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在我还是个小屁孩的时候，就算是闭着眼睛蒙明天的天气会和今天一样，你都能比天气预报更准。我五年级的科学老师就是这样告诉我们的。
现在，在美国国家航空航天局网站上的一系列照片中，你可以直观地看到为何你手机上的应用程序能以惊人的准确性预测10天内的天气。 1 在一张2005年的卫星图像里，每个彩色区块都展示着这一块50平方公里的土地上水蒸气的含量——一种重要的飓风预测指标。在2015年拍摄的图像中，这些色块比实际面积等比缩小了1/10，这提供了颗粒度更精细的信息。这种变化是巨大的，就像该网站的一篇文章描述的那样：“想象一下，这就好比你原本玩着由像素画构成的人物的游戏，突然你看到你角色额头上的汗珠了。” 2
你可能会认为，现在有了这些新的预测超能力，我们就能预测地震了。
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毕竟，这些都是由每年移动几英寸
的巨大构造板块碰撞引起的行星级事件。如果在专家鉴定中将撞车事故的镜头减慢到这样的速度，你就会不耐烦地拼命摁播放设备上的“快进！”按钮。然而，一个微小的触发事件就可能导致灾难性的地震——可能是板块的缓慢撞击使夹在它们中间的石头变成液体并汽化，或者其他无数次的压力事件最终达到了临界点——掀起连锁能量效应，产生山崩地裂的力量。我们在多个领域的预测因数据量的增长和模型复杂度的提高而变得更准确，这让我们逐渐意识到，即使是由相对简单的物理定律支配的系统，也可能变得非常复杂，也会受到这些连锁能量效应和其他怪异因果关系的影响。
因此，我们在不断提高预测能力的同时，也不断地意识到我们的世界有多么深不可测。当预计的出发时间被推迟时，我们会变得更没有耐心。而可能发生的灾难、恐怖或军事袭击，甚至只是未知的未来，都会让我们变得无比焦虑。这可是有点儿矛盾啊。但这可不是个随意就能打发掉的矛盾，因为，正如我们将要看到的那样，我们预测的方式反映了我们对未来与世界的认知。
在本章中，我们将探讨“过去”的预测方式。下一章我们将讨论“未来”或者至少是“当下”和“即将发生”的预测方式。我们将看到，我们不断增强的预测能力，正是源于我们的新技术对这个复杂多变、充满联结又远超我们人类所能理解的世界的深刻阐释。
想想你过去做出的预测。你大概率不会只说出将要发生什么，然后就此打住吧。你或多或少会使用模糊限定语。你可能会说，“我打赌这两位明星的婚姻不会持续一年”，或者“如果这位候选人在辩论中没有提到‘高薪的好工作’，我就吃了我的帽子”。那些表示不完全确定意思的模糊限定语——“我打赌”“如果这样”——会帮我们意识到说这句话的人是在做预测。
预测不偏不倚地处在意外和确定之间的最佳位置上。这就是为什么“看起来周五会下雨”比“明天太阳会升起”更像一个预测：明天太阳会升起完全没有悬念。另一方面，谁会被邀请参加你刚出生的孩子的80岁生日聚会无法预测，因为这太不确定了。预测是一种在无法确认的情况下做出的怀疑性表达。
尽管如此，并非每个这样的表达都是预测。如果我问你为什么选择某个特定的彩票号码，你回答“我只是有预感”，那么你的选择不是预测，或者至少不是一个预测的好例子。显而易见，我们期望预测是有依据的。对预测降雨来说，这些依据可能是统计数据（“4月通常多雨”），也可能基于科学定律的模型（“大量潮湿的暖空气将与冷锋相撞，造成降水”），或者可能来自我们将在下一章要讨论的复杂的机器学习模型。 4
预测的两个特征——一定程度的确定性，以及一定数量的依据——使得预测成为了解我们认知方式的重要线索。如果你因为今晚看到地平线上乌云密布而预测明天会下雨，那么你可能不仅仅依据经验，你还可能掌握了把今晚的云和明天的雨联系起来的科学理论——关于云在大气层中运动的稳定性，水蒸气凝结在一起形成云层，等等。如果66路公共汽车未按时间表的规定在8：17到达，你就会认为交通状况不佳，或者较早的一辆公共汽车发生了故障，或者你会因城市生活的复杂性而认为公交车系统不太可靠。
事实上，预测作为一种语言类型是很特殊的，从它们身上我们能看出该语言文化背后的世界观：是什么导致了变化？变化的规律性如何？人类在变化中起到了什么作用？
让我们简要地回顾一下早期的3种文化，它们认识世界的方式让它们无法做出我们今天所说的预测。
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在近3000年的历史长河中，古埃及人一直坚持一种循环观，每过去的一年似乎都在印证这种循环观的正确性：季节来了又去，农场和村庄的生活基本保持不变，进步的思想对古埃及人来说就像软冰激凌一样陌生。古埃及人甚至都懒得为自己的年份提供连续的数字：每位新法老都会将时钟重置到第一年，并在每两年征税时将纪年增加一。 5 几千年来保持不变的循环观文化不是一种会做预测的文化。
希伯来人对时间的看法是线性的，他们仍然未像我们想象的那样做出预测。他们得到上帝的应许，有一天会回到应许之地，届时世界将得到救赎，然而，应许并不是一个预言。这一应许开启了他们宏大的线性叙事——与埃及人的时间循环意识截然不同，但他们的旅程能否完成取决于希伯来人是否履行了与上帝的契约。这就是为什么先知的话语通常过于有影响力而不能被算作预测：如果我们继续以这些错误的方式前进，那么我们将面临贫困和惩罚，但是如果我们遵循上帝的旨意，那么我们将被祝福，我们的薪火将得以传递下去。
对古希腊人来说，情况是不同的，这取决于他们是在仰望头顶的天空还是俯视脚下的大地。抬头仰望，他们同古埃及人一样看到了斗转星移，并且坚信星空充满规律。但在地球上，没有人知道会发生什么。古希腊文化是一种生活在动荡时期的水手和商人缔造的文化，可预测的井然有序的天堂和地球上生命的无常，对古希腊人来说都是生活中的基本事实。 6 毕竟，有一天早上，剧作家埃斯库罗斯一觉醒来，他万万没想到会天降横祸——一只老鹰从空中扔下一只乌龟，砸在他的头上，他被砸死了。 7
凡人的生活如此无常，正是因为它受到众多互相交织的力量的控制。命运三女神决定了你的寿命和人事，比如你的婚姻是否幸福。众神不能撤销命运女神的法令，但是他们可以通过其他方式改变凡人的生活。接着是古老的灵魂或精灵，以不受约束的方式干预凡人的生活。因此，各种超自然力量组合在一起，决定了一个人的一生，而人类在其中的可控性和可预见性是非常有限的。 8
诚然，德尔斐的神谕指向通往未来的神圣通道——或者像《科学美国人》的一篇文章声称的那样：“神谕就是一个山洞里的女祭司，在被火山的烟雾熏得脑子出问题之后说出的语无伦次的话。”但她的预言如此神秘，以至当人们在弄明白这些晦涩的语言时，为时已晚。 9 问问俄狄浦斯王，他知道神谕，但最终还是没有逃过神谕所示的命运。他对着他的妻子说出“您是我母亲？”之后，刺瞎了自己的双眼。
根据哈佛大学希腊语教授伯纳德·诺克斯生前的说法，这就是为什么古希腊人在谈论未来时，未来并不在他们面前，而是在身后。他解释说，对古希腊人来说，未来根本是不可知的——就像我们看不到身后发生的一切。 10 在这方面，古希腊人也不是唯一这样认为的人。一些人坚持认为，希伯来人也是出于相同的原因，才用相同的话语谈论未来。 11 同样，一位非洲宗教学者认为，“非洲人民”认为时间是“向后”而不是“向前”的存在。 12
当未来如此不可知，以至我们认为未来永远在我们“身后”时，预测就是不可能的，就像无神论社会中的祈祷，或是写打油诗的语言没有韵律一样。 13
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我们之所以回顾这3个文明，并不是为了指出这3种早期文明太过愚蠢，无法提出我们所理解的预测。确切地说，我是为了阐明，我们的预测需要有一个恰到好处的世界观。反过来，预测也揭示了预测者所持有的世界观。
例如，让我们穿越时空回到现代天气预报的起源。1900年，一位名叫威廉·比耶克内斯的挪威科学家认为，我们只需要使用7个变量——3个空间维度以及空气的压力、温度、密度和含水量——和艾萨克·牛顿提出的相关定律，就可以了解全球气候的动态。 14 我们终于有了一个解释天气如何产生的模型，我们终于能够依据物理学定律进行预测，而不是根据对天气现象的观察来瞎猜。
随着时间的推移，科学家改进了比耶克内斯的原始模型，并最终在一些原始计算机上运行了该模型，从而使天气预报总体上足够准确，可以告诉你是否应该携带雨伞去上班。但令人担忧的是，它仍然不可靠，尤其是对未来几天天气的预测。比耶克内斯的方法尽管有各种不足，但终究还是将天气完全带入了现代可预测的领域。
如果根据受牛顿定律支配的7个因素来预测明天的天气，你就会认为世界在整体上是有序的、基于规则的且可知的。如果通过研究鸟类的内脏来预测下一个季节的天气，你就会认为世界上事件的发生取决于一些错综复杂的意义。 15 如果把手指伸向风中就能知道暴风雨即将来临，你就会认为世界是由紧密交织在一起的系统组成的，单一的因素就能揭示系统的全貌。如果通过对多年前的数据进行统计分析来预测天气，你就会认为世界是由规律主宰的，受制于许多因素，并且这些规律可能不为人知或很难起作用，但趋于重复。此外，换个例子，如果你使用A/B测试来确定哪个版本的广告将产生最多的点击量，那么你至少会认为，在网络世界里，具体事件背后的原因可能太过细微和错综复杂，以至即便旧的预测方法行不通，也没有多大关系。
因此，预测方式的故事也是我们对世界运行方式的理解的故事。
要想知道这个故事是如何到达某个转折点的，我们必须回到那个使我们现在所认为的预测成为可能的点。这个点有一个名字：艾萨克·牛顿爵士。
牛顿物理学为我们呈现了一个可以被充分预测的宇宙，它受规律的制约。这些规律是可知的，对万事万物以及整个宇宙都一视同仁。我们对这个宇宙状态的了解程度足以让我们做出预测，但还不足以使我们成为不需要去做预测的无所不知的神。
很重要的一点是，牛顿简单易懂的定律足以解释事件是如何发生的。它们不需要神、命运或灵魂的干预。它们不要求我们去规定，像古希腊人想的那样，橡子要变成橡树是其本质使然。牛顿的预言揭示了宇宙是一个独立的钟表装置，它完全可以用自身的概念来解释。
想一想老式发条表或老爷钟的内部结构，每个齿轮都与其他齿轮啮合得如此完美，以至系统发出的唯一噪声就是机械装置的嘀嗒声，它将秒针移动一个凹槽，同时释放时钟被压抑的能量。该机制遵循以下规律：这个齿轮带动那个齿轮，那个齿轮带动另一个齿轮，一次一个齿轮，简单的规则带来简单的结果。机械钟表是完全可知的，你可以打开钟表观察其工作方式。它的下一个状态完全取决于它当前的状态，是可以预测的：如果时间是12：01，在60秒内，钟表将指向12：02，而不是11：57。如果你不能准确预测一个钟表的指针在一小时后的位置，那么这个钟表连一天走对两次都做不到。事实上，你可能需要确认一下，你盯着看的是不是烘干机。
因此，钟表成为一种理解和表达事件发生机制的标准方式：遵循简单、可知的规则，以很小的增量带来完全有规律的变化，我们如果有完美的知识，就足以解释这些变化……但是，我们显然没有。这就为预测提供了空间。
1814年，皮埃尔-西蒙·拉普拉斯侯爵从牛顿的著作中得出一个不可避免但令人不安的结论。他想象出一个神灵般的智者——通常被称为“拉普拉斯妖”，这个智者可以知道宇宙中每个物体在每一刻的位置，它们之间所有的作用力，以及统治它们的牛顿定律。（在本书中，“拉普拉斯妖”会不止一次出现。）“对这样的智者来说，”拉普拉斯写道，“没有什么是不确定的，未来就像过去那样出现在眼前。” 16 这个伟大的智者可以将牛顿定律应用于历史的任何一个时刻，并推断出整个宇宙的未来以及过去。
拉普拉斯有时被称为“法国的牛顿”，因为他的工作扩大了万有引力定律的应用范围，包括解释似乎不符合万有引力定律的现象，例如木星和土星轨道的微小扰动。 17 但是在上一个段落中，拉普拉斯得出的结论使牛顿本人对钟表这个比喻感到不舒服：宇宙一旦开始运转，就不需要上帝的帮助了。对牛顿这样笃信宗教的人来说，上帝创世后在宇宙中就失去作用是不可想象的。但是牛顿认为，他找到一种方法可以为上帝留下一席之地。牛顿的万有引力定律——每个物体都互相吸引——意味着宇宙中所有物体的共同引力会慢慢地把行星拉出它们美丽的椭圆形轨道。牛顿假设，上帝可能因此不得不偶尔把彗星抛到正确的轨道上，以便其引力将天体拉回到它们完美的椭圆形轨道上。 18
另一方面，拉普拉斯是一个直率的无神论者，他觉得没有必要在理论中为上帝留出空间，甚至不需要捍卫自由意志，他认为自由意志是“我们对引发行为的真正原因的一种无知的表现”。 19 我们人类无法随时了解宇宙的一切，因此，预测对我们来说是一个概率问题，正如拉普拉斯的书《关于概率的哲学随笔》的标题所阐明的那样。但是，所有发生的事件都是由先前的原因完全及完美地决定的，因此，对一个无所不知的“妖”来说，它完全可以做出预测。
钟表的比喻在我们的文化中被保留下来。这再合适不过了，因为钟表做工精美，象征着上帝创世这个宏伟的杰作。钟表的内部结构是完全可以理解的，就像一个逻辑系统，这使得它成为新到来的理性时代的恰当比喻。
100多年前，阿尔伯特·爱因斯坦给物理学家的钟表比喻致命一击。他认为，不仅宇宙不像一个稳定的嘀嗒作响的钟表，时间本身也不是一个简单的同步嘀嗒声序列。随后，数字时钟的出现让公众失去了对传统钟表及这一比喻的认知。然而，在日常生活中，我们仍然假定发生的每件事——嘀嗒声之后的每一次嘀嗒声——都以一种可知且确定的方式在该机制当前的状态中出现。我们仍然使用让我们可以“跳过”步骤去看未来的法则进行预测，例如，预测一架飞机将在4小时内飞行的距离与预测飞机将在两小时内飞行的距离一样容易。
这些预测的背后是一种自信，即规律本身非常简单，而且简单的规律创造了一个可预测的世界。我们可以将其视为可预测性的第一级。
但从一开始，牛顿就知道还有第二级，简单的规律很快就会变得复杂起来。
1676年，艾萨克·牛顿谦虚地给竞争对手罗伯特·胡克写信说：“如果说我比别人看得更远些，那就是因为我站在了巨人的肩膀上。” 20 然而，在他的杰作《自然哲学的数学原理》的序言中，牛顿只承认一个巨人：“最敏锐、最博学的埃德蒙·哈雷先生。”哈雷不仅编辑了该书，而且劝说牛顿出版了该书。 21 即使在英国皇家学会为鱼类史花费了太多预算而无法筹集资金的情况下，哈雷也为该书的出版提供了资助，从而避免了历史上可能出现的最糟糕的取舍。牛顿特别感激哈雷的付出，他有时把《自然哲学的数学原理》称为“哈雷的书”。 22
然而，当哈雷请求牛顿帮助计算这颗后面以哈雷名字命名的彗星的轨道周期时，牛顿拒绝了。因为这项任务太复杂了。
如果哈雷要证明他在1682年观测到的天体与1607年、1531年甚至更早的时候多次被记录的天体相同，他必须预测该天体下一次回归的时间。如果观测时间的间隔是恒定的，那就再简单不过了，但是它们之间存在大约一年的时间差。哈雷认为，这可能是彗星穿过太阳系时木星、土星和太阳的引力引起的。他所要做的就是利用牛顿定律，把行星和太阳的引力因素考虑进去，然后找出彗星的轨道和它下一次经过太阳系的日期。
这听起来很简单。但是这3个物体的引力组合每时每刻都是不同的，因为它们彼此处于恒定的相对运动状态，这意味着它们相互施加的引力也在不断变化，这是一个典型的“三体问题”。众所周知，此类问题非常难，因此，牛顿拒绝了哈雷的请求，因为计算这个周期需要耗费大量的时间，而他有更重要的东西要思考。
哈雷只有自己动手计算，依靠数学天赋和一些粗略的估算，他推测这颗彗星会在1758年底的某个时间出现。然而，在他的假设得以证实的前14年，他就去世了。
亚当·斯密等著名知识分子大肆宣扬，能否成功预测哈雷彗星的回归周期将成为牛顿定律本身的一个关键时刻。 23 在万众瞩目之中，3位法国贵族——亚历克西斯·克劳德·克莱罗、约瑟夫·杰罗姆·勒弗朗索瓦·德·拉朗德和妮可-雷讷·勒波特（当时还没有什么名气）——站出来了。1757年夏天，他们花了几个月的时间，逐行地填表，计算太阳、土星和木星在某一时刻的相对位置、它们的引力场将如何影响彗星的轨道，以及它们位置的细微改变会如何影响彗星下一刻出现的地点。在彗星150年的运行时间里，他们以每年一到两度的增量递增去完成这项计算工作。克莱罗负责检查计算结果，如果计算出了错而他没有发现，那就会打乱所有的后续计算。
拉朗德后来宣称，从6月到9月，日复一日的辛苦工作使他患了终身疾病。另一方面，克莱罗报告说，勒波特表现出“令人惊讶”的“热情”——也许对他来说这是令人惊讶的，因为勒波特是女性。后来，他在已发表的文本中删除了对勒波特巨大贡献的承认。（勒波特后来的许多作品在发表时都没有署名合作者，包括她那作为法国皇家钟表匠的丈夫。）
1757年11月，克莱罗向法国科学院提交了他们3个人的发现，他们为彗星的回归设定了一个为期两个月的时间段。1758年3月13日，一位德国天文学家在他们设定的时间段之外的两天观测到了它。现代科学家将这一微小的误差归因于研究小组未能计算出天王星和海王星的引力影响，因为当时这两个行星还未被发现。后来，科学家还在三人组的计算中发现了两个错误，幸运的是，这两个错误的作用相互抵消了。 24
在这个故事中，我们看到了应用牛顿定律的更高层次的复杂性。在第一级，这些定律让我们“向未来跳跃”：输入正确的数据，你就能知道2921年1月30日将会发生日食，正如你预测2021年6月10日的日食一样容易。但是预测哈雷彗星的轨道周期是不可能的，并没有任何“向未来跳跃”的途径——不是因为其运动不遵循牛顿定律，而是因为当多个物体相对运动时，这种运动会影响它们相对的位置，输入方程的数字也会不断变化。公式仍然很简单，但计算过程很复杂。这就是3个贵族花了整个夏天一步一步解决这个问题的原因。
在这一级预测中，复杂性仅仅要求耐心地重新应用已知的定律。尽管我们的计算机可以瞬间完成需要耗费法国贵族许多个夏天才能完成的工作，但是今天我们仍然会这样做。
第二级预测告诉我们，世界很复杂，但仍可预测。可维持的预测性强化了我们关于事件发生机制的传统范式：可知的规律确保相似的因具有相似且可知的果。
彗星的天体轨道周期是一个相对简单的问题，仅涉及极少数动力元素，它们在浩瀚的太空中彼此隔离。预测的两大转折点中的第一个很快就出现了。第一个向统计学和概率论的转向承认了牛顿的认知：宇宙如此复杂，以至实际上我们并不总是了解规律运行的条件。而第二个转向让我们意识到，牛顿以及我们关于规律的假设存在一个严重的问题。
我们通过抛硬币来做出随机决定，因为我们无法预测它落地之后的情况。但是我们也知道，牛顿定律完全解释了硬币被抛出、下落以及它是正面还是背面着地。我们仍然会抛硬币，是因为我们知道另外一些事情：硬币以任何一种特定的方式落地的可能性都是50%。
概率论在牛顿的主要著作发表之前的几十年就出现了，通常可以追溯到16世纪中期布莱瑟·帕斯卡和皮埃尔·德·费马关于赌徒提出的一个问题的通信：如果你将一对儿骰子掷24次，那么其中一次掷出双6点的概率会像当时设想的那样是50%吗？帕斯卡和费马的研究工作使数学家兼天文学家克里斯蒂安·惠更斯于1657年出版了第一本有关概率的书——《论赌博中的计算》，是有关赌博的，赌博是一个我们希望事件随机发生的特殊案例，但其背后的数学原理有更广泛的应用。
概率的概念出现得很早，但并未作为一种科学被研究。事实上，柏拉图把它斥为数学的对立面，因为数学的意义和美在于它是可证明的、可知的、绝对正确的。天体的完美体现在其几何精度上。 25 在地球上，古希腊人认为，诸神决定了我们所认为的随机事件的结果。
但是到了17世纪，科学兴起，诸神退隐，世界似乎为系统的、可重复的原因所统治。掷骰子遵循因果规律，尽管结果是由骰子的起始位置、投掷的力度、落地点表面的弹性以及根本没人知道的某些不可测量的细微差异所决定的。我们意识到，在某些受控的情况下，例如掷骰子，原因和可能的结果有限，我们可以使用数学逻辑来预测各种可能结果的概率。
随后，从1774年的一篇论文开始，拉普拉斯反过来应用了概率论，推动了我们今天所说的统计学的发展。正如列纳德·蒙洛迪诺在《醉汉的脚步》中说的那样，概率“关注基于固定概率的预测”——你不需要搜集掷骰子的历史数据就知道掷出双6点的可能性。但是统计学关注的是“根据观察到的数据来推测这些概率”。 26 例如，基于66路公交车准点的数据，你准时到达的概率有多大？
从19世纪早期开始，统计数据就对政策制定产生了巨大影响。从一开始，有些人就认为统计数据有损人类的尊严，因为它意味着我们的行为是可预测的，通过一排排的数据这些行为就可以被读取。可是事实就是如此，大量的事实和数据确实可以洞察大众、市场和群体的行为，也可以把握像天气那样缺乏自由意志的系统。
这对我们思考事件的因果关系至少有两个深远的影响。首先，统计研究有时仍会发现使我们震惊的规律，因为在我们看来，这些事件是受多种因素影响的：人们去各种他们想去的地方，做各种各样的事，却让路面磨损出清晰而有规律的印记。其次，概率论和统计学已经让我们意识到柏拉图的错误：一个不确定性的陈述如果包含了对不确定性的准确评估，就可以被视为科学知识。“这枚硬币有50%的可能性正面朝上”和“这枚硬币正面朝上”同样是真理。如果没有概率论和统计学这两大影响，我们现在的政府、企业或生活就无法正常运转。
由于概率论和统计学的重要性，它们仍然牢固地存在于牛顿的钟表宇宙中。二者通常会引发第二级预测。概率论和统计学假设了一个遵循可知规律的因果宇宙。但起始条件太复杂或太微小导致无法测量，因此，它们的结果是概率性的。这些数学科学不仅没有违背宇宙如何运转的钟表范式，而且通过延伸到一些曾经被认为是随机的或偶然的（由于神的阴谋或不可预测的自由意志）结果中，进一步巩固了其地位。我们可能无法完全解释这类事件，但它们是可预测的，因为决定它们的规律与解释和预测彗星回归时间的规律相同。
从尘埃到星辰，一套规律支配着一切。
计算机时代开始于20世纪50年代，它进一步巩固了牛顿力学的世界观。计算机程序是一个完全由可知法则支配的微小宇宙，重要的区别在于，人类必须决定这些法则是什么。我们看到了它优异的表现并称其为编程。一旦编好程序，计算机就可以像完美的钟表那样运转，无论输入什么数据，它都会产生完全可靠且可预测的输出——前提是程序员工作出色，数据也没有出错。
可以肯定的是，那时的计算机在处理数据的数量和复杂性方面都非常有限。但当时计算机看起来是那么势不可当，以至在20世纪60年代我们开始听到“信息超载”成为一种迫在眉睫的危险的说法。 27 这就是为什么计算机看起来是一种符合当时生产文化的工具：人力资源数据库中的每个人都有一组相同的人力资源信息，而计算机库存系统中的每个产品也都有另一组统一的信息。计算机内存和处理速度有限，这些系统只跟踪所需的最少信息。因此，虽然IBM（国际商业机器公司）内部人事系统会记录员工的姓名、社会保障卡卡号和工资等级，但它不太可能显示一个字段提醒大家，那个惹是生非的家伙有时穿着运动服而不是保守的蓝色套装来上班，或者会计部门的萨莎是一个认真学习弗拉门戈舞的学生。计算机是一个冷冰冰而又统一简洁的完美秩序领域。
1970年，约翰·康威开发了一款简单的小游戏。康威在普林斯顿大学担任杰出教授25年之久，他撰写了从电信到粒子物理学等领域的多种开创性著作。2015年，《卫报》称他为“世界上最有魅力的数学家”和“世界上最可爱的自大狂”。在其学术领域之外，他以《生命游戏》而闻名，这是一款“没有玩家，永远不会结束”的游戏。 28 这个游戏可能没有玩家或赢家，但它有游戏盘、筹码和规则。
游戏盘是一个网格。每个方块代表一个人（用筹码表示）可能居住的空间。在每个回合中，4条规则被应用于每个方块，以确定该方块是否会被放置筹码，规则是查看周围8个方块有多少已经被占据。 29 游戏的一个回合是将规则应用于每个方块。这有点儿像法国贵族计算哈雷彗星的回归时间，结果却惊人地不同。
当这个游戏最初因马丁·加德纳的《科学美国人》专栏而出名时，算力还比较昂贵，以至人们只能用方格纸、铅笔和橡皮来玩《生命游戏》。 30 除了费力，手动应用这些规则还会掩盖计算机在快速运算下清晰可见的事实：一些初始的筹码布局可以生成复杂到飞起来的模式。
大多数初始填充方块要么演变成了完全随机的模式，要么变成无趣的重复，比如，同样的两个方块会一直闪烁到时间的尽头。但是有些初始布局会演化成意想不到的形状：有些在一系列完全不同的模式之间无休止地循环；有些组成“宇宙飞船”或“滑翔机”，你如果按顺序观察，就会看到它们在页面上移动或发射“子弹”。直到今天，狂热的爱好者仍在试图发现移动特别迅速、迅速复杂化或“吃掉”靠近它们的其他形状的模式。甚至在2016年，也就是该游戏被发明的46年之后，人们仍在迫不及待地宣布新发现。 31
这证明了这种仅仅以4条规则组成的游戏的深度和复杂性。重点是：康威的游戏告诉我们，简单的规则可以产生各种各样的结果，从无聊的、随机的、不可预测的，到扇动翅膀飞过页面的动画鸟。如果说在一个钟表式的宇宙中，简单的规则产生了简单且可预测的结果，那么在这个宇宙中，简单的规则产生了复杂性和惊奇。而如果让一个钟表装置产生这样的结果，那就不仅有问题，而且是不现实的。
《生命游戏》不仅仅是游戏。20世纪90年代初的哲学家丹尼尔·C.丹尼特认为，其背后的思想可以解释意识本身。 32 技术专家雷蒙德·库兹韦尔认为，把简单的规则实例化的计算机程序将生成不仅能思考，并且思考能力比我们更强的机器。 33 《生命游戏》促进了数学家兼混沌理论家史蒂芬·沃尔弗拉姆对“新型科学”的研究，该理论将宇宙解释成一台巨大的计算机。 34 沃尔弗拉姆使用这种方法——简单的规则和复杂的结果——来解释一切，从碎玻璃上的图案到树枝围绕树干的分布方式。
《生命游戏》甚至可能使拉普拉斯妖感到困惑。将你自己置于此妖的位置，游戏盘已经放好，部分筹码已就位。你如何把游戏盘带入下一个状态？将规则应用于方块1，并记录结果。然后是方块2。继续，直到你穿过所有的方块。但是现在，假设你这个万事通想知道游戏盘在2步、10步、1000步中会是什么样子。即使是像你这样拥有超能力的人，也只有经历每一步之后才能得到答案。没有捷径，没有跳跃的方法，就算你是个无所不知的万事通也不行。（沃尔弗拉姆称这为计算不可约性的原理。）我们认为，我们在预测自己的生活和事业时可以向前跳跃，但在玩一款比井字棋复杂不了多少的游戏时却不行，这不是很奇怪吗？
《生命游戏》表明，拥有简单规则的宇宙本身不必像钟表那样可预测：钟表的每次嘀嗒之后都跟着一个嘀嗒声。相反，在宇宙中，随之而来的可能是叮咚声，或者是雾号的声音，又或者是黑麦面包的味道……而找到答案的唯一方法就是上发条，试一试。当微小的变化能产生巨大的影响时，即使知道规则，我们也可能无法预测未来。要了解它，就必须经历它。
尽管这种第三级预测意味着我们的控制力比我们想象的要小，但它也有一定的吸引力。我们很少有人愿意放弃互联网，而选择一种像以前的有线电视那样可预测的媒体。同样，在开放世界的视频游戏中长大的一代很少有人想回到街机游戏时代，在那个时期，有1/4的时间你必须左右移动你的虚拟游戏人物，同时要向一队稳步前进的低分辨率太空外星人射击，而这些外星人不可避免地会撞到你。谁会愿意放弃当今最好的、最不可预测的电视节目，以便我们可以回到20世纪50年代的电视机时代？
但是，当简单的规则生成的不是供人消遣的小游戏，而是全球性的威胁时，比如生物灭绝、地缘政治和气候灾难，我们仍然会出于两方面原因接受这种不可预测性。第一，这是不可改变的事实。第二，我们似乎自相矛盾地越来越擅长预测了。我们可以预测更远的未来，我们可以更准确地进行预测，我们可以在一些曾经认为无法预测的领域——包括社会领域——进行预测。
在某些领域，我们的预测能力越来越强，因为我们的技术——尤其是机器学习——并没有坚持将复杂性精简为少数简单规则，而是接受了远远超出人类理解能力的复杂性。曾经，当我们对这种复杂性感到无能为力时，我们会将其忽略，并把它作为噪声抛在一边。如今，既然深不可测的复杂性使我们的机器能够打破旧的预测界限，我们就能睁开眼睛，看到我们的生活一直处于复杂状态。
正如我们将在下一章看到的那样，我们新的预测引擎能够做出更准确的预测，并能在我们过去认为不受其影响的领域做出预测，因为这项新技术可以处理更多的数据，受人类对数据如何组合的期望的束缚更少，并且规则和互相作用关系更复杂，对初始条件更敏感。我们的新技术进一步启发了我们，让我们不再需要了解世界的运作机制就能做出预测。
预测机制的这种根本性变化，意味着我们对世界运转方式以及我们在发生的事件中所扮演角色的认识发生了根本性的变化。在下一章，我们将通过了解人工智能如何“思考”世界来探索这些变化。
你正开车行驶在波士顿的住宅区。现在是冬天。街上的雪已经被铲过了，但偶尔会有一些雪融化后重新冻结产生的湿滑地带。所以你开始像外地人一样开车：缓慢并谨慎。
当你滑到十字路口的停车位置，操纵方向盘以防止汽车侧滑时，你感到车尾部被撞了——典型的小事故。你不会太生气。碰撞更像轻轻敲击，所以很可能你身后的车也在缓慢而谨慎地行驶。但路况很糟，你能怎么办？碰撞只是个意外。
将一个事件归类为意外，它就进入了一个有着特殊规则的意外王国。“这是偶然发生的”并不意味着没有原因，而是我们无法控制这个原因。因此，这不是我们的错。尽管很多意外事故都可以避免，但并非所有的事故都可以避免，意外王国的持续存在是必然的。
意外是正常中的例外。它们是“正常王国”未经邀请、往往也是不受欢迎的不速之客。在正常王国里，我们制订计划，并以一定程度的自信成功地完成计划。我们通常在规定的工作时间开始后10分钟内开始工作，但如果我们的车被撞了，或者地铁轨道停电了，我们就会觉得受到了意外王国不友好来客的拜访。
这两个世界有着流动的边界，不像古希腊人在完美有序的天堂和混乱的人间之间划出的界限那样清晰明了。在天堂里，太阳会照常升起和落下；而在地球上，混乱永存。如今，我们假设，我们对人类世界发生的事件的控制水平达到了历史新高（如果能起诉龙卷风，我们就真的会起诉），但我们仍然需要意外王国来解释为什么事情并不总是按计划进行。
使正常王国变得正常的原因不仅仅是它就是通常出现的情况。正常王国感觉就像是真实的世界，就是事情本来的样子，甚至理所当然就是那样。当我们谈到奇异的现象时，我们会说“这是不正常的”，我们不仅仅是在做统计观察。正常王国是我们的家园，而意外事件是家园的入侵者。
但如果正常王国是我们的家园，它就像一个完美的郊区社区，里面有修剪整齐的草坪以及精心打扮的妻子整日照顾孩子，还有准备好的马提尼酒，男人下班回来后就可以喝了。在这个设想场景的最后，我们发现它太完美因而不真实，太有性别色彩因而不可取。正常王国只是一种虚构，它完全忽略了那满大街使其成为可能的意外事件。
正常王国源于一种聚焦。意外看起来像正常的例外，因为我们围绕自己的计划定义了正常……我们只能对在某种程度上可控的事件做计划。即使控制程度不完美，我们也需要构建大规模的互联系统来做一些简单的事情，比如长途驾车。我们拥有带控制装置和仪表的汽车，它们能把我们的汽车与其他汽车隔开。我们有交通规则规定我们如何驾驶车辆，并惩罚那些违反规则的人。我们有沿高速公路散布的汽车旅馆，并且有爱彼迎填补市场空白。我们有全球定位系统（GPS）、信用卡系统和汽车转售系统，所有这些都是为了保证汽车旅行的可预测性。来自意外王国的罕见访客就像陌生人，因为我们一直在努力将其拒之门外。
与此同时，我们的跨国旅行出现了无数次意外：车道标志有多模糊不清，完全取决于哪些汽车在上面驶过，以及哪些卡车在上面刹得太猛而磨损了你刚刚驶过的车道标志边缘。标志牌边缘的草是由不知从何处而来的种子长成的。你经过的每辆车都是出于某些原因而去了某个地方，这些原因来自数十亿次的生物学、情感、政治以及刚好存在于这个时间和地点的运气。沥青是工人浇筑的，他们的靴子溅上了黑色的沥青，而事先谁都不可能勾画出这些图案。一个穿着这种靴子的工人在某个星期二惊讶地发现，他的午餐桶里多出了一袋薯片。
正常王国是一条崎岖不平的道路，穿过属于意外王国的无尽领土。我们的计划是近光灯，指向我们所看的地方，而剩下的一切仍然被笼罩在黑暗之中。