區(qū)塊鏈的新生：從數(shù)學(xué)區(qū)塊鏈到數(shù)理區(qū)塊鏈
——重新解讀普朗克鏈條

陳義佳

（華中科技大學(xué)中國(guó)金融研究中心 湖北武漢 430074）

著名物理學(xué)家普朗克1934年在他的《世界物理圖景的統(tǒng)一性》一文中指出：科學(xué)是內(nèi)在的整體，它被分解為單獨(dú)的部門，不是取決于事物的本質(zhì)，而是取決于人類認(rèn)識(shí)能力的局限性，實(shí)際上存在著由物理學(xué)到化學(xué)，通過(guò)生物學(xué)和人類學(xué)到社會(huì)科學(xué)的連續(xù)性鏈條。1944年奧地利物理學(xué)家薛定諤提出“生命以負(fù)熵為生”，1948年香農(nóng)發(fā)表《通訊的數(shù)學(xué)理論》，提出信息熵等理論，1953年美國(guó)生物學(xué)家沃森和英國(guó)生物學(xué)家克拉克共同提出DNA雙螺旋模型，科學(xué)不斷地向“普朗克鏈條”邁進(jìn)。

2009年1月李幼平院士提出：信任，尤其是讓原本互不信任的各方都“不得不信”，需要拿出“真實(shí)、唯一、可信”的數(shù)學(xué)證明+物理證明。時(shí)間是單調(diào)函數(shù)，過(guò)去了的永遠(yuǎn)不會(huì)再來(lái)，空間是確定函數(shù)，不會(huì)被重復(fù)占有。只有時(shí)間+位置才具備“確定無(wú)疑”的排他性或唯一性，無(wú)人可以推翻，所有人都“不得不信”。

2015年10月，《The Economist》刊登題為《信任機(jī)器－比特幣背后的技術(shù)如何改變世界》的文章，誕生在2009年中本聰?shù)谋忍貛藕推浔澈笾С值募夹g(shù)：區(qū)塊鏈，只滿足于基于哈希函數(shù)的數(shù)學(xué)證明，缺失物理證明，由于是異步時(shí)態(tài)、差錯(cuò)重傳等技術(shù)局限，只能在局部實(shí)現(xiàn)了人類社會(huì)的信任。

2018年中國(guó)頒布國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《統(tǒng)一內(nèi)容標(biāo)簽》（UCL，GB/T35304-2017），用“人、事、物”三個(gè)要素表達(dá)一個(gè)“事件”，添加與該事件捆綁的時(shí)間空間兩個(gè)要素，整合為“人、事、物、時(shí)、空”五要素，在五要素分別用PKI獲取匿名基礎(chǔ)上，再對(duì)整合后的五要素第二次匿名，保證保護(hù)個(gè)人隱私與保護(hù)個(gè)人權(quán)益兩不耽誤，同時(shí)也滿足2018歐盟《通用數(shù)據(jù)規(guī)范》（GDPR）要求。UCL明確借助“物理獨(dú)立、邏輯互補(bǔ)”的“數(shù)理雙自洽”方法保護(hù)隱私與權(quán)益，并試圖把保護(hù)范圍擴(kuò)大至萬(wàn)事萬(wàn)物。

區(qū)塊鏈新生，在于用哈希變換帶來(lái)的數(shù)學(xué)自洽，增加通過(guò)三個(gè)衛(wèi)星就可以確定時(shí)空位置，從而幫助完成區(qū)塊鏈的物理自洽，形成數(shù)理雙自洽，突破不可能三角，添加UCL“語(yǔ)義自洽”功能，拓展信任通證概念成為一種安全、可信、隱私的內(nèi)容標(biāo)簽，完成信任機(jī)器的建造。我們稱新生后的區(qū)塊鏈為數(shù)理區(qū)塊鏈。

圖1 數(shù)學(xué)區(qū)塊鏈與數(shù)理區(qū)塊鏈對(duì)比

數(shù)理區(qū)塊鏈將是一個(gè)去中心化到中心化，再到去中心化的一個(gè)循環(huán)往復(fù)的過(guò)程，而這個(gè)過(guò)程將開啟區(qū)塊鏈應(yīng)用的無(wú)限空間，天下大勢(shì)，合久必分，分久必合。合－分－再合－再合－再再分－再再合……，以致無(wú)窮。裂變－聚變－再裂變－再聚變……n微秒后，結(jié)束全過(guò)程。中心化－去中心化－再中心化－再去中心化－再再中心化……以致無(wú)窮。如果人們只滿足于免費(fèi)的去中心化，不追求再中心化，區(qū)塊鏈到此打住，普朗克鏈條到此打斷，區(qū)塊鏈創(chuàng)建人類共識(shí)目標(biāo)，死棋無(wú)疑。

數(shù)理區(qū)塊鏈以促進(jìn)人與人，自然與自然的“互相信任”為目標(biāo)，發(fā)行“基于真實(shí)性/唯一性/可信性的普適證明”，我們把它表達(dá)為“通證”。這種證明之所以做到互不信任的各方都無(wú)法推翻，“放之四海皆準(zhǔn)”，是因?yàn)樗且环N純客觀的證明，證明過(guò)程始終無(wú)人參加，嚴(yán)格防止主觀因素介入，我們稱為信任通證（Trust Token）。

信任通證（Trust Token）解決了數(shù)字資產(chǎn)本身的信任問(wèn)題，雖然數(shù)學(xué)區(qū)塊鏈也試圖通過(guò)數(shù)學(xué)的方法解決了數(shù)字資產(chǎn)在流通過(guò)程的信任問(wèn)題，但沒(méi)有解決數(shù)字資產(chǎn)在發(fā)行時(shí)候的信任問(wèn)題，信任自洽需要數(shù)學(xué)、物理和語(yǔ)義三方面共同的自洽才能完成，當(dāng)數(shù)字資產(chǎn)從一開始就解決信任問(wèn)題的時(shí)候，其實(shí)也就是價(jià)值互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)。

不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為數(shù)理區(qū)塊鏈就是數(shù)字區(qū)塊鏈+IoT的組合，IoT技術(shù)解決了人與物，物與物之間的信息溝通問(wèn)題，將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地傳輸?shù)綌?shù)字區(qū)塊鏈上進(jìn)行存儲(chǔ)，從而解決數(shù)據(jù)信任問(wèn)題，但是IoT技術(shù)沒(méi)有解決物理自洽問(wèn)題，就無(wú)法從一開始就確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性問(wèn)題。

數(shù)理區(qū)塊鏈在智慧城市、民生領(lǐng)域，金融領(lǐng)域?qū)㈤_啟一個(gè)全新的應(yīng)用空間和方式，智慧城市通過(guò)數(shù)理區(qū)塊鏈從源頭上通過(guò)數(shù)理兩個(gè)維度確保上鏈數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和真實(shí)性，同時(shí)減少數(shù)據(jù)冗余存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)綠色低碳，滿足碳中和目標(biāo)；在民生方面，比如時(shí)間銀行，鼓勵(lì)年輕人在年輕的時(shí)候多為老人服務(wù)，數(shù)理區(qū)塊鏈發(fā)行的TrustToken真實(shí)的記載了年輕人的時(shí)間和行為，并且轉(zhuǎn)換為數(shù)字通證，不僅解決信任問(wèn)題，還可以用于其他服務(wù)，比如兌換老年服務(wù)，公寓及健康體檢等；在金融領(lǐng)域，比如數(shù)據(jù)信托，信托機(jī)構(gòu)對(duì)于數(shù)據(jù)本身的濫用通過(guò)數(shù)理區(qū)塊鏈得到很好的解決，數(shù)據(jù)是否轉(zhuǎn)移到“中立國(guó)”，運(yùn)算后刪除都可以得到可信的證明。

隨著人類社會(huì)將從信息互聯(lián)網(wǎng)向物聯(lián)網(wǎng)（internet of thing），終端節(jié)點(diǎn)總數(shù)由“人人上網(wǎng)”的百億級(jí)增加到的萬(wàn)億級(jí)別。那么目前的高能耗高帶寬模式必將走向低能耗高減熵模式，比特幣的POW共識(shí)機(jī)制更不可持續(xù)，數(shù)理區(qū)塊鏈更加發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。一方面，廣播模式帶來(lái)的貪婪跳轉(zhuǎn)最大限度的減少信息傳遞帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)能耗；其次，每一個(gè)新增節(jié)點(diǎn)都能“自證可信”，從源頭上阻止拜占庭攻擊，用衛(wèi)星網(wǎng)的“確定時(shí)延”，治理地面網(wǎng)的“不確定時(shí)延”，更加徹底地解決網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題。最后，通過(guò)節(jié)能的靜默終端實(shí)現(xiàn)“按需啟動(dòng)”，最大限度減少能耗。

北斗短信發(fā)明之后，全球涉及各種人、事、物的任意物理數(shù)據(jù)，在添加時(shí)間空間標(biāo)簽之后，又可以在同一中心（衛(wèi)星）上重新集結(jié)，形成全球“真實(shí)、唯一、可信”的統(tǒng)一物理圖景，接近于1934年普朗克夢(mèng)寐以求的“人類統(tǒng)一物理圖景”的普朗克鏈條。