(1)壇城的秘密與自指系統[轉]

這僅僅是一個繪製令人頭暈目眩的計算機動畫的小技巧么？我認為不是，至少這個簡單的操作給我們揭示了這樣一條原理：自指系統能夠誕生複雜性。然而這條原理也許是某些更加深刻的科學原理的引子。

1、自指與層次前面已經提到，攝像機-電視系統就是一個跌代的反饋系統。然而我們為什麼稱該系統是一個自指系統呢？那是因為自然界的反饋系統千姿百態、多種多樣，但反饋系統並不一定能夠構成自指。那麼什麼是自指呢？所謂的自指就是一種自引用，是一種把一個系統的整體再次包含進自身中的一個更深的層次的過程。比如下面這句話：

這句話是錯的！

就是一個明顯的自指語句。因為「這句話」是該句子的一部分，然而它所指代的含義是整句話本身。所以「這句話是錯的」就把自己包含成為了自己的一部分。另外，自指一般都牽扯到層次性。也就是說從語義上看，引用構成了一個新的層次。比如這句話：

我認為：「明天會下雨」

就牽扯了兩個層次，第一個層次是我認為，它表達了真實世界中的「我」發出了一個動作「認為」。而第二個層次是「明天會下雨」，因為這第二個層次表達的是一個與我們的真實世界完全不同的虛擬世界，它處在另一個層次中。「這句話是錯的」也包含了兩個層次。我們可以把這句話整體叫做A，那麼它的一部分「這句話」所指代的就是A，那麼A也可以寫為：

「這句話是錯的」是錯的

我們已經可以清楚地看到它包含了兩個層次，第一個層次為「是錯的」，第二個層次為「這句話是錯的」。那麼之所以我們稱A是一個悖論，是因為通過自指它把兩個不同層次的意思扭纏到了一起。所以我們無從判斷「這句話是錯的」的對錯。

其實，在現實生活中類似的層次現象還有很多很多，比如下面的這些例子：小說中的世界、電腦遊戲中的世界、鏡子中的世界、電視機顯示的世界、人腦中的世界等等。

而在攝像機-電視試驗中，電視中的景象就是第一層的虛擬世界，在第一層虛擬世界中的電視就是第二層的虛擬世界，……，所以該試驗中嵌套了無窮層次的虛擬世界。而自指就是某個事物在更深一個層次把自身映射了。這樣，自指過程就形成了把第N-1層次的世界拉到了第N層次中。通過攝像機的輔助，電視機把自己的影像又拉到了自己屏幕上所展示的世界。

2、自指與反饋

然而畢竟攝像機-電視系統就是一個反饋系統，那麼自指與反饋有什麼關係呢？我認為自指必須要通過反饋來實現。因為某事物A要想在它的內部映射其自身必須通過它所處的環境來動態完成一個反饋的過程。比如電視機要完成自指必須要通過攝像機的反饋系統。如果反饋不存在，孤立的電視機不可能形成自指。

但反過來，自指決不等同於普通的反饋。普通的反饋僅僅形成了一個信息的迴路，因而我們可以在自然界中找到很多反饋的現象。然而前面已經說了，自指必須要把自身的像在更深一層次映射出來。

針對攝像機--電視系統，可以說如果我們從系統的信息迴路角度來看它就是一個平凡的反饋系統。然而如果我們站在電視機中的虛擬世界來看，這就是一個不平凡的自指系統。也就是說我們站在信息所表達的意義上看，自指才會出現！因此自指是出現在語義層面上的。

3、跌代：一種用有限應對無限的方法

攝像機-電視試驗告訴我們，我們可以在一個完全有限的環境下展現一個無限的世界。首先，在空間上電視屏幕中無窮嵌套的世界從語義上具有無窮的空間。正如前面所說，電視機中的虛擬世界在任意兩個嵌套的電視屏幕中間都有一段距離。這段「信息意義」的距離是不會經過嵌套而丟失的。所以電視屏中的無窮個電視實際上擁有了無窮的虛擬距離，因而我們一下子擁有了無窮的虛擬空間。

其次，經過跌代，虛擬世界原則上擁有了和我們的宇宙一樣長的時間，因而也可以認為虛擬世界中的時間是無限的。只要我們不關閉整個裝置，那麼虛擬世界就會一直存在下去。因此，通過跌代，我們把這個世界的時間「借」給了虛擬世界。回想現代複雜系統模擬演化程序，無論是細胞自動機還是人工生命都運用了計算機跌代的方法，這些方法都相當於把我們這個宇宙的時間借給了計算機中的虛擬世界。

3、怪圈和悖論

自指還有一個別名：「怪圈」。然而我認為「怪圈」的範圍似乎更廣。比如一條想把自己吞掉的蛇就形成了一個怪圈，埃舍爾的很多畫都在反映怪圈。怪圈會產生悖論，也就是讓人們左右為難的命題。比如上面的那句話：這句話是錯的。另外，著名的悖論還有羅素悖論，它直接動搖了集合論的基石。而後來哥德爾通過同樣的悖論推理把悖論引到了邏輯中，從而顛覆了希爾伯特的夢想。之後，圖靈運用同樣的怪圈悖論邏輯證明了圖靈停機定理，並指出了計算機的極限。可想而知，怪圈和悖論在經典理論中所起到的深刻作用。然而，人們普遍的一種看法總是認為悖論、怪圈是不好的、矛盾的，所以人們盡量要避免它、消除它。

4、複雜性的困惑

進入21世紀，複雜性科學越來越受到人們的重視。複雜性科學所帶給我們的真正革命意義是用一種綜合、演化、生成的世界觀。所以從複雜性科學誕生，科學方法就開始了180度大轉彎，科學一下子變得和以前不同了。然而，複雜適應系統理論在很多方面很多年來一直沒有形成很大的突破。大家似乎僅僅知道做計算機模擬試驗，改進改進演算法，而真正理論的突破沒有完成。回顧複雜性科學的歷史，我們不難發現下面幾點啟示：

5、自指與複雜性

攝像機-電視這個簡單的試驗告訴我們，怪圈並不僅僅是人們所想像的能夠招致悖論的不好的東西，翻過來，自指形成的怪圈能夠生成複雜性。它是系統真正創造性的來源。

從信息意義上來看，攝像機-電視系統所產生的複雜性是純粹的無中生有。因為電視機中所反映的自身內部是什麼呢？這無非是一連串嵌套的電視機自己，當我們放大的時候，我們看到了攝像機的內部世界，然而從信息語義上講，它應該是什麼都沒有！正是這種「無」才創造了複雜性。

6、起源問題

宇宙、生命、智能是如何起源的？我們還無從得知，但可以肯定的是，這些重大的問題都和怪圈有關。首先，宇宙本身就是一個悖論。因為按照人們的定義，宇宙即為所有的空間和時間，我們必須堅持宇宙之外空無一物，宇宙之前一無所有。所以宇宙在早期必須構成了自己起源的原因，而不能依靠外界。否則根據我們的定義，我們會把宇宙的外界也包含進宇宙這個概念中來。

生命起源目前基本已經被複雜性科學所揭示。然而，生命能夠自主運動本身就是一個怪圈。因為生命都是由成千上萬的分子構成的，分子的運動是支配這其上的生命的運動的，然而生命為什麼還能自發主動的運動呢？生命只有自己構成了自己運動的原因的時候才叫做具有了主動性和「活」性。因此自己構成自己運動原因就形成了一個怪圈。

智能和自由意識更是與怪圈密切相關，因為我們能用我們大腦來分析大腦自己。面對人工智慧，我們更是面對了怪圈的困惑：什麼是真正的智能？有人說只有和人一樣聰明的東西才叫真正的智能。那麼，我們創造的人工智慧如果滿足這一標準的話，那麼它們也會創造出屬於它們的「人工智慧」，接下來，它們創造的AI又會創造新的「AI」……，這個過程便形成了一個類似電視機中套電視機的怪圈。

如果說自指能夠誕生複雜性，而且自指能產生怪圈。那麼我們如何利用類似攝像機—電視機的跌代系統方法實現真正的「無中生有」呢？也許這會是一個可能帶來重大突破、激動人心的課題。