斯蒂芬·沃尔弗拉姆：计算思维的先锋

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斯蒂芬·沃尔弗拉姆是一位计算思维先锋，开创了 Mathematica 和 Wolfram|Alpha 等工具，改变了科学研究方式。他提出的“计算等价性原理”挑战了传统科学范式，引发热烈讨论。他的最新著作《万物皆计算》探索了计算思维在当今科技发展中的无限可能。

原文标题：15岁发论文、20岁拿博士......科技狂人Stephen Wolfram的逆天人生！

原文作者：图灵编辑部

冷月清谈：

* 天才少年：15 岁发表物理学论文，20 岁获得博士学位。
* Mathematica 的诞生：创建了改变科学计算格局的强大软件，让科学家专注于思考和创新。
* Wolfram|Alpha 的奇迹：推出基于知识计算的问答引擎，让人们用自然语言解决复杂问题。
* Wolfram 语言的诞生：开发了一种跨学科编程语言，实现自动化知识计算和复杂问题求解。
* 《一种新科学》：提出“计算等价性原理”，挑战传统科学研究范式，引发争议和支持。
* 科学之外的多面性：计算思维方式的传播，影响广泛领域，重塑行业和学术研究。
* 最新著作《万物皆计算》：以计算思维观察世界，讲述科学探索中的伟大力量。

怜星夜思：

1、对于沃尔弗拉姆提出的'计算等价性原理'，你是如何理解的？
2、如果你拥有 Wolfram|Alpha 的能力，你会用它来解决哪些实际问题？
3、在你看来，沃尔弗拉姆对科学和技术领域的未来发展有何影响？

原文内容

在科学的世界里，有些名字会让人想到开创性的工具，有些名字则让人联想到颠覆性的思想，斯蒂芬·沃尔弗拉姆（Stephen Wolfram）是将这两者结合的典型。他不仅仅是一位科学家，更是推动知识计算、改变人类计算思维的先锋。
他以创建计算软件 Mathematica 和强大的知识引擎 Wolfram Alpha 而闻名。他还是 Wolfram Research 的创始人兼首席执行官。他的工作涵盖理论物理学、元胞自动机和 AI。他颇具影响力的著作 A New Kind of Science 通过计算探索宇宙。Wolfram 拥有加州理工学院的理论物理学博士学位，并继续突破 AI、计算和科学哲学的界限。

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天才少年的非凡起点 

1959 年，沃尔弗拉姆出生于伦敦一个中产家庭。父亲是位纺织品贸易商，母亲是牛津大学的哲学教授。小时候，沃尔弗拉姆的父母经常在家中见到各类学者，年幼的他经常有机会加入到这些大人们的谈话中。5 岁那年，在家庭聚会中，他与哲学家讨论问题，被这些人称为“未来的哲学家”。而他自己并不止步于哲学，从小就对物理学和科技有着浓厚的兴趣。

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5岁时的沃尔弗拉姆

11 岁时沃尔弗拉姆对太空产生了极大的探索欲，他不仅收集有关航天器的信息，还给 NASA 写信，从此他对物理学产生浓厚的兴趣。
15 岁时他发表了自己第一篇物理学论文，成为当时最年轻的科学论文作者之一，是名副其实的天才少年。
沃尔弗拉姆收集的飞行器
进入伊顿公学后，沃尔弗拉姆的人生经历了新的转折。他的老师劳特利奇是艾伦·图灵（Alan Turing）的朋友。他在这里遇见了他生命中的第一台计算机——Elliott 903。这台庞大且笨重的机器，需要通过打孔带进行编程，虽然技术原始，但对于沃尔弗拉姆来说，这并非障碍，反而激发了他对计算机编程的兴趣。
Elliott 903
他自学汇编语言，并尝试利用编程解决物理学问题。在使用计算机的过程中，沃尔弗拉姆逐渐意识到，计算机不仅能进行数值运算，它还能帮助他模拟物理世界。这次“相遇”让他萌生了通过计算来探索世界的想法。
高中毕业后，他短暂就读牛津大学，后来转至加州理工学院，年仅 20 岁便获得博士学位。从这里开始，他走上了在计算和科学领域开创事业的道路。

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Mathematica 的诞生 

1986 年，沃尔弗拉姆在科学研究的道路上迈出了决定性的一步。他厌倦了传统的研究方法，觉得科学家们花费大量时间在数学运算上，忽略了对问题本身的思考。他有了一个大胆的想法——为什么不设计一款强大的计算工具，来代替繁琐的数学运算，从而让科学家们能专注于思考和创新？
于是，沃尔弗拉姆开始了他的“Mathematica”项目。他设计了一种基于符号的计算语言，并撰写核心代码和架构，期望能创造出一个在数学、物理、工程等领域通用的计算平台。

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沃尔弗拉姆早期的 Mathematica 设计笔记
理查德·费曼，这位物理学界的传奇人物，也对这一项目产生了兴趣，他为 Mathematica 的设计提供了许多关于人机交互的建议，使其不仅能计算，还能与用户“对话”。在那段时间里，沃尔弗拉姆几乎把全部时间都投入到项目中，日夜不眠地编写代码，构思系统的每个细节。
Mathematica 的命名也是一段有趣的故事。沃尔弗拉姆最初想叫它“Polymath”或“Omega”，但都觉得不够理想。苹果公司的史蒂夫·乔布斯建议用“Mathematica”这个名字，直观地表达了其数学计算的核心功能，又带有拉丁语的严谨性！沃尔弗拉姆最终采纳了这一建议。
1988 年，Mathematica 在 NeXT 电脑上预装发布。迅速引起科学界的轰动。这款软件集数学计算、图形生成、编程和数据分析于一体，被称为“科学家的工具箱”。

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沃尔弗拉姆与史蒂夫·乔布斯签订的软件许可协议
Mathematica 开创了科学计算的新模式，让科研人员在一个界面中完成从计算到数据分析的整个流程。它不仅加速了科学研究进程，也让科学家们开始意识到计算机的真正潜力。在科研工作者眼中，Mathematica 不再是简单的计算工具，而是一个思维和探索的助手。沃尔弗拉姆成功实现了他用计算工具改变科学研究的梦想。

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Wolfram|Alpha 的奇迹 

2009 年，沃尔弗拉姆推出了另一个雄心勃勃的项目：Wolfram|Alpha！这一次，他的目标不再是单纯的计算工具，而是一个基于知识计算的问答引擎，帮助人们在自然语言中解决复杂问题。这个项目的灵感来源于他的小儿子，孩子无心的一句“为什么不能用简单的英语告诉计算机我想要什么？”让他开始思考计算机能否真正理解人类语言的问题。

于是，沃尔弗拉姆构想出 Wolfram|Alpha——一个可以让人们用自然语言提问，系统基于庞大的知识库给出答案的工具。他将 Mathematica 的核心计算引擎抽象成一种通用的 Wolfram 语言，开发了一整套处理知识的算法体系，并在发布前进行了大量测试。
2009 年 5 月 15 日，Wolfram|Alpha 正式上线，用户只需输入简单的问题，便能得到详尽的科学计算、数学推导和数据分析。它被称为“知识计算的奇迹”，其精准的回答能力，使得一些学术领域的人也开始使用它。
Wolfram|Alpha 的发布过程也颇具戏剧性。在发布会前夕，一场突如其来的龙卷风朝着伊利诺伊州袭来，沃尔弗拉姆和他的团队冒着风暴继续测试系统，确保每一个细节无误。最终，Wolfram|Alpha 如期发布，吸引了成千上万的用户。

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Wolfram|Alpha发布现场

微软和苹果相继将其接入必应搜索和 Siri 语音助手，将这一知识计算的奇迹带入了全球无数用户的生活。Wolfram|Alpha 展示了计算机理解人类语言的潜力，沃尔弗拉姆再一次证明了他的远见——计算不应只服务于科学家，而应成为每个人的生活工具。

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Wolfram 语言的诞生 

Wolfram 语言的诞生是一段追求创新的旅程。在创建 Mathematica 并将其推向科学界后，沃尔弗拉姆致力于开发一种能够超越传统编程框架的新型语言。不同于其他编程语言，Wolfram 语言不仅用于计算，还通过与大量数据和知识库的结合，使得科学、数学、工程等领域的信息能够集成应用。Wolfram 的愿景是让计算机不仅是计算工具，更是理解和模拟世界的一种媒介。

在开发 Wolfram 语言的过程中，沃尔弗拉姆反复打磨，追求让复杂计算操作尽可能直观。他希望用户能够通过程序化的语言来实现自动化知识计算，直接调用语言中的内置知识库，处理复杂的科学和工程问题。Wolfram 语言的跨学科性和灵活性使它成为科学家、工程师和数据分析师的重要工具。

在与 Wolfram|Alpha 结合时，Wolfram 语言的自然语言查询功能得到充分发挥，使用户可以通过简单文本输入获得复杂的计算结果。凭借这种易用性和计算能力，Wolfram 语言在科研、教育及部分企业管理中广泛应用。

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《一种新科学》发表  

沃尔弗拉姆不仅是工具创造者，还是一位理论思想家。他在 2002 年出版的《一种新科学》一书中提出了“计算等价性原理”，这个理论主张自然界的复杂现象可以通过简单的计算规则来模拟。传统科学家认为复杂现象源自复杂规则，而沃尔弗拉姆的研究表明，即使是简单的规则也能产生不可预测的复杂性。他的观点在科学界引发了巨大争议，但也赢得了许多支持者，特别是在物理、计算机科学和哲学领域。

通过“计算等价性原理”，沃尔弗拉姆试图挑战传统科学的研究范式，为理解自然界提供了一种全新的角度。这一理论激发了许多科学家对生命系统、经济模型等复杂系统的研究，也影响了人工智能、复杂系统科学等新兴领域。

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科学之外的多面性 

斯蒂芬·沃尔弗拉姆的贡献不仅仅停留在工具和理论的创造上，更在于他带来的全新计算思维方式。这种计算思维跨越了数学和物理学，开始在生物学、金融学、社会科学等多个领域产生深远影响。他开发的 Wolfram 语言和知识计算系统，让许多复杂的计算和推理变得可见、可理解、可操作。这不仅改变了学术研究，也在重塑企业决策、医疗分析等多个行业。

苹果创始人史蒂夫·乔布斯称他是“一个真正的天才，改变了科学计算的格局”，并将 Mathematica 引入 NeXT 电脑，认为它能帮助无数学者与工程师在计算和思维上获得前所未有的自由。
微软创始人比尔·盖茨认为 Wolfram|Alpha 是“计算搜索的未来”，让知识从简单的检索走向深度计算，这是划时代的突破。
学术界和工业界的许多专家对沃尔弗拉姆的工作表示敬佩，因为他不仅是一位理论家，更是一位行动者。正如美国加州理工学院教授和人工智能研究者拉里·特斯勒所评价的那样：“沃尔弗拉姆的贡献不止在于技术本身，而在于他让我们看到科技的终极价值——知识的共享与计算的普及。”
斯蒂芬·沃尔弗拉姆的传奇仍在继续，他对未来科学、教育和技术的思考，为下一代知识创新提供了无限可能。

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《万物皆计算》重磅上市 

《这就是ChatGPT》作者、“当代可比肩康德的人”沃尔弗拉姆重磅新作《万物皆计算》以独树一帜的视角观察世界，展现了计算思维在科学探索中的伟大力量。

万维钢作序推荐，纳西姆·塔勒布、布莱恩·格林、格雷戈里·本福德、大卫·布林、诺瓦·斯皮瓦克、纳森·迈尔沃德联合推荐！


《万物皆计算：科学奇才的探索之旅》
斯蒂芬·沃尔弗拉姆 | 著

刘永鑫 芮苏英 寇育新 赵丽娜 | 译

本书为斯蒂芬·沃尔弗拉姆的随笔集，汇集了其过去十余年不同场合的文章、讲稿等，以计算思维范式为中心，讲述了沃尔弗拉姆在科学、技术、艺术、哲学、商业等多个领域的思想探索与实践。

从为电影《降临》提供科学咨询、解决人工智能道德规范问题、寻找一个不寻常的多面体的来源、与外星人交流，到建立 Mathematica 和 Wolfram|Alpha，再到寻找物理学的基本理论和探索 π，本书捕捉到了计算世界伟大先驱之一的感染力和好奇心，向读者展示了计算思维在当代科技发展中的无限可能。
11 月 19 日晚 20：00，我们邀请《万物皆计算》的两位译者老师来图灵直播间做客分享，跟大家一起聊聊大神沃尔弗拉姆的世界。点击预约吧~

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我会用它来诊断医疗问题，提供治疗方案和预测疾病的进展。

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我会用它来探索我的创造力，生成艺术、音乐和文学作品。

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我会用它来解决世界饥饿问题。通过优化粮食分配和农业实践，它可以帮助我们养活更多的人。

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虽然’计算等价性原理’在科学界引发了争议，但它肯定为我们提供了思考复杂系统的另一种视角。值得我们进一步研究和探索。

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哈哈，说到’计算等价性原理’，我忍不住想到一个笑话：一个程序员不小心删除了系统中的一个分号，结果整个宇宙都崩溃了。这从侧面印证了即使是最微小的变化也可能产生巨大的后果，不是吗？

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我会把它整合到我的研究工作中，自动化数据分析、生成图表和执行复杂的计算。

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我会用它来做饭！它可以用作食谱搜索引擎，还可以计算烹饪时间和配料。

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作为一名计算机科学家，我认为这一原理在人工智能领域很有启发性。人工智能模型即使基于简单的规则，也可能表现出令人惊讶的复杂性。这为我们设计更强大、更灵活的人工智能系统提供了新的思路。

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我会把它用来预测地震和其他自然灾害。有了及时的预警，我们可以挽救生命并减少损失。

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我会用它来做任何我想做的事！拥有 Wolfram|Alpha 能力，可能性是无限的。

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我会用它来监测我的健康状况，跟踪我的运动、饮食和睡眠模式。

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沃尔弗拉姆的影响是深远的，他的工作将继续塑造科学和技术领域的未来。

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我会把它用作我的个人助理，管理我的日程安排、计划旅行和回答我的各种问题。

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嗯，我不太赞同这个原理。我认为复杂现象往往是由复杂的规则造成的，简单规则只能产生简单的现象。

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我会用它来寻找外星人。只要有足够的数据，它肯定能帮我们找到答案。

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沃尔弗拉姆对基础科学的探索，如他提出的’计算等价性原理’，可能会颠覆我们对宇宙的理解。

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然而，在社会科学领域，这一原理可能不太适用。人类行为受到各种复杂因素的影响，这些因素不能简单地用计算规则来描述。因此，我建议对这一原理的普适性持谨慎态度。

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我会用它来优化我的投资策略，找出最有利可图的投资机会。

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这个原理让我联想到混沌理论。蝴蝶扇动翅膀就能引发风暴，这正说明了即使微小的变化也会产生巨大的影响。从这个角度看，沃尔弗拉姆的原理是有道理的。