中国科学院大学团队在这篇论文里提出了一个新观点。这个观点认为智能体不仅是 AI 领域的核心，而且很有可能是构成宇宙的基本单元，或许还会引发 21 世纪科学范式的重大变革。
人类在探索宇宙奥秘的漫长旅程里，每一次重大的科学范式发生转变，都源自对基本问题有了全新的认识。现在，有一个探索性的科学理论正在对我们以往对宇宙本质的理解发起挑战。
中国科学院大学的刘锋、吕本富以及刘颖研究团队在他们具有开创性的论文《Agent: A New Paradigm for Fundamental Units of the Universe》里提出了一个全新的观点。这个观点是：智能体不单单是人工智能领域的核心概念，还有可能是构成宇宙的基本单元。
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这项人工智能领域的前沿理论研究，为智能体建立了标准的统一功能结构。它大胆地进行了论证，认为宇宙是不断演化的智能体，并且宇宙中的万物都可以被视为智能体的不同表现形式。
这种全新视角把智能体当作宇宙的基本构成单位。它不但打破了物理学与智能科学之间原有的界限，还给 21 世纪的科学范式带来了突破性的变革。同时，也为解决长期让物理学和科技哲学感到困扰的诸多基础难题，提供了突破性的解决办法。
5. 为基础科学的未来发展提供新的方向。
首先，为智能体建立统一的形式化描述，这样做有望打通物理系统与智能系统之间的界限。进而能够形成一个统一理论框架，这个框架能够同时解释物质世界和智能现象。
其次，如果把观察者当作不同智能水平的智能体，那么就能够更清楚地理解经典力学、相对论和量子力学之间差异的根本缘由。也就是说，科学定律的差异与观察者自身的智能水平有着紧密的联系。
第三，将宇宙视为一个持续演化的智能体。这样一来，研究者能够以统一的视角对许多基础科学难题进行重新诠释。例如，能够诠释客观与主观之间的矛盾，能够诠释确定性与不确定性之间的关系，也能够诠释时空结构涌现的原因。
第四，以智能体为中心，能够推演出生命的演化方向以及演化动力。这样一来，就可以为探寻智能和意识的本质打下基础，也能为“什么是智能”以及“什么是意识”这些古老的问题提供新的答案。
最后，与目前主流的弦理论和圈量子引力理论相比，智能体理论在融合信息（作用元素）、物质（客观实在）和精神（主观非实在）这三者方面更具优势，能够构建出一个更完整且更具解释力的宇宙理论框架，有助于人类从新的视角去理解宇宙的本质。
宇宙基本构成单元的科学与哲学研究历程
宇宙的基本构成单元是什么呢？这个问题既关乎我们对于世界的基本认知，又对人类解决物质起源、宇宙演化等重大科学问题的路径有着直接的影响。
20 世纪物理学的发展犹如一场精彩绝伦的宇宙奥秘探索之旅。研究团队在论文里，对宇宙基本构成单元的研究历程进行了介绍。
随着这些发现，人类对物质的微观结构逐渐有了更深入的了解。
然而，科学探索并未在此停下脚步。1964 年，盖尔曼提出了夸克模型，茨威格也提出了夸克模型。他们认为质子和中子并非最基本的粒子，而是由更小的夸克构成。随后，科学家陆续发现了六种夸克。这些发现最终促成了标准模型的建立，也奠定了现代物理学对宇宙基本构成单元的理论基础。
标准模型取得了巨大成功，然而它无法解释引力的量子化现象。标准模型是以量子场论为基础构建的，量子场论把粒子当作场的激发态。即便如此，依然难以把引力纳入到统一的量子框架当中。
为此，科学家们进一步提出了弦理论和圈量子引力这两种理论，目的是突破当前理论的瓶颈。弦理论把基本粒子描绘成一维弦的振动模式，圈量子引力则认为时空本身是由离散的量子单元所构成的。
但这些理论都面临着各自的挑战：弦理论所预测的额外维度到现在还难以通过实验来进行检验；圈量子引力理论则在自然地与标准模型相兼容方面存在困难。更为根本的是，当前的物理学框架主要侧重于对物质与能量的描述，对于信息、智能以及意识等非物质属性的本质，难以有效地进行解释。
除了物理学内部进行探索之外，还有不同的理论视角。惠勒提出的“ It from Bit ”理论表明信息是宇宙的真正基础；意识宇宙理论做出了一种大胆的假设，即意识或许是宇宙的基本属性；大卫·波姆的“隐含秩序”理论更是试图在更深入的层次将物质与意识统一起来。
这些探索表明，当前在科学领域当中，没有一个理论框架能够同时将物质、信息、智能与意识统一起来。而人工智能领域的核心概念，也就是智能体，显示出了具有连接那些看上去彼此分离的领域的极大可能性。
智能体具备感知环境的能力，也能做出决策与行动。更为重要的是，它能够实现信息的输入、输出、存储与创造。基于此，它有可能为我们提供全新视角，让我们理解宇宙的基本构成，同时也能开辟横跨物理学、信息科学和生命科学的统一理论之路。
智能体（Agent）的定义与发展史
在当今的科技领域中，“智能体”就像一颗正在冉冉升起的新星。它照亮了人工智能的发展道路。论文里的研究团队对智能体的起源以及发展进行了综述。
1948 年，维纳在《控制论》里首次把智能系统可通过反馈机制来调节自身行为这一观点系统地提了出来；不久之后，计算机科学的先驱冯·诺依曼提出了“自复制自动机理论”，他把生物系统描绘成信息处理的实体，在这一过程中创造性地使生命与计算之间的界限变得模糊了。
1956 年，“逻辑理论家”被西蒙和纽厄尔开发出来。它首次证明了机器推理是可行的，为智能体研究奠定了重要的基石。
20 世纪 80 年代，智能体研究出现了关键的转折。布鲁克斯所提出的“包容架构”，即 Subsumption Architecture，其强调智能体应当直接与环境进行互动，并且不需要复杂的内部表征。这一思想对机器人领域的发展起到了极大的推动作用。
1995 年，罗素和诺维格在经典教材《人工智能：一种现代方法》中对智能体给出了定义。这个定义是系统性的，使得智能体成为了人工智能教育的核心概念。随后，富兰克林和格雷瑟进一步明确了智能体的定义标准，他们强调了智能体的自主性、反应性和主动性这三大关键特性。
计算能力快速增长，持续推动着智能体的进化。早期的智能体是基于符号推理的系统，而如今的智能体则强调信念、欲望、意图的 BDI 架构，到了今天更是基于深度学习的复杂智能体。智能体的能力在这一过程中不断得以拓展。
AlphaGo 战胜了围棋世界冠军，GPT 展现出了惊人的语言理解和生成能力，它们均是智能体技术突破的典型代表。
到 2025 年，智能体技术成为了全球科技产业的新焦点。微软、谷歌、英伟达以及 meta 等科技巨头把智能体当作战略核心，在自动控制、智能机器人、生物模拟和群体智能等前沿领域展开竞相布局。
智能体的研究已经取得了广泛的共识，然而它的定义在学术界仍然存在着争议。
为解决此难题，研究团队提出：智能体的本质实际上是信息处理。从最初的控制论开始，一直到如今蓬勃发展的人工智能，智能体的运行在本质上是围绕着信息的输入、存储、计算、输出以及自我调整来展开的。
巴泽尔（Barzel）和德尔布鲁克（Delbrück）等科学家印证了这一观点。他们的研究显示，不管是最简单的单细胞生物，还是复杂的高级智能系统，生命的核心均为持续进行的信息处理，这与冯·诺依曼当年在计算机科学和生物系统中的洞察十分契合。
研究团队认为，从信息处理的视角去建立智能体的统一理论，这种做法很有可能成为突破当前存在的定义分歧的重要途径。
智能体为什么是宇宙的基本构成单元
2014 年，研究团队开始尝试去制定一种统一的标准。这个标准是用于比较机器智能与人类智能之间的差异的。在对人类的智能特征、生物的智能特征、计算机的智能特征以及 AI 系统的智能特征进行分析之后，研究团队借鉴了计算机科学中的冯·诺依曼架构，进而提出了一个更为普适的“标准智能体模型”。
该模型持有这样的观点：任何系统都可以被视作智能体。这些智能体具备五种基本功能，分别是输入、输出、存储，还有创造信息，以及对这些功能的控制能力。与传统计算机相比较而言，这个模型把计算功能和存储功能融合在了一起，并且引入了信息创造模块，让智能体拥有了产生新信息和新知识的能力，而这是传统计算机架构所无法达成的。
在该模型框架之下，智能的各种具体表现，像图像识别、语音识别、记忆、学习、推理、计算、模式发现、目标设定、决策、语音生成以及图像生成等，都被归纳为信息处理的过程以及其产生的结果。
这一观点与前文所述相呼应，前文指出智能体的核心在于信息处理。
2018 年，研究团队借助这个模型对谷歌、苹果 Siri、微软 Bing 等智能系统与不同年龄段人类的智能水平进行了首次测量。那时，最为强大的谷歌搜索引擎的智能水平仅为 6 岁儿童智能水平的一半。然而到了 2024 年，GPT - 4 和 Claude 等系统的智能水平已经超过了 12 岁的少年。
2018 年，美国的 CBNC 对研究团队的这一研究进行了报道。2018 年，麻省理工科技评论对研究团队的这一研究进行了报道。2018 年，日本的重要媒体对研究团队的这一研究进行了报道。2018 年，印度的重要媒体对研究团队的这一研究进行了报道。2018 年，欧洲的重要媒体对研究团队的这一研究进行了报道。
2020 年研究团队进一步研究发现，智能体存在两个极端状态。其一为五种基本功能皆为零的状态，此状态被称作“绝对零智能体”（α点），就像石头或者损坏的机器人那样；其二是五种功能极为强大到无限的状态，也就是“全知全能智能体”（Ω点），类似于宗教里的“上帝”概念，亦如同物理学中的“拉普拉斯妖”。
智能体始终受到两种相互对立的驱动力的影响。一种是会驱使它退化到绝对零智能的阿尔法引力，另一种是会推动它向全知全能发展的欧米伽引力。基于此，形成了第二个智能理论模型，也就是智能体通用演化模型：任何一个智能体都会在阿尔法引力和欧米伽引力的共同作用下，朝着α点或者Ω点进行演化。
从逻辑角度来看，一个智能体进化为“全知全能智能”后，它必定会扩展至整个宇宙，意味着整个宇宙都将变为全知全能智能体。若宇宙中所有的生命和 AI 系统都死亡或报废，那么整个宇宙就会进入绝对 0 智能体状态。而人类所处的当前宇宙，处于有限智能体状态，即由有限智能体和绝对 0 智能体共同构成。
研究团队构建形成了“智能宇宙演化模型”。此模型证明“宇宙本身是由智能体作为基本单元构成的智能体”。在阿尔法引力和欧米伽引力的共同作用下，它持续在绝对零智能、有限智能与全知全能这三种状态之间进行动态演化。
新理论对5个重要基础科学问题的探索性解答
上述三个理论模型相互关联且不断递进，它们被统一命名为欧米伽理论。这一理论框架能够为解决当前智能科学、物理学以及科技哲学的重要难题，开辟出一条新的探索路径。
研究团队首先对五个基础性问题展开探讨，接着进行分析，在此基础上提出了在智能科学视角下的答案。
第一个探讨的是智能与意识的本质问题
研究团队提出，智能与意识的存在需要有智能体，智能体是它们的承载之物。倘若没有智能体，那么智能和意识就无法展现出来，就好像没有根的树木，没有源头的水。
标准智能体模型为智能体的功能结构提供了一个统一的理论框架。它推导出了智能体的演化方向，包括阿尔法点与欧米伽点。同时，也推导出了驱动演化的动力，即阿尔法引力与欧米伽引力。
研究团队认为，智能的本质在于智能体在两种引力的直接或间接作用之下，凭借信息输入、输出、存储、创造以及控制这五种基本功能，展现出向阿尔法点或欧米伽点演化的能力或者呈现出这种演化的现象。
意识是智能体对自身信息处理功能的调控能力。它能够控制智能体自身的信息输入、输出、存储以及创造。
从这一视角来看，意识实际上属于智能的构成部分，并且二者相互促进、相互依存。依据智能体对信息处理功能所控制的对象存在差异，意识能够划分成四种类型，即自我意识，还有他者意识，以及混合意识和无意识。
研究团队认为，宇宙本身若为一个智能体，且智能体是其基本构成单元，那么智能与意识就会是宇宙的基本属性。也就是说，智能体的智能和意识从本质上是由宇宙本身所产生的，它们是宇宙不同部位在持续演化过程中产生差异的自然表现。
探讨的第二个方面是怎样以智能体的方式来统一描述物理学、生物学、人工智能以及科技哲学中的不同研究对象。
智能体是宇宙的基本构成单元。它为理解宇宙中的各种智能现象提供了一种全新的框架。
在这一框架下，宇宙的一切系统都能够用智能体进行描述。有最简单的物理系统，像石块和金属；还有拥有有限智能的生命体，例如人类；人造系统如机器人；以及理论上智能无穷大的“上帝”；甚至整个宇宙本身，都能在这个体系里找到属于自己的位置。
宇宙可被视为一个受两种智能力影响而不断演化的存在，其基本构成单元也是一种存在。
物理学中的拉普拉斯妖以及麦克斯韦妖等经典力学观察者，属于全知智能体，它们尤其擅长信息输入，能够洞悉世间万物。哲学和神学中的上帝，在其定义里，不仅能够进行观察，还能够对宇宙产生影响并加以改变，所以属于全知全能智能体。
人类、动物、植物、微生物以及外星生命，它们都是具有有限智能的智能体。这些智能体的智能水平是由五种基本能力的强弱所决定的。所以，不同生命体的智能表现有着巨大的差异。
同样，像计算机、测量设备、AI、量子计算机、机器人等这类人工智能系统，也属于智能体。然而，它们的控制功能受到人类的限制，还没有达到完全自主的程度。
物理系统，像夸克、中微子、原子、分子、恒星、银河系以及黑洞等，它们属于绝对零智能体。这些物理系统不具备任何信息处理的能力，所以也就无法展现出智能。
第三个探讨的是经典力学、相对论和量子力学之间产生差异的根源
统一经典力学、相对论以及量子力学，尤其是广义相对论与量子力学，这是现代物理学所面临的重大挑战之一。而基于智能体框架的宇宙基本构成单元理论，为我们理解这些理论之间的差异给出了一条新的思考路径。
研究团队发现，这三大理论的研究对象都能够归入智能体的范畴。并且，作为物理学核心的观察者角色，也可以被当作智能体。经过更进一步的分析可以得知，观察者的智能水平存在差异，这正是使得经典力学、相对论和量子力学相互区别的根本原因。
物理学的发展历程显示，观察者的角色在学术界一直存在争议。经典力学暗中假定观察者是无所不知的旁观者，就像拉普拉斯妖的设定那样，也就是说，只要能够掌握宇宙的初始条件以及物理法则，就能够对任何时刻的状态进行预测，并且在此过程中，观察者自身不会对系统的演化产生影响。
在智能体理论框架下，经典力学的观察者属于全知型智能体。
20 世纪时，相对论首次清晰地表明了观察者在物理学里的核心地位。同时，它也揭示出了时间、空间以及物质属性所具有的相对性。
相对论的观察者依然是全知智能体，然而其信息输入能力被光速所限制，无法以超光速的方式传递信息。广义相对论中的等效原理表明，在某些情形下，观察者无法分辨引力和加速度效应。这也就意味着，相对论的观察者同时也是具有有限智能的智能体。
因此相对论观察者属于全知型和有限智能混合的智能体。
量子力学相比之下有进一步的强调，即强调了观察者的作用。量子测量不但会影响系统，而且还会致使波函数塌缩。
不确定性原理以及互补性原理进一步显示，在量子力学当中，观察者属于一个具备有限信息处理能力的智能体，并且是具有局限性的。与经典力学以及相对论中的观察者有所不同，量子力学的观察者既能够进行观察（也就是信息输入），同时也可以对其观测的对象产生影响（也就是信息输出）。
研究团队通过对观察者智能水平进行分析，提出了一个有趣的推论。即如果量子力学的观察者智能水平提升到相对论的观察者标准，那么量子现象就会转化为相对论框架下的现象；倘若继续将其提升至经典力学的拉普拉斯妖水平，相对论现象又会进一步变成经典力学所描述的物理场景。
换句话说，三大理论的差异能够通过观察者智能水平的不同设置得以解释。
研究团队为了验证这一观点，构建了一个名为“实验宇宙 1”的思想实验。这个实验能够同时开展经典力学加速运动实验、相对论效应实验、等效实验以及薛定谔猫实验。通过对观察者智能水平进行调节，“实验宇宙 1”会依次呈现经典力学、相对论以及量子力学的典型实验现象。
这一实验证明了，观察者智能设定是三大理论差异的根源。
此外，研究团队发现了两个极端的实验场景，这是物理学未曾涉及的。其中一个场景是观察者为全知全能的智能体，另一个场景是观察者为“绝对零智能体”。
这一发现表明，观察者的智能水平决定了物理规律的呈现方式。同时，观察者的智能水平也可能属于宇宙的本质特性，且是在更深层次上的。
第四个探讨的问题是如何理解主客观、不确定性和时空的本质
智能体被当作宇宙的基本构成单位。宇宙是智能体的演化状态，它决定了许多基础科学概念的呈现方式，这些概念包括客观与主观、确定性与不确定性、时间与空间等关键问题。
论文研究表明，这些概念的本质与宇宙在智能演化过程中的不同阶段有关。这些概念的本质依赖于宇宙在智能演化过程中所处的不同阶段。宇宙在智能演化过程中的不同阶段影响着这些概念的本质。
宇宙演化的最初阶段，处于绝对零智能体状态。此时，宇宙处于“空”的状态。在这种状态下，不存在时间和空间的概念。主观与客观的界限完全消失。确定性和不确定性也都不再成立。一切最终都归于虚无。
宇宙演化至有限智能体阶段时，主观与客观开始显现出来，并且彼此相互依存。在这个时候，客观实在是由智能体能够感知和对其产生影响的世界所组成的。而主观非实在是源自于智能体通过信息的输入、输出、存储以及创造而形成的信息集合。
在这一阶段，时间和空间的概念开始出现。时间从本质上来说，是智能体对外部世界变化的一种有选择性的感知以及结构化的概念，它给智能体提供了理解其能够感知到的世界的运动和变化的基准；空间则是智能体在主观认知里构建出来的各个智能体之间的相对位置以及运动关系。
然而，有限智能体的智能水平存在局限性。它们无法全面获取对世界的认知。所以，它们只能在相对确定的范围内去理解现实。而不确定性在这一阶段成为了宇宙的基本属性。
最终，宇宙若演化至全知全能智能体状态，主观与客观的区分就会彻底消失。因为这种智能体不存在“外部”世界，整个宇宙都变成了它主观认知的一部分。
在这种状态下，时间不再具有固定意义，空间也不再具有固定意义。时间可以被随意创造，时间也可以被随意调整。空间可以被随意创造，空间也可以被随意调整。宇宙处于绝对的确定性之中，不确定性完全消失了。
宇宙的智能状态对这些科学的基础概念进行分析后表明，宇宙的各种特征会随着其智能水平的变化而发生改变，并且许多我们所熟悉的物理概念，从本质上来说，仅仅是宇宙自身智能演化过程中的阶段性产物。
探讨的第五个问题是，智能体为何作为宇宙基本构成单位要比其他理论的设定更优。
在信息时代，著名物理学家约翰·惠勒提出了一个观点，即“信息源自比特”。他认为，信息是宇宙最基本的构成元素。
依据这一理念，研究团队进一步得出新的命题，即“一切源自智能体”（It from agent），其含义是智能体是宇宙的最基本单元。也就是说，宇宙里的一切现象和结构，最终都能够归结为智能体的存在以及演化。
现代物理学里，量子场理论表明宇宙的基本单元为“场”。所有的粒子都属于场的激发态。像电磁场以及引力场，它们决定了不同的物理现象。
研究团队基于三个智能体模型，推导出了“智能场”的概念。其中，绝对零智能体对应着智能场的基态，有限智能体是智能场的激发态，全知全能智能体则是智能场的全激发态。
这表明，智能体不仅是宇宙的基本单元，还是智能场的组成部分。
弦理论持有这样的观点：宇宙最为基本的单位乃是弦。并且，粒子所具有的不同性质是由弦的振动模式所决定的。同时，该理论还假设宇宙中存在着十维或者十一维的空间。
智能体是宇宙的基本单元，相比之下，它的最小尺度能趋近于“无”，最大尺度可等同于宇宙，并且无需假设额外维度，所以智能体是比弦更具完备性和灵活性的宇宙基本单元假设。
一方面，和圈量子理论相比较，圈量子引力理论指出时空是由细小的“量子”组成的，并且呈现出离散的网络结构。另一方面，在智能体理论的框架当中，时空并非宇宙本身所固有的客观存在，而是其主观世界所产生的产物。并且，离散与连续这两种状态都与智能体的智能状态存在关联。
智能体模型的理论框架存在问题，圈量子理论的基本假设也存在较大的缺陷。
研究团队提出，智能体的框架理论具备更完备的特性，它能提供一种宇宙框架。这种框架能够对信息、物质、精神以及时空的起源进行统一解释，还能为探索宇宙的本质属性提供新的视角。
未来研究规划
未来的研究方面，研究团队打算在三个重要方向上持续推进。其一，他们会持续把理论框架的数学基础加以完善，尤其针对智能体演化动力学的形式化描述，竭力构建更为精确的数学模型，从而更明晰地描绘出智能体在宇宙中的演化规律。
其次，团队要检验理论的准确性，就会设计一系列能够验证的物理实验，通过这些实验来测试理论所预测的关键现象，以此来确保理论的科学性和可观测性。
首先，理论是对宇宙本质的一种探索。其次，理论有可能对前沿科技产生深远的影响。研究团队期望能够进一步去挖掘该理论在强化学习、大语言模型、人工通用智能以及量子计算等领域的应用价值。同时，研究团队也希望探讨该理论是否能够为机器实现自我意识提供理论依据。
这些研究有助于更好地理解智能的本质，也有可能推动人工智能的深入发展。
本文源自微信公众号“新智元”，作者是新智元，36 氪获得授权后进行了发布。
