12.11 对技术的影响
我在这本书中的主要目的是建立一种新型的基础科学。但我预计，随着时间的推移，我所做的工作也将对技术产生许多影响。毫无疑问，各种具体的结果和想法都将有各种各样的具体应用。但从长远来看，最重要的结果可能是引入了一大批可用于技术的新系统和新过程。
事实上，本书得出的结论之一是，传统工程学实际上只考虑了所有原则上可能存在的系统和过程中非常小且极不具代表性的部分。
可以推测，其原因——正如我在本书中多次提到的——是其整个方法论都倾向于建立行为足够简单的系统，以至于它们的几乎每个方面都可以轻松预测。但这样做立即排除了我在本书中研究的许多系统——或者自然界中出现的系统。毫无疑问，这就是为什么工程创造的系统在过去通常看起来比自然界中的典型系统简单得多。
而根据传统的直觉，人们通常认为创造更复杂系统的唯一方法是将其复杂性融入其底层规则中。
但本书的核心发现之一是，事实并非如此，实际上，即使底层规则极其简单的系统也完全有可能产生极其复杂的行为——这种行为看起来就像我们在自然界中所看到的。
我相信，如果使用这样的系统，几乎不可避免地会产生大量的新技术。
有些地方，仅仅是从简单规则中产生复杂性的抽象能力就已经很重要了。第10章中讨论的一个例子是密码学。其他例子包括各种实际过程，其中可以通过使用随机性来避免偏差或僵局，或者人们希望产生某种过于复杂以至于对手无法预测的行为。
(p 840)
能够产生与我们在自然界中所看到的相似的复杂性也有立竿见影的效果——比如在生成逼真的纹理和计算机图形，或者在制作我们在抽象上感知为具有自然特征的艺术图像时。
计算不可约性的现象意味着，要了解某些具有复杂行为的具体系统将如何运作，可能需要涉及不可约计算工作量的显式模拟。但作为一个实际问题，如果能够建立一个基于足够简单规则的模型，那么就更有可能设计出并构建出控制装置，这些装置甚至可以在自然界中某些表现出复杂行为的系统上工作。
那么计算机呢？虽然使用的组件已经从真空管转变为半导体，但半个世纪以来，计算机运行的基本规则几乎没有发生变化。
但计算等价原理所暗示的是，实际上存在着一大类非常不同的规则，它们都能导致完全相同的计算能力——因此，从原则上讲，所有这些规则都可以作为制造计算机的基础。
传统直觉认为，为了进行复杂的计算，人们不可避免地需要一个具有复杂底层规则的系统。但我在本书中所示的是，事实并非如此，实际上，即使是非常简单的规则系统——比如规则110的元胞自动机——也往往是通用的，因此能够进行与其他任何系统一样复杂的计算。
底层规则可以如此简单，这一事实极大地扩展了实际可用于实现这些规则的组件类型。因为虽然一些简单的化学过程能够成功地用原子组装出传统计算机似乎不太可能，但对于类似规则110的元胞自动机这样的东西来说，这似乎是完全可行的。
事实上，似乎可以建立一个系统，其中一个或少数几个原子就能对应到元胞自动机系统中的一个细胞。这意味着，进行计算将几乎直接转化为用原子构建实际的物理结构。
(p 841)
在过去，生物学——包括其DNA、蛋白质、核糖体等所有细节——为我们提供了在原子尺度上进行可编程构建的唯一例子。但本书中的发现表明，还有许多更简单的系统也可以被使用。
事实上，我猜想，在生物系统中看到的各种复杂结构的基本特征实际上可以用极其简单的规则来再现——例如，这使得使用技术来修复或替换生物组织和器官的一系列新功能成为可能。
但是，如果给定某种可能是复杂的行为，人们如何找到能够产生这种行为的规则呢？传统的工程方法——如果它有效的话——几乎不可避免地会给出至少与人们试图获得的行为一样复杂的规则。
起初，生物学似乎通过反复对遗传程序进行随机修改，然后应用自然选择来做得更好。但虽然这个过程确实经常产生具有复杂行为的程序，但我在本书前面已经论证过，它通常只能塑造出这种行为的相当简单的方面。
那么人们还能做什么呢？偶尔，某种迭代或定向搜索可能会起作用。但根据我的经验，简单程序可以发生许多不同且出乎意料的事情，因此最终找到所需内容的唯一方法基本上就是对所有可能性进行穷举搜索。
以今天的计算机为例，人们已经能够查看数万亿种情况——就像第833页上所说的那样。虽然这足以观察到极其广泛的行为，但并不能保证人们实际上会遇到正在寻找的任何特定特征。
然而，从某种意义上说，这是一个熟悉的问题。因为在科技发展的早期阶段，许多科技分支最终都在自然界中寻找用于特定目的的成分或系统——无论是制作灯泡灯丝还是药物。从某种意义上说，这里唯一的区别是，在简单程序的抽象世界中，搜索变得更加系统化。
(p 842)
然而，虽然传统工程最终通常会找到避免搜索其认为有限的系统类型的方法，但计算不可约性现象使得如果人们考虑所有可能的简单程序，那么找到特定形式的行为就不可避免地需要进行涉及不可约化的大量计算工作的搜索。
从某种意义上说，这意味着如果人们试图直接生产特定的技术产品，那么他们可能会一直陷入困境。因此，在实践中，一个更好的方法往往是进行基础科学研究——就像我在这本书中所做的那样，努力建立关于各种简单程序行为方式的抽象知识体系。
例如，在化学中，人们可能会从研究各种不同物质的基本科学行为开始。但在建立了一个结果库之后，人们就能够挑选出可能与特定技术目的相关的物质。
我相信简单程序也会发生类似的情况。事实上，根据我的经验，即使是像规则90和规则30这样的基本元胞自动机，也经常能够以某种方式应用于技术情境中，这确实令人惊讶。
一般来说，人们可以将技术视为试图利用自然或其他地方存在的系统来实现人类目的。但历史表明，如果没有看到至少某种实现它的东西，那么想象一个目的往往是很困难的。
事实上，目前大量的技术最终都是基于尝试建立我们自己的系统来模拟我们在普通生物或物理系统中注意到的特征。
但不可避免地，我们往往只注意到那些以某种方式适应我们所使用的整个概念框架的特征。而且，只要这个框架甚至隐性地基于传统科学，它就往往会忽略我在这本书中讨论的大部分内容。
因此，在未来的几十年里，当这本书中的科学被人们吸收后，我期望它不仅会提出许多实现现有技术目的的新方法，而且还会提出许多技术可以解决的新目的。