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机器崛起-从Cybernetics到CyberWar 精选

已有 10402 次阅读 2017-5-2 08:31 |个人分类:机器崛起|系统分类:科研笔记|关键词:赛博,赛博战,机器崛起,机器人,VR,无人系统,情报,社会计算| 机器人, 赛博, 机器崛起, 赛博战, 无人系统

机器崛起:

从CyberneticsCyberWar

 

注:本文是根据中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室助理研究员王晓博士于423日世界读书日在集智分享的报告整理而成,全文约1.5万字。

5月下旬,中文版上市。


    各位老师同学下午好,很高兴在世界读书日这天与咱们集智的小伙伴们分享一本好书——《机器崛起》。本书由英国伦敦国王学院教授、军事历史学家Thomas Rid所著,出版不到一年时间,已经被翻译为德文、俄文、日文和土耳其文,是《麻省理工技术评论》、《君子》、《财富》杂志评定的2016年最佳书籍之一,并入选“2017年度最激动人心之科学著作”的决选名单。

   这本书对我自己的最大启发,是让我明白了为什么导师的研究跨度之大:从非常硬科学的智能机器、机器人,跨到了最软科学的社会计算和计算社会学?而翻译完这本书,像是恍然大悟一般,原来这些真的都是同源共流、是一脉相承的。那今天我的报告就按照原作者书的目录一一讲述,其中不乏有趣的历史故事,神话和现实交织在一起,文学与科学交相呼应。



   既然我们要谈控制论(Cybernetics),需要考虑的一个十分关键的问题便是,“赛博cyber”是什么?这个想法来自何处?我们生活在一个被技术定义的时代,当我们在收发电子邮件、乘坐飞机或是阅读俄罗斯黑客新闻的时候,我们很少思考这些塑造我们现代世界各种事物的起源。本书由“控制论的历史”说起,汇集了不同年段技术的历史: 从发明雷达、二战的中的“无线炮弹”到无人驾驶, 从人工智能、 虚拟现实,再到目前大家担心的网络安全和赛博战。跨越智能科学与技术70年的发展,干货满满~


一、战争中的控制与通讯


战争是推动科学技术发展最为有效的手段之一。我们今天关注的许多科学问题,使用并研发推广的众多技术,许多都起源于二战。维纳发表的跨时代巨著——《控制论》,亦不例外。控制论的两个核心思想:闭环反馈和人机交互,都起源于二战中维纳要解决的一个重要问题——地对空的防御问题

194088日,希特勒发布了著名的元首17号令,下令纳粹空军在可能的最短时间内集中一切力量战胜英国空军。这是历史上首次,一个国家仅仅采用空中作战的军事行动去摧毁另外一个顽强抵抗的国家。同1015日和16日,德军向伦敦派出了235架轰炸机;英国的地面防空体系不堪一击,用了8326枚炮弹,仅仅击毁2架德机、损伤2架德机。这种几乎无效的地对空防御情况,将在仅仅4年之后,得到彻底的改变。

  二战中被德军摧残的伦敦

这种希特勒下令德国空军全面攻击英国的情况下,英国不得不把许多的基础科研项目迁移美国,而自己国家的精力专注于战争中的即时生产。19408月,时任英国航空研究委员会主席的亨瑞狄泽德爵士与时任美国国防研究委员会(NDRC)主席的范内瓦布什在华盛顿特区的宇宙俱乐部开心的约了一顿饭,使得布什领导的NDRC获得了对于英国伯明翰大学研发的多腔磁控管微波研究的主导权。随后,该技术被转移到MIT,其辐射实验室194010月成立,在利用多腔磁控管技术下,MIT辐射实验室的研究和技术人员们不仅发明了雷达,他们同时想到:使用反馈回来的雷达脉冲,我们就能控制榴炮弹的发射了!于是XT-1车载微波雷达,即SCR-584,光荣地在MIT的辐射实验室诞生了,这使得盟军的感知侦测能力极大地得到了提高

                                 

Sir Henry Tizard 1885-1959               Vannevar Bush 1890-1974

但新的问题又来了,当感知能力提高后,如何优化地面武器的射击控制?在武器来袭的时候,人的操作使非常慢的。当时如果要射击一个目标要进行以下步骤,通信质量严重的限制了射击的精度:

   复杂的步骤会让误差加大,由此射击的准度也由此变差。在炮手利用获得的数据设置炮弹引信过程中,又衍生了一个新的问题——如何设置精确的引信时间。在这里就不得不提到开环控制和闭环控制。二战之前是没有闭环控制的,只有开环射击。闭环控制作为一种实时交互过程,射出炮弹后会有反馈。而开环则是打出炮弹后,不管有没有射击到目标,整个过程就此结束。我们可以做这样一种形象的描述,如果说开环是单相思,那么闭环控制就是两情相悦。既然多腔磁控管可以是感知的关键,那么可否把它装到炮弹中呢?沿着这一思路,克服了研发过程中遇到的重重问题,终于研制出了可变时间引信(variable-time fuse) 或简称“VT引信。这是一种带有感知功能的炮弹(被它盯上了,可就像是狗皮膏药,甩也甩不掉),战后更是被《巴尔迪摩太阳报》报道作为一种秘密武器,无限炮弹的重要性仅仅次于原子弹。就这样,精准射击问题也得到了有效解决

备注:V-T引信可看做一个微型无线电台,包括一个发射器,一架天线和一个接收器,这些都安装在炮弹的弹头处。当一个155mm的炮弹离开炮口时,微型无线电台打开并开始发射连续波。当炮弹在高空中接近德国轰炸机,发出的无线电波会被反射回来。炮弹感知接收到返回的无线电波并放大,放大后的电波传递到一个微型的气闸流管(开关),引爆炸弹。

在艰苦的技术突破后,我们即将解决地对空的追踪射击问题啦!1944613日凌晨,德国首次使用V-1导弹轰炸伦敦,此时他们不知道的是,海峡彼岸已经准备好了应对的秘密武器——VT引信,它将无情且不为人知地把靠近的V-1导弹撕碎在空中。19447月第4周,79%穿过英吉利海峡的V-1导弹都被击落了;8V-1导弹对伦敦的最后一次进攻,105枚导弹只有3枚抵达伦敦。这是一场前所未有的战争,几乎无人干涉,全部由机器人—VT机器人和V-1机器人完成,由此揭开了机器与机器对抗的序幕

   其实,在二战中,布什领导的NDRC部门资助了许多项目,这几乎反映了当时的控制系统世界。其中有60多个的项目,都是关于地对空防御问题的解决。维纳的项目也在其中。诺伯特·维纳 (Norbert Wiener),十八岁从哈佛大学哲学系获得博士学位,思想翱翔于九天之上的天才(头脑极度发达,动手能力此处不做评价)。他的研究项目是预测处在飞行压力之下的驾驶员飞行行为,而金额只有可怜的2,325 美元(当时NRDC每个项目的平均资助额是145000美元)

尽管最后,这个项目失败了,但维纳的控制论的基本思想已然形成:控制、反馈与人-机交互。用作者的话来说:维纳没能改变二战的形态,但二战却为维纳打磨了一件利器。但令人无奈的是,VT机器人之所以能够打败V-1机器人,正是因为V-1机器人没有考虑维纳研究的那个问题(如果德军研发人员中注意到维纳的研究,也许二战的结果就要改变啦),也是处在压力之下的所有飞行员都会采取的一种做法,采取躲避行为一条游走的随机路线。


二、控制论

众所周知,二战是人类空前的一次灾难,给整个世界带来了无法磨灭的印记。特别是在科学家们帮助美国政府研发了有史以来最具毁灭性的武器之后,政府没有与科学家们进行任何沟通,直接在太平洋上空投放了这一核武器,这引发了科学家们的强烈不满。

当时的情况是,一方面,V-1导弹、V-2导弹与原子弹的相继研发成功并投入战场,造成了大量伤亡,越来越多的人开始反思战争并反抗军国主义;另一方面:40年代末,军事力量上的技术奇迹开始渗透到工业和私营经济中。50年代,随着汽车和普通电话机成为人们生活中必不可少的一种控制论设备,公众需要有人来解释这些新技术以及它们出现的目的。正是这时,维纳的《控制论(Cybernetics)天时而生

维纳的控制论包括三个核心思想:

控制论 =  控制 + 反馈 + 人机交互

  1. 控制是指系统能够与环境交互进而塑造环境的能力;

  2. 反馈描述了一种使用机器过去的性能表现调整未来行为的一种属性

  3. 人机交互,使得人与机器共同组成了一个整体,一个伺服系统

在大众看来,控制和反馈,也许有些抽象、理论化且难以理解,但是第三个思想,人机交互,却激发了丰富的想象:机器是否能活过来?机器能否获得智能?既然机器能够扩展人的体能(例如,雷达是人们眼睛的扩展)之后,是否在智能上也会超过人类?既然能用人的思想来理解机器(拟人化的机器),那能不能用机器的思想来理解人呢(机械化的人体)?这些所有所有的问题,衍生了整个的控制论学科群。


   在上图中,维纳与冯•诺依曼的合作,奠定了后者关于“自复制自动机”的研究;维纳、麦卡洛克与皮茨的合作,促生了世界上第一个神经元模型;同时,这一学科也启发了其他学科的专家从闭环的角度理解手头的工作。当科学家们在探讨控制论的研究范围和研究重点时,一个名为Ross Ashby(上图右上角)的医生已经“撸起袖子”制造了世界第一台机械大脑——“同态调节器”。它用4个前英国皇家空军的炸弹控制开关齿轮装置为底座,外观套有4个立方铝盒。唯一可见的运动部件是4个小磁针,像指南针一样在每个铝盒顶部安装着的一个小水槽内摆动。该机器的设计主旨为保持4个电磁元器件处于稳定状态,使得铝盒上方水槽中心位置的磁针一直保持在中间位置。Ashby是一位神经病医生(所以说,疯子和天才往往只有一线之差),他之所以会制造这台机械大脑,也是为了借此研究并解释,为什么人的精神会出问题,不得不佩服歪果仁敢想敢干的能力。那这台机械大脑所具有的是一个人类才有的基本特征:具有目标-搜索行为,但却没有具体的目标。阿什比坚信,“任何机器,不管是多么了无生机,都可以用负反馈来展现其生命特征”。引发了新的对于大脑与环境或系统与环境的关系与影响,将控制论的研究推进了几十年。想想今日之脑科学研究、类脑研究、人机交互等研究的生物大脑与其身体形状的关系等许多问题,似乎都与控制论中关于系统与环境的探讨一脉相承。

   在阿什比对控制论的推动,维纳对军事力量以及“按钮战争”的反思,对美国的军事也产生了新的影响。维纳最担心的,是“按钮战争”的爆发,当人类把诸如原子弹的核爆炸武器的投放权移交给机器人时,人类会给机器人下达一则“命令”或“口令”,这正像是神话故事中魔法学徒对魔法扫帚或者渔夫对阿拉丁神灯所念的“咒语”。在神话故事中,这样的“任性”口令最终都引发了一些不好的结局;那么在真实世界中,人类是否也会将自身置于尴尬甚至无法挽回的境地?



三、自动化

   在学术界对控制论的研究范畴、应用范畴等问题进行讨论时,美国政府和企业界已经极大地推动了控制论在军事和工业生产中的应用。前者催生了大陆级别的高空放射炮塔SAGE,后者引发了“自动化工厂不招人”的严峻就业问题。

   维纳在其《控制论》一书的序言中就曾经写道:“第一次工业革命,通过引入机械装置导致了人类手臂的贬值”。他相信:“第二次工业革命,同样会引起人类大脑的贬值,至少会引起人类大脑在更简单更常规化的决策方面的贬值”。维纳警告公众:“非常明显,自动化将造成失业的情况,与之相比,30年代的大萧条将不值一提”。当时,美国工人阶级已经对自动化可能引起的“机器换人”情况十分关注,甚至在肯尼迪的国务院记者发布会上也引起了激烈讨论。


   1963年,维纳决定对自动化引发了一些精神与技术的后果进行盘点[ Wiener N. Some moral and technical consequences of automation. Science, 1960, 131(3410): 1355-1358.],在这次盘点中,他严厉地批判了那些认为“除非预先输入,否则机器不会产生任何输出”的人的观点,并明确强调“我的观点是,机器能够并肯定会超越它们的设计者的某些局限性,并且当机器实现时,他们可能即是高效的又是危险的。很可能出现这种情况,原则上,我们并不能制造出我们永远都不了解其行为因素的机器。但这绝不意味着,我们能用比操作机器所需要的更少时间去理解机器的行为因素,甚至用数年或几代的时间也不行。”尽管今天,我们已经可以制造出不了解其行为因素的机器(如今天应用神经网络、深度学习等机制的机器)。

   同一时期,文学与科学交相辉映。在这个特殊的时代,产生了大量影响深远的文学和影视作品。关于机器智能是否能够超越人类智能、机器人与人类将保持怎样关系的话题,最早的讨论出现于1920年出版的《罗素姆万能机器人(Rossum’s Universal Robots)》,这部小说讲述了一个制造机器人的“人造人”工厂中的故事,小说的结局是机器人对其制造者发起反抗并最终消灭了人类。

   在1950年的秋天,这一剧目走上了MIT戏剧院皮博迪剧场的舞台。排演之前,维纳走上台,在人声鼎沸中展示了他称之为“帕尔米亚”的趋光机器人,并用它来展示神经震颤的两种状态:帕金森症和意向性颤抖。这成功引起了美国军方的注意,但军方的关注点却完全不同,恰是维纳的反面,因为在他们看来,机器人不会生病、不会请假、不会闹脾气。

           

《2001:太空漫游》       1950年在皮博迪剧场上演的罗素姆万能机器人    《自动钢琴》


   库尔特•冯内古特发表于1952年的《自动钢琴(Player Piano)》也是这一时期的代表作(不知道大家有没有关注《西部世界》这部剧集,每一集的开头都有一架钢琴在自动演奏,应该是对这部小说的致敬),它描述了在机器人替代大部分脑力劳动后,人类幡然醒悟并进行了了一场失败的与机器人对抗的起义的故事。1955年,弗兰克·莱利的《赛博和福尔摩斯大法官(The Cyber and Justice Holmes)》则探讨了未来的法院系统,智能高效的机器取代了人类法官。但完美的理性行为并不是一切,道德与情感同样重要,小说的结局是最新型的赛博法官因被要求计算梦的重要性而崩溃。因为机器人在会比人类更快、更精确的完成任务,而且不会生病、不会罢工、不会酗酒,它极大程度上会成为定制化的优秀员工。这甚至引起了获得诺贝尔文学奖的波特兰·罗素的反思:“Are Human Beings Necessary?” 1968年亚瑟·克拉克的《2001: 太空漫游(2001: A Space Odyssey)》则是描述机器获得意识与智能的里程碑式著作,在这部小说中,人类战胜了机器。

   在这样的历史背景下,自然而然的出现了一些新的反思:当机器接管之后,人类会灭亡吗?英国星际航行协会前主席、曾被授予卡林加奖的亚瑟·克拉克对于这个问题进行了深入的探讨,他指出,生物进化,已经让位于一个更为快速的过程,技术进化。“直白而残酷地说,机器将会接管一切”。发表在《花花公子》杂志上的这篇文章用一棵展示了生物进化过程的进化树阐明了这一故事:从微生物到鱼类,恐龙,猴子,尼安德特人,现代人类,最后是机器。用他的话说,“因为没有个体会长存于世;那么我们为什么会期盼我们的种族能够永远延续下去呢?”


   此时,美苏冷战已接近巅峰,时任苏联领导人的尼基塔•赫鲁晓夫已经多次在公开场合发表言论“自动化很好。它是我们用来打败你们这些资本家的手段。”美国政党也毫不示弱,亚利桑那州的一名共和党人巴里•戈德华特强调:“只有通过(自动化)增加每工时的产出工作量,我们才能建立有效的防御来抵抗苏联的侵略力量”。这是因为,二战带给参战各国的一个十分重要的教训是“具有领先生产能力的国家将会赢得战争。”但是这对于美苏冷战期间对太空和深海等极端环境的探索却毫无用处。

   因此,新的思考出现了,“可否借助自动化改变人类的身体,使其更好的探索极端环境,拓展国家疆土?”由此,控制论的新产物出现了——赛博格


四、有机体

   机器与有机体以新型方式进行交互的设想可以追溯到20世纪40年代,但直到60年代早期才得到蓬勃发展。美苏之间的军备竞争,极大地推进了这一进程。其目的是:借助控制论的手段,扩展甚至改造人类身体,使其适应太空、深海、高温等等特殊环境。

   当时的设想是,机器与有机体组成的有机机器可以通过两种方式来实现。第一种是用螺栓把机器部件连接到现存的生物有机体上(例如假肢),这一改造产生的是半机械人;另一种方式是创造没有有机碱的活体机器。这是一种独立的装置,完全没有生物组织,却可以被赋予生物的特性(长生不老,指日可待!)。但是当把一种非常重要的属性—生命—赋予机器时,却引发了更多可怕的问题:机器何时能够以及是否活过来,机器何时能够超越人类?这两个问题,引发了今天我们所仰望的一众人工智能大神的思考,在这个名单中我们能看到:冯•诺依曼[ 在此基础上,提出了“自复制自动机”的理论。]、维纳、麦卡锡[ 1956年麦卡锡提出的人工智能的概念,即是“制造智能机器的科学与工程(the science and engineering of making intelligent machines)”]、摩尔等等。

   

史上第一个赛博格:一只在尾部皮肤下植入了渗透泵的220克重的实验白鼠    生活杂志对赛博格的示意图


60年代,最重要的驱动赛博格诞生的一个重要因素在于:随着飞行机器的飞行高度和速度越来越高,飞行员面临着许多未知的生理和心理问题。人类身体能承受多大的重力加速度?低座舱压力会对大脑活动产生什么样的影响?特别是1957苏联发射了人造地球卫星1(斯波尼克),这也是世界上的一颗人造卫星,在美国引发了极大的震惊和恐慌(老大的位置受到了强烈的威胁)要进行太空旅行,首先要解决的最为基本和核心的问题,就是“如何改造人体以适应外太空环境

在这样一种背景下,Cyborg正式被提了出来,其全称是Cybernetic Organisms,生控体系统。由克罗兰州立医院的两位医生克莱恩斯和克莱恩创造,他们的文章《Cyborg and Space后来发表在了19609月份的《宇航学》杂志上。在该篇文章中,他们提供了史上第一个赛博格的照片:一只在尾部皮肤下植入了渗透泵的220克重的实验白鼠。随后,《生活》杂志对两位医生进行了采访,并使用了一张内容为两个密封着嘴巴、背着废料罐在月球上工作的赛博格作为配图。

赛博格不仅在太空中有显著的作用,地球上也是如此。军方,对这一概念尤其感兴趣。GE的一位工程师,拉尔夫莫舍尔由此开启了他拉军方项目建造空军、海军、陆军用赛博格的非凡之路。

为解决新型超远程轰炸机B-72核动力飞机的机载核反应堆的地面维护工作,GE研发了所谓的机械手(Manipulator)。但这一项目中,由于没有考虑机器的触觉,导致了闭环反馈的丢失。随后,莫舍尔同时融合机器的触觉和反馈属性,研发了多面手(Handy Man)”。这是一种跟随式控制,人们需要穿上甲胄”(一个穿戴式的外骨骼主控台)才能实施控制。

1961年,时任美国总统的约翰肯尼迪终止了空军的核动力轰炸机项目,但是他也升级了越南战争。此时,美军陆军正在越南的森林、沼泽和稻田中经历着新的意想不到战术问题。这使得陆军急于寻找一种适用于在丛林中作战的大型行走机器。

GE承诺要为这一难题寻找一个出路:适用于丛林作战的大型行走机器,创造一种人与机器互利共生的局面。结果是在1964年研制了一台步行机(Pedipulator)。这看上去就像是《星球大战》中双足机器人的原型(丛林中行走的Pedipulator有木有C-3PO的赶脚~)

 


然而美国国防部门却担心,在森林环境中战斗时,使用非常简单的方式就能把双足机器人击倒,但是要机器人依靠自己的力量站起来,却很麻烦。因此,陆军决定,资助研发一台重心低、负重多的四足行走机器——行走卡车(Walking Truck)

而当时的主要想法是联合机器与人类,充分发挥两者的最优性能。但此次的研发,仍然没有打动美国陆军。

后来,在研发和设备的过程中为了服务拟建的远程轰炸机上的飞行核反应堆,GE为空军制造了“Beetle”,大甲虫。再后来,GE雄心壮志地试图把所有最先进的技术和功能融合到一台外骨骼机器上,然而,最终却只制造出了一只有着9个关节的“拳头”(心塞塞)……

尽管莫舍尔和GE公司一而再再而三的失败了,但莫舍尔并未放弃。当把人嵌入在机器内部时,不可避免的会导致密切的人-机交互问题,两者即是相互辅助的,又是相互限制的。但是没有理由要求操作员必须在机器内部,两者是可以分离,无人系统,即将登上历史舞台。

首先出现的是美国飞歌公司(Philco Corporation)研制的双目头盔显示器。


   1960年,莫顿提交了一款VR设备的专利申请文件,这是第一款便携式的头戴设备,专利文件上的描述是 “用于个人使用的立体电视设备”。尽管这款设计来自于50多年前,但可以看出与Oculus Rift、Google Cardboard之间有着很多相似之处。

   在当时技术的快速发展之中,赛博格已经让整个社会为之“心驰神往”。1960年,D. S. 哈拉斯出版社第一本关于赛博格主题的完整著作《赛博格》。他提出,经过数百万年的演化,人类的进化终于可以掌握在自己手中了,人类——可以被自身改造,不管是器官的缺失还是基因的缺陷,都能被修复。每个人,都可以成为一个赛博格。

   既然控制论可以扩展人的体能,那么人的智能呢?机器智能是否能够超过人类智能?机器与人无异,那么人是否就是一台机器?而在这些问题的思考的驱动下,产生了全球联网的计算机网络的愿景,以及超级智能机的构想。

   在这个时期的美国,存在着两种极端的情绪,一种是核战、越战所带来的恐惧,这种恐惧不仅仅是害怕战争,还害怕诞生毁灭人类的力量的军工联合体机制,以及背后的技术官僚主义思想;另一种是登月、计算机等新发明的出现,各种各样的新技术、新发明以及新思想相互碰撞,进步与向前的情绪。这些情绪也导致了该时期特殊的文化发展。许多关于机器、关于赛博格、关于机器智能的电影亦深刻反映了这一现实。


五、文化

如果思考的机器是一个简化的大脑,那么它的逆向问题实际是在问:难道真实的大脑不就是一台复杂的机器吗?瞬间,人类的思维,变成了某种可以进行描述、分析和计算的东西,成为了一种人们可以理解的东西。

那接下来,我们延伸一下这个问题,如果思维是一种通过闭环反馈进行自我调整的控制论系统,还有哪些也是?这一想法随即产生了一种精神上的和半宗教的吸引力,而且这种吸引力很快远远超越了人们对于自动化或者对于机器替人的恐惧。20世纪70年代,在两位尤其著名的心理学家的推动下,控制论开始如病毒一般传播开来。

其中一位便是创立了大名鼎鼎的达基山教(科学教)L. 罗恩哈伯德,他认为善于分析的思维不仅仅是一台运行良好的计算机,更是一台完美的计算机如果人类有任何不完美或者错误的行为,那是因为引入了错误的数据(嗯嗯,是的,都是数据的错,都是数据的错)。哈伯德随后将该观点扩展成了一本书《戴尼提》,该书被翻译成了65种语言,销售超过2000万册!

另外一个帮助传播了控制论思想的心理学家,是马克斯韦尔马尔茨。用原书作者的话来说如果说真的有人推广了控制论理论的话,那肯定是这位与胸部打交道的医生(Doctor),而不是与数字打交道的博士们(Doctor)为什么?这个医生到底做了什么?这位医生写了一本《心理控制论》,书中吹嘘到:这位医生非凡的发现将帮助读者逃离生活中无趣、单调的日常,甚至让你看起来更年轻,感觉更健康,并且能够更加成功!”(厉害了,不知道咱们这本译著能否销售到千万呢?)。如果从销量来判断马尔茨“处方”的有效性,那它肯定是起作用了,到现在,这本书共销售了3000万册之多!

马尔茨是一位著名的整形医生,在他的工作经历中,他发现,整形手术不仅可以改变一个人的行为和性格,甚至改变一个人的才华和他/她的未来!当改变一个人鼻子的形状时,他改变的是其内在的自我受到闭环反馈和控制论这些新科学的启发,马尔茨开始将身体看成是一台储藏着人类思维的机器。而通过手术改变机器,他将同时改变人类的思维。一时间,控制论在人民大众之间刮起了一阵狂热的旋风。

   但这样的言论,引发了社会学家、心理学家甚至嬉皮士们的大量关注的同时,却使得控制论作为一门严肃的学术事业发展到了顶峰。一种新的亚文化出现了——反主流文化,赛博朋克(Cyberpunk)也出现了,这一切的开始,要始于斯图亚特布兰德

布兰德是《全球概览(Whole Earth Catalog)》杂志的创始人。我们知道苹果创始人乔布斯有一句名言“Stay Hungry, Stay Foolish”,这句话正是布兰德所创。尽管《全球概览》这本杂志只存在了两年,产生的影响却是不可估量。这是一个纸质的工具检索目录,每个人都可以介绍他推荐的工具,而人们由于彼此之间相互供应工具而成为了整本书所有提供工具的人组成的网络的一个节点。其增刊不知名读者写给不知名读者的信件”部分,在读者体验、读者评论和社区其他输入的帮助下纠正和更新刊物信息(用户反馈)。全球概览及其增刊以及返土归田运动社区整体,形成了一种学习机制。正是在这一基础之上,两年后,布兰德创建了世界上第一个在线社区WELL。而这些工作,进一步促进了在线搜索、用户推荐、社会网络的出现。对比“封面”的风格,我们可以看到,当下最火的社交工具——微信一定程度上就像是全球概览。不同的是,《全球概览》连接的是工具,微信连接的是人。

   


尽管《全球概览》非常成功,但布兰德却发现还少了点什么,少了什么呢?“控制论的整体系统思想与宗教的整体系统思想在概念上的统一1972年,贝特森出版的《朝向心智生态学》将控制论由推动了一个台阶的同时,也解决布兰德提出的新问题。

同时,这也导致了大家对人与机器、系统与环境、虚拟和现实概念的再次思考。贝特森指出:个体思维是内在的,但不仅仅存在于机体内部。它也内在于体外的通道和信息中;并且存在一个更大的思维,而个人思维只是其子系统。那么机器有思维吗?机器与机器会有思维交互吗?人与机器组成的系统内部,会产生怎样的思维?机器的思维联通之后,会产生怎样的后果?以迷幻剂为对比,布兰德对这一新出现的人机交互方式——游戏,进行了阐明。


   纵观计算机从军用普及到民用的过程,反主流文化主义和黑客起到了非常大的作用。20世纪60~70年代,人们往往将计算机看成是集中控制的化身(得益于SAGE),随后美国许多大学的技术人员发明了分时技术,打破了大公司对大型机的垄断,逐渐使得个人计算机成为可能。

在布兰德对历史的解读中,黑客曾带来了计算机发展的三次浪潮。

  1. 第一次浪潮:20世纪60年代至70年代早期,起源于大学及其新崛起的计算机科学系,这些技术人员们发明了分时技术,战胜了大公司的利益,让更多的人获得了访问SAGE这类超级计算机的途径;

  2. 第二次浪潮:20世纪70年代,通过将个人计算机推向市场,完全推翻并颠覆了大型机。代表人物是乔布斯和沃茨尼亚克(苹果公司的两位创始人),两人最开始的时候通过开发并销售一种可以免费拨打电话的盗用电话线路设备来磨练自己的技能。

  3. 第三次浪潮:20世纪80年代早期的社区黑客们,借助反主流文化的浪潮,得到了极大地发展。当科技遇到了朋克,计算机突然变酷了


六、空间


又一次,军事上领先的科技应用超过了科学甚至文学发展的速度,当科学家与黑客在探讨机器所形成的内部空间时,这一空间已在赖特-帕特森空军基地变成了现实。实际上,20世纪50年代困扰了维纳的那个问题:如何预测处于压力之下的飞行员的驾驶行为?同样也使得空军在70~80年代也痛苦不堪。结果就是空军制造出了虚拟空间

这一问题的触发器是越南战争。到了20世纪70年代,曾经纵横二战沙场的F-4F-105战斗轰炸机都要退出舞台了。而新研发的F-15“式战斗机和F-16“战隼不但没有优化驾驶舱的设计,反而使问题更糟了。驾驶舱内成为了开关和显示器的海洋,可能找到正确的控制按钮就很费劲儿了,万一再按错了呢?飞行员们也抱怨,他们的脑浆都要从指尖上渗出来了……

解决的办法,就是赖特-帕特森空军基地在1976年研发视觉耦合机载系统模拟器(Visually Coupled Airborne Systems Simulator)”,或称为VCASS。这是个超大型的头盔,虽然有些丑,但是比《星球大战》中达斯维达的头盔还要功能强大。这一次,科学的发展超越了文学的想象。


VCASS设备中,实现了这四种人-机交互方式:

1、简单的转动头部,促使飞机相应地调动武器进行瞄准;

2、语音控制,对着麦克风说出命令,例如,选择锁定放大,等等;

3、通过一个触控式感应控制板,调用虚拟的开关控制板;

4、戴着VR手套的双手,连入系统内,手套内的电磁跟踪器可感知手部位置,与系统交互。


但事实上,还存在第5种潜在可能的人机交互方式,即:通过眼部运动进行控制把一个眼球位置追踪系统纳入到头盔,测量眼球对于头盔的方向。但以当时的技术来看,尚没有实现的可能性。

文学作家们当然不甘落后,在这些技术的产生背景下,也带来了很多人们对机器内部空间的思考,从而衍生了一些代表性的反主流文化文学作品。最典型的是文奇的《真名实姓》与吉布森的《神经漫游者》。


  1. 《真名实姓》(1981,弗诺文奇)。讲述了在赛博空间出现后,人们具有了平行的双重生活:一重是在现实世界;另外一重是一个存在于计算机、处理器和开关之中的虚拟世界。

2《神经漫游者》(1985,威廉吉布森),讲述了一个网络牛仔也是一个瘾君子藏身于虚拟的赛博空间中的故事。用作者的话进行描述,赛博空间……是人类系统全部计算机数据抽象集合之后产生的图形表示,有着人类无法想象的复杂程度(话说看到这儿,第一感觉想到的是Matrix,黑客帝国)。它是排列在无限思维空间中的光线,是密集丛生的数据。如同万家灯火,模糊不定其封面的风格的变化,更体现了不同技术时代人们对于吉布森所描述的故事的理解。

   尽管吉布森的《神经漫游者》吸引的群体范围更广且在短期内更具影响力,但这些群体热衷于反主流文化、美学、虚拟现实和药物;而文奇的《真名实姓》则吸引着一群范围更小的、只有经历长期的发展才会变得具有影响力的团体,他们热衷于工程实现、游戏、加密技术和隐私。前者与后者,共同塑造了硅谷的文化。


总体来说,1970s – 1980s 是虚拟空间繁荣也是虚拟现实设备爆发的十年,人们热切希望穿过观赏玻璃,真正进入计算机内部的空间当时许多的赛博朋客(Cyberpunk)不仅研究赛博的手套和服装,甚至在不满足鼠标和键盘对虚拟世界的操控的情况下,提出了一种可视化编程语言——VPL。上图所示是VPL公司研发的满墙的虚拟光感手套和数据服装。

1990年,凯文凯利举行了第一届赛博颂(The First Cyberthon)。大会上第八感觉、欧特克(Autodesk)和拉尼尔的VPL参展,这些公司这次的智能设备浪潮中的代表“人物”。就在赛博颂结束不久之后,势头最盛的VPL公司便破产了。原因是设备会引发较为强烈的眩晕,同时过度的媒体炒作已经威胁到了技术的进一步发展。实际上,一种技术的成熟需要几个因素:拥有足够的预算、技术精湛的工程师、恰到好处的时机以及一个明确的目标。而这一时期VR的几个公司,都缺少要解决问题的目标,这是硬伤。

1990年,54-5日,德克萨斯州佛劳恩学术中心,第一次关于赛博空间本质讨论的会议召开了。人们对于赛博空间到底是什么,意义何在展开了讨论。在这次的探讨下,Cyberspace超越了VR的概念,真正成为一种开放式、共享、实时的新兴人机交互以及人与人交互的空间


七、无政府主义


当赛博空间形成之后,政府开始涉入其中,并希望用适用于现实世界的法律法规来约束赛博空间的行为。这在将赛博空间视为一种新兴、自由、美好的新疆土的赛博朋克们看来,是无法忍受的。尽管如此,人们依然陶醉于80年代末90年代初新兴起的两种革命性力量上:个人计算机和互联网。但某天回过神儿来,大家发现:隐私与安全的通信,不见了

早在1973年,英国政府通信总部GCHQ即发明了一种单向函数来确保信息安全,这就是我们现在熟知的公钥加密技术。尽管英国政府和美国政府都知道如何确保信息安全,但却从未公之于众(不然怎么从政府的角度来监督大家的言论,方便查找潜在犯罪分子呢)。但民众一直不知道这点。美国高校的科学家们和技术人员也在奋力思考这个问题,终于,在1977年,他们想清楚了这种需要数百万年才能被破译的新型密码。这下,美国国家安全局NSA,终于坐不住了。

时任NSA负责人的是海军中将博比英曼,因为这件事情,NSA第一次从暗处走到了明处,接受了《科学》杂志的采访(是的,就是AAAS旗下那个ScienceSCI影响因子30的那个杂志),以找到一种合适的方法,在这是国家机密这是学术自由之间找到一种平衡。同时,NSA几乎用尽了洪荒之力以阻止信息加密技术的公开:消减密码学研究的政府资助、刑事诉讼相关学者、甚至对其进行道德绑架

但是,政府所做的这些努力,恰好坐实了民众对于华盛顿存在阴谋论的怀疑。在此10年之前发生的五角大楼文件泄露事件以及在它之后发生的水门事件,已经侵蚀了民众对于联邦政府的信任。反抗,正在酝酿之中。

   大卫乔姆提出盲签名机制和数字现金,以保证《无需身份证明的安全》反抗者们能够在赛博空间中指责政府的言论、政府的强制管押,而不会被识别身份越来越多的人们开始积极地站了出来。回邮器、加密芯片、情报分析和政治暗杀相继被提出来。其中,最具代表性的是提摩西梅伊。他以当时的技术发展为背景,设想两个人可以交换信息、开展交易和商讨电子合同而无需知道对方的真名实姓(内幕交易的电子化)”,由此建立了暗网。电子信息,成为了一种可进行安全交易的资源,也成为下一个10年各方竞相争夺的对象正是个人电子计算机、互联网与加密技术的结合,真正促进了加密无政府主义的崛起


八、战争


当美国内部正在为加密技术以及加密无政府主义头疼不已时,他们的对手也在跃跃欲试。赛博化战争登上了政治和历史的舞台。

1973年参与以色列战争时,美国已经意识到,战争在瞬间内取得胜利是有可能的——重要的是赢得第一场战争。时任美国陆军训练与条令司令部(TRADOC)的司令员是威廉姆德普伊,他将一些关于战争进化的重要思想记入了战地手册FM100-5(本手册在美国可是家喻户晓),随后一位特殊的改革者对这一战争进化理论产生了巨大的影响:约翰博伊德。博伊德将自己驾驶轰炸机进行战斗的思想进行了超浓缩精炼,最后提出了我们现在熟知的OODA循环理论(所以说,浓缩的都是精华)。这一闭环反馈模型随后被写入了1982年的FM100-5手册为了抢占先机,攻击者必须首先看到机会,决定下一步行动,并且要比敌人更加快速的执行——然后不断重复这一过程。至此,整个军队都通过一个闭环反馈来进行周期性的运转了,这就是我们今天的空地一体战

很快,让机器人奔赴战场作战,人类指挥员运筹帷幄之中,决胜千里之外的新型战争理念出现了。飞行机器人可以在空中停留数天,侦察地形、窃听无线电通信,传递讯息;同时也可以接受行动指令,像神风特工队一样猛扑向敌人的机枪阵地。五角大楼也开始计划结合人类与机器之精华使用自己长脑子的武器来装备其武装力量。赛博化战争已然初具形态

TRADOC把它近10年来形成的思想带入1991年爆发的海湾战争时,立即取得了意想不到的效果,整场陆地战争,不到100个小时就结束了,整个OODA循环,仅仅用了24小时。美国确实结合了人类与机器最为精华的部分,从而取得了物理战、网络战和心理战(三战合一[王飞跃, “面向赛博空间的战争组织与行动: 关于平行军事体系的讨论”, 军事运筹与系统科学, 2012, Vol. 26, No. 3, pp. 5-10.])的全面胜利。


    海湾战争刚刚结束,另外一场战斗便在五角大楼打响了,目的是解释此次战争的胜利并从中吸取教训。两种截然不同的声音主导了这场没有硝烟的战斗:一方坚持,是鲍威尔学说所强调的“压倒性力量”带来了这次的胜利;而另外一方,则将他们的赌注压在了以技术为支持的军事事务变革上,主导精益且敏锐的高科技打击力量是胜利的关键。五角大楼的这次战斗,促进了武装冲突的一种新概念—即赛博战争—的真正崛起,“这即重新定义人类与机器在战争中的关系。”

1994年底,陆军信息作战中心的军事人员甚至开始思考如何在战争开始之前便结束它。美国陆军空间和战略防御司令部的负责人杰伊加纳则提出未来的某天,国家领导人在他们下定决心开始作战之前,都要先进行虚拟战争。

就在五角大楼忙于赛博战的理论探讨与军事演习时,田纳西州的一位IT企业家已经想到,一个个体或组织可以袭击我们的信息处理能力,这将引发一场电子化的“珍珠港事件”。实际上,这是有可能的,许多人不知道的是,此时的美国,即将遭受“袭击”,第一场赛博空间中的国家与国家之间的信息间谍活动已在蠢蠢欲动。

    199710月到19986月间,仅仅美国能源部就检测出了324起来自海外的入侵尝试;11月份的时候,FBI在美国十多个院校和大学追踪到了俄罗斯的入侵活动,信息盗窃的规模十分庞大,目标列表的涵盖范围更是十分广泛。洛斯阿拉莫斯、桑迪亚、劳伦斯利弗莫尔、布鲁克黑文等国家实验室的信息都被入侵者翻了个底朝天。美国一直认为是国内有敌方的间谍,所以能够对几乎美国所有的高精尖技术了解的一清二楚;后来才发现,原来是自己没有对名为“技术参考和情报收集指南”的文件保密所造成的。这是一本什么文档呢?为什么要制作这样一则文档呢?原来,美国把自己认为最重要的、能够改变国家发展形态的那些技术都进行了梳理,方便自己以此为根据收集其他国家的军事科技情报。结果,还没派上用场,却被敌方国家利用来收集美国的科技情报!到头来,竹篮打水一场空,为他人作嫁衣裳。

20001月初,时任美国总统的克林顿在一个白宫南草坪的新闻发布会上强调了:任何使用一台计算机的用户都可以“双击鼠标,侵入一台计算机系统,使整个公司、城市或者政府,陷入瘫痪。”这,正是我们21世纪要面临的主要问题。


九、机器陨落

在回顾了《控制论》70年的历史后,《机器崛起》的作者机器陨落这样一个主题作为本书的终结因为“机器”这一人工制品(Artifacts),能够被“侵入”。正像“速度与激情8”中被大反派控制的自动驾驶汽车,这些“有脑子的机器”,是可以被“敌人”远程控制的

从人-机器到机器-人再到机器-世界的这个三重控制论进展,始终充满了希望,也伴随着失望。尽管70年前维纳试图解决飞行问题的那一举动,并没有真正成功,但并不妨碍《控制论》在智能科技发展历史上绽放的夺人光华。

近年来,随着机器人、VR、人工智能再次成为全球关注的热点,“机器替人”、“人工智能威胁人类”的言论也是不绝于耳。就像孙优贤院士在本书的推荐序中提到的,科技历来是一把双刃剑,好坏参半。“执剑人”决定了它的使用。希望通过这次的报告,能对大家更好地理解科技发展的历史有所帮助,“抵消”一部分因炒作带来的浮躁,“仰望星空,脚踏实地”,用技术来改善我们的生活。谢谢大家~

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