，继数学和物理学之后人类认识世界的新的基础科学。很显然，不会有人给他评诺贝尔奖的，他也不是任何一个大学的教授。早在1988年他就辞去了UIUC大学物理系教授职位，从此几乎脱离学术界，仅仅在UIUC挂了一个兼职教授的头衔。他也没有企业赞助。这正是他最牛的地方。他是个独立科学家，年轻时发明Mathematica软件，其Mathematica改变了数学世界。后来公司交予他人运营，收入资助他进行长期开拓性的研究。Wolfram认为，传统的科学建立在数学基础上，新的科学建立在计算机程序上;数学只能表达相对简单的科学规律，不能描述复杂现象，比如生物世界、湍流、社会、思维、经济、股票等。他的新科学的要点在于，宇宙的一切规律都可以由简单的程序经过反复计算而得到。这可能揭示了前所未知的科学本质。Wolfram当年留下的最大成果都是有关元胞自动机(CellularAutomata)的理论，现在也成了其最新成果-一种新科学的出发点。诞生:从游戏到科学元胞自动机本来是现代计算机之父-冯·诺伊曼(VonNeumann)及其追随者提出的想法，但是Wolfram却将这种带有强烈的纯游戏色彩的原始想法从学术上加以分类整理，并使之最终上升到了科学方法论。元胞自动机的基础就在于"如果让计算机反复地计算极其简单的运算法则，那么就可以使之发展成为异常复杂的模型，并可以解释自然界中的所有现象"的观点。受挫:主流眼中的异端20世纪80年代这一理论成了人们议论的话题，比如"雪花的结晶"、"海螺的图案"或者"基于相对论的扭曲时空"等自然界的各种各样的模型都确实可以由这种"反复计算"而生成，这一切不断地证明了Wolfram的观点。但是他的观点当时却被科学界中的主流斥为"异端"。淡出:十年磨一剑此后，Wolfram开发了名为Mathematica的、在工作站上使用的Calculus(以微积分为主的解析计算)工具，并在商业上获得了成功，由此也积累了相当的财富。他利用这笔财富成立了专用于科学计算的Mathematica软件开发公司，该公司进入正常发展轨道后，他实际上就已经脱离了经营领域。进入90年代后Wolfram完全沉默了。悠然自得的他把生活中的全部时间都用在了思考和计算上，专心致志地从事阐明宇宙原理的工作。作为10年的努力成果而产生的就是这部一种新科学，甚至有人传言就连Wolfram本人也自信地表示，这部著作是"与牛顿发现的万有引力基本原理相媲美的科学金字塔"。颠覆:学科分类根据一种新科学中的观点，认为截目前数千年来发展而成的全部科学从某种意义上讲，依赖的是一种完全无法预测的方法。从物理学、化学、生物学到心理学，甚至各种社会学等现有学术领域本来就不应该进行如此分类。这些科学领域中各种各样的现象，说到底实际上都在受同一种运算法则的支配，利用各种方法对此反复计算就可以生成各种领域的复杂现象。Wolfram认为，"支持整个宇宙的原理无非就是区区几行程序代码"。从"完全打破现有的学术体系，按照完全不同的原理来理解自然界"的意义出发，新作被命名为一种新科学。核心:计算机万能也可以把Wolfram的观点称作是计算机万能理论。以物理学和数学为中心的传统科学是以方程式为基础而演绎推导出来的，但是在自动机方面，则是通过反复计算单纯的程序代码，也可以说是递归推导而出的。在牛顿生活的17世纪，由于还没有像现在一样的先进计算机，因此当时的科学家不得不依赖于演绎的方法(算式计算)。这一切也可以说是历史上的必然、科学上的偶然。Wolfram认为:真正意义上的正确的科学方法是利用像现有那样的计算机来进行的算法运算。