物理学家提出理解智力的新方式

只要使用基于基本物理原理的方程式，就可以描述智能，并在金融和机器人等不同领域引发新的见解。

哈佛大学的物理学家亚历山大·维斯纳-格罗斯和夏威夷大学的数学家卡梅伦·弗里尔发明了一个方程，他们说这个方程描述了许多智力和认知行为，比如直立行走和使用工具。

研究人员指出，智力行为来自于控制环境中未来事件的冲动。这与传统的科幻场景完全相反。在传统的科幻小说中，计算机或机器人拥有智能，然后接管整个世界。

这一发现描述了一种数学关系，它可以“引发与人类认知相关的非常复杂的行为，包括工具的使用和社会合作。”

“这是一篇非常具有煽动性的文章，”研究生物和社会系统的西蒙·德迪奥说。“这不是普通科学。”

维斯纳-格罗斯表示，这项研究“雄心勃勃”，并利用了许多领域的发展。

这项研究背后的数学原理来自热力学理论。物理学中有一个核心概念叫做熵，这意味着系统趋向于更加混乱。热力学第二定律指出，任何孤立系统的熵都有增加的趋势。一面镜子可以分成许多块，但是把这些块粘在一起不能形成一面新的镜子。

新的研究表明，熵与智力行为直接相关。

维斯纳-格罗斯说:“这篇文章试图将智力描述为一个热力学过程。

研究人员开发了一个名为Entropica的软件，该软件描述了几种场景中与智力活动非常相似的行为。他们还用这个软件进行了几个典型的动物智力测试。

在一次测试中，研究人员设置了一个场景，其中一个东西被用作从盒子中取出另一个东西的工具。另一个测试场景是推动汽车保持平衡并直走。该软件由简单的热力学原理控制，可以模拟人或动物的行为，没有特定的目标。

“它实际上必须决定目标是什么，”维斯纳-格罗斯说。"与其他人工智能设备不同，这种人工智能没有明确的目标."

维斯纳-格罗斯说，熵权的智力行为来自“一个尽可能掌握未来历史的物理过程”。未来历史是指一个系统在任何给定时刻能够获得的所有可能的未来结果。

维斯纳-格罗斯称这个概念为“因果熵力”这些力量是智能行为的动力。他们将鼓励一个系统存储尽可能多的未来历史。例如，在推小车的测试中，Entropica软件控制小车保持操纵杆垂直。如果棍子被允许落下，未来的历史将会大大减少，换句话说，系统的熵将会减少。保持棍子直立将最大化熵。

“宇宙可以向不同的方向膨胀。我的观点是，智力是一个试图捕捉未来历史的过程，”维斯纳-格罗斯说。

这项研究的应用可能会超出人工智能的典型应用范围，包括语言结构和社会合作。

DeDeo说，使用这个新框架来检查*非常有趣，我们可以检查它是否会像本文描述的那样作为一个系统运行。

这项研究的一个潜在应用是自动机器人的发展，它能对变化的环境做出反应并选择自己的目标。

怀俄明大学的计算机科学家杰夫·克鲁恩说:“我真的很想知道人们用什么机制来实现一些令人印象深刻的结果，因为这个机制可能有助于我们提高人工智能。”。

克鲁恩模拟了生物进化的过程，并利用自然选择来进化人工智能和机器人。他对新的研究有所保留。他认为这项研究只是用不同领域的术语来表达过去的观点。维斯纳-格罗斯说，他将在未来与许多领域的人合作，帮助他们理解新的研究对他们的领域意味着什么，以及他的观点如何帮助这些领域。

这项新研究是在许多其他学科的最新发展的启发下完成的。一些宇宙学家认为自然界中的一些基本常数是有价值的，因为没有它们，人类就不能观察宇宙。目前，先进的计算机软件可以和人类中最好的棋手较量。研究人员甚至借鉴了“认知生态位”理论，该理论解释了智力可能成为生态生态位，从而影响自然选择。

如果这种观点成立，它需要一个能够非常快速地处理信息和预测未来历史的系统，以便显示智能行为。维斯纳-格罗斯指出，有些人把智力的起源与自然选择和达尔文的进化论联系起来。这一新发现与这一观点非常一致——解释智力只需要自然法则。

虽然维斯纳-格罗斯说他对研究结果非常有信心，但他也承认研究还有改进的空间，包括量子物理理论。此外，他创办的一家公司正在开发机器人、经济和国防领域研究的商业应用。

“我们基本上认为这是一个伟大的智力理论，”维斯纳-格罗斯说。“我知道这听起来雄心勃勃，但它确实将许多领域的许多线索整合到了一起，从宇宙到计算机科学到动物行为，形成了一幅美丽的热力学图景。”