第十四章 在形式的圖書館中

14.1 「大千」圖書館之旅

去往大學圖書館三樓小說區的路徑蜿蜒曲折,兩旁的書架上沉睡著成千上萬本圖書。這些書可曾有人讀過?圖書館後部的走道上,讀者們必須打開昏暗的螢光燈。我在世界文學區搜尋著阿根廷作家豪爾赫·路易斯·博爾赫斯的著作。

我發現博爾赫斯寫的書或關於他的書擠滿了整整三個書架。博爾赫斯的小說以超現實主義而聞名。它們虛幻得如此天衣無縫,以至於看起來像真的一樣;它們是超真實文學。有些是用西班牙語寫的,有些是傳記,有些是詩集,有些是他的隨筆小品選,有些是書架上其他書的副本,有些是對他的隨筆中註釋的再註釋。

我的手滑過書脊,厚的、薄的、小冊的、大部頭的、舊的、新裝訂的。我一時興起抽出一本破舊的栗木封皮書打開。這是一本博爾赫斯80多歲時接受專訪的選集。這些專訪是用英語進行的,而博爾赫斯的英語雅致得體,勝過多數以英語為母語者。我驚訝地發現最後24頁有一篇對博爾赫斯的專訪,是關於他的迷宮著作的,訪談的內容我原本以為只會出現在我的書中——這本《失控》裡。

訪談從我的提問開始:

我:我讀過你一篇關於書籍迷宮的文章。那個圖書館[1]囊括了所有可能有過的書。顯然這麼個圖書館是作為一個文學隱喻構想出來的,但是這樣一個圖書館現在也出現在科學思想中。你能給我講講這個書籍殿堂的起源嗎?

博爾赫斯:「大千」[2](有人這樣稱呼這座圖書館),是由數目不定、或許是無限多的六邊形迴廊組成,迴廊之間以巨大的通風井相連,四周是低低的護欄。六邊形迴廊的每面牆有5個書架,每個書架有格式統一的35本書;每本書有410頁;每一頁有40行,每一行有大約80字,它們是黑色的。

我:這些書說什麼呢?

博爾赫斯:在這些書中讀到的每一行有意義的簡單陳述中,都充斥著毫無意義的雜音、混亂的文字和互不相干的思想。荒謬是圖書館的普遍現象。在這裡理性(甚至簡陋和完全的連貫性)幾乎是不可思議的奇跡。

我:你是說所有的書都充滿著隨機的文字?

博爾赫斯:差不多吧。我父親在第1594層的六邊形迴廊裡看到的一本書是由MCV三個字母組成的,從第一行到最後一行錯亂地反覆重複。另一本(順便提一下,查閱的人還真不少)完全是一個文字迷宮,只是在倒數第二頁寫道:噢,時間,你的金字塔。

我:但是「大千」圖書館中肯定有一些書是有意義的!

博爾赫斯:有一些吧。500年前,一位高樓層六邊形迴廊的主管偶然發現一本同樣讓人困惑的書,同樣的文字幾乎佔了兩頁。內容最終被破譯了:是用無限重複變化的例子來闡釋關於組合分析的概念。

我:是嗎?500年探尋才發現兩頁合乎理性的文字?這兩頁紙寫了些什麼呢?

博爾赫斯:這兩頁紙的文字使圖書館管理員得以發現圖書館的基本法則。這個思想家觀察到,所有的書,不管它們如何千差萬別,都是由相同的要素構成的:空格,句號,逗號,字母表上的22個字母。他還斷言(被後來的旅人證實了):在浩瀚的圖書館裡,沒有兩本完全一樣的書。在這兩個無可爭議的前提下,他推斷圖書館即是全部,它的書架記錄了20多個拼寫符號的所有可能的組合(數字極其巨大,但並非無限)。

我:那麼,換句話說,你可能運用任何語言寫的任何書,在理論上說都能在圖書館中找到。它容納了過去與未來所有的書!

博爾赫斯:一切東西——纖毫畢現的未來史,天使長的傳記,圖書館的忠實目錄,成千上萬的虛假目錄,真實目錄的謬誤展示,巴西裡德斯派的諾斯底派福音書,對那個福音書的註釋,對那個福音書的註釋的註釋,關於你的死亡的真實故事,每本書的所有語言的譯本,在所有的書中對任何一本書的篡改。

我:那麼,人們就只能猜想,圖書館擁有完美無暇的書,有著最美輪美奐的文字和最深邃洞見的書,這些書比迄今為止人們所寫的最好的作品還要好。

博爾赫斯:圖書館裡有這麼一本書,這就夠了。在某處六邊形迴廊的某個書架上,肯定有一本書堪為其餘所有書籍的範本和完美總目。我向未知的神明默默祈禱,希望有一個人——哪怕只有一個人,即使在幾千年前,能發現並閱讀它。

博爾赫斯接著不厭其煩地談起一個不敬神靈的圖書館管理員派別,這些人認為銷毀無用的書籍非常重要:「他們侵入六邊形迴廊,揮舞著證件(這些證件並不總是假的),憤憤不平地草草翻完一本書,然後就給整個書架定罪。」

他注意到我眼裡的好奇,又接著說:「有人為毀於這種瘋狂舉動的『珍寶』而悲歎,他們忽視了兩個顯著事實。其一:圖書館是如此浩淼,任何人類所能帶來的損失只不過是滄海一粟。其二:雖然每一本書都是獨一無二、不可替代的,但是(既然圖書館無所不包)總有幾十萬個不完美的副本——只相差一個字母或標點的作品。」

我:但是人們又該如何辨別真實與近似真實之間的差異呢?這種近似性意味著不只我手裡的這本書存在於圖書館,相似的一本書也是如此,差別僅僅在於對前一個句子裡的一個詞的選擇上。或許那本相關的書中這樣寫道:「每一本書都不是獨一無二、不可替代的。」你如何得知你是否找到了你正在找的書呢?

無從回答。我抬起頭來,注意到自己在一個發著神秘的光的六邊形迴廊裡,周圍是佈滿灰塵的書架。在一種奇思妙想的狀態下,我站在博爾赫斯的圖書館裡。這裡有20個書架,透過低矮欄杆望出去,向上向下的樓層漸行漸遠,迷宮般的迴廊裡書盈六壁。

博爾赫斯圖書館的誘惑力是如此的不可思議,整整兩年我一直在書寫您現在手裡拿著的這本書。那時我拖延截稿日期有一年了。我無力完成,卻又欲罷不能。救我於此困境的絕佳方案就躺在這個包含所有可能的圖書館的某處。我要找遍博爾赫斯的圖書館,直到在某個書架上找到所有我可能寫的書中最好的一本,書名叫作《失控》。這會是一本已經完稿、編輯和校對了的書。它將使我免於又一年冗長的工作,對於是否勝任這個工作,我甚至還不太有把握。它看上去肯定值得我一找。

於是我沿著這個滿是書籍的一眼望不到盡頭的六邊形迴廊出發了。

穿過第五個迴廊之後,我稍作停留,一時興起,伸手從一個塞滿書的上層書架抽出一本綠色的硬皮書。書的內容可以說是極度混亂。

它旁邊那本書也是如此,再旁邊那本也是如此。我趕緊逃離這個迴廊,匆匆穿過大約半英里長千篇一律的迴廊,直到我又停下來,隨手從附近書架上摳下一本書。這是一本同樣令人費解的低劣之作。我仔細翻看了整整一排,發現它們同樣低劣。我檢查了這個迴廊的其他幾處,沒有發現絲毫起色。又多花了幾個小時,我不斷改變方向,四處漫遊,翻看了幾百本書,有些在齊腳高的低層書架上,有些則在幾乎和天花板一般高的位置,但都是些同樣平庸的垃圾。看上去有幾十億本書都是胡言亂語。要是能找到全篇充滿MCV字母的書,正如博爾赫斯父親所發現的,一定會令人非常高興。

而誘惑卻糾纏不去。我想我可能會花上幾天甚至幾周時間尋找已完稿的凱文·凱利的《失控》,這個冒險很划算。我甚至可能發現一本比我自己寫得更好的凱文·凱利的《失控》,為此我會心懷感激地花一年時間苦苦尋找。

我在螺旋樓梯的一處台階上駐足休息。圖書館的設計引起了我的深思。從坐的地方我能看到天井的上邊9層和下邊9層,以及蜂室狀的六邊形樓層沿每個方向延伸出去一里遠的地方。我繼續推理下去,如果這個圖書館裝得下所有可能的書,那麼所有符合語法的書(就不考慮內容是否有趣了)在全部書籍中也不過是九牛一毛而已,而通過隨機尋找碰上一本的想法就有些癡人說夢了。花500年找到合情理的兩頁——任何兩頁,聽起來還算划算。要找到一整本可讀的書就要花上幾千年了,還要有些運氣。

我決定換一種策略。

每個書架都有數量恆定的書。每個六邊形都有數量恆定的書架。所有六邊形都是一樣的,由一個西柚大小的燈泡提供照明,有兩扇壁櫥門和一面鏡子做點綴。圖書館井然有序。

如果圖書館是有序的,這就意味著(很可能)容納其中的書籍也是有序的。如果書冊是有序排列過的,那麼只有些許不同的書彼此就挨得很近,差異巨大的書則相隔甚遠,那麼這種組織性就會為我帶來一條途徑,可以還算快地從包含所有書的圖書館的某處找到一本可讀的書。如果龐大的圖書館的書籍這麼有序布列,甚至還有這種可能,我的手剛好摸到一本完稿的《失控》,一本扉頁上刻著我的名字的書,一本不用我寫的書。

我從最近的書架著手,開闢通往終點的捷徑。我花了10分鐘研究它的混亂度。我跨了一百步走到第7個最近的六邊形迴廊,又選了一本書。我依次沿著6個向外擴展的方向重複同樣的行動。我掃了一眼這6本新書,然後選擇了跟第一本書相比最有「意義」的那本書,在這本書裡我發現了一個讀得懂的三詞序列:「or bog and」。於是我用這本有「bog」的書為基準點,重複剛才的搜索程序,比較它周圍6個方向上的書。往返數次之後我發現了一本書,它雜亂的字裡行間裡有兩個類似短語的句式。我感覺好多了。在如此這般多次迭代之後我尋到一本書,在一大堆亂碼碎字之中竟然藏著4個英文詞組。

我很快學會了一種大範圍的搜索辦法——從上一本「最佳」書籍處開始,在六邊形的每個方向上一次邁過大約200個六邊形,這樣可以更快地探索圖書館。在這種方式下,我不斷取得進展,終於找到有許多英文詞組的書,儘管這些句子散落在各個頁面。

我花的時間從按小時計算變成了按天計算。「好」書籍之處的拓撲[3]樣式在我的腦海裡形成一個圖像。圖書館的每一本語法健全的書都靜靜地呆在一個隱蔽起來的中心。中心點是這本書;緊緊包圍著它的是這本書的直系摹本;每一個摹本都僅是標點符號的改變而已——加一個逗號,減一個句號。環繞著這些書則擺著改了一兩個字的次級贗品。環繞這第二圈的則是一個更寬一點的環,其中的書有了整句整句的歧文,大部分都降級為不合邏輯的表達。

我把這樣一圈圈的環想像成山脈的等高線地圖。這個地圖代表了地勢的連貫性。唯一一本極佳的值得一讀的書位於山之巔;往下是數量更多的平庸一些的書籍。越是底層的書越平庸,其形成的環帶也越大。這座由「凡是能算作書」的書構成的山體矗立在廣袤的、無差別的無意義之平原上。

那麼,找到一本書就是一件登上有序之頂的問題了。只要我能夠確定我總是在朝山頂攀登——總是朝有更多意義的書前進,我必然會登上可讀之書的頂點。在這座圖書館中穿行,只要不斷穿越語法漸趨完善的等高線,那麼我就必然能到達頂峰——那個藏有完全符合語法的書的六邊形迴廊。

接連幾天採用這種稱之為「方法」的手段,我找到了一本書。若像博爾赫斯的父親那樣漫無目的、毫無章法地找,就無法找到這本書。只有「方法」才能指引我來到這連綿書脈的中心。我告訴自己,用這種「方法」,我找到了比幾代圖書館員不著邊際的遊蕩所能找到的更多,因而我的時間投入是有成效的。

正如「方法」所料,我找到的這本書(書名為Hadal[4])周圍是類似的偽書籍所形成的巨大的層層同心環。然而這本書儘管語法正確,內容卻令人失望,乏味,沉悶,毫無特色。最有意思的部分讀來也像是很蹩腳的詩。唯獨有一句閃現出非凡的智慧,讓我一直銘記在心:「當下往往不為我們所見。」

然而,我從未發現一個《失控》的摹本,也沒有發現一本書能「偷得」我一個晚上的時間。我明白了,即使有「方法」相助,也要耗時數年。我退出了博爾赫斯的圖書館,走進大學圖書館,然後回家獨自寫完了《失控》。

「方法」勾起了我的好奇心,暫時分散了我寫作的思緒。這個「方法」是否為旅行者和圖書館管理員所普遍知曉呢?過去可能已經有人發現它,我有這個心理準備。回到大學圖書館(空間有限且編定目錄的),我試圖找到一本書能給出答案。我的目光從索引跳到腳注,又從腳注跳到書上,落在和剛開始處相去甚遠的地方。我的發現讓自己大吃一驚。真相出乎意料:科學家們認為從遙遠的年代起「方法」就已經充斥著我們這個世界。它不是由人發明的;也許是上帝。「方法」就是我們現在稱之為「進化」的各種東西。

如果我們可以接受這樣的分析,那麼「方法」就是我們這一切是如何被創造出來的。

然而還有更驚人的:我曾經把博爾赫斯的圖書館當作一個富有想像力的作家的個人夢(一個虛擬現實),然而我越讀就越入迷,漸漸體會到他的圖書館是真實存在的。我相信狡黠的博爾赫斯自始至終都明白這一點;他把自己的作品定位為小說,是因為會有人相信他所說的麼?(有人認為他的小說是用來精心守護通往絕頂化境的道路的。)

20年前,非圖書館員們在人類製造的硅電路中揭示了博爾赫斯圖書館。富於詩意的人們可以將圖書館內鱗次櫛比的無數排六邊形迴廊和門廳想像成刻印在計算機硅芯片上的由晶格線和門電路組成的複雜莫測的微型迷宮。拜軟件所賜,電腦芯片用程序指令創建了博爾赫斯的圖書館。這個首創的芯片採用與其配套的顯示器來顯示博爾赫斯圖書館中任何書籍的內容:首先是1594號區段的一段文字,接著是來自訪者寥寥的2CY區的文字。書頁毫不延遲地一個接一個出現在屏幕上。想要搜索容納所有可能書籍的博爾赫斯圖書館——過去的,現在的,還有未來的——你只需要坐下來(現代的解決方案),點擊鼠標就好了。

不論是模型、速度、設計的合理性還是電腦所處的地理位置,對於生成一個通往博爾赫斯圖書館的入口來說沒有任何不同。博爾赫斯自己並不知道這一點,儘管他會對此很欣賞:不論採用什麼人工方式來實現,所有的遊客到達的都是同一個圖書館。(這就是說容納所有可能書籍的圖書館是相同的;不存在偽博爾赫斯圖書館;圖書館的所有摹本都是原本。)這種普適性的結果是任何電腦都可以創建出容納一切可能書籍的博爾赫斯圖書館。

14.2 一切可能圖像之空間

1993年製造的「連接機5」(CM5)[5]是當時運算能力最強的計算機,能夠毫不費勁地生成以書籍為形式的博爾赫斯圖書館。CM5還可以生成以不同於書籍的複雜物為形式的龐大而神秘的博爾赫斯庫。

卡爾·西姆斯是CM5的製造者,是「思維機器」公司[6]的工程師。他創建了一個由藝術品和圖片構成的博爾赫斯庫。西姆斯起初為「連接機」編寫專門軟件,然後為所有可能的圖片建立了一個「大千」(有人稱之為庫)。用來生成一本可能之書的機器同樣也能用來生成一張可能之圖片。前者是以線性順序印刷的字母;後者則是顯示在屏幕上矩形區域中的像素。西姆斯追尋的是像素的模式而非字母的模式。

思維機器公司的辦公室位於馬薩諸塞州的劍橋,我在西姆斯有些昏暗的辦公室小隔間裡拜訪了他。西姆斯的桌上有兩個超大的明亮顯示器;屏幕被分割成由20個矩形框組成的矩陣,縱排4個,橫排5個;每個矩形框都是一個窗口,顯示著一幅逼真的大理石紋樣環形圖;每一張的樣式都略有不同。

西姆斯用鼠標點擊右下角的矩形框。一眨眼功夫20個矩形框都變成新的大理石紋樣環形圖,每一幅圖片都和剛才點擊的矩形框略有不同。通過點擊一系列的圖片,西姆斯可以利用「方法」在視覺模式的博爾赫斯庫裡穿行。西姆斯的軟件能計算出7碼遠位置的圖案按邏輯會是什麼樣(因為事實證明博爾赫斯庫是極其有序的),因此不用再親自(沿著多個方向)跑到7碼遠的位置。他把這些新得到的模式顯示在屏幕上。從上一個選定的模式開始,「連接器」能同時得到20個方向上的新模式,而且只需毫秒級的時間就可以完成這項工作。

庫裡會有什麼樣的圖片是沒有限制的。按真正的博爾赫斯方式,這個「大千」包含了所有的色彩和所有的條紋;它包括蒙娜麗莎及其所有的仿製品;各式各樣的漩渦,五角大樓的藍圖,梵高的所有素描,電影《亂世佳人》的每一幀畫面,還有所有的斑點扇貝,等等。然而這些還只是願望而已。西姆斯行蹤飄忽地穿行於這個庫中,收穫的主要是佈滿視窗的形狀不規則的斑點、條紋和令人眼花繚亂的色彩漩渦。

「方法」,也即進化,可以被看成是繁殖,而不是旅行。西姆斯把這20幅新圖像描述為父母的20個孩子。這20幅圖像呈現出的不同就像子女們的不同一樣。他選擇了後代中「最佳」的一個,並立刻繁殖出20個新的變體。然後,再從這一批裡選出最好的那個,再繁殖出20個變化。他可以從一個簡單的球體開始,通過累積選擇最終得到一座大教堂。

看著這些形狀出現,在變化中繁殖,被選中,形狀上產生分枝,再精選,然後通過世代演變,成為更加複雜的形狀。不論是理智還是直覺都無法迴避這樣一個印象:西姆斯實際上是在繁殖圖像。更豐富、更狂野、更悅目的圖像歷經迭代演化逐漸顯露。西姆斯和計算機學家同行們把這個過程稱為人工進化。

繁殖圖像與繁殖鴿子的數學邏輯沒有什麼區別。從概念上講,這兩種進程是同等的。儘管我們稱其為人工進化,卻與它是否比繁殖臘腸犬需要更多或更少人工毫不相干。兩種方式都既是人工的(從藝術的角度看),又是天然的(從本質上講)。

在西姆斯的「大千」裡,進化從生命世界中剝離出來,以純粹的數學形式存在。去掉組織和毛髮的遮蔽,取走棲身於其中的血與肉,將靈魂注入到電子回路裡,進化的重要本質就從天生的世界轉移到了人造的世界,從原來唯一的碳水化合物領域轉移到了算法芯片中的人造硅世界。

令我們震驚的不是進化行為從碳轉到了硅;硅和碳實際上是非常相似的元素。人工進化真正令人吃驚的是,它對計算機來說是完全自然而然的事情。

在10次循環之內,西姆斯的人工繁殖就能創造出一些「有趣」的東西。往往只需5次跳躍就能把西姆斯帶到某處,得到比胡亂的塗鴉妙得多的圖像。在他一幅接一幅地點擊圖片的同時,西姆斯像博爾赫斯一樣談起了如何「遍歷庫房」或者「探索空間」。圖像始終「就在那裡」,即使它們在被找到或選定前還沒有被渲染成視覺形式。

博爾赫斯圖書館的電子版本也是一樣的道理。書中的文本是抽像存在、獨立於形式的。每段文本都沉睡在這座虛擬圖書館的某個虛擬書架上的指定位置上。當被選中時,神奇的硅芯片就給這本書的虛擬本體注入了形式,從而喚醒這段文本並使之出現在屏幕上。一個魔術師旅行到有序空間的某個地方時,就會喚醒肯定棲息在這裡的某本書。每個坐標上都有一本書;每本書都有一個坐標。正如旅行者所見,一個景致展現出許多可以看到更多景致的新地點;圖書館的一個坐標引發了許多後繼相關坐標。圖書館員以按序跳躍的方式穿越空間;路徑就是一連串的選擇。

從最初的那個文本衍生出6個親戚;它們共有一個家族形式和信息種子。在圖書館裡,它們之間的差異相當於兄弟姐妹間的差異。由於它們是由前一代衍生下來的親戚,因此可以被稱為後代。被選中的「最佳」後代就成為下一輪繁殖的親本;而它的6個孫輩變異中有一個將成為再下一代中的親本。

當身處博爾赫斯圖書館時,我發現自己正循著一條從胡言亂語開始追尋一本可讀之書的路徑。然而換種思路再看一下,可以看見我正在把一本不知所云的書繁育成一本有可取之處的書,正如有人可以通過多代選擇把雜亂無章的野花培育為優美的玫瑰花球一樣。

卡爾·西姆斯在CM5上將灰色的雜點繁育成生機勃勃的植物生命。「進化的創造力是無窮的。它能夠超過人類的設計能力,」他斷言。他想出了一個辦法來在這無比巨大的庫中圈定區域,以使他的漫遊保持在所有可能的植物形式範圍之內。在穿行於這個空間時,他複製了他覺得最迷人的那些形式的「種子」。後來西姆斯重組了他的成果,把它們渲染成能夠用動畫表示的想像中的三維植物。他繁育出來的人工林包括一株巨大的展開的羊齒蕨、樹頂有球狀物的紡錘形的類松樹、蟹爪樣的草和扭曲的橡樹。最後他把這些進化出來的怪異植物放在了他的一個叫作「胚種論」的視頻作品裡。在這個視頻裡,異形一樣的樹和奇怪的巨草由種子開始,發芽長大,最終演變出盤根錯節的異域叢林,鋪滿了一個貧瘠的星球。進化出來的植物繁育它們自己的種子,這些種子被植物的球形大炮爆裂到空中,然後來到下一個貧瘠的世界(這就是胚種論的過程。)

14.3 倘佯在生物形態王國

卡爾·西姆斯既不是博爾赫斯「大千」(有人稱之為「庫」)世界的唯一探索者,也不是第一個。就我所知,第一個合成的博爾赫斯世界的圖書館員是英國動物學家理查德·道金斯。1985年,道金斯發明了一個他稱之為「生物形態王國」的「大千」。「生物形態王國」是一個由可能的生物形狀組成的空間,這些生物形狀由短直線和分叉線構成。它是第一個由計算機生成的可能形式庫[7],並且可以用繁殖的方法進行搜索。

道金斯的「生物形態王國」是作為教育程序而編寫的,目的是闡明在沒有設計師的情況下,設計之物是如何產生的。他想用視覺方式直觀地證明,隨機選擇和無目的的漫遊絕不能產生連貫一致的設計物,而累積選擇(即「方法」)可以做到。

除了在生物學界享有盛譽,道金斯在大型計算機編程上也有豐富的經驗。「生物形態」就是個相當成熟複雜的計算機程序。它繪製出一段具有一定長度的線條,以某種生長方式給它加上枝條,再給枝條加上枝條。枝條如何分岔,加多少枝條,枝條的長度是多少,這些都可以隨形狀的演變而在數值上有些許的變化,並且互不相干。在道金斯的程序裡,這些數值的「變異」也是隨機的。每次對9個可能變量中的一個進行「變異」,就得到一個新的形狀。

道金斯希望通過人工選擇和繁殖來遍歷[8]一個樹狀的庫。「生物形態王國」中誕生的形狀起初很短,只能稱之為一個點。道金斯的程序生成了它的8個子代,這與西姆斯的程序非常相似。這個點的子代在長度上各不相同,這取決於隨機變異賦予了它們什麼樣的值。電腦把子代加上親本顯示到9個方框中。通過選擇-繁殖方法,道金斯選取了他最喜歡的形狀(這是他的選擇),進化出更加複雜的變異形狀。到第7代時,後代已經加速進化到了精雕細琢的程度。

這正是道金斯最初用BASIC[9]寫這個程序代碼時所希望的。如果他足夠幸運的話,就能得到一個由奇妙的、多種多樣的分枝樹所組成的「大千」。

在程序運行的第一天,道金斯度過了興奮的一小時,他把他的博爾赫斯圖書館裡最臨近的書架翻了個底朝天。在一次變異中,他發現莖、枝條、幹出現了意想不到的排列。這是些自然界中從未有過的奇異的樹。還有那些世間從未出現過的灌木、草和花的線圖。道金斯在《盲眼鐘錶匠》(The Blind Watchmaker)一書中從進化和「庫」的角度對此做了雙重解釋:「當你通過人工選擇在電腦中第一次進化出新生物時,感覺就像是在創造一般。確實如此。而從數學的角度看,你所做的實際上是在發現生物,因為在『生物形態王國』的基因空間裡,它早就待在那屬於它的位置上了。」

隨著時間的流逝,他注意到他走進了庫的另一個空間:在這裡,樹的分支開始自相纏繞,縱橫交錯的線條充滿了一些區域,直到它們堆成一個實體。層層纏繞的分支形成了小小的軀體而不是樹幹。而從軀體中長出來的輔助分支看起來像極了腿和翅膀。他進入了庫中的昆蟲世界(儘管他這個上帝從未打算過要有這麼一個國度!),他發現了各式各樣奇怪的蟲子和蝴蝶。

道金斯震驚了:「當我寫這個程序時,我從未想過除了類似樹的形狀,它還能進化出別的什麼東西來。我本希望能夠進化出垂楊柳、楊樹和黎巴嫩雪松。」

而現在已經到處是昆蟲了。那一晚,道金斯興奮到了廢寢忘食的程度。他花了更多的時間去發現那些令人驚歎的複雜生物,它們有的看起來像蠍子,有的像水蜘蛛,還有的像青蛙。他後來說:「我簡直興奮得發狂。我無法形容,探索一個按自己設想所創造出來的王國是多麼令人興奮。在面對這些突現在屏幕上的東西時,無論是我的生物學家背景,還是我20年的編程經驗,抑或是我最狂野的夢境,都未能讓我有絲毫的心理準備。」

那一晚他無法入睡。他繼續向前推進,渴望飽覽他的「大千」所能延伸到的境界。這個原本以為簡單的世界還有些什麼神奇的東西?當他終於在清晨睡著時,「他的」昆蟲圖像成群結隊地出現在夢裡。

接下來的幾個月裡,道金斯在「生物形態王國」這個世外桃源中流連忘返,尋找非植物和抽像的形狀。仙女蝦,阿茲特克神廟,哥特式教堂窗戶,土著人的袋鼠壁畫——這些只是他所碰到的形狀中的一小部分。道金斯充分利用了一切空閒時間,最終用進化的方法找到了許多字母表裡的字母。(這些字母是通過繁殖而得的,不是畫出來的。)他的目標是找到他名字中的所有字母,但是他一直沒能找到一個像樣的D或一個精緻的K。(在我辦公室的牆上貼著一張令人稱奇的招貼畫,26個字母和10個數字在蝴蝶翅膀上若隱若現——包括完美的D和K。儘管自然進化出了這些字母,它們卻不是被「方法」發現的。攝影師傑爾·山伍德告訴我,他看過了超過一百萬隻翅膀才收集全這36個符號。)

道金斯在探尋。他後來寫道:「市面上的電腦遊戲可以讓玩家產生某種置身於地下迷宮的幻覺,這個地下迷宮的地形就算複雜也是確定的,在那裡他碰到龍、牛頭怪或其他虛構的對手。在這些遊戲中怪物的數量其實是相當少的,它們全都是由人類程序員設計的;迷宮的地形也是如此。而在進化遊戲裡,不論是電腦版還是真實版,玩家(或觀察者)的感覺都猶如漫步於一個充滿分岔口的迷宮,路徑的數量是無窮盡的,而他所碰到的怪物們也不是設計好的或可以預料的。」

最為神奇之處是這個空間的怪物只出現一次,然後就消失了。「生物形態王國」最早的版本沒有提供保存每個生物形態坐標的功能。這些形狀出現在屏幕上,從庫中各自所在的架子上被喚醒,當電腦關閉時,它們又回到其數學位置。重新碰到它們的可能性微乎其微。

當道金斯第一次到達昆蟲區時,他拚命地想保留一隻,以便日後能再次找到它。他打印出它的圖片以及所有一路演化而來的28代先祖形態的圖片,但是,他早期的原型程序卻沒有保存那些能使他重建這個形態的「後台」數據。他知道,一旦他那天晚上關閉了電腦,昆蟲生物形態就消失了,唯余殘留在其肖像中的縷縷香魂。他到底能不能重新進化出一模一樣的生命形態呢?他排除了這種可能性。但他至少證明了,它們存在於庫中的某個地方。知道它們的存在足以讓他刻骨銘心。

儘管道金斯手中有起始點和一套完整的進化序列「化石」,但重新捕獲當初的那只昆蟲仍然是一件可望不可及的事情。卡爾·西姆斯也曾在他的CM5上繁育出一個由彩色線條組成的令人眼花繚亂的冷艷圖案——頗有傑克遜·波洛克[10]之風,但那時他還沒有添加保存坐標的功能;他後來也再沒能重新找回這個圖案,儘管他留有一張當時的幻燈片作為紀念品。

博爾赫斯空間是如此廣大。刻意在這個空間裡重新定位同一個點是如此困難,不啻重新下一盤一模一樣的棋。任何一個輪次的選擇,都會是失之毫釐,謬以千里。在生物形態空間裡,形式的複雜性,選擇的複雜性,以及差異的微妙性,都足以使對每一個進化出的形式的造訪既是第一次也是最後一次。

也許在博爾赫斯圖書館中有一本名為《迷宮》的書講述了下面這個不可思議的故事(是大學圖書館那本《迷宮》裡所沒有記載的)。在這本書裡,豪爾赫·路易斯·博爾赫斯講述了他的父親——徜徉在一切可能之書的「大千」裡的行旅讀者——在這片令人望洋興歎的廣闊空間中曾經偶遇過一本可讀之書。全書410頁,包括目錄,都以兩行回文(順序倒序都是一樣的詞)的體裁寫就。前33句回文既晦澀又深奧,但那就是他父親倉促間讀到的全部內容——地下室的一場意外大火迫使這個區的圖書館管理員將大家疏散到外面。由於撤離得匆忙,他父親忘記了這本書的位置。出於羞愧,他在圖書館之外從未提起過這本回文書的存在。而在隨後的整整8代人時間裡,一個由前圖書館管理員組成的頗為詭秘的協會一直時不時地碰面,來系統地追蹤這個先輩旅行者曾經留下的足跡,希望某天在圖書館浩瀚空間的某處重新找到這本書。然而,他們找到自己心目中聖盃的希望極其渺茫。

為了證實這樣的博爾赫斯空間到底有多麼巨大,道金斯曾懸賞能夠重新繁育出(或者撞大運也行!)一幅高腳杯圖像的人。這只高腳杯是他在生命形態王國的一次漫遊時偶遇的;他稱之為聖盃。道金斯深信它早已深埋無蹤,因而願意向第一個能呈現出聖盃圖案的人提供1000美元獎金。「用我自己的錢懸賞,」道金斯說,「是用我的方式宣告沒有人會找到它。」讓他大跌眼鏡的是,他的懸賞挑戰發出不到一年,托馬斯·裡德,加利福尼亞州一個軟件工程師,竟然重逢了這個聖盃。這看上去與追蹤老博爾赫斯的足跡來定位失落的回文書頗為相似,或者與在博爾赫斯圖書館中找到《失控》這本書一樣,堪稱偉大的壯舉。

但是「生物形態王國」提供了線索。它的起源反映了道金斯作為一名生物學家的專業興趣——在進化之上,它還體現了有機體的一些原則。正是生物形態的這第二生物學屬性使裡德得以發現這個聖盃。

道金斯認為,要想造出一個有實際意義的生物「大千」,就必須把可能的形狀限定在具有一定生物學意義的範圍內。否則,即使用了累積選擇的方法,找到足夠多生物形態的機會也會被淹沒在所有形狀匯成的茫茫大海中。畢竟,他解釋道,生物的胚胎發育限制了它們變異的可能性。舉個例子,大多數生物都顯示出左右對稱的特性;通過把左右對稱設定為生物形態的基本要素,道金斯就能夠縮小整個庫的規模,也就更容易發現生物形態。他把這種縮減稱為「受限胚胎學」。他給自己的任務是設計一個「生物學意義上有趣的」受限胚胎學。

道金斯告訴我:」一開始我就有個強烈的直覺,我想要的胚胎學應當是遞歸的。我的直覺一部分是基於這樣一個事實——真實世界中的胚胎學可以被看作是遞歸的。」道金斯所說的遞歸,是指簡單規則一遍又一遍地循環應用(包括用於其自身的結果),並由此生成了最終形式所具有的絕大多數複雜性。譬如,當「長出一個單位長度然後分岔成兩個」的遞歸規則重複應用於一段起始線條上時,大約5次循環之後,它就會生成一片灌木般的具有大量分叉的形狀。

其次,道金斯把基因和軀體的理念引入到庫裡。他認識到,(書中的)一串字母就好比是生物的基因(在生物化學的正規表述中,甚至就用一串字母來表示一段基因),而基因生成肌體組織。「但是,」道金斯說,「生物基因並不控制肌體的各個微小部分,這就相當於它並不控制屏幕上的像素點。相反,基因控制的是生長規則,也即胚胎的發育過程,而在『生物形態王國』裡,就是繪圖算法。」因而,一串數字或文字就相當於一段基因(一條染色體),隱含著一個公式,並按這個公式用像素點繪出圖案(軀體)。

這種以間接方式生成形式的結果就是,圖書館中幾乎任何隨機角落裡擺放的,或者說幾乎所有基因生成的,都是符合邏輯的生物形狀。通過讓基因控制算法而非像素,道金斯在他的「大千」中建立了一條內在語法,阻止了一切舊日荒謬的出現。即使是再出乎意料的變異,結局也不會是一個不起眼的灰點。同樣的變換在博爾赫斯圖書館裡也可以實現。每個書架的位置不再代表一種可能的字母排列,而是代表一個可能的詞語排列,甚至是可能的句子排列。這樣一來,你選中的任何書都將至少是接近可讀的。這個得到提升的詞語串空間遠比文字串空間小,此外,正如道金斯所說,限定在一個更有意思的方向上,你就更有可能碰到有意義的東西。

道金斯引入的基因是以生物的方式發生作用——每次變異都按結構化的路徑來改變多個像素。這不僅縮小了生物形態庫的規模,將其精煉成實用的形態群,而且為人類繁育者提供了發現形式的替代途徑。生物形態基因空間的任何微妙變化都將放大成圖像的顯著而可靠的變化。

這給了托馬斯·裡德這個無冕的聖盃騎士以第二種繁育途徑。裡德不斷地改變親本形式的基因,觀察基因引起的形狀變化,以求瞭解如何通過改變單個基因來引導形狀改變。這樣他就可以通過對基因的調整來導出各種生物形態。道金斯把他程序中的這種方法叫作「基因工程學」。和在真實世界一樣,它有著神奇的力量。

事實上,道金斯是將他的1000美金輸給了人工生命領域的第一位基因工程師。托馬斯·裡德利用工作中的午餐間隙來尋覓道金斯程序裡的聖盃。道金斯宣佈競賽發起的6個月後,裡德通過圖像繁育和基因工程雙管齊下的辦法找到了失落的寶藏。繁育是一個快速而隨意的頭腦風暴,而工程學則是微調和控制的手段。裡德估計他用了40個小時來尋找聖盃,其中有38個小時花在工程學上。「只通過繁育手段,我是絕不可能找到它的,」他說。接近聖盃的時候,裡德無法做到不動其他的點而讓最後一個像素改變。他花了好多時間在倒數第二個形式上以試圖控制最後那個像素。

無獨有偶,讓道金斯大為震驚的是,在裡德之後數星期內又有兩個發現者各自獨立地找到了聖盃。他們能夠在天文尺度的可能性空間裡準確地定位到他的聖盃,同樣並非只靠繁育,而主要是通過基因工程,有一個還運用了反向工程[11]。

14.4 御變異體而行

也許是由於生物形態王國視覺化的特性,最先吸取道金斯的計算機繁殖思想的人是藝術家們。第一位是英國小伙子威廉·拉薩姆;此後,波士頓的卡爾·西姆斯把人工進化研究向縱深推進。

在20世紀80年代早期,威廉·拉薩姆展示的作品就像是某個深不可測的精巧裝置的零部件圖冊,似天外來物。在一面紙牆上,拉薩姆先畫出一個簡單形狀,比如頂部中間位置畫一個圓錐體,然後用漸趨複雜的圓錐體圖形填滿剩下的空間。每一個新圖形的產生都遵循拉薩姆所預設的規則。一個形狀與其變化而來的後代形狀們之間用細線相連起來。通常,一個形狀會有多個變形。在這張巨大畫面的底部,圓錐體變形成華麗的金字塔和帶有藝術裝飾風格的丘形。從邏輯上講,這幅畫是一個族譜圖,但包含許多交叉婚姻。整個畫面擠得滿滿當當,看起來更像一個網絡或電路。

拉薩姆把這種用來生成各種形式並選擇特定後代進一步演化的「基於規則的受迫過程」稱為「形式合成」。最初他把「形式合成」用作啟發靈感的工具來尋找可能的雕刻形式。他會從他的一堆草稿圖中選出一個特別滿意的圖形,然後用木頭或塑料把這個精巧複雜的形式雕刻出來。一份拉薩姆的作品目錄中展示了一個中等大小的黑色雕刻,就像一個非洲面具;它是拉薩姆用「形式合成」的方法創造(或者說發現)的。但是,雕刻是如此花費時間卻又毫無必要,因此他不再雕刻。讓他最感興趣的是那個龐大而未知的可能形式之庫。拉薩姆說:「我的關注點從完成一件單一作品轉向雕刻上百萬件作品,而每個作品又能再延伸出上百萬件雕刻。我現在的藝術作品就是整棵雕刻的進化樹。」

20世紀80年代後期,電腦三維圖形在美國大量興起,受此啟迪,拉薩姆開始採用電腦運算來自動生成形式。他與英國漢普郡IBM研究所的一位程序員合作,一起修改了一個三維建模程序,用來生成變異形式。藝術家拉薩姆用了大約一年的時間來手工輸入或編輯基因值,以生成可能形式的完整樹。通過手動修改某個形式的編碼,拉薩姆可以隨機地對空間進行搜索。在提起這個人工搜索的過程時,拉薩姆只是淡淡地表示「挺累人的」。

1986年,拉薩姆遇見了剛問世的「生物形態」程序。他將道金斯進化引擎的核心部分與他的三維形式的精緻外在結合到一起,孕育出一種進化藝術程序的思想。拉薩姆將他的方法暱稱為「變異體」。「變異體」的功能幾乎與道金斯的變異引擎完全相同。程序生成一個現有形式的後代,每一個後代之間都略有不同。與道金斯的線段圖形不同,拉薩姆的形式是有血有肉、極具感官性的。它們以三維立體並帶有陰影渲染的圖像躍入觀者的感知系統。那些奪人眼球的電子怪獸都是由不知疲倦的IBM圖形計算機鼓搗出來的。藝術家選取其中最好的三維作品,以此作為親本,繁衍出其他變異。許多代之後,藝術家將會在一個真正的博爾赫斯庫裡進化出一個全新三維實體。如此巨大的「生物形態王國」也只不過是拉薩姆空間的一個子集而已。

拉薩姆說道:「我從未想到我的軟件能夠創造出如此多的雕刻類型。用這種方法所能創造出的形式是如此之多,幾乎是無限的。」拉薩姆找到的這些形式,纖毫畢現,令人歎為觀止,這中間包括編製精巧的籃子,大理石質地的巨蛋,雙體蘑菇狀東西,來自另一個星球的麻花狀鹿角,葫蘆,奇異的微生怪物,朋客造型的海星,還有拉薩姆稱之為「Y1異形」的來自異域空間的多臂濕婆神。

「一個充滿奇思妙想的花園,」拉薩姆這樣稱呼他的收藏。他並非要仿製出地球生命的樣式,而是在探尋其他的有機形式——比地球生命「更具野性的某種東西」。他記得在參觀一次鄉間展會時駐足於一個人工授精攤位,看到巨大的變異超級牛和其他各種「沒用的」怪物的照片。他發現這些奇異的形式最能帶來靈感。

打印出來的圖案給人一種不真實的清晰感,彷彿是在月球上無空氣的環境下拍攝的照片。每一種形式都蘊含著驚人的有機感。這些東西並不是自然的復現,而是存在於地球之外的天然存在。拉薩姆說:「這台機器可以讓我自由地探尋以前從未接觸到的、超出我想像力的形式。」

在博爾赫斯形式庫的深處,一層層優雅的鹿角、一行行左旋蝸牛、一排排矮花樹、一屜屜瓢蟲,都在等待著它們的第一個造訪者——這個造訪者也許是大自然本身,也許是位藝術家。而在兩者未曾觸及它們之前,它們仍然在意識之外,在視覺之外,在觸感之外,是純粹的可能之形式。就我們所知,進化是造訪它們的唯一途徑。

這個形式庫包含了從過去到未來的所有生命形式,甚至包括存在於其他星球的生命形式。受限於我們自己的先天偏見,我們無法深入思索這些非傳統生命形式的任何細節。我們的思緒會很快滑落回自己熟知的自然形式。我們也許會有片刻的遐想,但一旦要給這樣一個離奇幻物填充大量細節,則會畏縮不前。進化,則是一匹暴烈野馬,帶我們到人力所不能及之處。借助這匹難以駕馭的腳力,我們來到一個充滿奇異形體之處,那些形體窮極想像之所能(但卻並非出自人類想像),真若處子,素面朝天。

設計「連接機5」的藝術家工程師卡爾·西姆斯告訴我:「我使用進化方法是出於兩個目的:一是為了繁育出我不可能想像到的、也不可能憑其他方式發現的東西;二是為了創造出我可能想像到的、但永遠沒有時間去細化的東西。」

西姆斯和拉薩姆都曾碰到過形式庫裡的斷點。「對於進化空間中可能出現的東西,你會越來越有感覺,」西姆斯稱。他還提到,他時常在進展不錯而洋洋自得的時候,一頭撞到牆上——進化似乎到達了一個平台期。即使最激進的選擇也不能讓那個慵懶的傢伙挪動半步——它似乎陷在那裡了。代代更迭並沒有產生更好的形式;就好像身處一個巨大的沙漠盆地,下一步與上一步沒有什麼分別,而朝向的頂峰仍遙不可及。

而托馬斯·裡德在潛心追蹤生物形態王國那失蹤的聖盃時,經常需要回退。他可能會看似離聖盃很近了卻無法取得任何進展。他常常把漫漫征途的中間形式保存起來。有一次他需要回退數百步到第6個存檔,才得以從死胡同裡走出來。

14.5 形式庫中也有性

拉薩姆在探索他的空間時也曾有過類似的經歷。他時不時地闖入一種他稱為不穩定態的領地。在可能之形式的一些區域,基因的顯著變化只能對形式造成微乎其微的改變——這也就是西姆斯所滯留的盆地。他不得不對基因大動干戈,以獲得一點點形式上的推進。而在另一些區域,基因的微小變化也會造成形式的巨大改變。在前一種區域,拉薩姆在空間中的進展極其緩慢;而在後一種區域,哪怕最微小的動作都會讓他橫衝直撞地跑出老遠。

為了避免跑過頭,並加快發現的進度,拉薩姆在探索時會有意調整變異的幅度。最初他會把變異率設得比較高,以便快速掃過空間。當形狀變得較有意思之後,他會把變異率調低,這樣代與代之間的差距變小,他就可以慢慢地接近被隱藏起來的形狀。西姆斯則設法使他的系統能夠自動執行類似的方法。隨著進化出來的圖像越來越複雜,他的軟件會調低變異率,以軟著陸在最終形式上。「否則,」西姆斯說,「當你試圖微調一幀圖像時會很抓狂。」

這些開拓者們還想出了幾條巡遊的妙計。最重要的就是交配。道金斯的生物形態王國儘管豐饒卻寡慾,找不到任何性的跡象。一切變化都通過單親的無性變異來達成。相比之下,西姆斯和拉薩姆的世界則是由性所驅動的。這些開拓者們所認識到的最重要一點就是:在一個進化系統裡,交配行為可以有任意多種花樣!

當然,最傳統的「體位」是:父母雙方各提供一部分基因。但即便是這種最平淡無奇的交配也可以有好幾種方式。在圖書館裡,繁育就好比挑兩本書,把它們的文字融合成一本「子」書籍。你可以生下兩種後代:「內親」或「外戚」。

「內親」後代繼承了父母之間的性狀。想像一條連接圖書甲和圖書乙的線段。子代(圖書丙)可能位於這條線段上的任何一點。它可能在正中間——如果它正好繼承了父母各自一半的基因;它也可能更靠近某一方——譬如1/10繼承自母親而9/10來自父親。「內親」還可以以章節交錯的方式繼承兩本書的內容,就好比來自父母的基因片段交錯排列在一起。這種方法可以將那些彼此間存在某種關聯(通常可以用某種近似函數來表示)的基因片段保留下來,因而更有可能「去蕪存菁」。

另一種理解「內親」的方式是把它想像成生物甲正在(用好萊塢的話說)異形成生物乙。在從甲到乙的整個蛻變過程中產生出來的所有異形生物,都是這對夫妻的「內親」後代。

「外戚」所處的位置則是父母變形線之外的某點。一頭獅子與一條蛇的「外戚」並非是兩者中間的某個點,而更有可能是一隻獅頭蛇尾卻長著分叉舌的怪物[12]。製造怪物的方法有好幾種,其中非常基本的一種就是:在父母雙方所具備的特性中隨機抽取一些,放在一個大鍋裡攪拌,然後撈起什麼算什麼。「外戚」後代更具野性,更加不可預料,也更加失控。

進化系統的詭異之處還不止於此。交配可以是有悖常理的。威廉·拉薩姆眼下正在他的系統裡推行多配偶制。憑什麼交配要限制在兩位父母之間?拉薩姆的系統讓他可以選擇多達5位父母,並且每位父母「傳宗接代」的權重各不相同。他對一群子形式吩咐道:下次要像這個多些,還有那個和那個,還要有一點點像這個。然後他讓它們結合,一起生產出下一代。拉薩姆還可以賦予負的權重值:譬如,不要像這個。這相當於設定了一個「反父母」。「反父母」參與交配的結果是繁衍出(或者根本不繁衍)盡可能與之不同的子女。

在自然生物學(至少是我們目前所知的)基礎上更進一步,拉薩姆的變異體程序會追隨繁育者在庫中的足跡。對於在特定繁育過程中保持不變的基因,變異體程序會認為它們是繁育者所喜好的,因而讓它們成為顯性基因[13];而對於那些變化不定的基因,變異體程序則認為它們是試驗性質的,且不為繁育者所喜愛,因而將其定義為隱性基因,以減小它們的影響。

跟蹤進化過程來預測其未來進程的想法是如此讓人心醉。西姆斯和拉薩姆都夢想建立一個人工智能模型,能夠分析繁育者在形式空間內探索的點滴進步。這個人工智能程序將會推導出每一步選擇所共有的要素,進而直達庫的縱深並找到具有某種特性的形式。

在巴黎蓬皮杜中心,在奧地利林茨國際電子藝術節,卡爾·西姆斯都向公眾展示了他的人工進化之「大千」。在長長的陳列走廊中間的平台上,一台連接機嗡嗡作響。伴隨著機器的思考,墨黑色的立方體發出閃爍的紅光。一條粗粗的電纜把這台超級電腦與呈弧形分佈的20台顯示器連接起來。每個彩色屏幕前的地板上都安了一個腳踏板。踩下腳踏板(下邊蓋著開關),參觀者就從這排屏幕中選擇了一個特定圖像。

我有幸在林茨展會的連接機2上繁育出了圖像。一開始我選擇了一個看起來像是開滿了罌粟花的花園的圖像。西姆斯的程序立刻繁育出20個後代。其中兩塊屏幕上充滿了灰色的、毫無意義的東西,另外18塊屏幕上則顯示出新的「花朵」,有些支離破碎,有些具有新的顏色。我一直試圖讓畫面變得更加絢爛多彩。在這間瀰散著電腦熱力的房間裡,很快我就在腳踏板之間的來回奔跑中汗流浹背了。這份體力活像是在做園藝——精心照料那些形狀以使之長大成人。我不斷進化出更精細的花卉紋樣,直到另一個參觀者改變了進化方向,使它變得像螢光格子花紋。這個系統所發現的如此眾多的美麗圖案讓我目瞪口呆:幾何學的靜物,幻景,異國情調的紋理,怪誕的圖標。精緻的、色彩絢爛的作品一個接一個光臨屏幕,然而,若未被選中的話,就永遠地離別消失了。

西姆斯的裝置每天都不間斷地進行著繁育,把進化之手交付給路過這裡的群氓的奇思異想。連接機記錄下每一個選擇的前世今生。由此西姆斯得到了一個人們(至少是博物館的觀眾們)認為美麗或有趣的圖像的數據庫。他相信可以從這些豐富的數據中抽像出一些只可意會不可言傳的內在,並作為將來在庫的其他區域繁育時的選擇條件。

也許,我們會驚訝地發現,並沒有什麼統一的選擇標準。也許,任何高度進化的生命形式都是美麗的。眾生皆美——儘管各有所好。帝王蝶和其宿主奶草豆莢誰也不比誰更顯眼或更平庸。如果不帶偏見地審視一下,寄生蟲也很美。我隱約地覺得,自然之美就存在於物種進化的歷程裡,存在於形式必須完完全全地合乎生物之道這樣一個重要事實中。

儘管如此,仍然有什麼東西(不管它們是什麼)把這些被選中的形式與它們周圍斑駁陸離的灰色雜點區別開來。對兩者的比較也許能為我們揭示美的更多內涵,甚至能幫助我們弄明白,「複雜性」究竟指的是什麼。

14.6 三步輕鬆繁育藝術傑作

俄羅斯程序員弗拉迪米爾·伯克希爾科提醒了我,單單為了美而進化可能就是一個夠遠大的目標了。伯克希爾科和他的同伴阿列克謝·帕傑諾夫(他編寫了讓人上癮的電腦遊戲俄羅斯方塊)設計了一個非常強大的繁育虛擬水族館的程序。伯克希爾科告訴我:「剛開始時,我們並沒打算使用電腦來生成什麼很實用的東西,而只是想得到非常漂亮的東西。」伯克希爾科和帕傑諾夫一開始並沒有打算創造一個進化世界。「我們從花道——日本的插花藝術開始起步。原本想做出某種電腦花藝的東西,而且是活的,是動的,永遠不會重複自己。」由於電腦屏幕「看起來像一個水族館,我們決定做一個可以由用戶定制的水族館」。

用戶們把多彩的魚類和搖曳的海草恰當地搭配,填充進屏幕水族館,從而也當了一把藝術家。他們會需要大量不同的生物體。為什麼不讓水族館愛好者們繁育自己的品種呢?於是「電子魚」應運而生,而俄羅斯人也發現他們是在玩一個進化遊戲。

電子魚是一個程序怪物。這個程序主要是在莫斯科編寫的。那時俄羅斯大學裡往往整個數學系的人都失業了,而一個聰明的美國創業家可以用僱用一位美國黑客的薪水讓這一整幫人為他做事。多達50名為電子魚編寫代碼的俄羅斯程序員重新發現了計算進化的方法和威力,而他們對道金斯、拉薩姆和西姆斯的工作一無所知。

電子魚的商業版本於1993年由美國軟件商Maxis發行。它將拉薩姆在IBM大型機上和西姆斯在連接機上運行的那種華麗的虛擬繁育程序濃縮到了家用電腦上。

每一條電子魚有56個基因,800個參數。(好大的一個庫啊!)多彩的魚在虛擬的水下世界逼真地游來游去,會像魚一樣地輕拂鰭尾來個轉身。它們在一縷縷海藻(也是由程序繁育的)中無休止地來回穿梭。當你給它們「喂食」時,它們就成群地圍在食物周圍。它們永遠不會死。當我第一次從10步外看到一個電子魚水族館時,竟以為它是一段真實水族館的視頻。

真正有趣的部分是繁育魚類。首先我在這片電子魚的海域裡隨意地撒下一網,以撈起幾條奇異的魚來做親本。不同的區域藏著不同的魚。這片海域就是一個魚類的形式庫。我抓到兩條魚並把它們拖了上來:一條胖胖的,身體呈黃色,間有綠色的斑點,背鰭單薄,上唇突出(這是媽媽);另一條小個子傢伙,體態像魚雷,藍色,長著中式帆船帆一樣的背鰭(這是爸爸)。我可以選擇任意一種進化方式:既可以從那條胖魚或那條小藍魚中任選一條進行無性繁殖,也可以讓這一對兒進行交配,從它們繁育出的後代中挑選。我選擇了交配。

就像其他人工進化程序一樣,有十幾個變異後代出現在屏幕上。變異的程度可以通過旋鈕來調整。我把注意力放在魚鰭上,選擇了一條有著巨鰭的魚,並使每一代的體態都朝著越來越華麗、越來越龐大的鰭進化。我生成了一條看起來週身長滿鰭的魚,背、腹、側面都有。我把它從孵化器裡移出來,在扔進水族館之前進行了動畫模擬(這個過程可能需要幾分鐘或幾小時,取決於電腦運算速度)。經過了許多代的演化,我得到的這條魚是如此之怪異,以至於不能再進行繁育。這也是電子魚程序用來保證魚之為魚的手段。我已經處於庫的邊緣,超出這個邊界的形式就不再是魚了。電子魚程序無法渲染那些非魚類生物,也無法讓那些太過異類的魚動起來——讓一條怪物游起來實在有些強人所難。(魚的各部分比例要符合常規,這樣游動起來才有真實感。)用戶們樂此不疲地試圖弄清楚魚和非魚的界限以及是否有什麼漏洞可鑽,這也正是這個遊戲的一部分。

要存儲整條魚的信息會佔用過多的磁盤空間,因此程序只存儲基因本身。這些微小的基因種子被稱作「魚卵」。魚卵比魚要小250倍。電子魚的狂熱玩家們通過網絡交換魚卵,或者將它們上傳保存在公共的數字庫裡。

羅傑是Maxis公司負責測試電子魚的程序員。他發現了一種有趣的辦法,可以用來探索魚類形式庫的邊界。他沒有用繁育或是在已有的樣本中撒網撈魚的辦法,而是把自己的名字直接插入到一個魚卵代碼中。一尾短小的黑蝌蚪出來了。很快辦公室裡所有人的電子魚魚缸都有了一尾黑蝌蚪。羅傑想知道他還能把什麼東西放進魚卵裡去。這次他輸入了林肯在葛底斯堡演說的文本,魚卵長成了一個鬼一樣的生物——一張蒼白的臉拖曳著一個殘破的蝙蝠翼。愛開玩笑的人給它取了個綽號叫作「葛底斯堡魚」。經過一通亂闖亂撞之後,他們發現,任何一個包含大約2000個數位的序列都可以作為「魚卵」而孵化出可能的魚來。電子魚的項目經理很快就樂此不疲,他把自己的財務預算電子錶格輸入程序,孽生了一個魚頭、毒牙嘴和龍身的怪物,這可不是什麼好兆頭。

繁育新品種曾經是園丁獨有的手藝。而現在畫家、音樂家、發明家都可以染指了。威廉·拉薩姆預言,進化主義將是當代藝術發展的下一個階段。借用變異和有性繁殖的概念可以催生出這門藝術。藝術家西姆斯並沒有費心為電腦圖像模型去繪色或是生成材質圖,他通過進化來完成這項工作。他隨意進入一個木質圖案的區域,隨後進化出木紋精細、樹節密佈的松樹般的紋理,並用來給視頻中的牆刷色。

現在人們可以在蘋果電腦上用Adobe Photoshop的一個商用模板來做到這一點。凱伊·克勞斯編寫的「紋理變異體」軟件可以由一個圖案繁育出八個子代,並從中選擇一個繼續繁育。

當代藝術設計趨向於更多地運用分析控制的手段,而進化主義顛覆了這種趨勢。進化的終點目標更加主觀(「最美者生存」),更少控制,更貼近天馬行空般的意境,更加自然天成。

進化藝術家進行了兩次創造。首先,藝術家扮演了上帝的角色,為生成美而設計了一個世界,或一個系統。其次,他是這個伊甸園的園丁和看護人,詮釋並呈現出他選中的作品。他更像慈愛的天父導引一個個生靈降臨世間,而不是冰冷的模具塑造出一個個創造物。

目前探索式的進化方法還有其局限性,藝術家只能從隨機的某點或最基本的形式出發。進化主義的下一步是能夠從人為設計的樣式開始,然後從那裡隨心所欲地繁育開去。理想狀況下,你會希望能有挑選的權利,譬如說從一個還需要加工或改進的圖標開始,逐步向前進化。

這樣一個商業軟件的輪廓是相當清晰的。具有創新精神的威爾·萊特——《模擬城市》的編寫者和Maxis公司的創始人以及電子魚程序的發行商,甚至想出了一個完美的名字:「達爾文繪圖」。在「達爾文繪圖」中,你可以草草勾勒出一個新的企業圖標。每一條線,每一個點,都被轉換成數學函數。當你完成這些後,你就有了一個顯示在屏幕上的圖標以及電腦中作為基因的一組函數。然後你開始繁育這個圖標,任由它進化成你也許從未料想過的奇異設計,並且其精細度也是你力不能及的。起初你在原型附近隨機遊蕩,以尋找靈感;然後你對著某個讓你眼前一亮的圖案精雕細琢:你調低了變異度,用多配偶方式和反父母方式來進行微調,直至找到最終版本。你現在有了一個精緻而使人目眩的藝術品,它的精細陰影和複雜文飾美得讓你不敢相信。因為這個圖像是基於算法的,它有無限的分辨率;你想把它放到多大就多大,乃至看到任何意想不到的細節。盡情打印吧!

為了演示進化主義的威力,西姆斯把連接機5的標誌掃瞄進他的程序裡,用它作為一個起始圖像來繁育一個「改良的」標誌。與那種了無新意的現代風格不同,它的字母邊緣有著有機體一樣細密的褶紋。辦公室的同仁們非常喜歡這件進化而來的藝術品,他們決定以此圖案做T恤衫。「我倒是鍾意於進化出領帶圖案來,」西姆斯笑道。他甚至提議:「試試進化布紋、牆紙或者字體怎麼樣?」

一直以來IBM都在支持藝術家威廉·拉薩姆的進化實驗,因為這個全球化公司意識到這裡蘊藏著的商業潛力。拉薩姆認為西姆斯的進化機器是一個「較粗劣、較不易控制」的入門產品,而他的軟件對工程師來說則更可控,更加實用。IBM正在把拉薩姆研發的進化方法交給汽車設計師們,讓他們用來改變車身外形。他們試圖回答的一個問題是進化設計是在原始創意階段更有用,還是在後面的精細控制階段更有用,或者兩者兼具。IBM打算利用這個技術來實現盈利,而且不止用於汽車產業。他們認為進化的「駕馭」方法對所有涉及大量參數的設計問題都是有幫助的,這些問題往往需要用戶「折返」到一個先前的方案。拉薩姆認為進化與包裝設計有本質上的相似——外部參數都是固定的(容器的大小和形狀),但是內部所能做的卻沒有一定之規。進化能夠帶來多層次的細節,這是人類藝術家永遠不會有時間、精力或金錢來做的事。而進化式工業設計的另一個優點是拉薩姆慢慢意識到的:這樣的設計模式極其適合群體共享共管。參與的人越多,效果就越好。

人工進化作品的版權問題還處於法律真空中。誰將受到保護,是繁育出作品的藝術家還是編寫繁育程序的藝術家?將來,律師可能要求一個藝術家記錄下創作進化作品所遵循的軌跡,以此證明他的作品並非複製或歸屬於形式庫的創建者。正如道金斯所指出的,在一個真正巨大的形式庫中,一個模式不可能被發現兩次。擁有一條通往特定地點的進化路徑,就不容置疑地證明了藝術家是最先找到這個目標的原始權利人,因為進化不會兩次光顧同一個地點。

14.7 穿越隨機性

歸根結底,繁育一個有用的東西幾乎就和創造一個東西一樣神奇。理查德·道金斯的論斷印證了這點,他說:「當搜索空間足夠大時,有效的搜索流程就與真正的創造並無二致了。」在包括一切可能之書的圖書館裡,發現某一本特定的書就等同於寫了這本書。

人類早在幾個世紀前就意識到了這點——遠遠早於計算機的出現。正如德尼·狄德羅[14]在1755年寫到的:

書籍的數量將持續增加。可以預見,在未來的某個時刻,從書本中學習知識就如同直接研究整個宇宙一樣困難;而尋覓藏身於自然的某個真理也並不比在恆河沙數般的書冊裡搜求它更麻煩些。

《循環的宇宙》(The Recursive Universe)作者威廉·龐德斯通用一個類比來闡述為什麼搜索知識所形成的巨大博爾赫斯庫與搜索自然本身形成的博爾赫斯庫一樣困難。想像一座包含所有可能之視頻的圖書館。像所有的博爾赫斯空間一樣,這個圖書館的絕大多數館藏品都充滿了噪音和隨機灰度。通常一盤磁帶所能播放出來的只是兩個小時的雪花斑點。要找到一盤可以一看的磁帶,最大的問題在於,一盤隨機磁帶除了它本身,無法用佔用更少空間或更短時間的符號來表示。博爾赫斯庫中的大多數藏品都無法進行哪怕是一點點壓縮。(這種不可壓縮性正是隨機性的最新定義。)要想搜索磁帶,你只有去觀看帶子的內容,因而花在對磁帶進行整理上的信息、時間和精力將超過創作這盤磁帶的所需,不論這盤帶子的內容是什麼。

進化是解決這道難題的笨辦法,而我們所說的智能恰好就是一條穿堂過室的隧道。當我在博爾赫斯圖書館裡搜索《失控》時,如果我足夠機敏,說不定要不了幾個小時我就已經辨明了繞過圖書館層層書架直搗黃龍的方向了。我可能已經注意到,一般來說,往上次翻過的書的左邊去會更有「感覺」。我可能向左跑出去幾英里,而這段路程以往需要很多代的緩慢進化才能通過。我也許已經瞭解了圖書館的架構,並可以預測出所求之書的藏身之處,這樣我就可以勝過隨機的猜測和烏龜爬一樣的進化。通過將進化與對圖書館內在秩序的學習結合起來,我也許能找到我的《失控》。

一些研究人類心智的學生提出了一個強有力的論點:思維是大腦內想法的進化。根據這種主張,所有創造物都是進化出來的。當我寫下這些文字時,我不得不承認這一點。我在寫這本書之初,腦子裡並沒有一個成形的句子,完全是隨意選了一個「我被」的短語;接著下意識地對後面可能用到的一腦袋單詞做了個快速評估。我選了一個感覺良好的「封閉」。接著,繼續從10萬個可能的單詞中挑選下一個。每一個被選中的都繁育出可供下一代用的單詞,直到我進化出差不多一個完整的句子來。在造句時,越往後,我的選擇就越受到之前所選詞彙的限制。所以說,學習可以幫助我們更快地繁育。

但是下一句的第一個單詞可能是任何一個單詞。這本書的結尾,遠在15萬次選擇之外,看起來如此遙不可及,恍若銀河系的盡頭。書是遙不可及的。在世上已經寫成或將要寫成的所有書裡,只有在這本裡才能找到這句話之前那兩個前後相接的句子。

既然我的書已經寫了一半了,我就要繼續進化文字。我在這一章裡將要寫下的下一個詞是什麼呢?說實在的,我一無所知。它們可能是什麼?也許有幾十億種可能性——即便考慮到它們受到約束,必須符合上一句的邏輯性。你猜到下一個句子就是這句嗎?我也沒猜到。但我寫到這句結尾時,發現就是它了。

我通過尋找來寫作。我在自己的書桌上對它進行進化,從而在博爾赫斯圖書館裡找到它。一個單詞接著一個單詞,我穿行在豪爾赫·路易斯·博爾赫斯的圖書館內。仰仗我們頭腦所進行的某種學習和進化的奇妙組合,我找到了我的書。它就在中間那層書架上,幾乎齊眉高,座標在52427區的第7個迴廊。誰知道它究竟是不是我的書,抑或幾乎算是我的書(也許這段或那段略有不同,或者漏掉了一些重要事實)?

這次漫漫搜索給我的最大滿足是——不管這本書是珠玉還是敝屣,只有我才能找到它。

[1] 這裡應該是指「巴別塔圖書館」(The Library of Babel),最早出自博爾赫斯1941年的短篇故事集。

[2] 大千:這裡借用了佛教「大千世界」之「大千」。英文原文為universe,意為「宇宙」。

[3] 拓撲(Topology):數學術語,簡單地說,可以將其理解為幾何圖形的抽像模式。

[4] Hadal:中文意思為「極深處」(海面6000米以下的深處)。

[5] 連接機(Connection Machine)系列:包括CM-1,CM-2和CM-5。它把大量簡單的存儲/處理單元連接成一個多維結構,在宏觀上構成大容量的智能存儲器,再通過常規計算機執行控制、I/O和用戶接口功能,能有效地用於智能信息處理。CM-1由4個象限組成,每個象限包含多達16384個一位處理器,全部處理器則分為4096組,組間形成12維超立方體結構,其集成峰值速度達到每秒600億次。CM-5的結點數更多,功能更強。該系列對於早期的並行計算機科學有重要意義。

[6] 「思維機器」公司(Thinking Machines):創辦於1982年,1994年破產,由太陽公司(Sun Microsystems)收購。

[7] 可能形式庫(library of possible forms):由所有可能的形式所組成的庫。為簡潔計,我們後面都使用「可能形式庫」這個詞。

[8] 遍歷(traverse):計算機搜索算法中的術語,指按照某種算法,對一個樹狀結構的每個節點做且僅做一次訪問。

[9] BASIC:全名為「Beginner's All-purpose Symbolic Instruction Code」,直譯為「適用於初學者的多功能符號指令碼」,這正好與其首字母縮寫成的英文詞有相同的含義。BASIC是計算機發展史上應用最為廣泛的高級語言,至今仍然是計算機初學者的入門語言。

[10] 傑克遜·波洛克(Jackson Pollock,1912.01.28~1956.08.1 1):20世紀美國抽像繪畫的奠基人之一。

[11] 反向工程(Reverse Engineering):通俗說,就是倒推的辦法,即根據結果或輸出來推斷輸入或設計。

[12] 讀者可能會有些困惑:獅頭、蛇尾、分叉舌,並沒有超出父母雙方所具有的特性啊!實際上,「內親」和「外戚」的差別在於,「內親」是一種線性插值,而「外戚」則不是。獅子和蛇的內親,有獅頭蛇尾,或者有蛇頭獅尾,都不足為奇;但獅頭里長出分叉舌來,則超出了「線性」變異的範疇,因而不屬於「內親」。相對於可能存在的「外戚」來講,「內親」只是極小的一個集合,但由於「內親」所具有的線性關聯性,因而具有很多很好的特性。

[13] 顯性基因,隱性基因:舉例來說,人的雙眼皮基因是顯性基因,單眼皮基因是隱性基因。這就意味著,一個單眼皮的人必然有一對單眼皮基因,而一個雙眼皮的人,可能有一對雙眼皮基因,也可能有一個雙眼皮基因和一個單眼皮基因。

[14] 德尼·狄德羅(Denis Diderot,1713.10.05~1784.07.31):法國啟蒙思想家、唯物主義哲學家、無神論者和作家,百科全書派的代表,最大成就是主編《百科全書》。

《失控:全人類的最終命運和結局》