第三章 有心智的机器

07-01Ctrl+D 收藏本站

关灯 直达底部

3.1 取悦有身体的机器

当马克·波林[1]和你握手致意时,你握住的实际上是他的脚趾头。几年前他在摆弄自制火箭时炸飞了手指。外科医生们拿他的脚趾头勉强拼凑出了一只手,但残疾的手还是让他动作迟缓。

波林制造嚼食同类的机器。他的发明物往往复杂而庞大,最小号的机器人都比成人的个头还大;最大号的那位伸直了脖子能有两层楼那么高。他的机器人们装备着由活塞驱动的下颚和蒸气铲车那样的胳膊,浑身洋溢着活力。

为了防止他的怪兽们散架子,波林经常要用他那只残疾的手费力地拧紧螺钉,这让他感到很不便。为了加快修理速度,他在自己的卧室门外安装了一台顶级的工业车床,还在厨房堆满了焊接设备。现在,焊接他那些钢铁巨兽的气动式四肢只需一两分钟。但是他自己的伤手还是很折磨人。他很想从机器人身上卸下一只手来给自己安上。

波林住在旧金山市一条街道尽头的仓库里。那条街是公路高架桥下的一条死胡同。住处旁边尽是简陋的白铁皮工棚,挂着汽车修理的招牌。仓库外就是个废品站,里面堆满锈迹斑斑的报废机器,高及铁篱外墙,其中竟然还有一个喷气发动机。废品站平时总是阴森森空荡荡的。来给波林送信的邮递员跳下越野车时,总要熄火锁门。

波林自称自己早年是个少年犯,长大后则干些“有创意的汪达尔式[2]街头打砸”。即便在旧金山这个人人个性十足的地方,大家也都承认他的恶作剧水平不一般。还是10岁小孩的时候,他就用偷来的乙炔枪割掉过口香糖贩卖机上的大罐子。20来岁时,他玩起了街头艺术,给户外广告牌改头换面——在深夜里别出心裁地用喷漆把广告上的文字涂改成政治信息。最近,他又闹出了一个新闻:他的前任女友报警说,他趁自己周末外出,把她的车涂满环氧树脂黏合剂,之后在车身、挡风玻璃等各处都粘满了羽毛。

波林发明的装置既是最机巧也是最具有生物属性的机器。看看这个“回转利嘴机”:两个缀满鲨鱼状利齿的铁环在相交的轨道上疯狂旋转,彼此互成夹角,周而复始地“大嚼特嚼”。它可以在瞬间嚼碎一个小物体。平常它总是在啃着另一个机器人身上悬荡着的胳膊。再来看看拱拱虫。这个改良农具的一端安了个汽车引擎,通过曲柄带动6组特大号的钉耙,耙地的时候一拱一拱地前行。它蠕动的方式非常低效,但却是生物的方式。还有“一步一啄机”,其机身附带罐装的加压二氧化碳,用气动的方式带动它的钢头捶打地面,凿碎路面的柏油沥青。它好似一只500磅重的巨型啄木鸟,发疯似地啄着公路。“我的绝大多数机器都是世界上独一无二的。其他神经正常的人不会去造这些对人类毫无实际用处的机器。”波林面无笑容地说道。

每年总有几次,波林会带着他一家子的机器举办一场表演。1979年的处女秀名叫“机器做爱”。秀场上,他那些古怪的机器互相踩来踏去,互相撕扯碾压,最后不分你我,成了堆破烂。几年后他办的一场展示叫“无用的机械行为”,延续了他把机器们解救出来,使其归于原始形态的风格。至今为止,他举办了40场左右的展示,通常都是在欧洲——“因为在那儿,”他说,“不会有人控告我。”而欧洲国家对艺术的支持体系(波林称之为艺术黑手党)也接纳这种胆大妄为的演出。

1991年,波林在旧金山闹市区举办了一场机器马戏演出。那一夜,在某高速公路立交桥下废弃的停车场里,数千位一袭黑皮夹克的朋客追捧者完全靠口口相传云集于此。在这个临时搭建的竞技场内,在耀眼的聚光灯下,十来个机甲怪兽和铁疙瘩角斗士们正等着用激情和蛮力干掉对方。

这些铁家伙们的块头和精神劲儿使人想起一个形象:没有皮肤的机械恐龙。它们通过液压软管驱动的骨架、铰链咬合的齿轮和电缆连接的力臂来保持平衡。波林称它们为“有机机器”。

这可不是博物馆里死气沉沉的恐龙。它们的身体部件是波林从别的机器那里“连偷带借”来的,它们的动力来自废旧的汽车引擎。它们似乎被注入了生命,在散发着灼热的臭氧味的探照灯光束下碾压着、翻腾着、跳跃着、冲撞着——活了起来!

那天晚上,在金属强光照射下,离座的观众们癫狂不已。(特意挑选的音质粗糙的)大喇叭们不停地播放着预先录制的工业噪声。偶尔,刺耳的声音会切换成电台的电话访谈节目或电子时代的其他背景音。一声尖利的汽笛压住了所有刺耳的声音——演出开始了,机器斗士动起来了!

在接下来的一小时里是一场混战。一枚两英尺长的钻头在一头状似雷龙的大家伙的长颈一端咬了一口。这枚钻头形同蜜蜂的蛰针,让你恐怖地联想到牙医的钻头。它接着又暴跳如雷地钻进另一个机器人。“嗞——嗞——嗞——”,听得人牙根发麻。另一个发狂的家伙——“螺丝锥投石机”,则滑稽地到处乱冲,嘶嘶狂叫着撕裂路面。它是一部长10英尺,重一吨的钢制滑车,底部是两个钢螺旋胎面的履带,每个轱辘带动一个直径1.5英尺的螺丝锥疯狂旋转。它在沥青路面上以30英里的时速四处乱窜,真是逗人喜爱。机车顶部装有投石装置,可以投射50磅重的爆破火焰弹。当“钻头”追着去蛰“螺丝锥”时,“螺丝锥”正对着一座由钢琴搭成的塔楼大投火焰弹。

“这里接近于受控的无政府状态[3]。”波林曾对他那帮完全自愿的手下开玩笑说。他把自己的“公司”戏称为生存研究实验室(SRL),一个故意让人误以为是公司的名称。生存研究实验室举办演出,喜欢不经官方许可,不向市镇消防部门报告,不投保险,不做事先宣传。他们让观众坐得太近,看上去很危险——也确实危险。

一部改装过的商用草地撒水车——它本来应在草丛里爬行、撒水,赐予草地生命——现在却给此地带来一场邪恶的火焰浴。它的旋臂泵出一大圈点燃的煤油,形成炽热的橘红云团。未完全燃烧的呛人烟气被头顶的高速公路硬逼回来,使观众感到窒息。角斗中,“螺丝锥”不小心踢翻了“地狱花洒”的燃料箱,使它不得不结束了自己的使命。“喷火器”立刻点火补上了空缺。“喷火器”是台可操控的巨型鼓风机,通常用来给市中心的摩天大楼做空调鼓风。它被拴在一台马克型卡车发动机上。发动机带动巨大的风扇从55加仑的桶里把柴油燃料泵到空气中。炭弧火花点燃油气混合物,吐出长达50英尺的亮黄黄的火舌,烘烤着由20架钢琴叠起的塔楼。

波林可以通过一部模型飞机用的无线遥控手柄来操控火龙。他把“喷火器”的喷嘴转向观众,观众急忙躲避。即便在50英尺远的地方,都能感到扑面的热浪。“你明白是怎么回事了吧,”波林后来说道,“缺了掠食者,生态链就不稳定了。这些观众的生活里没有天敌,那么,就让这些机器充当掠食者吧。它们的任务就是给文明社会突降些掠食者。”

生存研究实验室的机器们相当复杂,而且愈演愈烈。波林总是忙于孵化新型机器以使马戏团的生态系统保持不断进化。他常给老型号升级新式肢体。他可能换掉“螺丝锥”的电锯,代之以龙虾似的一对大铁螯,也可能给身高25英尺的“大坨塔”的胳膊焊上一把喷火枪。有时候他还搞杂交,把两个大家伙的部件对调一下。在其余的时间里他则忙着为新玩意儿接生。最近的一次秀场上,他推出了4只新宠物:一台便携式闪电机,对着近旁的机器武士喷吐出9英尺长劈啪作响的蓝色闪电;一只由喷气机引擎发动的120分贝汽笛;一门军用的电磁轨道炮,发射时速200英里的热熔铁疙瘩,彗星般的火球在空中爆裂开,变成燃烧的毛毛细雨洒落下来;还有一门先进的远程视在[4]人机一体加农炮,戴着虚拟视镜的操控者转动自己的脑袋盯住目标就可调整炮口的瞄准方向,而炮弹是塞满雷管炸药和混凝土的啤酒罐。

这些表演既然是“艺术”,就难免会资金短缺:门票收入仅够应付一场演出的杂项开销——燃料、员工的伙食以及备用件。波林坦承,他用来拆配成新怪兽的一些机器原型是偷来的。一位生存研究实验室的成员说,他们乐于在欧洲一直演出下去是因为那里有很多“可求之物”[5]。什么是“可求之物”?“容易得到的,容易解救的,或不花钱拿来的东西。”除此之外的原材料则是从军队过剩的部件中拣选出来的。波林以65美元一磅的价钱从那些缩减规模的军事基地里一车车买回来。他还从那里搜刮来不少机床、潜艇部件、稀奇古怪的马达、罕见的电子器件、粗钢,甚至还有价值10万美元的备件。“要在10年前这些东西可值钱了,关乎着国家安全。可是忽然之间就成了没用的废品。我对它们进行改造,实际上是让这些机器改邪归正——它们过去从事的是‘有价值的’毁灭性工作,如今则做些毫无用处的破坏。”

几年前,波林做了一个会在地板上疾爬的蟹形机器生物。一只惊慌失措的小豚鼠被锁在一个满是开关的小座舱里充当驾驶员。做这么一只生物机器并非要蓄意表现残忍。这个创意是为了探究有机体和机器趋合的可能。生存研究实验室的发明常常会把高速运转的重金属物体和柔软的生物体结合起来。启动后,这只小豚鼠生物机器摇摇摆摆,左冲右突。在一场乱哄哄、处于受控无政府状态的演出中,几乎没人会注意到它。波林说:“这种机器生物几乎不能操控且毫无用处,但我们所需要的就是这种程度的控制。”

在旧金山新现代艺术馆的开工典礼上,主办方邀请波林在市中心的空地上集中展示他的机器家族,以“在大白天创造几分钟的幻觉”。他的“冲击波加农炮”率先出场发射空炮。你甚至能看到由炮口衍展开来的空气冲击波。几个街区内的汽车玻璃和大楼窗户都战栗作响,正值高峰期的交通一度中断。随后“蜂群之群”隆重亮相。这是些高度及腰的圆柱形移动机器人。它们成群结队,四处奔忙。人人都在猜蜂群会往哪里去;任何一个蜂群都不会控制其余的蜂群;其他蜂群也不管这个蜂群去哪儿。广场成了这些硬梆梆的家伙们的天下——一群失控的机器。

生存研究实验室的最终目的是让机器们自治。“让它们做出些自治的行为确实很难。”波林告诉我。不过,在试图把控制权由人转交给机器的研究领域里,他可是走在了很多经费充足的大学实验室的前头。他那些花几百美元做出来的蜂群式创造物,是用回收的红外线传感器和废旧的步进电机[6]装配的。在制造自治蜂群机器人的暗战中,他击败了麻省理工学院的机器人实验室。

在自然孕育物与机械制造物之间的冲突中,马克·波林无疑是后者的拥趸。他说:“机器有话要对我们说。每当我开始设计一场新的表演,我都自问,这些机器想做些什么?比如这台老旧的挖土机,让我仿佛看到某个乡下小伙子每天都开着它,在烈日下替电话公司挖沟。老挖土机厌倦了这种生活,它腰酸背痛,尘土满面。我们找到它,问它想干些什么。也许它想加入我们的演出呢。我们就这样四处奔走,去搭救那些被人废弃,甚至已经被肢解的机器。我们必须问自己,这些机器到底想做些什么,它们想被刷成什么颜色?于是,我们考虑到颜色和灯光的协调。我们的表演不是为人们办的,而是给机器办的。我们从不关心机器该如何取悦我们。我们关心的是如何取悦它们。这就是我们的表演——为机器举办的表演。”

机器也需要娱乐。它们有自己的复杂性,有自己的日子要过。通过制造更加复杂的机器,我们正赋予它们自治的行为,因此它们不可避免地会产生自己的打算。“这些机器在我们为它们创造的世界里过得自由自在。”波林对我说道,“它们的行为举止非常自然。”

我问波林:“假使机器的表现遵循自然之道,那它们是否也有天赋万物的权利?”“那些大家伙有很多权利,”波林说道,“我学会了尊敬它们。当其中一个大块头朝你走来的时候,它保有行走的权利,你就得给它让道。这就是我尊敬它们的方式。”

如今的问题是,我们并不尊敬我们的机器人。它们被堆放在没有窗户的工厂里,干些没人乐意干的活。我们把机器当奴隶一样使唤,其实本不该如此。人工智能研究的先驱、数学家马文·明斯基[7]曾对那些肯倾听的人表达过这样的意见。他不遗余力地鼓吹把人脑的智能下载进计算机。而发明了文字处理技术、鼠标和超媒体的神奇小子道格拉斯·英格巴特[8],却提倡电脑为人服务的理念。20世纪50年代,这两位宗师曾在麻省理工学院相遇,留下一段脍炙人口的对话:

明斯基:我们要赋予机器智慧,让它们有自我意识!

英格巴特:你要给机器做那么多好事?那你打算给人类做点什么呢?

那些致力于使电脑界面更友好、更人性化、更以人为本的工程师们常常会讲起这个故事。而我却固持明斯基的理念——站在制造物的一边。人类有自己的生存之道。我们会训练机器来伺候我们。那么,我们打算为机器做点什么呢?

如今,世界上工业机器人的总数已经接近100万。然而,除了旧金山那个疯狂的坏小子艺术家,没有谁会问机器人想要什么。人们认为那是可笑、不合时宜的,甚至是大不敬的。

诚然,在这上百万的“自动装置”中,99% 的装置只不过仅仅赢得了手臂的美名。它们是聪明的手臂,能做手臂可以做的所有事情,并且不知疲倦。不过,作为我们曾经所希望的“机器人”,它们仍然既瞎且哑,并且还得靠墙上的插座养活。

除了马克·波林的那些失控的机器人以外,今天绝大多数肌肉僵硬的自动装置们都笨重、迟缓,而且还要靠救济过日子——离不开持续的电力供给和人类脑力的驾驭。很难想象这些家伙会衍生出什么有趣的事情。即便再给它安个胳膊、几条腿或者一个脑袋,你得到的还是一个昏昏欲睡的巨兽。

我们想要的是那个叫作罗比的机器人[9],是那个科幻小说中的原型机器人——一个真正自由自在、自主导航、能量自给的机器人,一个让人大惊失色的机器人。

近来,一些实验室的研究者们意识到,要想造出罗比,其最有效的途径是拔掉静态机器人身上的电源插头,制造出“移动的机器人”。如果静态机器人的手臂里能完全容纳下能量块和大脑,那也许还马马虎虎。其实,任何机器人只要能够做到独立行走和独立生存,就会更上层楼。尽管波林有些玩世不恭和多愁善感,但他所造出的机器人,屡屡打败那些世界顶级大学所研制出来的机器人。而他所用的设备恰恰是那些大学所摈弃的。对金属自身局限性和自由度的深刻理解弥补了波林没有学位的弱点。他在制造那些有机机器的时候从不用设计图。有一次,为了逗逗一位穷追不舍的记者,波林带他走遍自己的工作室,翻找正在开发的跑步机器的“计划书”。两人费力扒拉了20分钟(“我记得上个月图纸就在这里来着”),最终在破旧不堪的金属写字台最底下一个抽屉里的一本1984年发黄的电话簿下面,找到一张纸。纸上是用铅笔勾勒出的一台机器,其实就是一张草图,没有任何技术说明。

“都在我脑子里呢。我只需在金属块上划划线,就可以动手切割了。”波林拿起一块车削精细的两英寸厚的铝制工件对我说。铝块略显出暴龙前肢骨骼的形状。工作台上还有两块和它一模一样的成品。他正在做第四个。这些铝块将来会安在一头骡子大小的会跑的机器身上,作为其四肢的一部分。

波林的跑步机器并不真的会跑。它只是走得快一些而已,偶尔会有些踉跄。还没人能制做真正会跑的机器人。几年前,波林制造出一个结构复杂的特大型四足行走机器,高12英尺,方方正正的,既不聪明也不敏捷,但它确实拖着脚慢慢地挪动了。四条树干粗的方柱就是它的四条腿,由巨大的变速器和杂乱的液压管来共同驱动。如同生存研究实验室的其他发明一样,这头笨拙的怪兽由一台模型汽车的遥控器来操纵。换句话说,这头怪兽就是一只重达2000磅但大脑却小如豌豆的恐龙。

尽管已在研发上投入了千万巨资,还没有哪位计算机高手可以摆弄出一台靠自己的智能穿过房间的机器。有些机器人要么磨磨蹭蹭花上数天的时间,要么莽莽撞撞一头碰到家具上,要么刚走完四分之三就出了故障。1990年12月,在经过了10年的努力之后,卡耐基-梅隆大学“野地机器人学[10]中心”的研究生们终于组装出了一台机器人,并命名为“漫步者”。它慢慢地横穿了整个院子,大约走了100英尺。

“漫步者”的个头比波林的拖脚走巨物还要大,原本的研发目的是用来做远地行星考察的。但是卡耐基-梅隆的这个庞然大物还在样机阶段就花费了纳税人几百万美元,而波林的拖脚走怪兽只花了几百块,其中三分之二买了啤酒和披萨。这位19英尺高的铁打的“漫步者”先生重达两吨,这还没算它那搁在地上的沉甸甸的大脑。这台巨大的机器在院子里蹒跚学步,每一次迈步都要经过深思熟虑。除此之外它不干别的。在等待了这么久之后,能走得不被绊倒就足以让人们感到欣慰了。“漫步者”的父母亲们满意地为它的人生第一步鼓掌喝彩。

动动六条蟹爪似的腿对“漫步者”而言是最轻松的事,而试图搞清自己身处何地就太难为这个巨人了。即使只是简单地描绘出地形,让自己可以计算出行动的路径,也成了“漫步者”的噩梦。它不怕走路,却要花大量的时间考虑院子的布局。“这肯定是个院子,”它对自己说,“这儿有些我可以走的路径。不过,我得把它们和我脑子里的院子地图一一比对,然后选择最佳的那条。”“漫步者”通常要在头脑中创建出环境的轮廓图,然后根据这张轮廓图来为自己导航;每走一步都要更新一次轮廓图。中央电脑中用来管理“漫步者”的激光成像仪、传感器、气压足肢、齿轮箱和电机马达的程序长达数千行。尽管重二吨并有两层楼那么高,这个可怜虫却只靠它的头活着。而这个头是用一条长长的电缆连在它身上。

我们拿“漫步者”一只大脚垫下面的小蚂蚁作比较。“漫步者”好不容易才从院子这头踱到那头时,蚂蚁已经跑了个来回。一只蚂蚁的分量,脑袋加身体才百分之一克——也就米粒那么大点儿。它既没有对整个院子的印象,也对自己身处何地一无所知。然而它却能在院子里畅行无阻,甚至想都不用想。

研发人员把“漫步者”造得粗壮硕大是为了抵御火星上极端的严寒风沙环境,在火星上它不会那么重。然而具有讽刺意味的是,由于“漫步者”的块头太大,这辈子无论如何去不了火星了;只有蚂蚁那么小的机器人才有希望。

用蚂蚁式移动机器人来作为解决方案是罗德尼·布鲁克斯[11]的设想。这位麻省理工学院的教授觉得与其浪费时间制造一个无用的天才,还不如制造千万个有用的白痴。他指出,往行星上派送一个自负智力的超重恐龙恐怕是飘渺无期的,而派送一大群能做事的机械蟑螂却有可能使我们获得更多的信息。

布鲁克斯于1989年发表了一篇论文,题为《快速、廉价、失控:一场太阳系的机器人入侵》(Fast, Cheap and Out of Control: A Robot Invasion of the Solar System)。该论文后来被广为引用。他在文中声称,“若干年内利用几百万只低成本小机器人入侵一颗地外行星是可能的。”他提议用一次性火箭发射一群鞋盒大小的太阳能推土机去入侵月球。派出一支由无足轻重、能力有限的机器人个体组成的军队,让它们协同完成任务,并允许它们自由行动。有些士兵会死掉,大多数会继续工作,并最终做出一些成绩。这支移动机器人大军可以用现成的部件在两年内完成组装,然后用最便宜的单程环月轨道火箭发射。就在别人还在为某个大笨家伙而争论不休的时候,布鲁克斯可能早已把侵略大军制造出来并派出去了。

国家宇航局的官员们有理由听从布鲁克斯的大胆计划。从地球上进行远程控制的效果不太令人满意。一个在裂缝边缘摇晃的机器人,需要等上一分钟才能接到从地面站发来的指令。因此,机器人必须实现自治。一个宇航机器人不能像“漫步者”那样,身在太空,头在地球。它必须随身携带自己的大脑,完全依靠内在逻辑和规则运行,无需与地球进行过多的通讯。它们的头脑不必非常聪明。比方说,要在火星表面清理出一块着陆场,移动机器人可以每天花上12小时的笨功夫去刮平一块区域。推,推,推,保持地面平整!他们当中单拿出来任何一个,可能干得都不是很好,但当成百个机器人进行集团化作业的时候,就能出色地清理出一片建筑地基。日后,当人类的考察队着陆时,宇航员可以让那些依然活着的移动机器人们休息一下,并赞赏地拍拍它们的头。

绝大多数的移动机器人会在着陆后的数月内死去。日复一日的严寒酷热会使电脑芯片开裂失效。但就像蚂蚁群落,单个的移动机器人是无足轻重的。和“漫步者”相比,它们被发射到太空的费用要便宜上千倍;这样一来,即便发射数百个小机器人,其成本也只是一个大机器人的零头。

布鲁克斯当初想入非非的主意如今已经演化为国家宇航局的正式项目。“喷气推进实验室”[12]的工程师们正在创造一种微型漫游者。这个项目刚开始的时候是想制造一个“真正的”行星漫游者的微缩模型。但当人们逐渐认识到小尺寸及分布式的优点后,微型漫游者本身就变成了真正的成果。国家宇航局的这个微型机器人原型看上去很光鲜:六轮行走,无线电遥控,象台儿童沙滩车。某种意义上说它确实是辆沙滩车,不过它还是太阳能驱动和自引导的。计划于1997年启动的火星环境勘测[13]任务里,可能会有一大批这样的微型漫游者担纲主角[14]。

微型机器人可以用现成的部件快速搭建。发射它们很便宜,而且一旦成群释放,它们就会脱离控制,无需持续的(其实可能是误导的)管理。这种粗犷但却实用的逻辑,完全颠覆了大多数工业设计者在设计复杂机械时采用的缓慢、精细、力图完全掌控的解决之道。这种离经叛道的工程原理简化成了一个口号:快速、廉价、失控。工程师们预见,遵循此道的机器人将适用于以下领域:(1)探索星球;(2)采集、开矿、收割;(3)远程建设。

3.2 快速、廉价、失控

“快速、廉价、失控”的口号最早出现在会展中工程师的胸牌上,后来罗德尼·布鲁克斯将之用于自己那篇引起轰动的论文的标题中。新的逻辑带来对机器全然不同的新视角。移动机器人群体中并没有控制中心。他们分散在时空里,正如一个民族穿越了历史和大陆。大量地制造这些机器人吧,别把它们看得过于珍贵。

罗德尼·布鲁克斯在澳大利亚长大成人。和别的男孩一样,他喜欢读科幻小说,喜欢做玩具机器人。他养成了反过来看事物的习惯,总是爱逆习常的观念行事。他不断进出全美各大顶尖机器人研发实验室,追寻关于机器人的奇思异想,最后接受了麻省理工学院移动机器人研究项目负责人的终身职位。

在那里,布鲁克斯开展了一个雄心勃勃的研究生课题项目,研发更接近昆虫而非恐龙的机器人。第一个诞生的是“阿伦”。他的头脑保存在旁边的台式电脑里,因为当时的机器人研发者都这么做,以获得值得保存的大脑。阿伦的身体具有视觉、听觉和触觉,它所感知到的信号通过几股线缆传送到那个盛放大脑的“盒子”里。在这些线缆上会产生太多的电子背景干扰,使布鲁克斯和他的团队倍受困扰,挫折不断。为解决这一问题,布鲁克斯换了一个又一个学生。他们查遍了各种已知的传播介质,甚至尝试了业余无线电、警用对讲机、手机等多种替代方案,但无论哪种方案,都无法建立不受静电干扰又能传输丰富多样信号的连接。最后布鲁克斯和学生们都发誓,不管必须把大脑设计得多么小,下一个项目非把大脑中枢整合到机器人体内不可——这样就再也用不着那些惹麻烦的线缆了。

因此,在制作后两个机器人“汤姆”和“杰瑞”时,他们被迫只使用非常简单的逻辑步骤以及短且简单的连接。出乎意料的是,在完成简单任务时,这种简陋的自带神经电路居然比大脑表现得更好。这个不大不小的收获促使布鲁克斯重新审视弃儿“阿伦”。他后来回忆道,“事实证明,阿伦的头脑真没起什么作用。”

这次精简让布鲁克斯尝到了甜头,并促使他继续探索,看看机器人能傻到什么程度但仍能做些有用的工作。最终,他得到了一种基于反射的智能。具有这种智能的机器人不比蚂蚁更聪明,但它们和蚂蚁一样能给人以启迪。

布鲁克斯的设想在一个叫“成吉思”的机巧装置上成形。成吉思有橄榄球大小,象只蟑螂似的。布鲁克斯把他的精简理念发挥到了极致。小成吉思有6条腿却没有一丁点儿可以称为“脑”的东西。所有12个电机和21个传感器分布在没有中央处理器的可解耦网络上。然而这12个充当肌肉的电机和21个传感器之间的交互作用居然产生了令人惊叹的复杂性和类似生命体的行为。

成吉思的每条小细腿都在自顾自地工作,和其余的腿毫无关系。每条腿都通过自己的一组神经元——一个微型处理器——来控制其动作。每条腿只需管好自己!对成吉思来说,走路是一个团队合作项目,至少有6个小头脑在工作。它体内其余更微小的脑力则负责腿与腿之间的通讯。昆虫学家说这正是蚂蚁和蟑螂的解决之道——这些爬行昆虫的足肢上的神经元负责为该足肢进行思考。

在机器蟑螂成吉思身上,行走通过12个马达的集体行为而完成。每条腿上两个马达的起落,取决于周围几条腿在做什么动作。如果它们抬起落下的次序正确的话,那么,起步!一、二、一,一、二、一!——就“走起来”了。

这个精巧的装置上没有任何一部分是掌管走路的。无需借助高级的中央控制器,控制会从底层逐渐汇聚起来。布鲁克斯称之为“自底向上的控制”。自底向上的行走,自底向上的机敏。如果折断蟑螂的一肢,它会马上调整步态用余下的五肢爬行,一步不乱。这样的转换不是断肢后重新学习来的;这是即时的自我重组。如果你弄废了成吉思的一条腿,还能走的其余5条腿会重新编组走路,就如同蟑螂一样,轻易地找到新的步态。

布鲁克斯在他的一篇论文里首先阐述了怎样使创造物“无知无觉”地走路的方法:

没有所谓的中央控制器来指导身体把脚放在哪里,或者跨过障碍时要把腿抬多高。实际上,每条腿都有权做些简单动作,而且每条腿都能独立判断在不同环境下该如何行事。举例来说,一个基本动作的意识是,“如果我是腿而且抬起来了,那么我要落下去”,而另一个基本动作的意识可描述为,“如果我是一条腿并且在向前动,得让那5个家伙稍微拖后一点”。这些意识独立存在且随时待机,一旦感知的先决条件成立就会触发。接下来,要想开步行走,只需按顺序抬起腿(这是唯一可能需要中央控制的地方)。一条腿一抬起来就会自动向前摆动,然后落下。而向前摆动的动作会触动其余的腿略微向后挪动一点。由于那些腿正好接地,身体就向前移动了。

一旦机器生物能在平滑表面稳步前行了,就可以增添一些其他动作使它走得更好。要让成吉思翻越横亘在地板上的电话簿,需要安装一对触须,用来把地面上的信息传递回第一组腿。来自触须的信号可以抑制电机的动作。此规则可能是:“如果你感觉到什么,我就停下;不然我还接着走。”

成吉思在学会爬过障碍物的同时,其基本的行走模式却未受到丝毫扰乱。布鲁克斯借此阐释了一个普适的生物原则——一个神律:当某个系统能够正常运转时,不要扰乱它;要以它为基层来构建。在自然体系中,改良就是在现存的调试好的系统上“打补丁”。原先的层级继续运作,甚至不会注意到(或不必注意到)其上还有新的层级。

当你的朋友告诉你走哪条路去他家的时候,绝不会顺便告诫你“千万别撞车”,即便你确实必须遵守此训诫。他们不需要就那个低层次的目标和你沟通,因为你熟练的驾车技术早已保证那个目标会轻易实现。而走哪条路去他家就属于高层次的活动了。

动物(在进化过程中)的学习方式与此类似。布鲁克斯的移动机器人亦是如此。它们通过建立行为层级来学会穿越复杂的世界,其顺序大致如下:

◎避免碰触物体

◎无目地漫游

◎探索世界

◎构造内在地图

◎注意环境变化

◎规划旅行方案

◎预见变化并相应修正方案

在碰到障碍物的时候,负责无目的漫游的部门会毫不在意,因为负责避免碰触物体的部门早已对此应对自如了。

布鲁克斯移动机器人实验室的研究生们制作了一个拾荒机器人,他们开心地称它为“搜集癖好机”——一到晚上,它就在实验室里四处搜集空饮料罐。它的无目的漫游部门让它在每个房间里晃来荡去;避免碰触部门则保证它在漫游的时候不会磕碰上家具。

搜集癖好机整晚地闲逛,直到它的摄像头侦测到桌子上一个饮料罐形状的物体。信号触动移动机器人的轮子,将其推进到饮料罐正前方。搜集癖好机的胳膊并不需要等待中枢大脑(它也没脑子)发出指令,就能够通过周围环境“了解”自己所处的位置。它的胳膊上连有传递信号的导线,以便胳膊能够“看”到轮子。如果它察觉,“咦,我的轮子停下了”,它就知道,“我前面肯定有个饮料罐”。于是,它伸出胳膊去拿罐子。如果罐子比空罐子重,就留在桌子上;如果和空罐子一样轻,就拿走。机器人手拿着空罐子继续无目的地漫游(因为有避免碰触部门的帮助,它不会撞墙或磕到家具),直到偶遇一只回收筒。这时,轮子就在回收桶前停下。傻乎乎的胳膊会“查看”自己的手是否拿着罐子,如果是,就会扔进回收筒。如果不是,就再次在办公室里四处漫游,直到发现下一个罐子为止。

这个荒唐的、“撞大运”的回收系统效率极其低下。但夜复一夜,在没有什么其他事好做的情况下,这个傻乎乎却很可靠的拾荒者居然搜集到数量可观的铝罐子。

如果在原有的正常工作的搜集癖好机上添加一些新的行为方式,就能发展出更复杂的系统。复杂性就是这样依靠叠加而不是改变其基本结构而累积起来的。最底层的行为并不会被扰乱。无目的漫游模块一旦被调试好,并且运转良好,就永远不会被改变。就算这个无目的漫游模块妨碍了新的高级行为,其所应用的规则也只是会被抑制,而非被删除。代码是永远不变的,只是被忽略了而已。多么官僚却又多么生物化的一种方式啊!

更进一步说,系统的各个部分(部门、科员、规则、行为方式)都在不出差错地发挥作用——犹如各自独立的系统。“避免碰触部门”自顾自地工作,不管“拿罐子部门”在不在做事。“拿罐子部门”同样干自己的工作,不管“避免碰触部门”在不在做事。青蛙的头即便掉下来了,它的腿还会抽跳,就是这个道理。

布鲁克斯为机器人设计的分布式控制结构后来被称作“包容架构”(Subsumption Architecture),因为更高层级的行为希望起主导作用时,需要包容较低层次的行为。

如果把国家看成一台机器,你可以用包容架构来这么建造:

你从乡镇开始。先解决乡镇的后勤:基本工作包括整修街道、敷设水电管道、提供照明,还要制定律法。当你有了一些运转良好的乡镇,就可以设立郡县。在保证乡镇正常运作的基础上,你在郡县的范围内设立法院、监狱和学校,在乡镇的层级之上增加了一层复杂度。就算郡县的机构消失了,也不会影响乡镇照常运转。郡县数量多了,就可以添加州的层级。州负责收税,同时允许郡县继续行使其绝大部分的职权。没有州,乡镇也能维持下去,虽然可能不再那么有效率或那么复杂。当州的数量多了,就可以添加联邦政府。通过对州的行为做出限制并承载其层面之上的组织工作,联邦层级包容了州的一些活动。即使联邦政府消失了,千百个乡镇仍会继续做自己的地方工作——整修街道、敷设水电管道、提供照明。但是当乡镇工作被州所包容,并最终被联邦所包容时,这些乡镇工作就会显示出更强大的功效。也就是说,以这种包容架构所组织起来的乡镇,在开展建设、实施教育、执行管理、繁荣经济方面,都可以做得比独自运作时好许多。美国政府的联邦结构就是一个包容架构。

3.3 众愚成智

大脑和身体的构建方式是相同的,自下而上。与从乡镇开始类似,你会从简单行为——本能或反射——开始。先生成一小段能完成简单工作的神经回路,接下来让大量类似的回路运转起来。之后,复杂行为从一大堆有效运作的反射行为中脱颖而出,你也就此构建出第二个层级。无论第二层级生效与否,最初的层级都会继续运作。但当第二层级设法产生一个更复杂的行为时,就把下面层级的行为包容进来了。

以下是由布鲁克斯的移动机器人实验室开发出来的一套普适分布式控制方法:

◎先做简单的事。

◎学会准确无误地做简单的事。

◎在简单任务的成果之上添加新的活动层级。

◎不要改变简单事物。

◎让新层级像简单层级那样准确无误地工作。

◎重复以上步骤,无限类推。

这套办法也可以作为管理任何一种复杂性的诀窍,事实上它也就是用作这个的。

你不会指望依赖一个中心化的大脑来管理整个国家的运转。假如你想修修家里的下水道,还得打电话给华盛顿的联邦下水道修理局预约,你能想象自己会搅起怎样一连串可怕的事情吗?

在做某件复杂的事情时——比如治理一亿人口或靠两条细细的腿走路,人们最常想到的办法就是,按顺序列出一个需要完成的任务清单,然后在中央指挥部或大脑的指令下完成这些任务。苏联的经济就是按这种合乎逻辑却又极不切合实际的方式运作的。其组织模式的内在不稳定性早在苏联解体之前就显现出来了。

中枢指挥下的身体较之这种中央指令型经济也绝好不到哪里去。然而一直以来主流的机器人研发、人造生物、人工智能走的都是中枢指挥的套路。那些头脑中心论的家伙们培育出的机器人,到现在都还没能复杂至可以“崩溃”的程度,对此布鲁克斯一点也不感到奇怪。

布鲁克斯一直致力于培育没有中枢头脑的系统,以使系统拥有当得起“崩溃”的复杂性。在一篇论文里,他把此类没有中枢的智能称为“非理性智能”,其含义生动而微妙,语带双关。一方面,这种基于自下而上层累结构的智能本身并没有用于进行推理的机制,另一方面,这种智能的涌现也毫无推理可遵循。

苏联的崩溃并非因为中央集权体制扼杀了经济,而是因为所有由中央控制的复杂系统都僵化且不稳定。如果按中央集权控制的模式设计机构、公司、工厂、生物体、经济、还有机器人,那它们都难以繁荣下去。

是啊,我听见你咕哝了,作为人类,难道我没有一个中央大脑吗?

人类有大脑,但它既非中央集权,也没有所谓的中心。“认为大脑有一个中心的想法是错误的,而且错得还很离谱。”丹尼尔·丹尼特[15]这样断言。丹尼特是塔夫茨大学哲学系教授,长期鼓吹意识的“功能性”视角:意识的各种功能,比如思考,都来自不司职思考的部分。爬虫似的移动机器人所具有的半意识,就是动物和人类意识的极好样本。据丹尼特的说法,人体内没有一处是用来控制行为的,也没有一处会创造“行走”,没有所谓的灵魂居所。他说:“如果你仔细看看大脑内部,会发现这是一所无人居住的空房子。”

丹尼特正在慢慢地说服很多心理学家,让他们相信,意识是从一个由许许多多微渺而无意识的神经环路构成的分布式网络中涌现出来的。丹尼特告诉我:“旧的模式认为,大脑中存在一处中心位置,一座隐秘圣殿,一个剧场,意识都从那里产生。也就是说,一切信息都必须提交给一个特使,以使大脑能够察觉这些信息。你每次做出的有意识决定,都要在大脑峰会上得到最终确认。本能反射例外,它们是穿山而过的隧道,因而得以不参加意识峰会。

按照这种逻辑(这在脑科学领域绝对正统),丹尼特说:“一个人开口讲话时,大脑里就生成了一个语言输出盒。由某些讲话工匠编撰排版好要说的话,再放进盒子里。讲话工匠服从一个叫‘概念生成者’的子系统的指示,得到一些先于语言构成的信息。当然,概念生成者也得从某个来源获取信息,于是,类似的控制过程便无限地回溯下去。”

丹尼特称这种观念为“唯中央意图”。想要表达的意思从大脑中央权威处层层下传。他从语言的角度对这种观点进行了描述——就像“有位四星上将对部队训话:‘好了,伙计们,你们的活儿来了。我想狠啐这家伙一顿。快找个合适的话题,再造些英语脏话,然后发送过来。’假如说话要经过这么一个流程,想想也觉得泄气”。

丹尼特说,实际的情况更像是“有许多微不足道的小东西,本身并没有什么意义,但意义正是通过其分布式交互而涌现出来的”。一大堆分散的模块生成常常自相矛盾的原材料——这儿有一个可用的词,那儿有一个不确定的词。“语言就是从这样一堆杂乱无章、不完全协调,甚至是互相竞争的词中冒出来的。”

我们常用文学的手法来修辞讲话,把它看成意识的畅流,就如同我们头脑里正在播放新闻广播。丹尼特说:“并没有什么意识之流。意识的苗头往往是多发并存的,或者说,有许多不同的意识流,没有哪一条是被单独选出来的。”心理学家先驱威廉·詹姆斯[16]在1874年写道,“……思维在任何阶段都像是一个舞台,上演着各种并发的可能性。意识在这些可能性互相比对的过程中起起落落,选此即抑彼……”

彼此各异的思智们吵闹着,共同形成了我们所认为的“统一的智慧”。马文·明斯基把这称为“心智社会”[17]。他将其简单形容为“你可以通过许多微小的反应建立知觉意识,每种反应自己却都是无知无觉的”。想象一下,有很多独立的专业机构关心各自的重要目标(或本能),诸如觅食、饮水、寻找庇护所、繁殖或自卫,这些机构共同组成了基本的大脑。拆开来看,每个机构都只有低能儿的水平,但通过错综复杂的层累控制,以许多不同的搭配组合有机结合起来,就能创造高难度的思维活动。明斯基着重强调,“没有心智社会就没有智能。智慧从愚笨中来。”

心智社会听起来和心智的官僚主义似乎大同小异。实际上,如果没有进化与学习的压力的话,头脑中的心智社会就会流于官僚主义。然而正如丹尼特、明斯基、布鲁克斯等人预想的一样,一个复杂组织里愚钝的个体之间总是为了获得组织资源和组织认同而相互竞争又共存合作。竞争个体间的合作是松散的。明斯基认为,智能活动产生于“几乎各自离散的个体,为了几乎各自独立的目的而结合的松散的联盟”。胜者留存,败者随时间而消逝。从这层意义上来看,头脑并非垄断独裁,而是一个无情而冷酷的生态系统,在这里,竞争孕育出自发的合作。

心智的这种微混沌特性甚至比我们所能体会的还要深刻,甚至到了让我们的内心感到不安的程度。很有可能,心智活动实际上就是一种随机或统计现象——等同于大数定律[18]。这种随机分布式鼓荡生灭的神经脉冲群落构成了智力活动的基石;即使给定一个起点,其结果也并非命中注定。没有可重复的结局,有的只是随机而生的结果。某个特定念头的涌现,都需要借助一点点运气。

丹尼特对我坦承:“我为何痴迷于这个理论?因为当人们第一次听到这种说法时会不禁摇头大笑,但接着再想想,他们会觉得也许真是对的!后来随着思考越发深入,他们意识到,哦不,这不仅有可能是对的,而且某些观点肯定是对的!”

就像丹尼特和其他人都注意到的那样,人类并不多见的多重人格综合症在某种程度上源于人类意识的分散化和分布式特性。每一个人格——不论是比利还是莎莉,都共用同一群人格代理以及同一群执行者和行为模块,却产生出显著相异的角色。罹患多重人格障碍的病人实际上将他们人格中的某个碎片(或者说,某个群组)当作一个完整的人格表现出来了。外人永远不知道他们在和谁交谈。病人看上去缺失了一个“我”。

而我们难道不都是这样的吗?在生活的不同时期,在不同的心境下,我们也变换着自己的性格。当某个人被我们内心世界的另一面所伤害时,她会冲着我们尖叫:“你不是我所熟悉的你了!”“我”是我们内心世界的一个笼统外延,我们以此来区分自己和他人。一旦“我”失去了“我”,就会忙不迭地创设一个“我”。明斯基说,我们正是这么做的。世上本无“我”,不过是庸人自设之。

人无“我”,蜂窝无“我”,野兽无“我”,公司无“我”,家国无“我”,任何活物都没有“我”。一个活系统的“我”是一个幽灵,是不知晦朔的朝菌。它就如同亿万个水分子汇成的瞬间的漩涡,指尖轻轻一碰,便即销饵无形。

然而须臾之际,那些分布在低层的乌合之众又搅起了漩涡。这个漩涡是新象,抑或是旧影?你有过濒死体验吗?是感觉再世为人,还是只感觉成熟了一点?如果本书的章节打乱次序,还会是原来这本书吗?想想吧,想到白头愁未解,你就明白什么是分布式系统了。

3.4 嵌套层级的优点

每一个单独的生物个体内都有一大群非生物的东西。将来有一天,每一台单独的机器内也会有一大群非机械的东西。不管是哪种类型的群体,他们都一方面各忙各的,另一方面又组成了一个新的整体。

布鲁克斯写道:“包容结构实质上是一种将机器人的传感器和执行器连接起来的并行分布式计算。”这种架构的要点在于将复杂功能分解成小单元模块并以层级的形式组织起来。很多观察家津津乐道于分布式控制的社会理想,听说层级是包容结构中最重要和最核心的部分时,却很反感。他们会问,难道分布式控制不就意味着层级机制的终结吗?

当但丁一层层爬上天堂的九重天时,他所攀爬的是一座地位的层级。在地位层级里,信息和权力自上而下地单向传递。而在包容或网络层级架构里,信息和权力自下而上传递,或由一边到另一边。布鲁克斯指出:“不管一个代理或模块在哪一个层级工作,他们均生来平等……每个模块只需埋头做好自己的事。”

在人类的分布式控制管理体系中,某些特定类型的层级会得到加强而非减小消失。在那些包含人类节点的分布式控制体系内更是如此,比如巨大的全球计算机网络。许多计算机领域的活动家大力鼓吹网络经济的新纪元——一种围绕计算机点对点网络建立起来的新纪元,认为是时候抛弃那些等级森严的网络了。他们的说法既对又错。虽然那种专制的“自上而下”的层级结构会趋于消亡,但是,若离开了“自下而上”控制的嵌套式层级,分布式系统也不会长久。当同层的个体之间相互影响时,它们自然而然聚合在一起,形成完整的细胞器官,并成为规模更大但行动更迟缓的网络的基础单元。随着时间的推移,就形成了一种基于由下而上渗透控制的多层级组织:底层的活动较快,上层的活动较慢。

通用的分布式控制的第二个重要方面在于控制的分类聚合必须从底部开始渐进累加。把复杂问题通过推理拆解成符合逻辑的、互相作用的因子是不可能的。动机虽好,但必然失败。例如,合资企业如果只是一个空壳,其垮掉的可能性是非常高的;为解决另一部门的问题而创生的大型机构,其本身也成了问题部门。

数学运算时除法比乘法难,同样道理,自上而下的分类聚合也不可行。几个质数相乘得出答案很容易,小学生就会做。但要对一个大数做分解质因数,最超级的计算机也会卡壳。自上而下的控制就如同将乘积分解成因子一样困难,而用因子来得到乘积则非常容易。

相关的定律可以简明地表述为:必须从简单的局部控制中衍生出分布式控制;必须从已有且运作良好的简单系统上衍生出复杂系统。

为了验证自下而上的分布式控制理论,罗切斯特大学研究生布赖恩·山内[19]制作了一个号称“杂耍抛球”的机器胳膊。胳膊的任务是用拍子反复弹拍一只气球。这只机器胳膊并没有一个大脑来对气球定位并指挥拍子移动到气球下方,再用适合的力量弹拍;相反,山内将这些定位和控制力量的工作分散化了。最终的动作平衡是由一群愚笨的“代理”组成的委员会来完成的。

举例来说,把“气球在哪里”这个最复杂的难题细分为几个独立的问题,将其分散到许多微型逻辑电路中。某一个代理只考虑一个简单问题:气球在触手可及的范围内吗?——一个相对容易操作的问题。主管此问题的代理对何时拍击气球一无所知,甚至也不知晓气球在哪里。它的单一职责就是当气球不在胳膊上的摄像仪的视线内时指令胳膊倒退,并持续移动直到气球进入视野。由这些头脑简单的决策中心所组成的网络或社会就构成了一个机体,能够展现出非凡的敏捷性和适应性。

山内说:“行为代理之间并没有明确的信息交流。所有的交流都是通过观察其他代理的动作在外界环境里留下的痕迹和影响而得以进行的。”像这样保持事物的局部性和直接性,就可让社会进化出新的行为方式,同时也避免了伴随“硬件”通讯过程而产生的复杂度爆炸问题。和流行的商业说教相反,把每件事告知每个人并非智慧的产生方式。

“我们更进一步地拓展了这个想法,”布鲁克斯说道,“并常常利用外部世界作为分布式部件间的交流媒介。”一个反射模块并非由另一个模块来通知它做什么,而是直接感知外部世界反射回来的信息,然后再通过其对外部世界的作用把信息传递给他人。“信息有可能会丢失——实际上丢失的频率还很高。但没关系,因为代理会一遍又一遍地不断发送信息。它会不断重复‘我看见了,我看见了,我看见了’的消息,直到胳膊接收到信息并采取相应动作改变外部世界,该代理才会安静下来。”

3.5 利用现实世界的反馈实现交流

过度集中的通讯负荷并非中央大脑仅有的麻烦。中央内存的维护同样让人感到头痛。共享的内存必须严格、实时、准确地更新,很多公司对此都深有感触。对机器人来说,控制中心要承担的艰巨任务是根据自己的感知来编辑或更新一个“外部世界模型”,一个理论,或者一个表述——墙在哪里,门还有多远,还有,别忘了,留神那里的楼梯。

如果由不同感应器反馈回来的信息互相冲突,大脑中枢该怎么办?眼睛说有物体过来了,而耳朵却说那物体正在离去。大脑该信谁的?合乎常理的做法是尽力找出真相。于是,控制中心调节纠纷并重新修正信号,使之一致。在非包容结构的机器人中,中央大脑的计算资源大都消耗在根据不同视角的反馈信号绘制协调一致的外部世界映像上。系统每个部分对摄像头和红外传感器传回的海量数据有各自不同的解读,因而各自形成对外部世界大不一样的观感。这种情况下,大脑永远无法协调好所有的事情,因而总是一事无成。

要协调出一幅关于世界的中央视图实在太难了,而布鲁克斯发现利用现实世界作为其自身的模型要容易得多:“这个主意很棒,因为世界确实是其自身相当好的模型。”由于没有中央强制的模型,也就没有人承担调解争议的工作,争议本身本不需要调和。相反,不同的信号产生出不同的行为。在包容控制的网络层级中,行为是通过抑制、延迟、激活等方式被遴选出来的。

实质上,对机器人来说(或者说对昆虫来说——布鲁克斯更愿这么表述),并不存在外部世界的映像。没有中央记忆,没有中央指令,没有中央存在。一切都是分布式的。“通过外部世界进行沟通可以避免根据来自触臂的数据调校视觉系统的问题。”布鲁克斯写道。外部世界自身成为“中央”控制者;没有映像的环境成为映像本身。这样就节约下海量的计算工作。“在这样的组织内,”布鲁克斯说,“只需少量的计算就可以产生智能行为。”

没有了中央机构,形形色色的个体们或是冒尖或是沉寂。我们可以这样理解布鲁克斯提出的机制,用他的话来说就是:“大脑里的个体们通过外部世界进行沟通来竞争机器人的身体资源。”只有成功做到这一点的那些个体才能得到其他个体的注意。

那些脑子转得快的人发现,布鲁克斯的方案正是市场经济的绝妙写照:参与市场活动的个体之间并没有交流,他们只是观察别人的行动对共同市场所造成的影响(不是行动本身)。从千百位我从未谋面的商贩那里,我得知了鲜蛋的价格信息。信息告诉我(含杂在很多别的信息里):“一打鸡蛋比一双皮鞋便宜,但是比打两分钟国内长途贵。”这个信息和很多其他价格信息一起,指导了千万个养鸡场主、制鞋商和投资银行家的经营行为,告诉他们该在哪里投放资金和精力。

布鲁克斯的模型,不仅仅为人工智能领域带来了变革,它也是任何类型的复杂机体得以运作的真正模型。我们在所有类型的活系统中都能看到包容结构和网络层级机制。布鲁克斯总结了设计移动式机器人的5条经验,其表述如下:

◎递增式构建——让复杂性自我生成发展,而非生硬植入

◎传感器和执行器的紧密耦合——要低级反射,不要高级思考

◎与模块无关的层级——把系统拆分为自行发展的子单元

◎分散控制——不搞中央集权计划

◎稀疏通讯——观察外部世界的结果,而非依赖导线来传递讯息

当布鲁克斯把笨重且刚愎自用的机器怪兽压缩成一只卑微的、轻如鸿毛的小爬虫时,他从那次小型化的尝试中有了新的认识。以前,要想使一个机器人“更聪明”,就要为它配置更多的电脑部件,也就会使它更笨重。它越重,驱动马达就要越大。马达越大,供电所需的电池组就要越大。电池组体积越大,移动电池组的构架也就要越大,如此陷入恶性循环。这个恶性循环使得机器人大脑与身体的比重朝着越来越小的趋势发展。

但如果这个循环反过来,则成为一个良性的循环。电脑部件越小,电机就可以越小,电池也越小,构架也越小,其对应尺寸的结构强度就越大。这也使得小型移动机器虫的大脑占身体的比重相应更大,尽管脑的绝对尺寸还是很小。布鲁克斯的移动机器虫大都轻于10磅。成吉思,由模型汽车组件装配出来,仅重3.6磅。布鲁克斯想要在三年内推出体长1毫米(铅笔尖大小)的机器虫。他干脆叫它“机器跳蚤”。

布鲁克斯主张不仅要把这种机器人发送到火星上去,还要让它悄悄渗透在人类社会各个角落。布鲁克斯说,他想尽可能多地把人造生命引入现实生活,而非尽可能多地在人造生命里引入有机体。他想让世界各处充溢便宜的、微小的、无处不在的半思维机器生物。他举了个聪明门的例子。在你的住宅里,只需增加10美元成本,就可以在一扇门上安装一个电脑芯片,它会知道你要出门了,或者听到另一扇门传递的信息说你过来了,它还会在你离去时通知电灯,诸如此类,等等。如果一幢大楼里的每扇门都会互相交谈,就可以帮助对气候进行控制,还可以帮助控制车流。如果在所有其他在我们现在看来冰冷乏味的设施里推广这些小小的入侵者,注入快捷、廉价、失控的小小智慧,我们就能拥有无数感觉灵敏的小家伙们。它们为我们服务,而且不断学习如何更好地为我们服务。

受到触动的布鲁克斯预言了这样一幅未来的美好画卷:我们的社会到处是人造生物,与我们和谐共处互相依赖,构成一种新型的共生关系。其中大部分并不被我们所察觉,而是被看成理所当然的事情。它们解决问题的方式被设计为昆虫的方式——众人拾柴火焰高,人多力量大,个体单元则微不足道。它们的数量将像自然界的昆虫一样远多于我们。事实上,布鲁克斯眼中的机器人不必像《星球大战》里的R2-D2那样为我们端茶倒水,只需在我们视线不及处自成一体,与万物同化。

移动机器人实验室有位学生制作了一款兔子大小的廉价机器人。它会观察我们在房间里的位置,随着你的走动不断调整你的立体声音响,从而达到最佳的音效。布鲁克斯也有一个创意,让一个小型机器人生活在我们客厅的某个角落或者沙发下面。它会像搜集癖好机那样四处游荡,专等你不在家的时候四处吸尘。你只有在回家发现地板光洁一新后才会意识到这位田螺姑娘的存在。还有个机器爬虫,会在电视机关着的时候从角落里面爬出来偷偷吸食机身上的灰尘。

每个人都幻想拥有可以编程的宠物。“汽车和马的最大区别,就是你无须每天照料汽车,却必须每天侍候马,”凯斯·汉森[20],一位颇受欢迎的技术布道者说,“我想人们一定希望动物也具备可以开关的功能。”

“我们热衷于制造人工存在物。”布鲁克斯在1985年的一篇文章中写道。他把人工存在物定义为一种可以脱离人类协助、在现实环境里生存数周乃至数月、并可以做一些有用工作的创造物。“我们的移动机器虫就属于这种创造物。开启电源,它们就会融入外部世界,与之交互作用,寻求达成各种目标。别的机器人与之相比则大为不同。它们要遵循预设程序或计划,完成某项特别任务。”布鲁克斯坚持自己不会像大多数机器人设计师那样,为他的存在物设立玩具环境(即简单、容易的环境)。他说:“我们坚持建造能在现实世界里存在的完整系统,以免自欺欺人、逃避难题。”

时至今日,自然科学一直未能解决一个难题,就是如何建立一种纯意识。如果布鲁克斯是对的,那么这个目标也许永远无法实现。相反,意识将从愚笨的身体中生长出来。几乎所有从移动机器人实验室获得的经验教训都在告诉我们,在一个不宽容错误的真实世界里,离开身体就无从获得意识。“思考即行动,行动即思考,”海因茨·冯·福尔斯特[21],一位19世纪50年代控制论运动的启蒙者说道,“没有运动就没有生命。”

3.6 无躯体则无意识

我们人类认为自己更接近于机器人“漫步者”而非小小的蚂蚁,这种与生俱来的想法造就了“漫步者”体态臃肿的麻烦。自从医学证实了大脑在生理上的重要作用后,头脑就取代了心脏,成为我们现代人所认同的中心。

20世纪的人类完全依靠大脑而存在,因此,我们制造的机器人也是依靠大脑而存在。同样是些凡人的科学家认为,作为生灵的自己就扎根在眼球后、前额下的那一小块区域。我们生息于此。到了1968年,脑死亡已经成为判断临床死亡的依据。无意识则无生命。

功能强大的计算机催生了无躯体智能的狂热幻想。我们都见过这样一种表述:意识可以栖居于浸泡在容器中的大脑里。现代人说,借助科学,我可以无需躯体而以大脑的形式继续存活下去。由于计算机本身就是巨大的头脑,所以我可以生存在计算机中。同样道理,计算机意识也可以轻易地使用我的躯体。

在美国通俗文化的圣典中,意识的可转移性已经成为被广泛信守的教条。人们宣称,意识转移是绝妙的想法、惊人的想法,却没有人认为那是错误的想法。现代民众相信,意识可以像液体一样在容器间倒来倒去。由此产生了《终结者2》、《弗兰肯斯坦》等一大批类似的科幻作品。

不管结果如何,在现实中,我们不以头脑为中心,也不以意识为中心。即便真的如此,我们的意识也没有中心,没有“我”。我们的身体也没有向心性。身体和意识跨越了彼此间的假想边界,模糊了彼此间的差别。它们都是由大量的亚层次物质组成的。

我们知道,与其说眼睛像照相机,还不如说它更像大脑。眼球拥有超级计算机般的海量处理能力。我们的许多视觉感知在光线刚刚触及纤薄的视网膜时就发生了,比中枢大脑形成景象要早得多。我们的脊髓不只是一捆传输大脑指令的电话线,它也在思考。当我们把手按在胸口(而非额头),为我们的行为做出保证时,我们更接近于事情的真相。我们的体内流淌着荷尔蒙和多肽构成的浓汤,我们的情感漫游其中。脑垂体分泌的激素,释放出爱的念头(也许还有些可爱的想法)。这类荷尔蒙也处理信息。科学家们的最新推断表明,我们的免疫系统是一台神奇的并行分布式感知机,它能辨识并记住数以百万计的不同分子。

对布鲁克斯来说,躯体就意味着简洁、明了。没有躯体的智能和超越形式的存在都是虚妄的幽灵,给人以错觉。只有在真实世界里创造真实的物体,才能建立如意识和生命般的复杂系统。只有创造出必须以真实躯体而存活的机器人,让它们日复一日地自食其力,才有可能发掘出人工智能或真正的智慧。当然,假如你意图阻止意识的涌现,那么只管把它与躯体剥离开来。

3.7 心智/ 躯体的黑盲性精神错乱[22]

单调乏味会使心智错乱。

40年前,加拿大心理学家赫伯斯[23]对一些案例发生了很大兴趣:据传,一些人在极度无聊的时候出现了诡异的幻觉。雷达观测员常常报告发现了信号,而雷达屏幕上却空空如也;长途卡车司机会突然停车,因为他看到搭便车的旅行者,而路上连个鬼影都没有。韩战期间,加拿大国防研究会邀请赫伯斯参与研究另一件棘手的事情,研究人体处于单调疲乏心理状态下的产物:招供。那些被俘联军士兵似乎在被敌人们洗脑之后宣布摒弃西方世界。他们也许受到过被关进隔绝水箱之类的折磨。

1954年,赫伯斯为此在蒙特利尔麦吉尔大学搭建了一间避光隔音的小房间。志愿者们呆在这个狭小的房间内,头上戴着半透明的防护眼镜,手臂裹着纸板,手上戴着棉手套,耳朵里塞着耳机,里面播放着低沉的噪音,在床上静躺两到三天。他们先是听到持续的嗡嗡声,不久即融入一片死寂。他们只感觉到背部的钝痛,只看得到暗淡的灰色,亦或许是黑色?与生俱来氤氲心头的五色百感渐渐蒸发殆尽。慢慢地,各种意识挣脱身体的羁绊开始旋转。

有半数的受测者报告说产生了幻视,其中一些出现在第一个小时:“有一队小人,一个德军钢盔……一个卡通式人物的鲜活而完整的场景。”在1954年那个纯真的年代,加拿大科学家们报告说:“我们的早期受测者中有几个案例,声称其进入了被一个测试者称为‘醒时梦’的状态。这种描述最初让人很是莫名其妙。后来,我们的一位研究员以受测者的身份观察到了这一现象,并意识到了其特殊性及其引申。”静躺不动到第二天后,受测者们可能会报告“现实感没了,体像变了,说话困难,尘封的往事历历在目,满脑子性欲,思维迟钝,梦境复杂,以及由忧虑和惊恐引起目眩神迷”。他们没有提及“幻觉”,因为那时词汇表里还没有这个词。

几年后,杰克·弗农[24]继续进行赫伯斯的实验。他在普林斯顿心理学系的地下室建造了一间“黑屋”。他招募了一些研究生;这些受试的学生们打算花四五天时间在黑暗中“好好想些事情”。最初受试的一批学生中有一位后来告诉前来听取情况的研究者:“你们打开观察窗的时候,我猜自己大概已经在那儿呆了一天了。我那时还奇怪,为什么你们过了这么久才来观察我。”然而事实是,那儿根本没有什么观察窗。

在这个与世隔绝的、寂静的棺材里呆了两天后,几乎所有的受测者都没有了正常的思维。注意力已经土崩瓦解,取而代之的是虚幻丛生的白日梦。更糟糕的是,活跃的意识陷入了一个不活跃的循环。“一位受测者想出了一个游戏,按字母表顺序,列出每种化学反应及其发现者的名字。列到字母N的时候,他一个例子也想不出来了,他试图跳过N继续下去,但N总是固执地跳入思绪,非要得到答案不可。这个过程实在令他厌烦,他打算彻底放弃这个游戏,却发现已经心魔难驱了。他忍受着这个游戏所带来的不断的迫求,坚持了一小会儿之后,发现自己已经无法控制游戏了,于是按下紧急按钮,中止了测试。”

身体是意识乃至生命停泊的港湾,是阻止意识被自酿的风暴吞噬的机器。神经线路天生就有玩火自焚的倾向。如果放任不管,不让它直接连接“外部世界”,聪明的网络就会把自己的构想当作现实。意识不可能超出其所能度量或计算的范畴。没有身体,意识便只能顾及自己。出于天赐的好奇心,即便是最简单的头脑也会在面对挑战时,殚精竭虑以求一解。然而,如果意识直面的大都是自身内部的线路和逻辑问题,那它就只能终日沉迷于自己所创造出的奇思异想。

而身体,或者说任何由感觉和催化剂汇集起来的实体,通过加载需要立即处理的紧急事务,打断了神智的胡思乱想!生死悠关!能闪避吗?!心智不必再去虚构现实,现实正扑面而来,直击要害。闪避!凭借以前从未试过、若非出现现在这种紧急情况也不可能一试的原创洞察它做出了决断。

失去了感觉,心智就会陷入意淫,并产生心理失明。若非不断被来自眼耳口鼻和手指的招呼打断,心智最终会蜷入一隅自娱自乐。眼睛是最重要的感官,其本身就相当于半个大脑(塞满了神经细胞和生物芯片)。它以难以想象的丰富信息——半消化的数据、重大的决策、未来演变的暗示、隐匿的事物线索、跃跃一试的动感、无尽的美色——濡养着心智。心智经过一番细嚼慢咽,抖擞登场。若突然斩断其与眼睛的纽带,心智就会陷入混乱、晕眩,最终缩入自己的龟甲里。

看了一辈子大千世界的眼球会产生晶状体混浊,这种折磨老年人的白内障是可以手术摘除的,但重见光明之前不得不经历一段全盲的过程,比白内障带来的混浊不清还要黑暗。医生通过外科手术摘除病变恶化的晶状体,然后敷以全黑的眼罩,用以遮蔽光线,防止眼球转动,因为只要眼球在看东西就会下意识地转动。因为左右眼球是联动的,所以两眼都要戴上眼罩。为了尽可能减少眼球转动,病人须卧床静养长达一周。入夜,熙熙攘攘的医院渐渐沉寂下来,由于身体静止不动,病人愈加体会到蒙着双目带来的无边黑暗。20世纪初,这种手术首次在临床普及时,医院里没有机器设备,没有电视广播,夜班护士很少,也没有灯光。头缠绷带躺在眼科病房里,周围是一片黑暗死寂,令人感觉跌入了无底深渊。

术后第一天的感觉黯淡无光,只是静养。第二天感觉更黑暗,头脑发木,焦燥不安。第三天则是黑暗,黑暗,黑暗,外加一片寂静,四周墙上似乎爬满了密密麻麻的红色虫子。

“术后第三天的深夜,60岁的老妇撕扯着自己的头发和被单,拼命想下床,声称有人要抓她,还说房间起火了。护士解开她未做手术的那只眼睛上的绷带后,她才慢慢平静下来,”此段文字记载于1923年一家医院的报告上。

20世纪50年代初,纽约西奈山医院的医生们抽样研究了白内障病房一连发现的21例异常病例:“有9位病人日益感到焦躁不安,他们撕下护具或是试图爬上床头的架子。有6位病人出现癔症,4位病人诉说身体不适,4位病人兴奋异常[!!],3位病人有幻视,2位出现幻听。”

“黑盲性精神错乱”现在已成为眼科大夫巡视病房时很留意的一种症状。我认为大学也该给予足够的重视。每个哲学系都应该在一个红色的类似火灾警报的盒子里挂一副黑眼罩,上面标明:“一旦发生与意识和身体有关的争执,请打破玻璃,戴上眼罩。”

在一个充斥着虚拟事物的时代,再怎么强调身体的重要性也不过分。马克·波林和罗德尼·布鲁克斯之所以在为机器赋予了人性方面比大多数人做得更成功,正是因为他们把这些创造物完全实体化了。他们坚持其设计的机器人必须完全融入现实的环境。

波林的自动机器活得时间并不太长。每次表演结束后,还能自己动弹的铁武士寥寥可数。但平心而论,别的大学研发的机器人并不比波林那些大块头们活得更长久。能“存活”过几十个小时的移动机器人屈指可数。对大多数移动机器来讲,它们是在关机状态下得以改良的。本质上,机器人专家们都是在创造物处于“死亡”状态的时候来琢磨如何改进它们,这个怪异的窘境并没逃过一些学者的注意。“要知道,我想制造的是那种可以24小时开机、连续工作数周的机器人。这才是机器人的学习之道。”说这话的是玛佳·玛塔瑞克,布鲁克斯团队的一员。

我走访麻省理工学院移动机器人实验室时,成吉思已被大卸八块,躺在实验台上,旁边堆放着一些新的部件。“他在学习呢,”布鲁克斯俏皮地说。

成吉思是在学习,但不是以行之有效的方式。它不得不依赖于忙碌的布鲁克斯和他忙碌的学生们。如果能在活着时学习该多好!这是机器将要迈出的下一大步。自我学习,永不停歇。不仅仅是适应环境,更要进化自身。

进化是步步为营的。成吉思的智力与昆虫相当。它的后代有一天可能会赶上啮齿动物,总有一天,会进一步进化得像猿一样聪明伶俐。

但是,布鲁克斯提醒说,在机器进化的道路上我们还是耐心点为好。从创世纪的第一天算起,几十亿年后,植物才出现,又过了大约15亿年,鱼类才露面。再过一亿年,昆虫登上舞台。“然后一切才真正开始加快前进的步伐,”布鲁克斯说道。爬行类、恐龙、哺乳类在随后的一亿年里出现。而聪明的古猿,包括早期人类,在最近两千万年才出现。

在地质学史上,复杂性在近代有了较快的发展。这使布鲁克斯想到:“一旦具备了生命和对外界做出反应的基本条件,就可以轻而易举地演化出解决问题、创造语言、发展专业知识和进行推理等高级智能。从单细胞生物进化到昆虫历经了30亿年的时光,而从昆虫进化到人类只花了5亿年。这意味着昆虫的智力水平绝非低下。”

因而,类昆虫生命——布鲁克斯正努力解决的课题——是一个真正的难题。创造出人造昆虫,人造猿也就随之而来了。这也表明了研究快速、廉价、失控的移动机器人的第二个优势:进化需要数量巨大的种群。一只成吉思固然可以学习,但要想实现进化,则需要云集成群的成吉思。

要让机器发生进化,就需要大量成群的机器。像蚊虫一样的机器人也许是最理想的方法。布鲁克斯的终极梦想是制造出充满了既会学习(适应环境变化)又能进化(生物种群经受“无数考验”)的机器的活系统。

当初,有人提出要实行民主制的时候,许多理性的人们确实担心它甚至还不如无政府主义。他们有自己的道理。同样,给自治的、进化的机器以民主,也会引发人们对新无政府主义的担忧。这样的担心也不无道理。

有一次,自治机器生命的鼓吹者克里斯·朗顿问马克·波林:“要是有一天机器拥有了无比的智慧和超高的效率,人类将在何处容身?我的意思是,我们是要机器呢,还是要自己?”

我希望本书的字里行间都能回响着波林的回答:“我认为人类将不断积聚人工和机械的能力,同时,机器也将不断积累生物的智慧。这将使人与机器的对抗不再像今天那么明显、那么关乎伦理。”

对抗甚至可能转变成一种共生协作:会思考的机器、硅晶中的病毒、与电视机热线连接的人、由基因工程定制的生命,整个世界网结成人类与机器共生的心智。如果一切都能实现的话,我们将拥有协助人类生活和创造的精巧机器,而人类也将协助机器生存和创造。

以下这封信刊发于1984年美国《电气和电子工程师学会会刊》(IEEE Spectrum):

2034年6月1日

亲爱的布里斯先生:

我很高兴地支持你考虑由人类来承担专业工作的想法。你知道,人类历来都是不错的备选者。直到今天我们仍有很多强烈推荐他们的理由。

正如他们的名称所示,人类是有人性的。他们可以向客户传递真诚关爱的感觉,有利于建立更好且更有效率的客户关系。

人类每个个体都是独一无二的。很多情况下,观点的多样性是有益的,而由个体的人类所组成的团队,在提供这种多样性上是无与伦比的。

人类具有直觉,这使他们即使在不明原由时也能做出决定。

人类善于变通。因为我们的客户常常提出变化很大的、不可预知的要求,变通能力非常关键。

总之,人类有很多有利条件。他们虽然不是万能药,但对某些重要且具挑战性的专业难题来说却是对症良药。仔细考虑一下人类吧。

您忠实的 雷德里克·海斯-罗特

达尔文革命最重大的社会后果是,人类不情愿地承认自己是猿猴某个偶然的后代分支,既不完美也未经过设计改良。而未来新生物文明最重大的社会后果则是,人类不情愿地承认自己碰巧成了机器的祖先,而作为机器的我们本身也会得到设计改良。

上述观点可以更进一步地概述为:自然进化强调我们是猿类;而人工进化则强调我们是有心智的机器。

我相信人类绝不仅仅是猿和机器的结合生物(我们有很多得天独厚的优势!),我也相信我们比自己想象的还要接近猿和机器。这为人类所具备的那种无法量测却明晰可辨的差异留下了发展空间。这种差异激发出了伟大的文学、艺术,以及我们的整个生命。我欣赏并沉浸于这种感性认识中。但是在机械的进化过程中,在支撑生命系统的复杂而可知的相互连接中,在产生机器人可靠行为的可复现进程中,我所遭遇的是在简单生命、机器、复杂系统和我们之间存在的大一统。这种大一统所能激发出的灵感,不逊于我们曾有过的任何激情。

机器现在还是不讨人喜欢的东西,因为我们没有为其注入生命的精髓。但是我们将被迫重新打造它们,使之在某天成为众口称道的东西。

作为人类,当我们知道自己是这颗蓝色星球上枝繁叶茂的生命之树上的一根枝条时,我们就找到了精神的家园。也许将来某一天,当我们知道自己是层积在绿色生命之上的复杂机器中的一根纽带时,我们将进入精神的天堂。自旧的生命系统中诞生出新生命的庞大网络,人类则成为其中一个华丽的节点——也许我们还会为此高唱赞美诗哩!

当波林的机器怪兽嚼食同类的时候,我看到的不是毫无价值的破坏,而是狮子在围捕斑马以维护野生动物的进化旅程。当布鲁克斯那6足的成吉思机器虫伸出铁爪子,搜寻可以抓握的地方时,我看到的不是从机械的重复劳动中解脱出来的工人,而是一个欢天喜地蠕动着的新生婴儿。我们与机器终将成为同类。当某天机器人开口反驳我们时,谁不会心生敬畏呢?

[1] 马克·波林(Mark Pauline):美国表演艺术家,1978年创立“生存研究实验室”。

[2] 汪达尔人(Vandals):古代日耳曼人部落的一支,曾洗劫了罗马,使罗马古文物遭到严重破坏,“汪达尔主义”也成了肆意破坏和亵渎圣物的代名词。

[3] 受控无政府状态(controlled anarchy):指通过设定一套规则,让绝大多数人们认同并遵守这套规则,恰当地约束自己的行为,而不需要一个中央管理机构的治理模式。现在普遍认为维基百科即采用这种模式。

[4] 远程视在(tele-presence):是虚拟现实的一种。当进行远程协同研究或教学时,能在浏览器上以电视质量现场显示一台科学仪器或设备,并能对它进行遥控操作,好像这台仪器就在你跟前一样。

[5] 可求之物(Obtainium):这是凯文·凯利造的一个词。这里译为“可求之物”,是从Unobtainium来的:Unobtainium是一种近于调侃的说法,中文意思接近于“可遇不可求之物”。

[6] 步进电机:是一种将电脉冲转化为角位移的执行器。通俗地讲,当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(即步进角)。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速目的。

[7] 马文·明斯基(Marvin Minsky,1927~):美国麻省理工学院教授,人工智能专家,1969年获图灵奖,是第一位获此殊荣的人工智能学者。

[8] 道格拉斯·英格巴特(Douglas C.Engelbart,1925.01.30~):美国发明家,瑞典人和挪威人后裔。他最广为人知的发明是鼠标。另外他的小组是人机交互的先锋,开发了超文本系統、网络计算机,以及图形用户界面。他致力于倡导运用计算机和网络来协同解决世界上日益增长的紧急而又复杂的问题。

[9] 罗比机器人(Robbie the Robot):最早出现于1956年的科幻电影《惑星历险》(Forbidden Planet)中,随后成为科幻作品中的机器人原型代表。

[10] 野地机器人学(Field Robotics):是研究利用移动机器人在野外工作站或自然地理环境下执行独特任务,同时保障自己安全的学科。

[11] 罗德尼·布鲁克斯(Rodney A.Brooks):美国著名机器人专家,人工智能研究先驱。麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室主任,同时也是著名的类人机器人小组的创建者。