读书笔记
2010-07-07
拖拖拉拉的花了三四天时间终于将这本形体玲珑但内容厚重的书结束了，迫不及待的跑来发泄下所得，当是对自己成功的finish了一本书的见证。这本书提到了大量令人兴奋的课题，混沌，宇宙演化，量子，纳米科技，生物工程，大脑扫描等，如书后评价所说，这本书展示了信息技术的过去、现在和将来，是每一个关心技术在未来的发展方向的人都值得一读的书。
首先借用原书的内容提要来简单介绍下这本书的主题——灵魂机器的时代。信息技术、生物工程和纳米材料是现代科技三大前沿，21世纪这三大技术将合力打造出新的智能机器，将重塑人类的大脑和躯体。本书作者大胆预测：到21世纪，人类和机器将难分彼此，人类将不再是万物之灵。电脑将比人脑有高一万倍的智能。机器不仅具有智能而且具有灵魂，将具有人类的意识、情绪和欲望；而人类身体中植入了用生物工程和纳米材料制成的电脑芯片、人造器官，将比现代人类更长寿，有更强的学习能力，更灵敏的视听觉，而虚拟现实有可能使人机发生“恋爱”。。。听起很像科幻小说，但该书的作者雷.库兹韦尔在高科技领域有杰出建树，获得了诸多荣誉，两任美国总统曾亲自为他颁奖，这些光环和成就以及本书中作者展现出的严谨的思维能力、广博的知识积累以及长久的行业经验增添了他观点的说服力，这从他对2009年的精确预测中可窥见一斑，本书写于1999年，对2009年科技的预测出奇的准确。
此书的行文是依据时间顺序：回顾过去（探寻规律，作为理论基础）——分析当下（检验理论、分析当下具备的条件）——预测未来（利用理论与条件推断未来发展趋势）。首先作者使用从宇宙的演化、人类的进化谈起，在这里要提到一个非常重要的定律，这是作者做出预测的最重要的理论基础——时间和混沌定律。这里首先要说明几个重要的概念：
1、混沌——在某个过程中发生的无序（或随机）事件的数量，在热力学中用熵表征，与此相关的是我们都很熟悉的熵增定律：一个封闭的系统里边，无序的程度必然会越来越严重。（这里让我不禁想到的中国互联网的发展，我们历来承受的无序之灾大多是由自鸣得意的封闭性规则直接导致的， 中国互联网所遭遇的建立所谓的秩序使用封闭性规则来控制信息，河蟹、审核、墙等，必然会逆反的导致更大的混乱和无序）。
2、秩序——与混沌对应的概念，本文中作者这样定义秩序，秩序是适合目的的信息，其多寡就是看信息符合目的的程度。用大胡子爷爷的话说，混沌与秩序是对立统一。
3、时间——时间的流动就是用来衡量速度的坐标，但它本身也具有速度而且会不可思议的变化（相对论）。时间的本质在于它总是以指数方式变化，或者以几何级数加速或减速，宇宙起初三个阶段总共只花了十亿分之一秒，而接着发生的宇宙演化的汇总大时间花了几十亿年时间。在风平浪静没有多少事情发生时间才呈线性方式推进，这部分几乎等于整个过去的时间。由于时间变化的这种指数增长性质，某些事件的发展极为缓慢需要极长一段时间，然而已进入突变期(拐点），事件就会以越来越迅猛的步伐突然发生，而这将是我们在21世纪要经历到的。
4、进化——进化的核心是在混沌中向日趋复杂的秩序进化，宇宙混沌度增加有利于演化过程创造更复杂有序的生存方式。
配角一一亮相后，主角登场——时间与混沌定律，作者给出的定义是：在一个特定的进化过程中，发生重大事件（指那种会改变进化过程的性质，或对进化结果造成重大影响的事件）的间隔时间随着混乱程度的高低而增减。这个定律可以分解为以下两个定律：
1、混沌递增定律：倘若混沌以指数方式递增，那么进化的速度就以指数方式下降（获得突破的时间间隔将会变得越长）。书中作者将此定律应用于两个方面来做解释：a、应用于宇宙演化——宇宙是从无中生有，从一个奇点开始，无所谓混沌，因此刚开始的演化过程极为快速，然而随着规模的日益扩张混沌急剧攀升，演化的脚步放慢；b、应用于生命进化——生命的孕育源自一个单细胞，但在发育的过程中朝向更大的多元化和无序发展，因此发生重大事件的时间间隔越来越长，如同孩童时期我们的变化飞速，但成年后则可能数十年如一日。
2、收益递增定律——当秩序已指数方式增加时，那么时间也将以指数方式加速（发生重大事件的间隔时间大幅度缩短）。a、应用于任何进化——进化过程本身并非一个封闭系统，而是从大环境中汲取混沌从而朝向多元化方向推进，在进化过程中秩序呈指数增长，进化的速度通过秩序增长而加快，时间也呈指数方式加速，而在这过程中有价值的产品也加速增长。b、应用于生命进化——生物圈出现重大变迁（如出现新物种）所需的时间一指数方式锐减。c、应用于科技发展——科学技术的发展本质上也是一种进化过程，而且是生命演化的一种延续，根据此规律，产品出现重大突破所需要的时间将越来越短，科技所带来的实际收益呈指数增长（这里大家可能会想到IT领域著名的摩尔定律，就是一样的原理，知识收益递增定律运用范围跟广）。
有了这个理论作为基础，作者开始了对他作出的判断“机器智能将超过人类智能”进行论证，主要论据总结一下有以下几点：
1、根据收益递增规律，下个进化阶段的时间单位应该是千年，这对以DNA为基础的进化似乎仓促了点，由此，此阶段的进化必定是有人类智慧自身创造的。上一阶段的进化成果常成为下个阶段进化的发动机 ——利用人类智慧打造智能机器。
2、人类自身的限制—— 人脑在速度、准确性、容量和共享知识能力上都不及机器，神经细胞的设计和结构如此复杂多半是为了维持神经细胞的生命过程并且不直接与它处理信息的方式相关。
3、技术的发展—— 技术的出现时地球上智能生物进化史上的一个里程碑，代表着生物有了一种新的进化手段来记载它的进化过程，下一个里程碑将是让技术自己创造下一代的技术而不需人为的干预，两个者相隔几万年。
4、对智能的解读——智能是满足目的，效率，效能，优化，准确地选择有关信息熟练而有目的地消除冗余，模式识别能力。构成“智能”基础的完整体系——
A. 三个核心公式
a、递归搜索——仔细的陈述问题（通过大量各种可能性的逻辑组合搜索合适方式）和选择——适用于游戏规则清楚，目标明确的问题
b、自组织神经网络——自组织，反馈与学习，模式识别（心理活动主要依赖能力）——适用于需要并行处理的复杂的问题
c、在竞争中反复较量不断进步的遗传算法——模拟人类进化过程，物竞天择，优胜劣汰——擅长处理具有许多变量的问题，用于推算出精确的分析性的解决方法
B. 知识—— 学习环境与基本法则,知识开始于简单的范式，而最终因其积累过程与混沌的现实世界的交互作用变得详尽和复杂——智能的源泉
C. 计算——记忆和解决问题的能力, 并行处理能力(人脑的优势，神经连接运算，强大思维能力来源，模式识别能力，右脑），运算介质速度(计算机优胜，电子光子电路快于神经回路）
5、计算机的有前景的发展方向：光子（高速同步大规模并行运算，但无法编程），生物机制运算DNA计算（自其我复制，逻辑搜索），立体三维晶体（巨大存储容量），纳米管三维排列的运算原件（速度），量子计算（破译密码的理想工具）。其中量子计算非常引人注目，附上一些相关知识——
（1）Q比特——既是0又是1，基于量子机制固有的二重性与矛盾性，薛定谔的猫，有意识的从结果或现象反推观测去二重性/去相干性，量子计算机的功能取决于Q比特的链接数量
（2）关键——用量子去相干法解读答案（给出问题同时给出验证答案的方法，只有通过测试的答案才经得起验证，他都相互抵消，递归算法和遗传算法）
（3）体积——量子计算机的体积要小到原子或分子大小才能利用量子的微妙特性，不稳定，用亿万个分子的统计表现来解决单个分子不稳定性，高度冗余
（4）量子连接——随机性的超光速传递
（5）意识与量子——观察量子不确定性的意识造成量子去相干性
基于以上作者对未来进行了合理的预测，书中预测了2009、2019、2029、2099年的景象，虚拟分身，纳米集群，直接导入知识结构等等相当让人神往。当然机器智能发展过程中还存在着很多困难，例如对人类大脑功能的深层次解读（由于人类细胞的全息式和分散式分布，导致解释和探究异常困难）和基因工程基因图谱的描绘（基因信息处理机制证明有机体内攒在着纳米工程（用原子建造机器），生命的机制就是建立在这种原子层次上，有几十个原子组成的小分子就能执行解码、编码、转录信息、探测错误和纠错等功能，但基因只留给我们一套低级的目标代码，但没有提供较高级的源代码）。另外在哲学上政治上也存在着相应的问题，例如人类怎样看待机器智能，将其与人类相比置于怎样的地位，怎样面对机器智能可能带来的隐患和破坏性后果，同时反技术分子也可能随时带来动乱。
如何定义人类将是21世纪基本的政治和哲学问题，在这里我也想发表下自己的小小观点。如同人类以前在进化过程中曾有过人猿的阶段，从人猿到人，去掉了 “猿”字，而现在我们所称的机器人是否在未来也会将尾随的“人”字去掉，成为新的更高级的物种呢？我觉得评价机器智能的标准不应该只依据它能仿造人类智能的程度（当然在机器智能还在不断发展无法超越人类智能的过程中我们只能这样评价），而应该从它能适应未来变化了的环境的程度来衡量。由于人类对自然的破坏，环境的恶化是不可避免的趋势，在气候变暖、臭氧层破坏、温室效应、高紫外线强度这些恶化因素存在的未来，机器肯定比人类具有更强的生存能力，因为他们可以不需要食物不需要氧气不需要一些我们人类生存所必须依赖的东西。进化的趋势是不可逆转的，不能因为人类创造了机器就说人类一定比机器高级，人类也是猴子猿类的后代，一样超越了我们的祖先，不同的是我们是由祖先的身体结合创造的，机器是用我们的思维能力和双手创造的，相比较而言机器的进化能力更加强大快速。所以无所谓人类或机器，机器是从人类手中创造的，必然继承人类的优点，只要能将文明传承下去就是好的。作者没有对人类和智能机器的博弈给出明确的预测或观点，但用了一个非常有趣的故事：中国皇帝与象棋发明者的寓言，最后的结局到底是皇帝将江山拱手让人还是发明者丢了脑袋，是人类受控于智能机器——过分依赖，丧失决定与控制权，还是人类继续控制智能机器，少数精英控制大众，不得而知。也许未来最好的结果是人类与智能机器合二为一，成为新的物种，继续传承地球的文明，这里我突然想到变形金刚，也许那就是我们的未来，人类想象力真是太伟大了。
也到这里基本算是完结了，我所提到的还只是这本书的一小部分，都已经这样的吸引人了，希望大家有空可以去自己亲自看看，肯定会有更多不同的体验。
查字典图书网
