前言 數字宇宙的誕生

我正在考慮一些遠比炸彈更重要的東西，我正在考慮計算機。

約翰·馮·諾依曼，1946年

關于生命的起源，存在兩種創世神話：一種認為生命源于泥土，另一種認為生命是從天而降的。如果按照這兩種創世神話，那么計算機源于泥土，而代碼則是從天而降的。

1945年年末，在新澤西州普林斯頓高等研究院內，匈牙利裔美籍數學家約翰·馮·諾依曼召集了一小群工程師，開始設計和建造配備有5千字節存儲器的電子數字計算機，這種存儲器可以在24微秒內從一個存儲單元切換到下一個存儲單元。整個數字宇宙可以直接追溯到這種32×32×40位的核心：比如今計算機中單個圖標配置的內存還要小。

1936年，艾倫·圖靈（Alan Turing）提出了通用機的理論構想，而馮·諾依曼的研究項目就是對這種理論構想的物理實現。它不是第一臺計算機，甚至也不是第二或第三臺計算機。然而，它卻是首批充分利用高速隨機存取存儲矩陣的計算機，這種計算機的編碼被廣泛復制和使用，其邏輯架構也被大量復制。這一設想是由艾倫·圖靈提出的，而馮·諾依曼則通過這種設想制造出了存儲程序計算機，打破了用于“表意”（mean）的數字和用于“運算”（do）的數字之間的區別。宇宙的變化是永不停歇的。

十幾位二三十歲的工程師打破了行業限制和學術規則，在短短5年的時間內，花費不到100萬美元設計和建造了馮·諾依曼計算機，美國政府也為此提供了大量支持。“他在對的時間出現在對的地點，正確關聯了對的想法，”威利斯·韋爾（Willis Ware）回憶說，他是第四個被選入工程團隊的人，“這究竟是誰提出的觀點，這個問題可能永遠不會得到解答，我們暫且拋開這一困擾。”

隨著第二次世界大戰接近尾聲，洛斯阿拉莫斯國家實驗室（Los Alamos National Laboratory）制造了原子彈的科學家們開始思考：“下一步該做些什么呢？”理查德·費曼（Richard Feynman）等人發誓再也不染指核武器或軍事機密，而愛德華·泰勒（Edward Teller）和約翰·馮·諾依曼等人則躍躍欲試地想要開發更先進的核武器，尤其是“超級炸彈”，或者說氫彈。1945年7月16日黎明前夕，新墨西哥州的沙漠發生了爆炸，火光照亮了天空，據稱“比1000個太陽還要亮”。而8年半后，比基尼環礁（Bikini Atoll）也發生了爆炸，相較新墨西哥州那次爆炸，威力更是強了1000倍。隨著馮·諾依曼提出要發明計算機的想法，氫彈之爭也開始加劇，這一形勢進一步推動了馮·諾依曼去研究計算機。

計算機在核戰之爭中發揮了必不可少的作用，有助于我們了解接下來會發生什么。關于“點源解決方案”，1947年，洛斯阿拉莫斯國家實驗室發布了一份有關核爆炸產生沖擊波的報告。馮·諾依曼解釋說：“對于異常劇烈的爆炸來說……我們可以把傳統的中央高壓區視為一個點源。”這種說法已經足夠接近核爆炸的物理現實了，因此，有關核武器效果的初期預測得以實現。

計算機內的數值模擬鏈式反應啟動了計算機之間的連鎖反應，正如我們設計之初所設想的那樣，機器和代碼以爆炸式的速度激增。最具顛覆性和最具建設性的人類發明出現在完全相同的時期，這并不是巧合。只有擁有集體智能的計算機可以幫助我們擺脫武器造成的破壞。

圖靈的通用計算模型是一維模型：一串符號編碼在一條圖靈帶上。然而，馮·諾依曼構建的圖靈模型是二維的：與我們目前使用的計算機地址矩陣有關。如今呈現在我們面前的是一個三維模型，但整個互聯網仍然可以被看作由眾多圖靈通用機共享的通用磁帶。

時間處于何種位置呢？數字宇宙中的時間和人類宇宙中的時間分別受兩種完全不同的時鐘管制。在人類宇宙中，時間是一個連續體。而在數字宇宙中，時間（T）是一種可數的、離散的、連續的步驟。最初當T = 0，以及最后當T停止時，數字宇宙都是有界的。即使是在一個完全確定的宇宙中，我們也無法找到一致的方法，來提前對結局做出預測。對于人類宇宙中的觀察家而言，數字宇宙似乎正在加快

步伐；而對于數字宇宙中的觀察者來說，人類宇宙似乎正在放緩腳步。

艾倫·圖靈在1936年出版的《論可計算數及其在判定問題上的應用》（On Computable Numbers,with an Application to the Entscheidungsproblem）中說道，通用代碼和通用機器的蓬勃發展很容易使人們忽略圖靈在“決策問題”上的根本利益。在對判定性問題做出答復時，圖靈證明了我們無法系統地通過查看一個代碼來言明這個代碼將起到的作用。這就是數字宇宙的有趣之處，也是我們被帶領到這里的原因所在。

我們不可能預測到數字宇宙會如何發展，但卻能了解它是如何開始的。第一個完全電子化的隨機存取存儲矩陣，以及由此催生的代碼的傳播，已經最大限度地接近點源了。