前言 数字宇宙的诞生

我正在考虑一些远比炸弹更重要的东西，我正在考虑计算机。

约翰·冯·诺依曼，1946年

关于生命的起源，存在两种创世神话：一种认为生命源于泥土，另一种认为生命是从天而降的。如果按照这两种创世神话，那么计算机源于泥土，而代码则是从天而降的。

1945年年末，在新泽西州普林斯顿高等研究院内，匈牙利裔美籍数学家约翰·冯·诺依曼召集了一小群工程师，开始设计和建造配备有5千字节存储器的电子数字计算机，这种存储器可以在24微秒内从一个存储单元切换到下一个存储单元。整个数字宇宙可以直接追溯到这种32×32×40位的核心：比如今计算机中单个图标配置的内存还要小。

1936年，艾伦·图灵（Alan Turing）提出了通用机的理论构想，而冯·诺依曼的研究项目就是对这种理论构想的物理实现。它不是第一台计算机，甚至也不是第二或第三台计算机。然而，它却是首批充分利用高速随机存取存储矩阵的计算机，这种计算机的编码被广泛复制和使用，其逻辑架构也被大量复制。这一设想是由艾伦·图灵提出的，而冯·诺依曼则通过这种设想制造出了存储程序计算机，打破了用于“表意”（mean）的数字和用于“运算”（do）的数字之间的区别。宇宙的变化是永不停歇的。

十几位二三十岁的工程师打破了行业限制和学术规则，在短短5年的时间内，花费不到100万美元设计和建造了冯·诺依曼计算机，美国政府也为此提供了大量支持。“他在对的时间出现在对的地点，正确关联了对的想法，”威利斯·韦尔（Willis Ware）回忆说，他是第四个被选入工程团队的人，“这究竟是谁提出的观点，这个问题可能永远不会得到解答，我们暂且抛开这一困扰。”

随着第二次世界大战接近尾声，洛斯阿拉莫斯国家实验室（Los Alamos National Laboratory）制造了原子弹的科学家们开始思考：“下一步该做些什么呢？”理查德·费曼（Richard Feynman）等人发誓再也不染指核武器或军事机密，而爱德华·泰勒（Edward Teller）和约翰·冯·诺依曼等人则跃跃欲试地想要开发更先进的核武器，尤其是“超级炸弹”，或者说氢弹。1945年7月16日黎明前夕，新墨西哥州的沙漠发生了爆炸，火光照亮了天空，据称“比1000个太阳还要亮”。而8年半后，比基尼环礁（Bikini Atoll）也发生了爆炸，相较新墨西哥州那次爆炸，威力更是强了1000倍。随着冯·诺依曼提出要发明计算机的想法，氢弹之争也开始加剧，这一形势进一步推动了冯·诺依曼去研究计算机。

计算机在核战之争中发挥了必不可少的作用，有助于我们了解接下来会发生什么。关于“点源解决方案”，1947年，洛斯阿拉莫斯国家实验室发布了一份有关核爆炸产生冲击波的报告。冯·诺依曼解释说：“对于异常剧烈的爆炸来说……我们可以把传统的中央高压区视为一个点源。”这种说法已经足够接近核爆炸的物理现实了，因此，有关核武器效果的初期预测得以实现。

计算机内的数值模拟链式反应启动了计算机之间的连锁反应，正如我们设计之初所设想的那样，机器和代码以爆炸式的速度激增。最具颠覆性和最具建设性的人类发明出现在完全相同的时期，这并不是巧合。只有拥有集体智能的计算机可以帮助我们摆脱武器造成的破坏。

图灵的通用计算模型是一维模型：一串符号编码在一条图灵带上。然而，冯·诺依曼构建的图灵模型是二维的：与我们目前使用的计算机地址矩阵有关。如今呈现在我们面前的是一个三维模型，但整个互联网仍然可以被看作由众多图灵通用机共享的通用磁带。

时间处于何种位置呢？数字宇宙中的时间和人类宇宙中的时间分别受两种完全不同的时钟管制。在人类宇宙中，时间是一个连续体。而在数字宇宙中，时间（T）是一种可数的、离散的、连续的步骤。最初当T = 0，以及最后当T停止时，数字宇宙都是有界的。即使是在一个完全确定的宇宙中，我们也无法找到一致的方法，来提前对结局做出预测。对于人类宇宙中的观察家而言，数字宇宙似乎正在加快

步伐；而对于数字宇宙中的观察者来说，人类宇宙似乎正在放缓脚步。

艾伦·图灵在1936年出版的《论可计算数及其在判定问题上的应用》（On Computable Numbers,with an Application to the Entscheidungsproblem）中说道，通用代码和通用机器的蓬勃发展很容易使人们忽略图灵在“决策问题”上的根本利益。在对判定性问题做出答复时，图灵证明了我们无法系统地通过查看一个代码来言明这个代码将起到的作用。这就是数字宇宙的有趣之处，也是我们被带领到这里的原因所在。

我们不可能预测到数字宇宙会如何发展，但却能了解它是如何开始的。第一个完全电子化的随机存取存储矩阵，以及由此催生的代码的传播，已经最大限度地接近点源了。