数学的本质 数学是什么科( 三 )


数学的本质
如果说一切都是结构,那么一切就都是信息,信息的最小单位又是比特,而比特的状态是概率,可见信息和概率是密不可分的 。真正的概率来自于微观,而信息构建的物质在宏观,是概率连接了宏观与微观 。来到比特层面,所有的属性都丢失了,这是抽象的极限 。所以在极限处,数学和一切都建立起了联系 。
数学连接了心灵感知的抽象与真实的世界,一直以来人们都把思想和感受称之为非现实的虚幻 。可是如果认可了一切皆比特的信息观,那么数学就成为了,从微观到宏观凭借结构与关系,构建的通道 。而这就是为什么数学是研究结构和关系的,而碰巧数学又可以对一切事物有所应用和描述 。
一个有趣的看待数学的视角
如果把大脑比作一台(量子)计算机,大脑的生理结构是硬件,思维活动是软件,那么数学可以看成是一种算法,运行在大脑这个虚拟机之上 。
这个算法可以使用存储在大脑神经网络中的结构和关系,可以自动定理证明的过程(寻找更多的结构和关系),还能够自我学习归纳总结和逻辑推理 。并且这个算法是随机运行的,可以无限的从环境中筛选出经过排列组合的信息 。
这个算法在人脑中,就是自我意识、学习总结、逻辑推理的源泉,这就是数学——连接了心灵感知的抽象和真实的世界 。
这也体现了一个观点,数学的发展是随机的对环境信息不断过滤和筛选的结果 。这里的随机是指没有目的和没有终极目标,充满猜想以后验证猜想的过程 。这样基础结论就会越来越多,能推导的结论就更多,没有尽头和上限 。而这或许就代表了上层(宇宙)环境的信息无限 。
结构与宇宙熵的关联性
熵,有序无序,这个序是什么,为什么要存在序 。字面意思是存在区分可以排列,如果无法区分也就没有序 。
如何才能区分,这就是结构,序就是结构及其形成的关系 。有了结构和关系,就有了属性,属性就可以被测量,观测和感知 。很多结构聚集在一起就形成了宏观物质,产生了可被测量的质量 。所以,如果检测不到质量就没有了所谓的序 。这里的质量是物质结构的度量,也就是信息量的体现,对应物理上的静质量 。
拥有结构就会与环境中的其它结构相互作用,所以无法达到光速,而不同结构之间的互相作用就形成了物质之间的力 。没有结构就没有结构之间的作用,所以速度可以抵达光速 。
人类在试图创造有序,就是创造新的结构,产生新的属性和功能 。但宇宙整体变的无序,就是整体结构(信息量和质量)在下降,转变成能量一种没有结构(没有信息和质量)的状态 。可见人类虽然创造了新的结构,但过程消耗了更多的其它结构,所以局部在变得有序,而整体依然在变得更加无序 。
那么无序,也就是无法区分排列,也就是失去结构和关系,丢失属性,减少信息 。姑且认为纯能量(无质量只有运动的状态)是会爆炸的,形成一个静质量无限大的东西,就是宇宙的最开始,一个循环的开始 。
所以,宇宙的方向或说是趋势,就是消耗能量增加熵值,即质量转化为能量(质能方程),也就是有序到无序的变化 。那么消耗能量,其实就是消耗质量的意思,其中能量即是微观的运动,只有运动没有(静)质量的代表就是光子(有动质量,可抵达光速) 。
由此可见,人类的工作(包括运动)和思考都是在创造局部有序,需要系统外部持续供应能量才能维持 。而能量不足就会缺乏行动力,因为大脑和身体结构自发无序会降低驱动力——产生行动的阻力感,所以宇宙熵增就是人们懒惰的本质原因(当然在有能量供给的情况下,智能和本能可以对抗局部熵增,产生熵减) 。

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