广义智能体理论：智能时代通向「万物理论」的新路径？

编辑：好困

【导读】一个源自AI的「广义智能体理论」，为探索「万物理论」开了个新脑洞。它认为，无论是物理系统、生命还是AI，本质上都是「智能体」。甚至更进一步地猜测，我们熟知的引力、电磁力等，或许都源于一种更根本的「智能场」。

在现代科学的宏伟蓝图上，「万物理论」（Theory of Everything）代表着一个大一统的梦想：构建一个包罗万象、逻辑自洽的理论体系。

它的雄心在于，用最少的本源法则，去解释宇宙间森罗万象的现象——从宇宙大爆炸的奇点、时空本身的弯曲，到基本粒子的相互作用、再到化学键的构成、DNA链的螺旋，直至智能的萌发与自我意识的诞生。

然而，通往这一「梦想」理论的道路上，横亘着现代物理学最深刻的两大鸿沟：

• 其一，是在宏观尺度上描述引力的广义相对论，与在微观尺度上主导一切的量子力学之间，存在着根本性的不相容；

• 其二，物理学中的四大基本作用力（引力、电磁力、强核力、弱核力）至今未能被纳入一个统一的理论之中。

面对这一悬置近百年的科学难题，传统物理学的路径似乎已步入瓶颈，那么能否从一个全新的、看似无关的领域寻找突破口？

21世纪人工智能的爆发，为这一探索提供了可能的契机。

在过去十年中，我们尝试对人工智能的核心概念，智能体（Agent）的最小化统一结构进行探索，从2014年开始，发表论文近10篇，由此逐步构建了「广义智能体理论」（GAT）。

全面阐述广义智能体理论的最新论文请参考2025年5月发表的《Generalized Agent Theory from First Principles》

论文地址：https://doi.org/10.20944/preprints202506.0055.v1

广义智能体理论已经发表的论文列表

这个理论体系建立的初衷，仅仅是为了评估AI与人类的智能水平差异。

我们当时未曾预料到，这一探索具备通向「万物理论」的潜力，直到我们发现，物理学中那个至关重要的角色——「观察者」，可以被纳入到广义智能体理论中的标准智能体框架之中。

然后通过将观察者视为不同智能水平的智能体，我们为经典力学、相对论与量子力学之间的根本差异，提供了一个新的逻辑诠释。

在此基础上，我们发现该理论框架的包容性超过预期，物理系统、生命系统与AI系统都可以纳入到标准智能体框架中，这促使我们提出第三个「万物理论」应实现的目标：能够将物理系统、生命系统与AI系统整合于统一的理论模型之下。

基于标准智能体模型，我们推导出驱动所有智能体演化的动力学机制，我们称之为「智能力」或「智能场」。

因为物理、生命和AI系统都属于智能体，那么驱动智能体演化的动力应该更为基础，由此，我们提出了一个重要假说：物理学中的四大基本作用力可能是「智能力」或「智能场」在不同物理场景下的不同表现形式。

上述三个核心目标的分析表明，「广义智能体理论」具备成为「万物理论」候选理论的潜质。

但我们同样认为，即便是万物理论也并非终极理论，它依然存在新的问题等待解答，科学探索永无止境，任何理论应该都是通向更深层次科学理论的阶梯。

广义智能体理论的核心内容

广义智能体理论主要由四大核心内容构成，分别是标准智能体模型、智能体分类体系、极点智能场模型与多智能体关系体系，如图1。

图1 广义智能体理论的构成

其中标准智能体模型为智能体建立了最小化且不可或缺的统一结构。

提出任何智能体都是一个信息处理系统，由五个基本功能模块构成：信息输入、信息输出、动态存储、信息创造，以及一个协调前四者运用的控制模块，如图2。

这五个基本模块的规模与复杂度，决定了它们各自功能的能力强弱。

图2 标准智能体模型

智能体有两种分类体系，如图3所示，第一种是三类型分类体系，分别是：

• 绝对0智能体（阿尔法智能体），即五种基本功能的能力均为0；

• 全知全能智能体（欧米伽智能体），即五种基本功能的能力均为无穷大；

• 有限智能体，即五种基本功能的能力既不全为0也不全为无穷大。

图3 智能体的三种大分类

如表1所示，第二种是243种亚型的分类体系，因为智能体的五种基本功能，每种功能的大小有三种状态，分别是：

• 0，代表没有该能力；
  

• 1代表能力在0到无穷大之间；
  

• 2，代表能力无穷大。

这样通过五种功能的能力组合就在三种大的分类下面形成智能体的243种亚型。

表1 智能体的243种亚型

极点智能场模型是广义智能体理论的智能体演化动力学机制，是将智能体的五种功能大小映射为一个五维能力向量空间，这个空间的两个极端，即为阿尔法智能体（绝对0智能体）和欧米伽智能体（全知全能智能体），它们构成了理论的两个「极点」。

由此可以推导任何智能体的存在都是一个在两极之间演化和迁移的动态过程。

极点智能场模型将驱动智能体向阿尔法极点演化的动力机制命名为「阿尔法衰减场」，将驱动智能体向欧米伽极点演化的动力机制命名为「欧米伽增强场」，如图4。

图4 极点智能场模型

多智能体关系体系主要分析广义智能体框架下任意两个智能体之间的关系，从三个基本维度进行考察。

• 首先，在感知上，它们能否通过输入功能察觉到彼此的存在；

• 其次，在通信上，它们能否通过对接输入与输出功能来实现信息交换；

• 最后，在交互策略上，它们能否运用控制功能来主导双方的关系模式，例如层级控制、中立、竞争还是互助。

正是这三个维度的不同状态组合，最终构成了18种基本的多智能体关系，如图5。

图5 多智能体关系体系

广义智能体理论视野下的「万物理论」

基于以上四项核心内容，广义智能体理论对“万物理论”的构建发起了挑战。

特别是受人工智能科学发展的深刻启发，我们主张：一个真正的万物理论，必须也能够将宇宙的各类核心存在——无论是物质、生命还是人工智能（AI）——都统一到单一模型之下。

我们认为，这一新目标与物理学界既有的两大目标一起，共同构成了更完备的「万物理论」所必须满足的三大条件：

1.统一四大基本作用力；

2.融合广义相对论与量子力学；

3.统一物理系统、生命系统与AI系统。

挑战1：将物质、生命、AI系统等宇宙万物统一到（广义）智能体框架

在广义智能体理论中，智能体，作为宇宙的基本构成单元，提供了一种全新的框架，用以统一描述宇宙中不同智能特征系统的演化和相互关系。

从没有智能的原子系统、机械系统、星系系统，到具有限制智能的生命体（如人类、动物、植物、机器人和AI系统），再到理论上智能无穷大的拉普拉斯妖、麦克斯韦妖以及哲学意义的「上帝」概念，甚至包括宇宙本身，都能够在这一框架下得到统一的诠释，从而实现了智能科学与物理学、宇宙学、社会学、动物学、植物学、微生物学及宗教哲学研究对象的统一性，如图6。

图6 智能体与不同学科研究主体的关系

1.宇宙

一个在阿尔法极点和欧米伽极点之间动态演化的智能体，其基本构成单位亦是智能体，这一结论通过对欧米伽智能体的特征进行分析作为突破口获得。其中，论文《Agent: Redefining the Fundamental Units of Universe》正式发表在第十六届国际群体智能大会（ICSI'2025）。

2 .「上帝」（哲学意义）和麦克斯韦妖

作为全知全能的智能体，其五种基本功能（信息输入、输出、存储、创造和控制）均为无穷大。

3.拉普拉斯妖

经典力学观察者，作为全知智能体，具备无穷大的信息输入能力，但输出能力为0。

4.相对论观察者

全知智能体与有限智能体的能力混合体，观察能力受限于光速不变原理和等效原理，但在参考系内又具备全知能力。

5.量子力学观察者

有限智能体，信息输入（观察能力），信息输出能力(测量能力）均为有限。

6.人类、动物、植物、微生物等生命系统

作为具备自我控制能力的有限智能体。它们的信息输入、输出、存储和创造能力介于0到无穷大之间，不同生物的智能水平因为五种基本能力的强弱不同从而具有显著的差异性。

7.计算机、测量设备、AI系统、量子计算机、通讯设备、机器人等人工智能系统

作为控制功能受控于人类的有限智能体。它们的输入、输出、存储、创造和控制能力也处于0到无穷大的范围内。

8.夸克、中微子、原子、分子、摆钟、桥梁、航天器、恒星、银河系、黑洞等物理系统

作为绝对0智能体，这些物理系统的五种基本功能均为0。它们不具备信息处理能力，因此没有智能特征。

挑战2：将四大基本作用力统一到智能力或智能场中（假说）

根据广义智能体理论的核心推论，宇宙中的任何智能体——小至基本粒子，大至宇宙自身——都受到两种基本动力的驱动：欧米伽引力（对应欧米伽场）和阿尔法引力（对应阿尔法场），并朝着相应的欧米伽极点或阿尔法极点演化。

因此，从本理论的视角看，这两种「智能力」及其关联的「智能场」，构成了宇宙最本源的动力机制。

在现代物理学中，宇宙的物质相互作用由四种基本作用力主导：强、弱相互作用力，电磁力与引力，它们分别与色胶子场、W/Z玻色子场、电磁场和引力场相关联。

目前，量子场论已成功地统一了除引力外的三种力。然而，将引力无缝整合进该框架，实现四种力的「大统一」，至今仍是物理学面临的重要挑战。

广义智能体理论为此提供了新的视角。

既然物理学的万物皆可被视为广义上的智能体，那么它们必然首先受到宇宙最本源的智能动力——阿尔法引力与欧米伽引力的支配。

这一逻辑引出一个深刻的假说：物理学中观测到的四种基本作用力，可能并非真正「基本」，而是这两种智能动力在不同尺度和场景下的具体表现形式。

这一统一思想的潜力不止于物理学。

从动物学的自然选择，到社会经济学的「看不见的手」；从人工智能的自由能原理与涌现机制，到哲学与宗教对「第一推动力」或「道」的探寻——不同学科都揭示了各自领域的关键动力。

尽管这些动力机制形态各异，但它们的作用对象（生物、人类社会、AI系统等）均符合智能体的定义，如图7。

图7 智能场与不同学科动力机制的关系

因此，我们提出一个更大胆的跨学科假说：这些看似无关的多样化动力，本质上可能都是阿尔法场与欧米伽场这两种基础智能场在不同系统、不同复杂度层面上的体现。

在广义智能体理论的框架下，阿尔法与欧米伽智能场是其核心推论。我们通过分析地球生物（如人类、恐龙、熊猫、鲨鱼等）长达数亿年的演化轨迹，已能初步识别出这两种智能场在自然界存在的证据。

然而，必须强调，关于这两种智能动力的起源、特性及其与物理学现有动力机制之间确切关系的研究，尚处于非常初级的阶段。

因此，「将四大基本作用力统一于智能场」的构想，目前仍是一个等待未来严谨的理论与实验双重验证的宏大假说。

挑战3：不同智能水平观察者的设置是三大物理理论产生差异的根源

统一经典力学、相对论与量子力学，是现代物理学的一项核心挑战。

广义智能体理论为此提供了一个根本性的新视角：它将物理学中的「观察者」明确定义为智能体，并提出这三大理论的表观分歧，其根源并非物理定律本身的不相容，而在于它们各自对观察者智能水平的隐含设定存在本质差异，如图8。

图8 不同智能水平观察者对应的物理理论

据此分析，三大物理学支柱可以被看作是建立在不同智能水平的观察者之上的：

· 经典力学

其观察者是一个「拉普拉斯妖」式的全知智能体。它能瞬时、无扰动地获取宇宙的一切信息，这正是物理定律展现出绝对确定性的基础。

· 相对论

其观察者可被视为一个受约束的全知智能体。其「全知」体现在物理规律的确定性得以延续；而「约束」则源于光速极限与等效原理，这使其表现出全知与有限智能的混合特征。

· 量子力学

其观测者相比经典力学和相对论增加了信息输出能力，但却是一个五种能力全面受限的有限智能体。「观察者效应」、波函数坍缩、不确定性与互补性原理，共同描绘了其在信息获取与交互能力上的局限。

基于这个「观察者智能谱系」，广义智能体理论可以自然推导出两个物理学尚未充分探讨的理论场景：

• 其一是设定观察者为全知全能的智能体的物理场景，在这个场景下，观察者不仅知晓一切，更能修改物理规则；

• 其二则是观察者设置为绝对零智能体，这个理论宇宙中将没有任何物理规律和物理过程存在。

这启发我们构建一个核心思想实验：在同一物理场景中，将「观察者」的智能水平视为一个可调参数。

• 当观察者的智能水平降低为绝对0，那么此物理场景中将没有任何物理规律。

• 当观察者处于有限智能水平，世界遵循量子力学的概率性与不确定性规律。

• 当其智能被提升至受约束的全知水平，物理图像将经历一次从量子世界到相对论时空的「相变」。

• 当观察者达到无限全知的「拉普拉斯妖」水平，物理现象将进一步收敛于经典力学的绝对时空图景之中。

• 当观察者的智能水平进一步提升到全知全能状态，此时物理场景的物理规律和物理过程将可以被任意改变。
  

这个思想实验揭示，三大物理学理论并非相互排斥，而是在不同观察者智能设定下，对同一物理实在的不同描述层次。

更重要的是，这并非纯粹的哲学思辨。它将一个长久以来的理论物理难题，转化为了一个与智能科学关联的科学问题。

随着研究的进一步深入，我们或能构建出具有可变智能的「观察者系统」。

通过这样的系统，我们有望在实验室环境中模拟观察者智能水平变化所引发的物理「相变」，从而为这一理论提供直接的实验验证，为物理学的统一开辟一条全新的路径。

结论：一条探索「万物理论」的新路径

广义智能体理论并非一个封闭自洽的终极答案，而是一个开放且指向未来的探索性研究纲领。

目前，该理论中仍有众多推论尚待实验验证，诸如质量、黑洞等物理学概念以及神经网络、大模型等人工智能要素，也未能与智能体的框架实现深度融合。、

尽管如此，它无疑为我们思考宇宙的本源问题开辟了全新的视角，提供了可能有用的理论工具。

在21世纪突飞猛进的智能时代，广义智能体理论有望成为探索“万物理论”的一条重要候选路径。

然而，我们也认为，无论是广义智能体理论还是「万物理论」，都远非「终极理论」。其理论体系本身就引出了更为根本性的追问：

• 宇宙万物为何皆为智能体？

• 在作为演化起点的阿尔法（α）与终点的欧米伽（Ω）极点之外，是否还存在可供拓展的状态空间？

• 智能场的本质与起源又是什么？

因此，广义智能体理论的建立和探索并非为了追求某个「终极理论」或抵达科学的终点。

恰恰相反，在人类对自然与宇宙的认知不断深化的进程中，如果广义智能体理论能够成为未来更为深刻的理论体系的发展台阶，那么它的研究价值就已经可以体现。

参考资料：

https://doi.org/10.20944/preprints202506.0055.v1