天工开物#

天工开物#

1、生命的定义：具备意识（广义上的趋利避害）#

• 意识是智慧（逻辑）产生的必要前置条件；
• 高级智慧生命会更加表现为更强的逻辑思维能力；
• 低级别的生命仅仅会满足自身的必要循环，个体生存的乃至种族的繁荣；

2、元素周期表#

• 放射性元素因为向外散发能量，不稳定，具有半衰期

3、人类的起源与可能存在的地外生命的拟态#

• 首先，我们谈论的所有事实依据的都基于以下落脚点，即：元素周期表未有稳定性的扩充（某些放射性元素并不稳定）或者颠覆性的创造（在这个理论之外有其他的元素是构成我们整个世界的本源）

  • 要承认科学界目前达成的广泛共识，所有的元素都是由：质子（带1单位正电荷）+ 核外电子（带1单位负电荷）+ 中子（不带电，影响放射性及该种元素的稳定性）；
  • 承认质子、核外电子、中子，是由基本粒子（例如：夸克、胶子）组成；
  • 再向下，基本粒子，可能是由”震荡的弦“构成（弦理论假说，待验证）：
    • 万物皆为能量体
    • 一切物理现象都来自于”震动“

• 关于元素周期表

  • 碳C位于第四主族，第6号元素
  • 这一主族的元素有个特点：最外层4个电子
  • 地球上所有生命都是以氨基（-HN2）的形式体现的，而氨基是-HN2正好和碳最外层4个电子形成稳定结构
  • 碳是这一主族最活泼的元素，再往下就是硅si（主族越往下查阅，化学性质越不活泼）
  • 硅si，虽然也是核外4价电子，但是不算很活泼。不活泼就意味着化合物的多样性减少。而事实上，硅si的理化性质在以地球为基础的环境下非常稳定

• 探寻一个事物背后的本质，肯定是从他本身或者相近似的”物质“进行分析；

• 基于上述实验事实以及方法论，有如下是推论：

  • 如果有地外生命，在和地球物化环境差不多的情况下，大概率是”碳基“生命
  • 并不是一定是地球物化环境才能孕育生命，但是如果要激发例如硅si，类似于地球上碳C为基础构成复杂的生命形态，就必须满足硅si最外层电子获得更高的电子跃迁能量（即：高温高压）

• 碳基生命的共性

  • 形态相似：耳目四肢的数目以及对称性
  • 意识相似：驯化猫狗乃至牛羊，甚至可以共情

• 质能方程 E = mc²

  • 爱因斯坦告诉我们：能量和质量在一定条件下可以相互转换；
  • 地球上所有金元素都来自于超新星的爆发；
  • 铁元素（特别是铁-56）被认为是核聚变的“最终产物”
    • 核聚变（Fusion）：将轻核（如氢、氦）结合成更重的核，结合能增加，释放能量；
    • 核裂变（Fission）：将重核（如铀、钚）分裂成中等质量的核，结合能也增加，释放能量；
    • 超过铁之后（如镍、铅、铀等重核），结合能开始逐渐下降。进一步聚变会消耗能量而不是释放能量；

• 四大基本相互作用力

  力的类型	相对强度	作用范围	作用粒子/现象
  强相互作用力	1（最强）	极短	夸克、胶子、原子核稳定性
  电磁力	10⁻²	无限	光子、带电粒子
  弱相互作用力	10⁻¹³	极短	β 衰变、W/Z 玻色子
  引力	10⁻³⁸（最弱）	无限	宇宙尺度、天体运动

4、生命的探索#

• 碳基生命
  • 克隆：DNA、RNA、蛋白质
  • 手形分子：
    • 同分异构体，在空间组成构型上，会表现类似于人类的左右手（镜像）
    • 很可能会表现出完全截然相反的生化特征。例如：沙丁胺醇（Thalidomide）
• 硅基生命
  • 即便存在人类外形的硅基生命，那么无法突破来自于地球之于母星的物化环境
  • 重要推论：硅基生命来源于碳基生命的主动探索，即：AI（因为我们上文讲到，生命的本质在于意识）

5、关于”人“#

• 寒武纪生命大爆发
  • 大约5.41亿年前，地球生命在极短的地质时间内突然出现了大量复杂、多样化的生物门类；
  • 几乎所有现代动物的主要门类（如节肢动物、脊索动物、环节动物等）都可以追溯到寒武纪；
  • 大爆发之谜：有部分假说是怀疑地外因素干扰
    • 为什么爆发发生在寒武纪而不是更早？
    • 为什么生命多样性在短时间内快速膨胀？
    • 为何爆发后部分奇特生物门类又迅速消失？
• 智商（逻辑能力）的鉴别维度
  • 言语理解
  • 知觉推理：音乐、身体运动
  • 工作记忆：（内存）
  • 处理速度：（CPU + GPU）
• 欲望与生产力
  • （部分）来源于激素作用的神经反馈
  • 赚钱的本质：不断地迎合满足人类涌现出来的源源不绝的欲望的目的；
  • 探索和发现欲望：创造需求
  • 合法合规的利用欲望
• 经济的本质：试图对资源进行良性的二次分配
• 信息差异来源：
  • 语言
  • 宗教文化习俗
  • 掌握知识的程度

6、关于计算机（AI）#

• 模拟人：记忆区间+运算区间

• 目前（截止公元2025年），所有已知的AI均来源于算法的突破，其底层还是以二进制为代表的图灵机

• 所有高维的算法（包括但不仅限于：高次方、开方、自然对数…）最后的计算机程序实现，都是二进制的加加减减

• 曾经前苏联开发过一套优于二进制的基础模型：三进制。但是由于变革成本过于巨大，遂未进入实践阶段

• 二进制计算机和三进制计算机的区别：

  • 三进制计算机优于二进制计算机，原因就是相较于此，多1个计算位。即：二进制（0、1），三进制（-1、0、1）
  • 对应：-1（负电压）、0（无电压）、1（正电压）

• CPU和GPU的区别：

  • CPU：适合在单位时间计算一组难度较高的算式（可以看做为一个博士生）
  • GPU：只能在单位时间内计算多组非常简单的算式（可以看做是多个小学生）

• 关于量子（比特）计算机

  • 量子（比特）：不仅可以表示 0 或 1，还可以同时处于 0 和 1 的叠加态。即存在多个计算位；
  • 维持可测量的量子（比特）受制于材料科学的发展，目前只有在实验室条件下得以存在（低温、高压）
  • 多一个计算位，能够实现较高的计算效率（较低的能量和时间投入）；（二进制计算机 vs 三进制计算机）
  • 量子是物理量（包括但不仅限于能量、动量、电荷等）的最小单位，在原子和亚原子尺度上起关键作用；
  • 量子的来源：
    • 电子的自旋状态
    • 光子的偏振方向
    • 原子的能级跃迁
    • 超导电路中的电流状态
    • 任意子在拓扑材料中的特殊行为

• 在硬件的缓步前行的大前提下，目前所有的AI的创新来源皆是算法的优化

• AI核心算法（提纲）

  graph LR
      A[人工智能算法] --> B[监督学习]
      A --> C[无监督学习]
      A --> D[强化学习]
      A --> E[深度学习]
      A --> F[自然语言处理]
      A --> G[计算机视觉]
  
      B --> B1[线性回归]
      B --> B2[逻辑回归]
      B --> B3[决策树]
      B --> B4[支持向量机]
      B --> B5[K近邻算法]
      B --> B6[朴素贝叶斯]
      B --> B7[随机森林]
      B --> B8[梯度提升机]
  
      C --> C1[K均值聚类]
      C --> C2[密度聚类]
      C --> C3[层次聚类]
      C --> C4[主成分分析]
      C --> C5[自编码器]
  
      D --> D1[Q学习]
      D --> D2[深度Q网络]
      D --> D3[策略梯度方法]
      D --> D4[演员评论家方法]
  
      E --> E1[卷积神经网络]
      E --> E2[循环神经网络]
      E --> E3[长短期记忆网络]
      E --> E4[生成对抗网络]
      E --> E5[变分自编码器]
  
      F --> F1[词向量模型]
      F --> F2[Transformer模型]
      F --> F3[BERT模型]
      F --> F4[生成预训练模型]
  
      G --> G1[目标检测]
      G --> G2[图像分类]
      G --> G3[图像分割]
      G --> G4[人脸识别]

• 人工智能之：阿西莫夫（科幻作家）三大定律：

  • 机器人不得伤害人类，或因不作为而使人类受到伤害。
  • 机器人必须服从人类的命令，除非该命令与第一定律相抵触。
  • 机器人必须保护自身的生存，前提是不违反第一或第二定律。

• AI的本质：为人类提升效率的工具

7、AI·未来应用#

• 减少信息（获取）流通的成本：在线搜索业务，广告的精准推送
• 物联网：可穿戴设备、无人驾驶、智慧居家
• 金融交易类：量化（策略）交易、博彩交易
• 计算类：程序设计、图形设计
• 生产成本：自动化车间、自动物流配送
• 游戏娱乐类：元宇宙（高度虚拟的线上世界）
• 天文领域：发现星球
• 防灾减灾：预测地震台风模型

8、AI·不可涵盖的领域（范畴）#

• 劣势：人工智能是基于计算机，本质是基于线上，属于信息层面，本身是不可克服来自于自然物理带来的种种束缚
  • 能源类
  • 建筑类
  • 交通运输类
  • 机械修理类
  • 生产类：食品、药物
  • 护理类：卫生保洁、医疗养护
  • 文化种族的冲突和战争的调停