如果有一天计算机软件能够进化出超越人类智力的智能,如果这个虚拟的大脑已经控制了一台真实的机器人,未来又将如何?
文 / 本刊记者 胡维
是否会有这样一天,机器人将战胜人类统治这个世界? 答案或许是:确实如此!这是无数科幻小说和电影的终极命题或背景假设。或许基于人性的考量,多数这些科幻小说都是以人类的最终胜利为结局。当然也有例外,在你很熟悉的电影《终结者》系列里,“天网”具备了自我意识,引爆了全球的核武器,审判日最终不可避免地到来了。
但在真实的世界中,绝大多数人都天然地认为:机器人永远不可能战胜人类,因为机器是由人制造出来的,它怎么可能会比人类还要强大呢?是这样吗?要回答这个问题,我们先要回到问题的原点——人和机器人的区别究竟在哪儿?智力、思考、人性——答案似乎非常明显,这也是人类自居为“万物之灵”的原因。然而,如果从科学的角度我们接着追问:我们的智力又是从何而来,它的起源是哪里呢?
第一个真正思考并尝试解答这个问题的人,是一位天才的数学家和逻辑学家,也是现代计算机科学的奠基人,阿兰·图灵(Alan Turing)。
1912 年,图灵出生在英国伦敦,24岁提出“图灵机”理论,奠定了现代计算机科学的理论基础。“二战”时,图灵还帮助英国政府成功破译了德国著名的密码系统 Enigma 。然而这些,还只是图灵天才的一个方面。
最令图灵着迷的想法是:人类的智力
现象或许也是建立在数学的基础之上。他问自己:“我的头脑中发生了什么?它是什么东西?”图灵开始相信,数学可以用来描述生命系统,甚至是人的智力。
他开始了一个激进的尝试,用一个数学公式,来描述胚胎的发育过程。这个过程称之为“形态发生(morphogenesis)”——最初胚胎内的所有细胞都是完全一致的,然后这些细胞会先聚集起来,之后又开始分化,整个过程是不经思考的,为什么最初完全相同的细胞,有些最后变成了眼睛,另一些却变成了皮肤?它是如何发生的?
“形态发生”的过程其实是“自组织(Self-organisation)”现象的一个典型例子。图灵发表了一篇大胆的论文,用天文学和原子物理学里最常见的一个数学方程来描述一个生命的过程。这个方程第一次描述了生物系统如何实现“自组织”,即一个平稳且无特征的系统,可以自己发展出某些特征出来。简单原理如下:
1.先用简单的方程式来描述非常简单的过程;
2.然后将这些简单过程的方程式组合
在一起;
3.复杂性突然出现了,某种“模式 (patten)”突然产生,即特征。
事实上,图灵发现的“自组织”现象在自然界中几乎无处不在,但人们却从未用数学的角度来思考。
比如,沙漠中每一粒沙子都几乎完全相同,没有意志非要成为某种形状,但当沙子聚集在一起,它们总是会塑造出一道道大波纹、小波纹和沙丘。水滴亦是如此,总是会形成波纹和浪花。
生物群体也不例外。比如一个由数万只鸟儿组成的鸟群,每只鸟儿在飞翔和躲避天敌时遵守几乎完全相同的简单规则,但当几万只鸟儿聚集在一起时,鸟群整体上却极其复杂。没有首领的鸟群却像会“思考”一样,成为一个保护鸟儿的系统,能躲避天敌和障碍,甚至事先计划非常远距离的迁徙。直接看上去,鸟群并没有一个会思考的大脑中枢,但作为整体鸟群实际上是具有某种“智能”的。
如果说“自组织”现象能说明,简单的法则本身就可以形成极复杂的模式和系统,那么复杂的系统又是如何孕育出智慧的呢?回答这个问题之前,我们先来了解一种观点——即自然界具有规律性和有序性,同时又具有一个完全独立的复杂性和无序性,它们是两种完全不同的东西——
当我们观察自然界的复杂和丰富,我们总会疑问:“它们是怎么来的?” 直觉总是告诉我们:复杂不是从简单而来,而是从复杂而来的,我们总是在尽力保护这种“复杂”,及其神秘和敬畏感。
然而这并非事实,事实是——简单和复杂是事物运行状态的两极,可由同一个数学模型产生。图灵真正抓住了这个核心—— 自然界中各种复杂的奇迹,皆源自简单的法则。复杂的系统可以建立在简单的法则之上,这是一个真正重大的发现。当我们观察一个事物,比如人脑系统,它很复杂;但当我们思考它的内在法则,你会发觉它其实很简单。所以,这个事物既是简单的,也是复杂的。我们就必须重新思考简单和复杂之间的关系了。同理,我们也必须重新思考复杂的“智能”与简单的“非智能”之间的关系了。我们会发现,“智能与否”之间的界限并不像我们所想象的那样清晰、明显。
问题的真正答案就在大自然之中,有一个过程在驱动着这些复杂的系统,塑造它们,使它们完成各种不可思议的任务——这个过程即“进化”。
“进化”建立在“模式”的基础上,
并把模式作为材料,通过各种方式将模式组合起来,去实验哪种能行,哪种不行。保留能够运转的,并以之为基础继续下去,进入下一个循环。这是一个完全无意识的过程,但进化就是这样持续下去。进化的结果,即我们所看到的智能现象。
智力的形成,只需要一个非常简单的起点,时间才是真正的力量。
1950年,图灵在其划时代的论文《机器能思考吗?》中首次提出“机器思维”的概念,对机器的思维能力做出了肯定。他坚信,人脑只是一个复杂的计算系统,技术的发展将使得计算机模拟人类的思维成为可能。
1997 年,IBM 深蓝 2 号计算机在与国际象棋冠军卡斯帕罗夫的对弈中获胜,被看作是机器通过“图灵测试”的事实验证。
当然,深蓝 2 号仍然是计算机针对某个具体任务的智能。
一家名为Natural Motion的美国公司设计了这样一套会自我进化的虚拟大脑,用来控制虚拟人物的身体动作。尽管开发者编写了最初的程序,但他们将进化作为一个算法写进了程序里,所以当进化开始时,他们完全不确定程序最终会变成怎样,编写的算法自己会做主——程序会自动选择表现较好的虚拟大脑,并以之为基础进行“自组织”产生下一代大脑。
实验的结果令人惊叹,只用了很短的时间,这些虚拟的生命就从无法站立、无法行走变成了行动敏捷的虚拟人;很快他们就能够做其他很多很复杂的行为,比如对意外撞击、摔倒的反应,这些行为通常是难以设计出来的。一个不会思考的进化实验和试错的过程,最终创造了这些能运动、会实时反应的虚拟生命。
更重要的是,世界上所有生命的进化都是以“宇宙时间”为坐标在进行,所以实际的进化过程是非常缓慢的——用 35 亿年时间进化出人脑。而虚拟大脑的进化并不以宇宙坐标为尺度,虚拟大脑的试错过程以计算机的处理速度为尺度。如今计算机的处理速度可达每秒钟万亿次,这意味着计算机只要很短的时间就能够模拟出在真实世界中需要上亿年才能完成的进化。
这是否意味着,人类的万物之灵地位有一天终将陨落?如果有一天计算机软件能够进化出超越人类智力的智能,如果这个虚拟的大脑已经控制了一台真实的机器人,未来又将如何?机器人会有贪婪、正义、善良、美丽这些概念吗?机器人会有自己的道德和宗教吗?
(谨以此文献给“人工智能之父”、“计算机之父”——阿兰·图灵(Alan Turing)