宇宙通用語言

蔣樹文

數學語言可以在全宇宙通用

不知大家是否有過這個疑問，全世界的語言各不相同，但為什么都在使用同一種阿拉伯數字？是的，阿拉伯數字作為最普及的數學語言，在經過了蘇美爾數學、埃及數學、羅馬數學等數學語言類型的演變后，最終形成了今天全球通用的數學語言。毫無疑問它是優秀的，因為它能夠容易地描述數學和科學（如物理學、化學）的各個層面，同時它也是具有通用標準的，如果你向地球上任何人展示阿拉伯數字，他們會以某種形式理解你在說什么。

在作為全球通用的數字標準之外，數學語言其實還是一種強大的語言形式。也就是說，當它以一種統一的符號出現時，它可以作為一種世界通用語言。

而如果我們將眼光放到外太空和其它生命體呢？在與他們的交往上，數學是否依然可以作為一種溝通的語言使用呢？答案是肯定的。如果你觀察一個外星文明，或者宇宙中某個高級人工智能實體，你可能會發現他們在用一種不同的方式來描述數學性質，但這并不重要，只要他們的描述是準確的，他們描述的東西和其他人試圖描述的一樣，就會得到相同的結果。舉例來說，我們人類曾經發現了一些神秘的外星符號，經過專家解讀發現，有些圖像是描述物體速度的，對比我們人類各種各樣描述速度的方程和圖像，大家表述的實質是相同的，結果是一致的，因而可以得出結論，數學語言是一種可以在宇宙通用的強大語言形式。

完美的數學實在太復雜了

數學語言到底多有力量呢？可以這樣形容，在確定性的宇宙中，任何事物都可以用數學來描述。我們拿速度方程來舉例，當一天結束時，速度方程可以用來計算一個人大腦中發生的事，大腦是由幾個部分組成的，而這些部分又是由神經元組成。這些神經元之間相互連接，并以一種可以使用速度方程描述的方式在相互作用。

那么，數學能描述一切嗎？我們不難發現，數學語言涵蓋了愛因斯坦的廣義相對論，還涵蓋了量子力學，這幾乎涵蓋了一切事物。所以得出的結論是，在數學語言中，我們使用的描述方法并不只有阿拉伯數字，數學語言還有更多形式，也可以做到更多。例如，我們可以用速度方程來描述人類騎自行車的速度，或者可以描述騎行人和自行車是如何由1400億個原子相互作用，作為一個系統一起運動的，這是另一種方法。

但問題是，這種數學描述會非常復雜，在地球上還找不出足夠強大的計算機來做這個復雜的計算，畢竟構成騎行人的身體和自行車的基本粒子之間，以及這些粒子與上面所有層之間的相互作用之間，有很多層。因此不難看出，數學語言縱然有強大的描述功能，但也無法做到完美，在描述時出現非常復雜的情況也是不可避免。

所以，出于效率考慮，人們還是期望盡快得到近似結果，用認證過的通用語言符號和公式來執行計算，這就有了今天阿拉伯數字以及各類數學公式的產生和運用。而這種簡化可以幫助我們更好地平衡數學理論和實際使用之間的關系，例如，我們可以描述另一個宇宙，但同時讓它在數學上不那么復雜。用的方法可以是讓它變小，或者讓基本粒子變大，或者改變這個模擬宇宙的物理定律。

數學語言可以創造虛擬世界

還有更有趣的一點，數學語言不僅可以用來描述物理系統，也不僅僅用來描述現實中存在的事物，通過高級計算語言，即通過數學語言的層次結構進行數學描述，它可以描述現實之外的事物。最好的例子就是打開像《使命召喚》這樣的電子游戲，或是其它類型的游戲，通過觀察它們的共通點，我們可以發現，它們本質上是用純數學描述的微觀宇宙，而這些電子游戲的數學描述并沒有我們自己的宇宙那么復雜。舉例來說，一個電子游戲角色是由基本粒子組成的，在這種情況下，它也是多邊形的，但這些多邊形的數目通常不會超過百萬，這在數學上并不復雜。

20世紀以來科學發展得日新月異，把數學和語言這兩門相距甚遠的學科緊密聯系起來組成強有力的紐帶，使數學和語言學的領域都得到了擴展。它們以符號系統為主要研究對象，發現了共同的邊界，然后彼此滲透。于是，數學語言就應運而生，而我們驚喜的發現，這門“語言”是可以描述一切的。