斯蒂芬·沃尔夫勒姆：想要计算宇宙的人

他在十五岁时发表了第一篇粒子物理学同行评审论文。他未读完伊顿公学便中途退学，从牛津大学退学时未获学位，但在二十岁时就获得了加州理工学院理论高能物理学博士学位，其论文答辩委员会成员包括理查德·费曼 (Richard Feynman)。1981 年 6 月，二十一岁的他成为了麦克阿瑟基金会 (MacArthur Foundation) 史上最年轻的获奖成员。自那以后，斯蒂芬·沃尔夫勒姆所做的一切尝试，都是为了将那股早期的爆发力转化为科学运作方式的永久性变革——而关于他是否成功的争论已经持续了四十多年。

伦敦、牛津、帕萨迪纳

他于 1959 年 8 月 29 日出生于伦敦，父亲雨果·沃尔夫勒姆 (Hugo Wolfram) 是一位经营 Lurex 公司的纺织制造商，母亲西比尔·沃尔夫勒姆 (Sybil Wolfram) 在 1964 年至 1993 年间担任牛津大学玛格丽特夫人学堂的哲学研究员和导师。两人都是从德国逃往英国的犹太难民；他的外祖母是心理分析学家凯特·弗里德兰德 (Kate Friedlander)。他曾就读于龙学校 (Dragon School) 和伊顿公学，但在 1976 年提前离校，十七岁时进入牛津大学圣约翰学院，未毕业便离开。从十五岁起，他就在量子场论和粒子物理学领域从事可发表的研究；在离开牛津前，他已发表了十篇同行评审论文。他的加州理工学院博士论文《理论高能物理学课题》(Some Topics in Theoretical High-Energy Physics)——麦克阿瑟基金会标注日期为 1979 年，其他记录则为 1980 年——由理查德·D·菲尔德 (Richard D. Field) 担任主席，费曼、彼得·戈尔德雷希 (Peter Goldreich)、弗兰克·舒利 (Frank Sciulli) 和斯蒂芬·弗劳奇 (Steven Frautschi) 担任委员会成员。

初次争端

1979 年至 1981 年间，他在加州理工学院物理系领导了符号操作程序 (SMP, Symbolic Manipulation Program) 的开发——这是一个早期的计算机代数系统，构建初衷是因为他想让系统代劳代数运算。这也引发了最初的持续争端之一：加州理工学院和沃尔夫勒姆在专利、版权以及教职人员参与商业活动的适当性上产生了分歧，最终他选择了辞职。SMP 由 Inference 公司在 1983 年至 1988 年间进行了商业化运营。

元胞自动机

1983 年起，在高等研究院任职期间，他放弃了粒子物理学，转而研究元胞自动机——即根据极其简单的局部规则进行更新的单元格网格，在某些情况下，它们能产生无限复杂的结果。他设计了用于命名一维自动机的“沃尔夫勒姆代码” (Wolfram code)，并提出了一套将行为分类的四类方案。规则 30 (Rule 30) 是一种近乎无意义但能产生明显随机性的规则，成为了他的核心展示品；他推测规则 110 (Rule 110) 是图灵完备的，他的研究助理马修·库克 (Matthew Cook) 证明了这一点。随后，沃尔夫勒姆起诉了库克，并以保密为由阻止其发表，直到他自己能够亲自发表这一结果。他的元胞自动机研究已被超过一万篇论文引用。

1984 年，他与默里·盖尔曼 (Murray Gell-Mann)、曼弗雷德·艾根 (Manfred Eigen)、菲利普·安德森 (Philip Anderson) 和弗兰克·维尔泽克 (Frank Wilczek) 一起参加了圣达菲研究所 (Santa Fe Institute) 的成立研讨会；在 20 世纪 80 年代中期与费曼合作进行了连接机 (Connection Machine) 模拟；1986 年在伊利诺伊大学创办了复杂系统研究中心；并于 1987 年创办了《复杂系统》(Complex Systems) 期刊。

Mathematica

随后，他打造了使一切成为可能的产品。《Mathematica》于 1988 年 6 月 23 日发布，沃尔夫勒姆于同年离开学术界，运营他在前一年创办的沃尔夫勒姆研究公司 (Wolfram Research)。麦克阿瑟基金会指出，该软件拥有超过百万名专业用户。无论人们如何看待他的宇宙学，沃尔夫勒姆通过发布科学家真正需要的工具，永久性地解决了自己的资金问题——这是一种罕见的安排，使他能够用接下来的十年时间去写一本没人出资的书。

一种新科学

他从 1992 年到 2002 年主要在孤立状态下进行研究，并出版了一部宏大的著作，提出宇宙是离散的，且最好用简单的计算机程序而不是传统的数学方程来描述，并认为这种重构将彻底改变物理学、生物学、数学等领域。这一理论遭到了严厉批评。评论家指责他窃取他人的工作成果，并在缺乏证据支持的情况下得出草率的结论。

Alpha 与物理项目

《Wolfram Alpha》于 2009 年 3 月宣布，并于同年 5 月发布：它不是搜索引擎，而是计算知识引擎，通过计算而非检索来回答问题。它处理数以百万计的查询，并为包括 Siri 在内的智能助手提供支持。沃尔夫勒姆语言 (Wolfram Language) 于 2014 年 3 月在西南偏南大会 (South by Southwest) 上正式发布，尽管它实际上已经在《Mathematica》内部存在了三十年；2013 年将其与树莓派 (Raspberry Pi) 捆绑引发了关于其专有许可的争议，且它从未得到广泛使用。

2020 年 4 月，他宣布了沃尔夫勒姆物理项目 (Wolfram Physics Project)，试图从由极简规则重写的超图 (hypergraph) 中推导出物理定律。他声称：“从一个极其简单的模型，我们能够重现狭义相对论、广义相对论和量子力学的核心结果。”物理学家们对此并不买账，认为其结果是非定量的且带有随意性。自 20 世纪 80 年代以来，他记录了自己的生活——电子邮件、击键、鼠标移动、通话、位置——到 2002 年，他已记录了超过一亿次击键和一百英里的鼠标移动。他是电影《降临》(Arrival, 2016) 的科学顾问，并与他的儿子克里斯托弗 (Christopher) 一起编写了电影中外星符号分析的代码。

为什么斯蒂芬被称为天才

原始的认知能力是不容置疑的。十五岁时发表可发表的粒子物理学研究，二十岁获得加州理工学院博士学位（由费曼考核），二十一岁成为有史以来最年轻的麦克阿瑟研究员。麦克阿瑟的授奖词称赞他“提出了一种重大的科学新方法，即用简单的计算机程序而不是传统的数学方程来描述自然”。随后，他做到了大多数理论家做不到的事情：他建造了工具。《Mathematica》已成为基础设施，拥有超过百万用户；而《Wolfram Alpha》在计算知识引擎这一概念普及前多年就已投入使用。他的元胞自动机研究被大量引用，其核心观察——极其简单的规则可以产生不可简化的复杂性——是一个真正的贡献。

反面案例同样有据可查。《一种新科学》(A New Kind of Science) 一书遭到指责，称他未注明前人成果，且宣称的成就远远超过其实际证明的结论；二十四年过去了，承诺的革命并未到来。物理项目也未说服物理学家。他曾起诉证明其猜想的助理，阻止其发表以便自己先发表——这是一个直接关系到归属权争议的性格事实。他的工作大多在同行评审之外进行，并通过自己的公司发布，使观点脱离了那些能使其更加严谨的批评。沃尔夫勒姆语言在三十年后，在他的生态系统之外依然鲜有人使用。沃尔夫勒姆是一位杰出的思想家和卓越的工程师，但其科学主张往往超出了证据支持的范围，后者使他失去了对前者的认可。

遗产

《Mathematica》和《Wolfram Alpha》已成为科学工具箱中不可或缺的一部分，而“简单的计算规则可以产生复杂性”这一观点现已成为标准。至于宇宙最终是否会被证明是一个超图，这可能是他的公司在其他人早已停止讨论后依然会提出的问题。