存在複雜度——大過濾器的另一種理論
前言：寫這篇文章是為了記錄下我的一些思考，所以並未注重精確表達。將來有時間，可以進一步完善其中的概念和敘述。
提到費米悖論，有一種解釋是存在某種「大過濾器」，過濾掉智慧生命，使其無法成為星際物種。但目前的過濾器解釋當中，大多數比較具體的假設，比如某種技術災難，政策失敗，直接導致物種滅絕。但也許真正的過濾器並不是如此具體的災難。我提出一種過濾器，這個過濾器就是：一個行星所能孕育的生命的複雜度，不足以解決星際移民的難題。
為闡述清楚我的觀點，提出一個概念——存在複雜度 (complexity of existence)。其基本原理是說，任何事物都有一個存在的複雜度。比如，一個3bit的信息是一種存在，要想表達出所有這種信息的同類（即所有3bit信息），來表達它的存在也必須至少具有3bit，因為2 bits 是無法表達出3bit的信息的。也即是說，存在A要理解存在B，A必須具有B的複雜度。我們把構成一種存在所需要的信息量稱為「存在複雜度」。這個存在是可以用於所有事物和事件的，比如人類大腦的信息量，一道數學題的信息量，一台計算機的信息量，一次海嘯事件的信息量，一顆隕石墜落事件的信息量，等等，都可以說是「存在複雜度」。有了這個概念，現在我們來討論一個行星物種成為恆星際物種的問題。
行星物種要如何才能成為恆星際物種？這是一個問題。這個問題的可行解決方案，當然，也有其對應的存在複雜度。我們假設這個複雜度是10。現在，該物種想解決這個問題，從而實現行星物種向星際物種的跨越。從邏輯上說，我們現在要問的第一個問題應該是什麼？不是如何造火箭，不是如何造宇宙飛船，不是如何實現核聚變，也不是如何發明曲率驅動引擎，而是——該物種的存在複雜度是否夠10？提出這個問題的原因顯而易見，如果該物種的存在複雜度無法達到10，那麼連理解答案的可能都沒有，當然要找到這個答案也就無從談起。
生物是可以增值的，單個這種生物個體的複雜度如果是a，那麼兩個個體的複雜度就近似於2a，60億個則是60億a。1個人無法解決的一個問題，10個人就可能解決，只要這個問題答案的複雜度介於1a和10a之間。也許有人會說，人類還可以藉助工具，比如計算機。是的，計算機也有一個複雜度。那我們把人類能使用的所有工具和資源（甚至包括所有太陽系的資源）的複雜度和人類社會的複雜度加起來，就有一個數字，假設為H（代指human）。「行星物種如何成為恆星際物種」這個問題也有一個複雜度，假設其為I（代指interstellar）。那麼最根本的問題就是，H和I哪個大。
如果無論如何發展，H都小於I，那麼從理論上來說——或者說，數學上證明了——人類根本無法成為恆星際物種。如果數學上都證明了，那一切實踐也都無法突破這個被證明的結果了。
我們所面臨的問題是——H和I究竟哪個大我們還不知道，也不知它們相差有多少。也許，我們根本無法證明它，唯一的希望是通過實現恆星際移民來證偽它。雖然我們不知道這兩個值哪個大，但這個問題仍然是非常重要的，因為它使我們換一種思路來思考和看待星際移民。
首先，如果H無論如何都小於I，那麼我們根本無法成為恆星際物種。這樣的話，討論這個話題肯定也不能幫助人類實現恆星際移民。所以，我們只能假設H在理論上可以做到比I大。為什麼說「在理論上可以做到」？因為也許H目前小於I，但我們可以想辦法讓H變大，而且越大越好，增長越快越好。因為如果增長太慢，也許一個偶然的事件就讓人類滅絕了。但同時，我們也要讓在H增加單位量時所消耗的資源儘可能小，這樣H才可能接近理論最大值。
讓H變大的方法有很多。迄今為止，人類歷史上讓H變大的主要辦法是通過人口增長。但是人口增長不是最有效的辦法，畢竟人類的存在受限於其生物特徵，為維持個體存在需要消耗一定量的物質，而這個量是大自然決定的，我們無法控制，而這個「投入產出」比遠不是最佳值，而且地球也可能無法承擔這種H的增長模式。所以，人類需要找到儘可能優化資源配置，達到儘可能小的「投入產出」比。但我們的存在形式是多少萬多少億年進化的結果，我們無法隨心所欲的改變。那要如何操作？目前看來最正確的做法是大力發展人工智慧。如果我們創造出智能，又能將該智能的消耗將至很低，那就是在不斷優化H的增長，進而一步步逼近I。
我們的社會有很多聲音說，我們不應該發展人工智慧。理由千奇百怪，最常見的一種是害怕人工智慧統治人類。然而根據我們上面的討論，除非有非常非常好的理由不發展人工智慧，否則人工智慧應該是我們最理智的選擇。而人工智慧帶來的種種挑戰，只要有解決的可能，我們就應該迎頭而上。
說到人工智慧，順便聊一聊當今人工智慧研究所處於的一個大階段。今天人工智慧領域非常火熱，這種火熱集中於機器學習領域。經過幾十年的欺負，近年人類在研究中有了一個突破性的進展，就是找到了一種行之有效的方法可以讓機器可以從數據中進行學習，然後再將如此訓練後的軟體模型用來解決類似的問題。然而，目前的人工智慧只能解決某個特定的問題，離人類所期待的與人類智能相匹敵的人工智慧（又稱「強人工智慧」或「通用人工智慧」）還有極大的差距。究其根本原因，也是因為目前的人工智慧系統的存在複雜度遠小於人腦的存在複雜度。目前看來，這更像是硬體上的差距。集成晶元的製造工藝雖然在不斷改進，但晶元上原件的密度的增加速度越來越緩慢，我們已經看到摩爾定律開始慢慢失效的趨勢。要想獲得強人工智慧，必須在硬體上提升系統的存在複雜度，因此下一個突破應該在於硬體的突破，而量子計算機目前看來是最有希望的發展方向。
所以，討論H和I的關係並不是說我們可以得出一個對比的結果，而是給我們的實踐指出了方向，並讓我們對文明的進化有一個更大尺度上的理解。不過，如果H的理論最大值就是比I小的話，那人類的處境就與劉慈欣老師三體系列最後一部里所寫的「慢霧」中的文明差不多了，即人類註定無法實現恆星際移民。如果是那樣，我們又該如何看待自己和我們在宇宙中的存在呢？
存在複雜度作為一種抽象的量化概念，可以應用到萬事萬物上。不僅僅是人類恆星際移民的問題，比如，我們可以說，也許恆星際移民「很容易」，那更大尺度上的移民呢？還可以用於討論「一隻螞蟻是否能夠理解人類」，「人類是否能夠理解宇宙」，「節點之間的信息傳遞要花一千年的類似大腦般複雜的網路結構（星系）在基本神經衝動只需要一毫秒的智慧生命看來是否擁有智能」（劉慈欣的短篇小說《思想者》），「如何定義智能」，等等問題。
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