到了
区块链(liàn)的时代,首先(xiān)大家碰(pèng)到(dào)的(de)一个问题(tí),就是当电脑开始变得越(yuè)来越多的时候,我们(men)要形成(chéng)一个网,就是(shì)一个分布式的计算机系统。比如说(shuō)我(wǒ)们要有一个共同的数据库,然而到底谁有权来修改这(zhè)个数据库?修改顺序是什么?
这些分布式的计算(suàn)机,能(néng)不(bú)能(néng)有一(yī)个机制能(néng)够达到(dào)共识?大家首(shǒu)先想(xiǎng)到的是,能(néng)不能有一(yī)个确定性的算法,来总指挥所有这些分布式(shì)的计算机,或者是做一些共同认可(kě)的事(shì)情。
现在的(de)情况就像当年的永动(dòng)机,当年至少有1000多个专(zhuān)利研(yán)究永动机(jī)。后来你们也知道,还(hái)是没有研究出永动机。这个(gè)跟分布式的计算机碰到的问(wèn)题一样,大家想找到一个(gè)确定(dìng)性的算法,能够告诉所有计算机怎么来进行,后来大家搞了(le)半天,没人做得出(chū)来。
这(zhè)跟(gēn)物理(lǐ)学(xué)的(de)概念非常接近,如果在运动(dòng)的(de)分子(zǐ)中间做一个(gè)墙,隔成两半,开一个小小的洞,当看(kàn)见一个特(tè)别快的(de)分子过来的时候,就把门打(dǎ)开,看(kàn)见一个(gè)特别慢(màn)的分子过来,就(jiù)把门关起来。久而久(jiǔ)之,这边温度非常高,那边温度(dù)非常低,一(yī)旦有(yǒu)了温差(chà)之后,就可(kě)以造机器,用它来(lái)做功。很显然,这是不可能的(de)事情,一个完全(quán)稳定的状态(tài),达到热(rè)平衡的状(zhuàng)态,不能拿出来做(zuò)功。
类似的,不可能有一些中央指挥的机制,能用一(yī)个确定式的(de)办法(fǎ)能(néng)够告诉这(zhè)些计算机(jī)怎么来达到(dào)共识、不让把熵增得更大。
最(zuì)终不可能的原因,就是热力学(xué)的第二点:整个系统的熵永(yǒng)远(yuǎn)是增加的(de)。
科(kē)学伟大的东西总(zǒng)是不约而(ér)同的(de)。热力学(xué)里面引(yǐn)进的熵的概念,计算机科学里面也引进了熵的概念。
今(jīn)天来到区块链的时代,大家要(yào)找(zhǎo)到一个新的共识机制,这样的话,如果用高层次(cì)的原理来看的话,我(wǒ)们就可以(yǐ)看得非常清楚:
要达到(dào)共(gòng)识,必(bì)然(rán)是一个熵减的行为,必(bì)然要排出去一部(bù)分熵。
今天的
比特币区块链系统至少在定性上是完全满足这点(diǎn)的。一旦有了账(zhàng)本,就等于(yú)有了货币,但是这必然会有代(dài)价(jià),就是周围的熵也要增加。所以在比特(tè)币(bì)的系统里面(miàn),我们(men)要算(suàn)哈希函数,计算过程(chéng)当中,熵就产(chǎn)生了。产生之(zhī)后,就会达到子系统的共识,熵减,但是总的(de)系统(tǒng)的熵是在(zài)增加。
这(zhè)是一(yī)个定性的(de)结果,而不是一个定量的结果,要(yào)达到一(yī)个(gè)单位的(de)共识的(de)话,必然需要消耗掉(diào)一些熵,但是比特币是不是熵消耗得(dé)太多了?
这是一个非常非常有趣(qù)的(de)问题。有没(méi)有一个熵的下限,也就是(shì)达到单位(wèi)共(gòng)识(shí)必然最少需(xū)要消耗多少(shǎo)熵,然后(hòu)可以把现在比特(tè)币所消耗的熵跟最低的标准进行(háng)对比,看看是(shì)不是这个系(xì)统(tǒng)里面可以进化。
计算机科(kē)学里面(miàn)有一个类似的结(jié)果:做一(yī)个比特的运算消费的能(néng)量是室温的温(wēn)度转化(huà)成能量(liàng)单位。但是现在所有的计(jì)算机,每做一个比特(tè)的运算所消(xiāo)耗(hào)的能量是这个结果的一百万(wàn)倍。就此看来,计算机今后能耗越(yuè)来(lái)越低是非(fēi)常有可能的。
在区块链系统里面,我们面对同样(yàng)一个问题,大家不(bú)要认(rèn)为区块链只(zhī)是发一些币(bì),其实里面(miàn)有(yǒu)非(fēi)常(cháng)非常(cháng)深刻的(de)学问在里面(miàn),大家如(rú)果真是一个聪明的学生(shēng),能不能尝试证明一下里面最低的下(xià)限,即达到共(gòng)识(shí)一定要(yào)花费多少能量。
区块链(liàn)里面也(yě)是(shì)一样的。大(dà)家在试图从理论上证明达(dá)到共识一(yī)定要花费多少(shǎo)能量,有没有一个下限。如果(guǒ)证明(míng)了,说不定也能把比特币的能耗降下来。
现在(zài)整个计算机系统(tǒng)里面,浪(làng)费的最多资源(yuán),其实(shí)是储存的资源。我在家里买了硬盘(pán),10TB大(dà)小,但是我的照片只占用了1TB的空间。至少在很长的时间里面,剩余的这部分硬盘空间是没用的。
现在有一(yī)个办法是在硬盘里(lǐ)面撒种子一样撒很(hěn)多(duō)的随机(jī)数,如果每个(gè)人都买一个硬盘,只要来比较一下,新产生出来一个随机数,跟在(zài)座各位硬盘(pán)上所储存出来的随机数,谁最接近谁(shuí)有权投(tóu)票。这是一个非常聪明的办(bàn)法,是真正的绿色(sè)的虚拟货币。
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