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  • 1 # 計算主義

    計算機科學跟邏輯、數學差不多,是比物理、化學、生物等經驗科學更加嚴謹的基礎學科。

    這裡說的科學,更嚴格地講應該稱為科學理論。我們能用語言來描述的所有物件,都可以構成一系列的概念體系。數學、自然科學、宗教、藝術、文學、政治學、心理學、歷史學等等,都可以歸類為概念體系。語言就是一套編碼解碼的符號系統(學過資訊理論、計算機編譯原理的人都應該清楚,人的感官都會把接收的高階語言資訊編譯為神經電波這個生物機器語言,人腦和神經中樞就是處理這個生物語言資訊的),語言的最核心其實是邏輯,有嚴謹邏輯支撐的概念體系才可以稱為理論。以這個標準,宗教、文學、藝術等就不能稱為理論了。

    理論中有一些雖然講邏輯,但是還是比較含糊的,或者只是定性的,比如一些哲學、政治經濟學理論、心理學理論等。理論中嚴格符合邏輯的、必要時可以用定量描述的、允許證偽的,我們才可以稱之為科學理論。計算機科學是以邏輯和數學為基礎的,以此標準,計算機科學當然是屬於科學理論。

    按照康德的先驗與後驗的分類,科學理論還可以區分為經驗科學、思辨科學。物理、化學、生物等自然科學,顯然是屬於經驗科學,其任何成果的真理性都是需要用實驗來驗證的。而邏輯、數學、計算機科學則是先驗的,屬於思辨科學,其真理性可以用邏輯推理來證明,一般不需要用實驗來驗證,除非由於問題的複雜性超出現實的計算能力,才需要藉助實驗來輔助驗證。

    隨著計算機科學的發展,人們越來越認識到計算機科學是比物理、化學、生物等自然科學更基礎的科學。著名物理學家惠勒提出,萬物皆資訊,也就是說,這個物理世界很可能是建築在資訊的基礎上的,未來整個物理學發展趨勢很可能是建築在資訊理論和計算機科學的基礎上。化學就是由量子力學衍生出來的,實際上最終可以歸結為量子計算的理論。萬物皆資訊的下一句應該是,萬事皆計算,也就是宇宙中發生的一切事件都是計算,一切大大小小的過程都是個演算法。

    生物學是與資訊科學計算機科學聯絡更加緊密的學科。DNA是個編碼資訊系統,實際上就是個程式或演算法。生物體之間、生物各器官之間、細胞之間,實際上是在不斷地透過傳遞和處理資訊(比如激素、電訊號等)來完成各種生命活動。生態系統實際上也是個資訊處理系統,比如蜜蜂傳遞的是儲存著植物遺傳資訊的花粉,動物發情季傳遞出各種資訊給異性,植物體內或植物之間也是透過各種資訊感知和處理來開展生命活動的。總之,所有生命活動都是計算,所有生命過程都是個生物化學演算法。

    計算機科學本身的發展,已經對科學、社會的各方面產生了巨大影響。特別是,網際網路、媒體通訊、遊戲娛樂、數字金融、自動化、虛擬現實、人工智慧、社會資訊化管理等各個領域的技術突破,對人類社會的發展已經產生了顛覆性的影響。

    研究計算機科學,實際上是與邏輯、數學一樣的基礎中的基礎科學,未來的計算機科學理論將可以應用到幾乎所有的自然科學和社會科學領域中。比如,現在已經出現了資訊物理學、資訊生物學等新興學科,這些學科就是利用了資訊學和計算機科學的原理來研究物理和生物問題的。社會科學也是幾乎所有學科都可以應用計算機科學和資訊科學的原理的,所有各學科的語言體系實際上都是用於產生、傳遞和處理特定領域的資訊。比如,藝術品、古董、文學作品傳遞的都是資訊;歷史學就是在恢復資訊、歸納和總結過去的資訊;經濟學是在研究供求平衡,也就是經濟活動中的資訊傳遞和處理,貨幣實際上就是誰擁有商品交換權力的資訊,你存在銀行裡的錢只是銀行計算機磁碟上的一串數字資訊。

    未來要解開生命之謎、意識之謎、宇宙之謎,也許最終只能從計算機科學和資訊科學入手。自然科學包括物理學等,是可以涉及研究和認知整個物理宇宙的,而這個研究和認知活動本身,則是屬於計算機和資訊科學的範疇。因此我們可以預測,計算機科學將來一定還會迎來多次出乎預料的大爆發。

  • 2 # hyt9931

    從科研的角度來說,計算機和其它學科確實不太一樣,可以這麼說吧:物理化學生物研究的是真實世界,計算機科學研究的是虛擬世界,而數學是雙方的橋樑,用於抽象地描述現實世界,並投影到虛擬世界。

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