有效过程与自然律

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大约八年前,在参与集智周末计算和物理的研读活动的时候,就发现了 Robert Rosen 的这篇《有效过程与自然法则》写得很特别,非常富有洞见。但因为文章有些意思相对曲折,读起来也有些困难,于是就产生了通过翻译来学习这篇文章的想法。说这篇文章特别,是因为计算机科学从 1930 年代开始,已然长成参天大树,学科的各个分支枝繁叶茂,发表的文章不计其数,但少有深入到学科源头去探讨一番的文章。也正因为如此,这篇富有哲理的文章也常读常新。

举例来说,在文章的引言,作者把 McCulloch 和 Pitts 的工作与 Gödel 的发现并列,这里面的意味颇值得思考。从文章内容冒昧揣测,他作为生物学家的特有视角发挥了作用,尽管当时是 AI 寒冬,他仍然把 McCulloch 等人工作写入。不过由于时代的局限,罗森并没有把这部分工作的重要做充分的展开。今天,神经网络、深度学习获得了极大的发展,大家都意识到了神经网络在工程实践方面的重要,但如何从理论上申明罗森的视角的有趣之处呢?

和罗伯特·罗森做的一样,让我们试着回到源头。在学科源头,“学习”是一个可以和“计算”并列的理论题目。从 1967 年 E. Mark Gold 的经典论文 Language identification in the limit 起,这一分支开始发展,后经 Leslie Valiant 的 PAC 理论开始成型。但我想提及一篇少为人知的重要论文,1996 年 R. Lathrop 在 ICML 上发表了 On the Learnability of the Uncomputable ,论文表明通过分析程序运行的时空行为,在概率意义上停机问题可学习。论文在可计算性和可学习性之间给我们找到了一块落脚石,同时论文的分析方法和算法信息论(AIT)里 Chaitin 常数 Ω 的渐进可计算性似乎有更进一步的联系。我们或许可以沿着可学习性这条小径重新思考罗伯特·罗森的所思所想。

去年起,我利用零零散散的时间,开始了这个翻译。在朋友们的鼓励之下,今天终于把本文翻译完毕。最后,对集智和混沌巡洋舰几位小伙伴多年的支持,以及杨文波同学的校读,在此一并表示感谢。

2021 年 5 月 明理