2020年/03月/12日

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数与形

原文

生物

人体内四种核苷酸,分别用ATCG来代表,这就是一种很常见的字符系统。人体内氨基酸,又通过核苷酸来编码,通过四进制完成标识。氨基酸再组成蛋白质,以此形成多样性。在这个过程中,DNA、信使RNA、蛋白质,整个翻译过程,出现很重要的数形转换过程。

我们知道,DNA是双螺旋结构,且DNA中蕴含遗传编码。通过DNA、信使RNA、蛋白质转录过程,数字编码形成蛋白质,蛋白质是有空间结构的。这就出现,数字编码、分子空间结构之间数字、形状转换过程。形状,对于分子间化学反应机制非常重要。如果,人类掌握了人体中数形转换规律,就可以将千变万化的蛋白质形成规律通过数字编码,直接形成分子空间关系。这套编译系统,是分子生物学重要课题。

数学

数与形,这种转换过程,是一种映射关系。最知名的数形转换,莫过于笛卡尔坐标系。数学,是研究数量关系与空间形状的科学。数学的抽象研究,往往领先于自然科学发展。那么,在人工智能领域,是否存在非常重要的数形转换规律呢?

所谓的形,也就是表象,而数字是背后规律。从表象,到规律之间,构建起映射关系,实际上,就是同构。在语言与智能领域,数学是如何发挥规律性作用呢?

任何形式语言规则,都可以转换成对应的数学计算逻辑,将形式语言转换成数论。这即是哥德尔数。哥德尔数,是继笛卡尔坐标系之后,又一个数形转换关系重要发现。

逻辑

我们把一篇文章的语义关系理解为一种复杂的逻辑关系网络。无论是用英语,还是汉语,都可以表达这套语义,但表象的符号系统是完全不一样的。语义关系背后对应的逻辑网络,是一种形状。描述这种形状,要通过形式语言,而形式语言可以通过数形转换为数论。任何一种形式语言定义出来的表述系统,都可以转化为数论计算。符号,即数字。这是一层窗户纸,被哥德尔用很巧妙的方法捅破。这个发现,不亚于笛卡尔坐标系。

在人类历史上,有很多数学家,毕生都在研究深奥的数学,也不知道何时会得到应用。群论、集合论,这些数学工具,就是非常典型代表。对大多数人来说,没必要深度研究这些数学系统,但是,有必要搞清楚数学与应用之间的逻辑关系。

语言

语言,是怎么构建起逻辑关系的?逻辑关系,是如何计算的?计算,背后的原理是什么?了解这些,对于深刻认识人类知识体系背后深层次关系,有重大意义。我们说,道、禅思想背后存在很多逻辑悖论,基础就在数学。当你理解了语言与数论之间的转换关系后,你就会很容易认识到,文字与悖论之间的影射关系。