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【高博】《地球往事》与智能(上 计算智能与对等智能)

作者简介
  • 【高博】北京、上海、杭州三地文化传媒公司联合创始人;国家图书馆第九届文津奖作品《信息简史》译者,图灵奖作者作品《研究之美》译者、Jolt生产力大奖作品《元素模式》译者。

  • 前盛大创新院产品发展部质量保证部门总监;VMware/EMC公有云产品首席工程师



【高博】 《三体》荣获雨果奖,实至名归。这丝毫不令人意外,刘慈欣拿到国际科幻大奖是迟早的事。早在十几年前,从《乡村教师》中,就已经可以看出大刘的文笔是以多么纯熟的手法完美地在故事中结合了最民族的和最普世的元素。读过大刘多部作品以后,应该会产生这样一种感觉:他并非在幻想,而仅仅是在叙事。这就使得他的作品不太像科幻文学,而更像是纪实文学。所以,每当有人说某某人可能是外星人时,我就会不由自主地想到大刘——外星人的纪实文学,岂非就是地球人的科幻文学吗?可是再看到他的作品中对于中国特色事物的描写,以及对于国人心理的把握,又不能不深切地意识到大刘的确是个地球人,而且是个对中国的了解很深的人。他的故事总是围绕着中国,把中国作为故事的发源地和中心地,不管是放在地球还是宇宙的背景之下。当然,他对于中国之外也颇有研究,无论是人名地名都信手拈来,而且能够说出每个他所描写的地方的与众不同之处。这也时常让我感觉,大刘的心胸里能够容纳的,并不仅仅是现世的柴米油盐,但也不完全是王小波所谓的诗意世界。现世对他来说太具体,而诗意对他来说又太抽象。只有科幻能够满足这种需要——世界仍然建立在理性之上,但又决不停留于当下的一切。好,有关文学就谈到这里。顺便说一下:《三体》是大刘所写的《地球往事》三部曲的第一部,而这次获奖的就是这第一部。我们完全可以期待,当整个《地球往事》都译成英文以后,必然会在国际科幻界掀起更大的巨浪,甚至完全改写一些非常基础的科幻设定。前面说了,大刘的作品很大程度上是在用纪实文学的手法来写未来之事,那么在这样的叙事中,有一个非常突出的主题,这就是所谓“智能”,这也是未来世界中位于极其基础地位的事物。《地球往事》中为此花费了大量的笔墨,但并非所有的描写都是显性的,细细读来很有味道。

智能第一阶:计算智能

如果说《地球往事》中有什么东西给人留下最难以磨灭的印象,大概会有超过一半的人的答案会是水滴。尤其是在末日战役中,水滴表现出来的强大攻击实力:

……它不是正对舰队而来,而是向矩形阵列的一个角飞去……在飞出三百公里时,它已经超过了第三宇宙速度,而且加速还在继续……当它到达阵列一角时,速度已经达到31.7公里/秒,这时它处于阵列外围,距处于矩形这一角的第一艘战舰“无限边疆”号一百六十公里。碎片没有从那里掠过阵列,而是拐了一个三十度的锐角,速度丝毫未减,直冲“无限边疆”号而来……

在如此高的运动速度条件下,水滴有能力仅靠碰撞,亦即动能,摧毁一切它所接触的太阳系物体。而且,人类无法阻止它的攻击。不过,如果仅仅是盲目运动,仍然不可能让人类的星际舰队在很短时间内遭受灭顶之灾,因为“惹不起总躲得起”,人类可以驾驶战舰逃逸。可惜水滴完全没有给人类这个机会,相信很多人会对于下面的这段描述印象深刻:

太空中的无情杀戮在继续,随着舰群间距的拉大,水滴迅速加速,很快把自己的速度增加了一倍,达到60公里/秒。在不间断的攻击中,水滴显示了它冷酷而精确的智慧。在一定的区域内,它完美地解决了邮差问题,攻击路线几乎不重复。在目标位置不断移动的情况下做到这一点,需要全方位的精确测量和复杂的计算,而这些,水滴都在高速运动中不动声色地完成了。但有时,它也会从一个区域专心致志的屠杀中突然离开,奔向舰群的边缘,迅速消灭已经脱离总舰群的一些战舰,在这样做的同时,会把舰群向这个方向逃离的趋势遏止住。由于已经来不及进入深海状态,所有战舰只能以“前进三”的加速度疏散,舰群不可能很快散开,水滴不时地在舰群边缘的不同位置进行这样的拦阻攻击,就像一只迅猛的牧羊犬奔跑着维持羊群的形状。

可以说,这一段是关于三体技术实力的点睛之笔。这里面有三点值得注意。第一点是所谓的“邮差问题”,这个问题类似于中国的“一笔画问题”(但并不完全一样),是经典的NP难问题。这个问题目前还找不到一般情况下的多项式解法,甚至理论上是否能够找到也是未知的。所以,大刘非常谨慎地加上了“在一定的区域内”这个限定条件。第二点不是很明显,主要是通过“在高速运动中”这寥寥数字来体现的,这意味着水滴的运动算法是一种在线算法。在线算法由于其计算对象的动态性,找到算法不变式的难度大大提高,由于断言不再成立而无法节省的存储和计算消耗也大大增加。当然,由于人类在这么短的时间内根本不可能高速移动,相对于水滴的速度来说近似于静止,所以这个在线算法可以在一定范围内简化为离线算法。不过,话又说回来,要达到这样高的速度,消耗的资源亦不可小觑。所以能量不是用于转化为动能,就需要消耗在计算上,总耗能应该是近乎守恒的。第三点,是最为重要的,也就是“它也会从一个区域专心致志的屠杀中突然离开”开始的这段文字,这意味着水滴的计算优化目标不是单一的、局部的,而是全局多目标的。搞过运筹学的同学们应该知道这里面的份量,目标函数的选择即使在静态条件下也并非易事,而在战场条件下,连权重评价函数都不好确定。所以,这一段描写把水滴所具备的强大智能展现的淋漓尽致。根据前面情节中的安排,水滴此时距离三体舰队是非常遥远的,所以可以推断其表现出来的智能应该是内含在它的硬件中而非受三体舰队遥控的。但无论是自控还是遥控,可以肯定的是它的控制系统的智能化程度非常高。而对比之下的人类战场控制系统则显得非常可怜,首先是存在一连串的误判:

在“螳螂”号爆炸同时引发的大量一级警报中,这个三级警报被完全忽略了。但计算机也注意到了这块碎片极高的加速度,在飞出三百公里时,它已经超过了第三宇宙速度,而且加速还在继续。于是警报级别被提升至二级,但仍被忽略。……在它用两秒钟左右的时间飞过这段距离时,计算机居然把对碎片的二级警报又降到了三级,按照它的推理,这块碎片不是一个有质量的实体,因为它完成了一次从宇航动力学上看根本不可能的运动:在两倍于第三宇宙速度的情况下进行这样一个不减速的锐角转向,几乎相当于以同样的速度撞上一堵铁墙,如果这是一个航行器,它的内部放着一块金属,那这次转向所产生的过载会在瞬间把金属块压成薄膜。所以,碎片只能是个幻影。

其次,人类战场控制系统对于信息的分类和分级也存在重大设计缺陷:

舰队的战场监测系统没有尽早发现水滴的存在,主要原因在于水滴对所有波长的雷达都是隐形的,因而只能从对可见光波段的图像的分析才能发现它,但在太空战场的监测信息中,可见光图像信息远不如雷达信息受到重视……计算机图像分析系统很难把水滴从巨量碎片中分辨出来,更何况几乎所有指挥官都认为水滴已经在“螳螂”号中自毁,并没有发出专门的指令让系统做这样的分析。

计算智能,是以外部硬件为载体,这也是人类能够达到的极限,即使是在科幻小说里。末日战役再一次以史诗般的毁灭场景告诉我们:落后就要挨打。而如果在以计算为基础的智能产品上落后,它的差距是可以达到很多个数量级的。很可能需要解决一些现在在理论上还位于非常前沿的、尚不知道有没有确定解的问题的答案(至少是重要简化),才能有关键突破。


智能第二阶:对等智能

事实上并没有一个词能够准确地形容对等智能,但是理解这个概念却并不困难。其实对等智能产品就是所谓的阿凡达(avatar),在它的背后是真正的智能生物。不过,完全意义上的对等智能产品应该具有全反馈传感系统,也就是说,这种操纵应该要达到这样的程度:阿凡达在其所处环境中的接受、处理和反馈的信息量,应该和它背后的操纵者一样大,并且传输要达到实时要求。值得指出的是,这种信息处理,并不一定非要原样传输。比如如果阿凡达工作在高温环境,这样的温度传感并不一定非要把温度按照一模一样的数值进行传输。只要进行仿射变换,在阿凡达和操纵者之间建立接受区间映射,保证环境信息在来回传递时有适当表达即可。

《地球往事》中,对等智能产品就是智子,以机器人形态存在的智子。小说中,通过一些设定,使得三体世界有条件地突破了量子信息传输的超距限制。这么一来,三体世界就可以通过“展开的智子”(一种宏观化的微观粒子,原始思想来自于大刘的《球状闪电》)超远距遥控机器人智子了。这种控制显然达到了非常精细的程度,相信很多人都对于智子布置茶道的描写(通过程心视角)印象鲜明:

智子从和服中拿出一块洁白的帕巾,开始轻轻擦拭已经极其洁净的茶具,先是细细地擦一个精致的有着长长细柄的竹制水杓,然后依次轻拭那些白瓷和黄铜小碗,用竹杓把一只陶罐中的清泉水舀到一个小瓷锅中放到一个精致的铜炉上烧着,然后从一只小白瓷罐中把细细的绿色茶末倒进小碗,用竹刷慢慢旋抹……这一切都做得极慢,有些程序还反复做,仅擦茶具一项就用了近二十分钟,对智子来说,这些动作的功能并不重要,重要的是它们的仪式感。

但当威慑失败,三体世界开始对人类实施种族灭绝计划时,智子瞬间变身:

她身穿沙漠迷彩,头上那曾经插着鲜花的圆发髻不见了。代之以精干的短发。脖子上围着一条忍者的黑巾,背后插着一把长长的武士刀。显得英姿飒爽。其实她身上那已到极致的女人味并没有消失,身姿和举动仍显出如水的轻柔,但这些却融着一股美艳的杀气,如一条柔软而致命的绞索。巨坑中涌出的热浪也驱不散她带来的寒气。

不过,最能够体现操纵感的还是智子在“茶道谈话”中,在罗辑的逼问下,谈到宇宙安全声明的存在性和可行性时的一小段话。

听到罗辑的话,智子又深深鞠躬。“请等一下,”她说。然后垂眼静坐,像在沉思。程心知道,几光年外的太空里,三体舰队的飞船上,智子的控制者们正在紧张地商议。大约两分钟后。她抬起头来说:“您只能提一个问题,我只能做肯定、否定或不知道三种回答。”罗辑把茶碗慢慢放下。但智子又抬起手阻止他说话:“这是出于我的世界对您的尊敬。我说出的答案肯定是真实的,即使这个答案可能对三体世界有害。但只能有一个问题,我也只能做三种简单的回答,请您在提问前慎重考虑。”

虽然这段话不长,但同样体现了对等智能的几点重要设计考量:首先,一个阿凡达可以有多于一个操纵者。只不过这么一来,仿射变换就要从一维变成多维了。另外,对等智能体可以休眠,这一点在后面多次体现。换言之,对等智能体的“智能”其实反映的就是操纵者及其掌握计算资源的智能,相当于使用真正的智能通过实时全反馈传感系统来实现智能的外部化(相对于操纵者的肉体)。这一点,目前还没有任何一种当下的机器人能够做到,因为要实现实时全反馈传感系统,必然要求在类脑计算领域有突破性进展,以现在的计算体系结构水平是远远不够的。我们现在并不好预测,这种突破性进展将最终由硬件实现还是软件实现。

当然,《地球往事》并没有停留在普通科幻作品的程度,而是不断地推进、再推进。最终,智子出现在了另一个平行宇宙中,作为云天明送给程心和关一帆的礼物——小宇宙的管理员。她又说了一句非常关键的话:

我嘛,本质上只是个数据体而已,可以拷贝许多份。

不知道诸位读者有没有看出这句话有多震撼。智子说这句话的背景,已经是在平行宇宙之间。而在平行宇宙之间,不动用海量的能量是无法进行通信的。这就是说,其实智子这个时候已经不再是个阿凡达,而是一个和水滴一样的、仅仅通过计算实现的智能产品了。而这个时候,程心和关一帆却继续和智子在进行着像阿凡达一样的沟通。这就是说,三体世界已经通过计算智能实现了和对等智能一样的用户体验,这不就是说,只要数据量够大,其实是分不清楚计算智能和对等智能孰此孰彼的——只要数据量达到操纵者真正智能的级别,做出来的数据体其实就和对等智能没有差别。

呵呵,你,我,众人,总有一天,你会发现你可以拷贝很多份,注意不是克隆。

本质上只是个数据体而已,要不要这么深刻。


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