宇宙通用语言

蒋树文

数学语言可以在全宇宙通用

不知大家是否有过这个疑问，全世界的语言各不相同，但为什么都在使用同一种阿拉伯数字？是的，阿拉伯数字作为最普及的数学语言，在经过了苏美尔数学、埃及数学、罗马数学等数学语言类型的演变后，最终形成了今天全球通用的数学语言。毫无疑问它是优秀的，因为它能够容易地描述数学和科学（如物理学、化学）的各个层面，同时它也是具有通用标准的，如果你向地球上任何人展示阿拉伯数字，他们会以某种形式理解你在说什么。

在作为全球通用的数字标准之外，数学语言其实还是一种强大的语言形式。也就是说，当它以一种统一的符号出现时，它可以作为一种世界通用语言。

而如果我们将眼光放到外太空和其它生命体呢？在与他们的交往上，数学是否依然可以作为一种沟通的语言使用呢？答案是肯定的。如果你观察一个外星文明，或者宇宙中某个高级人工智能实体，你可能会发现他们在用一种不同的方式来描述数学性质，但这并不重要，只要他们的描述是准确的，他们描述的东西和其他人试图描述的一样，就会得到相同的结果。举例来说，我们人类曾经发现了一些神秘的外星符号，经过专家解读发现，有些图像是描述物体速度的，对比我们人类各种各样描述速度的方程和图像，大家表述的实质是相同的，结果是一致的，因而可以得出结论，数学语言是一种可以在宇宙通用的强大语言形式。

完美的数学实在太复杂了

数学语言到底多有力量呢？可以这样形容，在确定性的宇宙中，任何事物都可以用数学来描述。我们拿速度方程来举例，当一天结束时，速度方程可以用来计算一个人大脑中发生的事，大脑是由几个部分组成的，而这些部分又是由神经元组成。这些神经元之间相互连接，并以一种可以使用速度方程描述的方式在相互作用。

那么，数学能描述一切吗？我們不难发现，数学语言涵盖了爱因斯坦的广义相对论，还涵盖了量子力学，这几乎涵盖了一切事物。所以得出的结论是，在数学语言中，我们使用的描述方法并不只有阿拉伯数字，数学语言还有更多形式，也可以做到更多。例如，我们可以用速度方程来描述人类骑自行车的速度，或者可以描述骑行人和自行车是如何由1400亿个原子相互作用，作为一个系统一起运动的，这是另一种方法。

但问题是，这种数学描述会非常复杂，在地球上还找不出足够强大的计算机来做这个复杂的计算，毕竟构成骑行人的身体和自行车的基本粒子之间，以及这些粒子与上面所有层之间的相互作用之间，有很多层。因此不难看出，数学语言纵然有强大的描述功能，但也无法做到完美，在描述时出现非常复杂的情况也是不可避免。

所以，出于效率考虑，人们还是期望尽快得到近似结果，用认证过的通用语言符号和公式来执行计算，这就有了今天阿拉伯数字以及各类数学公式的产生和运用。而这种简化可以帮助我们更好地平衡数学理论和实际使用之间的关系，例如，我们可以描述另一个宇宙，但同时让它在数学上不那么复杂。用的方法可以是让它变小，或者让基本粒子变大，或者改变这个模拟宇宙的物理定律。

数学语言可以创造虚拟世界

还有更有趣的一点，数学语言不仅可以用来描述物理系统，也不仅仅用来描述现实中存在的事物，通过高级计算语言，即通过数学语言的层次结构进行数学描述，它可以描述现实之外的事物。最好的例子就是打开像《使命召唤》这样的电子游戏，或是其它类型的游戏，通过观察它们的共通点，我们可以发现，它们本质上是用纯数学描述的微观宇宙，而这些电子游戏的数学描述并没有我们自己的宇宙那么复杂。举例来说，一个电子游戏角色是由基本粒子组成的，在这种情况下，它也是多边形的，但这些多边形的数目通常不会超过百万，这在数学上并不复杂。

20世纪以来科学发展得日新月异，把数学和语言这两门相距甚远的学科紧密联系起来组成强有力的纽带，使数学和语言学的领域都得到了扩展。它们以符号系统为主要研究对象，发现了共同的边界，然后彼此渗透。于是，数学语言就应运而生，而我们惊喜的发现，这门“语言”是可以描述一切的。