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元宇宙前世篇|春晚cue到的元宇宙,早在70年前就有雏形 精选

已有 4163 次阅读 2022-3-1 09:42 |个人分类:博客资讯|系统分类:博客资讯

元宇宙前世篇|春晚cue到的元宇宙,早在70年前就有雏形


王飞跃


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元宇宙概念起源于赛博空间(Cyberspace),是控制论和空间的组合 | 图源:pixabay.com


本文为王飞跃研究员撰写的元宇宙系列之前世篇。初生、现状、平行、展望篇将陆续登载,敬请期待。


万圣节前夕,美国四大旗帜公司FLAG(Facebook, LinkedIn, Amazon, Google)之首Facebook的创始人扎克伯格宣布其公司改名为Meta,并称:“我希望我们被称为一家元宇宙公司。”


这一更名让本来已经很热的 “元宇宙” 更热一层,也使整个世界着着实实地过了一回美式的万圣鬼节:Trick or Treat?认为是Treat的人,觉得又一个 “飞猪” 的风口来了,觉得是Trick的人,认为这是变着法又来割 “韭菜” 了;更多的人在问:究竟什么是 “元宇宙”?


尽管不知 “元宇宙(Metaverse)” 为何物,但实际上,大多数中国人熟知元宇宙之 “元(Meta)” 为何意:就是 “形而上” 的意思。我们过去批判的 “形而上学”,在西方号称是古希腊哲学科学家亚利士多德的 “第一哲学” 甚至 “第一科学”,英文就是 “Metaphysics”,Meta中文就是 “形而上”,Physics就是 “学”,最初是自然理学的意思。回到当下,形而上学即 “元物理”,其同义词就是 “玄学”。


“元” 再加 “宇宙”,大之又大,玄之又玄。其实,自古至今,从东方到西方,元宇宙之类的本质就是形而上,也只能是形而上。因此,不是每一个人都有一个元宇宙,而是每个人都该有《一千零一夜》的元宇宙之梦。


形而上者谓之道,形而下者谓之器。君子不器,扎克伯格元宇宙梦中的 “神来之笔”,就把一个许多人眼里 “非死不可” 的 “形而下” 公司,即刻化为 “形而上” 的高大上 “Meta” 元事业,一时让华盛顿国会山上正磨刀霍霍准备向其猛砍的白左政客们沒了信心,不知所措。对于更多顶着天花板挣扎的互联网 “大厂”,更是梦生无限的元宇宙遐想,似乎盼来了 “新一代互联网技术” ,元宇宙几乎成了它们的 “续命良药”。


实际上,元宇宙的一切都可回溯到70多年前诺伯特·维纳的神来一笔——借用源自希腊文 “掌舵人” 的Cybernetics来命名其 “控制论” 研究。


尽管这么多年过去了,不知多少学者还在不懈研究,至今Cybernetics还是一个说不清道不明的学术怪词。


元宇宙概念起源于赛博空间(Cyberspace),是控制论和空间的组合。


经过差不多30年的发酵,赛博空间首先于1991年催生了 “镜像世界(Mirror Worlds)” 的软件技术概念,即现实世界中的每一个真实场景都被投影到软件程序中,并通过显示器与镜像世界中的自我互动;随即于1992年衍生出 “元宇宙” 的赛博朋克(Cyberpunk)文学术语,始作俑者就是科幻小说《雪崩》,实际就是一个平行于真实世界的社会化赛博空间。在元宇宙中,用户可以基于匿名的身份随时随地接入虚拟空间,通过在虚拟空间中交互和创造,进行内容的生产和消费。


这一切的本质,就是试图把过去无法商品化的注意力(Attention)和信用度(Trust)转化为可批量化生产、可规模化流通的新型商品。


如果正确的元宇宙模式成功,将革命性地变革经济商品的范畴;同时,也能够极大地扩展提高社会效率的途径,必将加速从工业时代到智业时代的进程。

 

《控制论》出世 


二战之末,维纳关于循环因果反馈与计算的思想和研究引起大家重视,再加入与之密切相关的麦卡洛克、皮茨人工神经元计算方法(即MP模型,深度学习之源),很快成为美国学界和军界关注的热点。


维纳本想借助冯·诺依曼的力量,融合计算、通信、控制 “3C” 为一体,开创一个崭新的领域,并借亚利士多德的 “Telos” 起了一个哲学且古怪的 “形而上” 名字:“目的论(Teleology)”。


1944年底,维纳联合普林斯顿高等研究院的冯·诺依曼和哈佛大学负责研制Mark计算机的艾肯教授,邀请了一批学者赴普林斯顿召开 “目的论学会” 首次会议,希望开展一场 “宏大的科学探索”,引发一场 “伟大的技术革命”。


然而,令维纳意想不到的是,会后刚刚半年,冯·诺依曼就撇开 “目的论” 涉及因果、行为、认知和智能等哲学式 “形而上” 的内容,提出了他关于数字计算机的报告,即著名的 “冯·诺依曼结构”,为通用数字计算指明了一条可以具体实施的 “形而下” 路径,立即灯塔般的为现代计算机的发展指明方向。


接着,由于其反战、反军备甚至 “反政府” 的立场,维纳不但拒绝参加并公开地在媒体上 “砸场” 艾肯于1947年在哈佛举办的世界上第一个重要的计算机大会,使艾肯 “丢了脸”,同时导致其本人及其研究陷入 “正统” 的边缘。


就是在这一背景之下,维纳于1947年初开始了他战后首次的欧洲之行,拜访大陆上的知名科学家,特别是正在研制数字计算机的重量级人物。他从剑桥到曼彻斯特大学,拜访了包括当时在特丁顿国家物理实验室的图灵。


此时,图灵关于计算与智能的思想开始从十多年前的 “形而下” 向 “形而上” 转化,其正在进行 “智能机器(Intelligent Machinery)” 的构想与维纳的 “目的论” 有许多不谋而合之处,这使维纳感觉 “英国的研究环境很好,完全具备新吸纳、接受其新思想的条件”。


在法国的巴黎,“维纳点燃了幸运之灯,他新科学的光芒将照亮整个欧洲大陆,甚至全世界”,原因就是一本叫《控制论Cybernetics》的专著。更令人意想不到的是:这是一次 “随机” 的酒吧聚会中的 “随机” 谈话而导致的一份 “随机” 合同所产生的 “随机” 结果,一切源自维纳循环因果论和目地论的思想。


出版《控制论》,其实就是维纳不甘心自己关于计算、通讯、信息、控制的长期研究及其一体化的思想不明不白地变成了别人的成就。然而,当时催生《控制论》的参与者除了维纳自己之外无人当真。


许多年后,维纳的传记作家注意到:维纳启程赴欧之日,“一颗明亮的彗星划过天空,轮船开前,发生了日全食”,“这种巧合的天文现象在历史记录中只出现过一次”。显然,这也是关于 “控制论” 诞生的一种“形而上”的描述手法。

 

控制论到底是什么?


控制论到底是什么?维纳书名的副标题是:动物和机器之间的控制与通信。这部被《科学美国人》称为20世纪 “最值得纪念、最有影响力” 的科学著作,不是源自技术,而是生物学。


维纳把莱布尼茨和麦克斯韦作为其主要先驱,特别是把莱布尼茨尊为 “控制论的守护神”,同时还感谢了布什、李郁荣、麦卡洛克、皮茨、图灵、艾肯、冯·诺依曼和香浓,其中特别说明1940年秋,他向布什提交的关于数字计算机 “五项原则” 备忘录之远见性。


维纳认为Cybernetics就是关于“目地论机制(Teleology Mechanisms)的研究”。然而,就是今天,对于《控制论》这本“形而上”的学术著作,还是没有人可以弄清它到底说了什么?什么是 “目地论机制”?值得高兴的是,维纳的思想引发了更多的 “形而下” 和 “形而上” 的研究和想象,其中之一就是时下的 “元宇宙”。


不得不承认,这一切很大程度上归功于维纳为其 “形而上” 思想所创造的名字:Cybernetics。遗憾的是,一旦翻译成中文,控制论这个英文词的许多 “形而上” 的魅力也消失了,原本大脑机械化或智能自动化的核心意思也不见了。总之,赛博(Cyber)变成 “控制”,让许多引人入胜的想象力顿失。


控制论从思想转向技术的第一部重要学术著作,是1954年钱学森在美发表的《工程控制论》,把维纳《控制论》副标题 “动物与机器之间的控制与通信” 中的第一个技术词语 “控制” 做实,结果一段时间几乎使控制论在美国成为控制(Control)的同名词,在中国许多人今天还是这样认为。


更有人希望将控制论尽快付诸行动,推出了一个新词 “Cybernation”,就是Cybernetics + Action的组合,差不多成了自动化的同义词和代名词。此外,还有迈克尔1962年的Cybemation一词。


后来,由于控制领域状态表示方法的风行和其它重大进展,传统控制力量和影响大大增强,很快控制在西方依然是Control的控制,而非Cybernetics的控制,控制论技术也逐渐式微。

 

几乎被人遗忘的李郁荣 


今天,控制与控制论密切相关,但却是两个十分不同的领域,而Cybernation则成了 “赛博化” 或基础设施自动化甚至互联通信的代名词。


例如,1998年,在美国信息高速公路计划的高潮之中,克林顿总统的科技顾问代表政府发布名为《Cybernation: 信息时代的美国基础设施 (The American Infrastructure in the Information Age)》的美国科技政策报告。其实,考虑当下的元宇宙热,不妨把Cybernation理解成Cyber + Nation:“赛博民族” 或 “赛博国家” 更直截了当。


相当程度上,把维纳《控制论》副标题 “动物与机器之间的控制与通信” 中的第二个技术词语 “通信” 做实的还是一个中国人,就是维纳在工程领域的第一位博士毕业生李郁荣。


生于澳门的李郁荣由时任MIT工学院院长的布什介绍给维纳做博士生,1930年毕业,是系统学习和研究现代通信和控制的第一位华人,其成就和名声严重不符,几乎被人遗忘。


实际上,李郁荣的工作是维纳进入工程领域的 “桥梁” 和 “通道”,这也是1936年维纳来清华任教一年的主要原因之一。因为离开了李,他在电路网络方面的思考和研究大大受挫,一筹莫展。维纳自己认为,在清华大学的一年,才是控制论思想萌芽的一年,更是让他从一位学术的学徒转为大师的关键。


其实,李郁荣随维纳学习之初十分艰难,差点博士毕不了业。尽管他和维纳的 “柔性网络(LEE-Wiener Networks)” 在当时具有革命性的突破意义,但MIT的工科教授当时的数学基础太差,就是听不懂,以致 “无人相信”! 结果虽然维纳四处推荐求助,但毕业后的李郁荣却找不到工作,只能回到中国。


维纳后来帮助李郁荣在MIT找到位置,但李郁荣和夫人因抗日战争爆发滞留上海,最后靠开古董店和当年他与维纳从AT&T得到的网络电路专利费维生。战后他们得以赴美,在MIT为推广维纳的统计通信分析理论的应用不遗余力,并在电路网络设计和综合方面成果卓然,形成当时名震世界的通信统计理论学派。


从上世纪50年代初,李郁荣连续在MIT开课办 Summer School,其讲座影响广泛,极大的促进了通信网络、计算机网络和无线网络等技术的发展。


李郁荣的学生中有许多留在MIT执教,他们都是现代控制和通信历史上赫赫有名的权威,其中两人创办了今天仍十分有名的Teledyne公司和Bose公司。博斯(Amar Bose)是斯里兰卡人,也是李的第一位博士生,他在创办的音响公司Bose的过程中得到了李从各方面的支持。


可以说,正是李郁荣的努力和结果,才为现代通信技术和工程奠定了理论和应用基础,才使维纳的理论真正用于现代通讯技术,才使我们有了今天的互联网、物联网和无处不在的无线通讯,才使我们能够从现实的角度和技术的层面去设想、讨论并享受Cyberspace, 大数据、云计算,万维网,数字孪生,镜像世界、元宇宙和平行系统。


显然,控制与通信技术为人类进一步的想像提供了物质基础,钱学森与李郁荣二位科学家都做出了开创性贡献。

 

虚拟现实 


但英文通信Communication还有另外几个重要的含义,比如传媒、人与人之间的交流、人与物之间的交互,用当下的热词差不多就是人机交互或脑机交互,为此,虚拟现实VR应运而生。


控制论问世后,引起当时美军先进武器研发中心之一的赖特-帕特森空军基地的关注,启发了一些军事和技术人员对空间和时间有了新的想法。


为了进一步厘清研发思路,1953年,基地一位将军写信邀请维纳去做一个讲座。碍于自己的社会地位和反对科学军事应用的公开立场,维纳觉得无法接受这一邀请,但内心又很想去,最后只好让博斯替他去讲。


可几周过去,博斯再没听维纳提及此事。一天见到博斯,维纳说赖特帕-特森基地那个人办事不可靠,还没联系好。又过了几天,另一位博士生见维纳在系里的信件收发室里撅着屁股翻着大邮筐,满地都是从筐里飞出来的信件。原来,维纳丢了基地的邀请信且忘了那位将军的名字。


很快,博斯从维纳秘书那里接到电话:“他刚口述了一封信,要求在地址上写:致俄亥俄州戴顿赖特-帕特森空军基地给诺伯特·维纳写信的人,我该怎么办?” 博斯告诉:“你小的时候没给圣诞老人写过信吗?就那么办。” 结果,此事再无音信,当然讲座也没有进行。


三十多年后的1984年,美军公开宣布,他们终于悟出不但改变战争形态同时也改变世界科技之空间概念的虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术,这就是赖特-帕特森基地所描述的视觉耦合机载系统模拟器(VCASS)。可惜,维纳与赖特-帕特森空军基地失之交臂,此时他已去世正整整20年了。


否则,他或许会感到自豪:尽管二战期间其控制论没有像他一直暗示的那样发挥了重大的作用,但现在,他的《控制论》终于在军事上有了不可动摇的历史地位。


虚拟现实的技术实现,进一步激发了许多作者和大众原有的对软件虚拟世界和网络空间的想象。1984年科幻小说《神经漫游者》就是一部成功的代表作,真正使艺术家们1960年代提出的 “Cyberspace” 赛博空间进入大众社会,也使赛博朋克文化走向高峰,为十年后提出“元宇宙”之名的小说《雪崩》填平道路。


虚拟现实技术传入中国之后,钱学森作了进一步的思考,在1990年的信中认为VR该叫 “灵境” 技术,无意中将虚拟现实升华,后来还指出:“灵境技术是继计算机技术革命之后的又一项技术革命。它将引发一系列震撼全世界的变革,一定是人类历史中的大事。”


钱老还于1998年专门写信给全国科技名词审定委员会办公室,再次希望用 “中国味特浓” 的 “灵境” 来命名 Virtual Reality。可惜,但一定程度上也是幸好,钱老的建议没被采纳。相信不久,世界将有以 “明镜、情境、灵境” 为体系 “中国味特浓” 的智能技术。


然而,有一种误解就是元宇宙必须依靠VR技术,其实二者是两回事。它们之间的关系,差不多就是人与时装之间的关系:人可以着时装显时尚,然而,人更可以穿其它衣服满足基本要求。否则,无论大数据多大,无论网络带宽多宽,不但5G不够,就是未来的5T(Tera,G的一千倍)甚至5P(Peta,G的百万倍)网络也无法实现元宇宙的要求。


致  谢

本稿始于2021年初某次冬季会议,夏季会议完成初稿,秋季进一步扩充,感谢王晓副研究员和王雨桐、田永林、郑文博、杨林瑶、丁文文在资料查验和文字整理上的协助。




https://blog.sciencenet.cn/blog-2374-1327498.html

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