第三章 有心智的機器

3.1取悅有身體的機器

當馬克·波林和你握手致意時,你握住的實際上是他的腳趾頭。幾年前他在擺弄自制火箭時炸飛了手指。外科醫生們拿他的腳趾頭勉強拼湊出了一隻手,但殘疾的手還是讓他動作遲緩。

波林製造嚼食同類的機器。他的發明物往往復雜而龐大,最小號的機器人都比成人的個頭還大;最大號的那位伸直了脖子能有兩層樓那麼高。他的機器人們裝備著由活塞驅動的下顎和蒸氣鏟車那樣的胳膊,渾身洋溢著活力。

為了防止他的怪獸們散架子,波林經常要用他那隻殘疾的手費力地擰緊螺釘,這讓他感到很不便。為了加快修理速度,他在自己的臥室門外安裝了一臺頂級的工業車床,還在廚房堆滿了焊接裝置。現在,焊接他那些鋼鐵巨獸的氣動式四肢只需一兩分鐘。但是他自己的傷手還是很折磨人。他很想從機器人身上卸下一隻手來給自己安上。

波林住在舊金山市一條街道盡頭的倉庫裡。那條街是公路高架橋下的一條死衚衕。住處旁邊盡是簡陋的白鐵皮工棚,掛著汽車修理的招牌。倉庫外就是個廢品站,裡面堆滿鏽跡斑斑的報廢機器,高及鐵籬外牆,其中竟然還有一個噴氣發動機。廢品站平時總是陰森森空蕩蕩的。來給波林送信的郵遞員跳下越野車時,總要熄火鎖門。

波林自稱自己早年是個少年犯,長大後則幹些"有創意的汪達爾式街頭打砸"。即便在舊金山這個人人個性十足的地方,大家也都承認他的惡作劇水平不一般。還是10歲小孩的時候,他就用偷來的乙炔槍割掉過口香糖販賣機上的大罐子。20來歲時,他玩起了街頭藝術,給戶外廣告牌改頭換面----在深夜裡別出心裁地用噴漆把廣告上的文字塗改成政治資訊。最近,他又鬧出了一個新聞:他的前任女友報警說,他趁自己週末外出,把她的車塗滿環氧樹脂黏合劑,之後在車身、擋風玻璃等各處都粘滿了羽毛。

波林發明的裝置既是最機巧也是最具有生物屬性的機器。看看這個"迴轉利嘴機":兩個綴滿鯊魚狀利齒的鐵環在相交的軌道上瘋狂旋轉,彼此互成夾角,週而復始地"大嚼特嚼"。它可以在瞬間嚼碎一個小物體。平常它總是在啃著另一個機器人身上懸蕩著的胳膊。再來看看拱拱蟲。這個改良農具的一端安了個汽車引擎,通過曲柄帶動6組特大號的釘耙,耙地的時候一拱一拱地前行。它蠕動的方式非常低效,但卻是生物的方式。還有"一步一啄機",其機身附帶罐裝的加壓二氧化碳,用氣動的方式帶動它的鋼頭捶打地面,鑿碎路面的柏油瀝青。它好似一隻500磅重的巨型啄木鳥,發瘋似地啄著公路。"我的絕大多數機器都是世界上獨一無二的。其他神經正常的人不會去造這些對人類毫無實際用處的機器。"波林面無笑容地說道。

每年總有幾次,波林會帶著他一家子的機器舉辦一場表演。1979年的處女秀名叫"機器做愛"。秀場上,他那些古怪的機器互相踩來踏去,互相撕扯碾壓,最後不分你我,成了堆破爛。幾年後他辦的一場展示叫"無用的機械行為",延續了他把機器們解救出來,使其歸於原始形態的風格。至今為止,他舉辦了40場左右的展示,通常都是在歐洲----"因為在那兒,"他說,"不會有人控告我。"而歐洲國家對藝術的支援體系(波林稱之為藝術黑手黨)也接納這種膽大妄為的演出。

1991年,波林在舊金山鬧市區舉辦了一場機器馬戲演出。那一夜,在某高速公路立交橋下廢棄的停車場裡,數千位一襲黑皮夾克的朋客追捧者完全靠口口相傳雲集於此。在這個臨時搭建的競技場內,在耀眼的聚光燈下,十來個機甲怪獸和鐵疙瘩角鬥士們正等著用激情和蠻力幹掉對方。

這些鐵傢伙們的塊頭和精神勁兒使人想起一個形象:沒有皮膚的機械恐龍。它們通過液壓軟管驅動的骨架、鉸鏈咬合的齒輪和電纜連線的力臂來保持平衡。波林稱它們為"有機機器"。

這可不是博物館裡死氣沉沉的恐龍。它們的身體部件是波林從別的機器那裡"連偷帶借"來的,它們的動力來自廢舊的汽車引擎。它們似乎被注入了生命,在散發著灼熱的臭氧味的探照燈光束下碾壓著、翻騰著、跳躍著、衝撞著----活了起來!

那天晚上,在金屬強光照射下,離座的觀眾們癲狂不已。(特意挑選的音質粗糙的)大喇叭們不停地播放著預先錄製的工業噪聲。偶爾,刺耳的聲音會切換成電臺的電話訪談節目或電子時代的其他背景音。一聲尖利的汽笛壓住了所有刺耳的聲音----演出開始了,機器鬥士動起來了!

在接下來的一小時裡是一場混戰。一枚兩英尺長的鑽頭在一頭狀似雷龍的大傢伙的長頸一端咬了一口。這枚鑽頭形同蜜蜂的蟄針,讓你恐怖地聯想到牙醫的鑽頭。它接著又暴跳如雷地鑽進另一個機器人。"嗞----嗞----嗞----",聽得人牙根發麻。另一個發狂的傢伙----"螺絲錐投石機",則滑稽地到處亂衝,嘶嘶狂叫著撕裂路面。它是一部長10英尺,重一噸的鋼製滑車,底部是兩個鋼螺旋胎面的履帶,每個軲轆帶動一個直徑1.5英尺的螺絲錐瘋狂旋轉。它在瀝青路面上以30英里的時速四處亂竄,真是逗人喜愛。機車頂部裝有投石裝置,可以投射50磅重的爆破火焰彈。當"鑽頭"追著去蟄"螺絲錐"時,"螺絲錐"正對著一座由鋼琴搭成的塔樓大投火焰彈。

"這裡接近於受控的無政府狀態。"波林曾對他那幫完全自願的手下開玩笑說。他把自己的"公司"戲稱為生存研究實驗室(srl),一個故意讓人誤以為是公司的名稱。生存研究實驗室舉辦演出,喜歡不經官方許可,不向市鎮消防部門報告,不投保險,不做事先宣傳。他們讓觀眾坐得太近,看上去很危險----也確實危險。

一部改裝過的商用草地撒水車----它本來應在草叢裡爬行、撒水,賜予草地生命----現在卻給此地帶來一場邪惡的火焰浴。它的旋臂泵出一大圈點燃的煤油,形成熾熱的橘紅雲團。未完全燃燒的嗆人煙氣被頭頂的高速公路硬逼回來,使觀眾感到窒息。角鬥中,"螺絲錐"不小心踢翻了"地獄花灑"的燃料箱,使它不得不結束了自己的使命。"噴火器"立刻點火補上了空缺。"噴火器"是臺可操控的巨型鼓風機,通常用來給市中心的摩天大樓做空調鼓風。它被拴在一臺馬克型卡車發動機上。發動機帶動巨大的風扇從55加侖的桶裡把柴油燃料泵到空氣中。炭弧火花點燃油氣混合物,吐出長達50英尺的亮黃黃的火舌,烘烤著由20架鋼琴疊起的塔樓。

波林可以通過一部模型飛機用的無線遙控手柄來操控火龍。他把"噴火器"的噴嘴轉向觀眾,觀眾急忙躲避。即便在50英尺遠的地方,都能感到撲面的熱浪。"你明白是怎麼回事了吧,"波林後來說道,"缺了掠食者,生態鏈就不穩定了。這些觀眾的生活裡沒有天敵,那麼,就讓這些機器充當掠食者吧。它們的任務就是給文明社會突降些掠食者。"

生存研究實驗室的機器們相當複雜,而且愈演愈烈。波林總是忙於孵化新型機器以使馬戲團的生態系統保持不斷進化。他常給老型號升級新式肢體。他可能換掉"螺絲錐"的電鋸,代之以龍蝦似的一對大鐵螯,也可能給身高25英尺的"大坨塔"的胳膊焊上一把噴火槍。有時候他還搞雜交,把兩個大傢伙的部件對調一下。在其餘的時間裡他則忙著為新玩意兒接生。最近的一次秀場上,他推出了4只新寵物:一臺行動式閃電機,對著近旁的機器武士噴吐出9英尺長劈啪作響的藍色閃電;一隻由噴氣機引擎發動的120分貝汽笛;一門軍用的電磁軌道炮,發射時速200英里的熱熔鐵疙瘩,彗星般的火球在空中爆裂開,變成燃燒的毛毛細雨灑落下來;還有一門先進的遠端視在人機一體加農炮,戴著虛擬視鏡的操控者轉動自己的腦袋盯住目標就可調整炮口的瞄準方向,而炮彈是塞滿雷管炸藥和混凝土的啤酒罐。

這些表演既然是"藝術",就難免會資金短缺:門票收入僅夠應付一場演出的雜項開銷----燃料、員工的伙食以及備用件。波林坦承,他用來拆配成新怪獸的一些機器原型是偷來的。一位生存研究實驗室的成員說,他們樂於在歐洲一直演出下去是因為那裡有很多"可求之物"。什麼是"可求之物"?"容易得到的,容易解救的,或不花錢拿來的東西。"除此之外的原材料則是從軍隊過剩的部件中揀選出來的。波林以65美元一磅的價錢從那些縮減規模的軍事基地裡一車車買回來。他還從那裡搜刮來不少機床、潛艇部件、稀奇古怪的馬達、罕見的電子器件、粗鋼,甚至還有價值10萬美元的備件。"要在10年前這些東西可值錢了,關乎著國家安全。可是忽然之間就成了沒用的廢品。我對它們進行改造,實際上是讓這些機器改邪歸正----它們過去從事的是'有價值的'毀滅性工作,如今則做些毫無用處的破壞。"

幾年前,波林做了一個會在地板上疾爬的蟹形機器生物。一隻驚慌失措的小豚鼠被鎖在一個滿是開關的小座艙裡充當駕駛員。做這麼一隻生物機器並非要蓄意表現殘忍。這個創意是為了探究有機體和機器趨合的可能。生存研究實驗室的發明常常會把高速運轉的重金屬物體和柔軟的生物體結合起來。啟動後,這隻小豚鼠生物機器搖搖擺擺,左衝右突。在一場亂鬨鬨、處於受控無政府狀態的演出中,幾乎沒人會注意到它。波林說:"這種機器生物幾乎不能操控且毫無用處,但我們所需要的就是這種程度的控制。"

在舊金山新現代藝術館的開工典禮上,主辦方邀請波林在市中心的空地上集中展示他的機器家族,以"在大白天創造幾分鐘的幻覺"。他的"衝擊波加農炮"率先出場發射空炮。你甚至能看到由炮口衍展開來的空氣衝擊波。幾個街區內的汽車玻璃和大樓窗戶都戰慄作響,正值高峰期的交通一度中斷。隨後"蜂群之群"隆重亮相。這是些高度及腰的圓柱形移動機器人。它們成群結隊,四處奔忙。人人都在猜蜂群會往哪裡去;任何一個蜂群都不會控制其餘的蜂群;其他蜂群也不管這個蜂群去哪兒。廣場成了這些硬梆梆的傢伙們的天下----一群失控的機器。

生存研究實驗室的最終目的是讓機器們自治。"讓它們做出些自治的行為確實很難。"波林告訴我。不過,在試圖把控制權由人轉交給機器的研究領域裡,他可是走在了很多經費充足的大學實驗室的前頭。他那些花幾百美元做出來的蜂群式創造物,是用回收的紅外線感測器和廢舊的步進電機裝配的。在製造自治蜂群機器人的暗戰中,他擊敗了麻省理工學院的機器人實驗室。

在自然孕育物與機械製造物之間的衝突中,馬克·波林無疑是後者的擁躉。他說:"機器有話要對我們說。每當我開始設計一場新的表演,我都自問,這些機器想做些什麼?比如這臺老舊的挖土機,讓我彷彿看到某個鄉下小夥子每天都開著它,在烈日下替電話公司挖溝。老挖土機厭倦了這種生活,它腰痠背痛,塵土滿面。我們找到它,問它想幹些什麼。也許它想加入我們的演出呢。我們就這樣四處奔走,去搭救那些被人廢棄,甚至已經被肢解的機器。我們必須問自己,這些機器到底想做些什麼,它們想被刷成什麼顏色?於是,我們考慮到顏色和燈光的協調。我們的表演不是為人們辦的,而是給機器辦的。我們從不關心機器該如何取悅我們。我們關心的是如何取悅它們。這就是我們的表演----為機器舉辦的表演。"

機器也需要娛樂。它們有自己的複雜性,有自己的日子要過。通過製造更加複雜的機器,我們正賦予它們自治的行為,因此它們不可避免地會產生自己的打算。"這些機器在我們為它們創造的世界裡過得自由自在。"波林對我說道,"它們的行為舉止非常自然。"

我問波林:"假使機器的表現遵循自然之道,那它們是否也有天賦萬物的權利?""那些大傢伙有很多權利,"波林說道,"我學會了尊敬它們。當其中一個大塊頭朝你走來的時候,它保有行走的權利,你就得給它讓道。這就是我尊敬它們的方式。"

如今的問題是,我們並不尊敬我們的機器人。它們被堆放在沒有窗戶的工廠裡,幹些沒人樂意乾的活。我們把機器當奴隸一樣使喚,其實本不該如此。人工智慧研究的先驅、數學家馬文·明斯基曾對那些肯傾聽的人表達過這樣的意見。他不遺餘力地鼓吹把人腦的智慧下載進計算機。而發明了文書處理技術、滑鼠和超媒體的神奇小子道葛拉斯·英格巴特,卻提倡電腦為人服務的理念。20世紀50年代,這兩位宗師曾在麻省理工學院相遇,留下一段膾炙人口的對話:

明斯基:我們要賦予機器智慧,讓它們有自我意識!

英格巴特:你要給機器做那麼多好事?那你打算給人類做點什麼呢?

那些致力於使電腦介面更友好、更人性化、更以人為本的工程師們常常會講起這個故事。而我卻固持明斯基的理念----站在製造物的一邊。人類有自己的生存之道。我們會訓練機器來伺候我們。那麼,我們打算為機器做點什麼呢?

如今,世界上工業機器人的總數已經接近100萬。然而,除了舊金山那個瘋狂的壞小子藝術家,沒有誰會問機器人想要什麼。人們認為那是可笑、不合時宜的,甚至是大不敬的。

誠然,在這上百萬的"自動裝置"中,99%的裝置只不過僅僅贏得了手臂的美名。它們是聰明的手臂,能做手臂可以做的所有事情,並且不知疲倦。不過,作為我們曾經所希望的"機器人",它們仍然既瞎且啞,並且還得靠牆上的插座養活。

除了馬克·波林的那些失控的機器人以外,今天絕大多數肌肉僵硬的自動裝置們都笨重、遲緩,而且還要靠救濟過日子----離不開持續的電力供給和人類腦力的駕馭。很難想象這些傢伙會衍生出什麼有趣的事情。即便再給它安個胳膊、幾條腿或者一個腦袋,你得到的還是一個昏昏欲睡的巨獸。

我們想要的是那個叫作羅比的機器人,是那個科幻小說中的原型機器人----一個真正自由自在、自主導航、能量自給的機器人,一個讓人大驚失色的機器人。

近來,一些實驗室的研究者們意識到,要想造出羅比,其最有效的途徑是拔掉靜態機器人身上的電源插頭,製造出"移動的機器人"。如果靜態機器人的手臂裡能完全容納下能量塊和大腦,那也許還馬馬虎虎。其實,任何機器人只要能夠做到獨立行走和獨立生存,就會更上層樓。儘管波林有些玩世不恭和多愁善感,但他所造出的機器人,屢屢打敗那些世界頂級大學所研製出來的機器人。而他所用的裝置恰恰是那些大學所擯棄的。對金屬自身侷限性和自由度的深刻理解彌補了波林沒有學位的弱點。他在製造那些有機機器的時候從不用設計圖。有一次,為了逗逗一位窮追不捨的記者,波林帶他走遍自己的工作室,翻找正在開發的跑步機器的"計劃書"。兩人費力扒拉了20分鐘("我記得上個月圖紙就在這裡來著"),最終在破舊不堪的金屬寫字檯最底下一個抽屜裡的一本1984年發黃的電話簿下面,找到一張紙。紙上是用鉛筆勾勒出的一臺機器,其實就是一張草圖,沒有任何技術說明。

"都在我腦子裡呢。我只需在金屬塊上劃劃線,就可以動手切割了。"波林拿起一塊車削精細的兩英寸厚的鋁製工件對我說。鋁塊略顯出暴龍前肢骨骼的形狀。工作臺上還有兩塊和它一模一樣的成品。他正在做第四個。這些鋁塊將來會安在一頭騾子大小的會跑的機器身上,作為其四肢的一部分。

波林的跑步機器並不真的會跑。它只是走得快一些而已,偶爾會有些踉蹌。還沒人能製做真正會跑的機器人。幾年前,波林製造出一個結構複雜的特大型四足行走機器,高12英尺,方方正正的,既不聰明也不敏捷,但它確實拖著腳慢慢地挪動了。四條樹幹粗的方柱就是它的四條腿,由巨大的變速器和雜亂的液壓管來共同驅動。如同生存研究實驗室的其他發明一樣,這頭笨拙的怪獸由一臺模型汽車的遙控器來操縱。換句話說,這頭怪獸就是一隻重達2000磅但大腦卻小如豌豆的恐龍。

儘管已在研發上投入了千萬巨資,還沒有哪位計算機高手可以擺弄出一臺靠自己的智慧穿過房間的機器。有些機器人要麼磨磨蹭蹭花上數天的時間,要麼莽莽撞撞一頭碰到傢俱上,要麼剛走完四分之三就出了故障。1990年12月,在經過了10年的努力之後,卡耐基-梅隆大學"野地機器人學中心"的研究生們終於組裝出了一臺機器人,並命名為"漫步者"。它慢慢地橫穿了整個院子,大約走了100英尺。

"漫步者"的個頭比波林的拖腳走巨物還要大,原本的研發目的是用來做遠地行星考察的。但是卡耐基-梅隆的這個龐然大物還在樣機階段就花費了納稅人幾百萬美元,而波林的拖腳走怪獸只花了幾百塊,其中三分之二買了啤酒和披薩。這位19英尺高的鐵打的"漫步者"先生重達兩噸,這還沒算它那擱在地上的沉甸甸的大腦。這臺巨大的機器在院子裡蹣跚學步,每一次邁步都要經過深思熟慮。除此之外它不幹別的。在等待了這麼久之後,能走得不被絆倒就足以讓人們感到欣慰了。"漫步者"的父母親們滿意地為它的人生第一步鼓掌喝彩。

動動六條蟹爪似的腿對"漫步者"而言是最輕鬆的事,而試圖搞清自己身處何地就太難為這個巨人了。即使只是簡單地描繪出地形,讓自己可以計算出行動的路徑,也成了"漫步者"的噩夢。它不怕走路,卻要花大量的時間考慮院子的佈局。"這肯定是個院子,"它對自己說,"這兒有些我可以走的路徑。不過,我得把它們和我腦子裡的院子地圖一一比對,然後選擇最佳的那條。""漫步者"通常要在頭腦中建立出環境的輪廓圖,然後根據這張輪廓圖來為自己導航;每走一步都要更新一次輪廓圖。中央電腦中用來管理"漫步者"的雷射成像儀、感測器、氣壓足肢、齒輪箱和電機馬達的程式長達數千行。儘管重二噸並有兩層樓那麼高,這個可憐蟲卻只靠它的頭活著。而這個頭是用一條長長的電纜連在它身上。

我們拿"漫步者"一隻大腳墊下面的小螞蟻作比較。"漫步者"好不容易才從院子這頭踱到那頭時,螞蟻已經跑了個來回。一隻螞蟻的分量,腦袋加身體才百分之一克----也就米粒那麼大點兒。它既沒有對整個院子的印象,也對自己身處何地一無所知。然而它卻能在院子裡暢行無阻,甚至想都不用想。

研發人員把"漫步者"造得粗壯碩大是為了抵禦火星上極端的嚴寒風沙環境,在火星上它不會那麼重。然而具有諷刺意味的是,由於"漫步者"的塊頭太大,這輩子無論如何去不了火星了;只有螞蟻那麼小的機器人才有希望。

用螞蟻式移動機器人來作為解決方案是羅德尼·布魯克斯的設想。這位麻省理工學院的教授覺得與其浪費時間製造一個無用的天才,還不如製造千萬個有用的白痴。他指出,往行星上派送一個自負智力的超重恐龍恐怕是飄渺無期的,而派送一大群能做事的機械蟑螂卻有可能使我們獲得更多的資訊。

布魯克斯於1989年發表了一篇論文,題為《快速、廉價、失控:一場太陽系的機器人入侵》(fast,cheapandoutofcontrol:arobotinvasionofthesolarsystem)。該論文後來被廣為引用。他在文中聲稱,"若干年內利用幾百萬只低成本小機器人入侵一顆地外行星是可能的。"他提議用一次性火箭發射一群鞋盒大小的太陽能推土機去入侵月球。派出一支由無足輕重、能力有限的機器人個體組成的軍隊,讓它們協同完成任務,並允許它們自由行動。有些士兵會死掉,大多數會繼續工作,並最終做出一些成績。這支移動機器人大軍可以用現成的部件在兩年內完成組裝,然後用最便宜的單程環月軌道火箭發射。就在別人還在為某個大笨傢伙而爭論不休的時候,布魯克斯可能早已把侵略大軍制造出來並派出去了。

國家宇航局的官員們有理由聽從布魯克斯的大膽計劃。從地球上進行遠端控制的效果不太令人滿意。一個在裂縫邊緣搖晃的機器人,需要等上一分鐘才能接到從地面站發來的指令。因此,機器人必須實現自治。一個宇航機器人不能像"漫步者"那樣,身在太空,頭在地球。它必須隨身攜帶自己的大腦,完全依靠內在邏輯和規則執行,無需與地球進行過多的通訊。它們的頭腦不必非常聰明。比方說,要在火星表面清理出一塊著陸場,移動機器人可以每天花上12小時的笨功夫去刮平一塊區域。推,推,推,保持地面平整!他們當中單拿出來任何一個,可能幹得都不是很好,但當成百個機器人進行集團化作業的時候,就能出色地清理出一片建築地基。日後,當人類的考察隊著陸時,宇航員可以讓那些依然活著的移動機器人們休息一下,並讚賞地拍拍它們的頭。

絕大多數的移動機器人會在著陸後的數月內死去。日復一日的嚴寒酷熱會使電腦晶片開裂失效。但就像螞蟻群落,單個的移動機器人是無足輕重的。和"漫步者"相比,它們被髮射到太空的費用要便宜上千倍;這樣一來,即便發射數百個小機器人,其成本也只是一個大機器人的零頭。

布魯克斯當初想入非非的主意如今已經演化為國家宇航局的正式專案。"噴氣推進實驗室"的工程師們正在創造一種微型漫遊者。這個專案剛開始的時候是想製造一個"真正的"行星漫遊者的微縮模型。但當人們逐漸認識到小尺寸及分散式的優點後,微型漫遊者本身就變成了真正的成果。國家宇航局的這個微型機器人原型看上去很光鮮:六輪行走,無線電遙控,象臺兒童沙灘車。某種意義上說它確實是輛沙灘車,不過它還是太陽能驅動和自引導的。計劃於1997年啟動的火星環境勘測任務裡,可能會有一大批這樣的微型漫遊者擔綱主角。

微型機器人可以用現成的部件快速搭建。發射它們很便宜,而且一旦成群釋放,它們就會脫離控制,無需持續的(其實可能是誤導的)管理。這種粗獷但卻實用的邏輯,完全顛覆了大多數工業設計者在設計複雜機械時採用的緩慢、精細、力圖完全掌控的解決之道。這種離經叛道的工程原理簡化成了一個口號:快速、廉價、失控。工程師們預見,遵循此道的機器人將適用於以下領域:(1)探索星球;(2)採集、開礦、收割;(3)遠端建設。

3.2快速、廉價、失控

"快速、廉價、失控"的口號最早出現在會展中工程師的胸牌上,後來羅德尼·布魯克斯將之用於自己那篇引起轟動的論文的標題中。新的邏輯帶來對機器全然不同的新視角。移動機器人群體中並沒有控制中心。他們分散在時空裡,正如一個民族穿越了歷史和大陸。大量地製造這些機器人吧,別把它們看得過於珍貴。

羅德尼·布魯克斯在澳大利亞長大成人。和別的男孩一樣,他喜歡讀科幻小說,喜歡做玩具機器人。他養成了反過來看事物的習慣,總是愛逆習常的觀念行事。他不斷進出全美各大頂尖機器人研發實驗室,追尋關於機器人的奇思異想,最後接受了麻省理工學院移動機器人研究專案負責人的終身職位。

在那裡,布魯克斯開展了一個雄心勃勃的研究生課題專案,研發更接近昆蟲而非恐龍的機器人。第一個誕生的是"阿倫"。他的頭腦儲存在旁邊的臺式電腦裡,因為當時的機器人研發者都這麼做,以獲得值得儲存的大腦。阿倫的身體具有視覺、聽覺和觸覺,它所感知到的訊號通過幾股線纜傳送到那個盛放大腦的"盒子"裡。在這些線纜上會產生太多的電子背景干擾,使布魯克斯和他的團隊倍受困擾,挫折不斷。為解決這一問題,布魯克斯換了一個又一個學生。他們查遍了各種已知的傳播介質,甚至嘗試了業餘無線電、警用對講機、手機等多種替代方案,但無論哪種方案,都無法建立不受靜電干擾又能傳輸豐富多樣訊號的連線。最後布魯克斯和學生們都發誓,不管必須把大腦設計得多麼小,下一個專案非把大腦中樞整合到機器人體內不可----這樣就再也用不著那些惹麻煩的線纜了。

因此,在製作後兩個機器人"湯姆"和"傑瑞"時,他們被迫只使用非常簡單的邏輯步驟以及短且簡單的連線。出乎意料的是,在完成簡單任務時,這種簡陋的自帶神經電路居然比大腦表現得更好。這個不大不小的收穫促使布魯克斯重新審視棄兒"阿倫"。他後來回憶道,"事實證明,阿倫的頭腦真沒起什麼作用。"

這次精簡讓布魯克斯嚐到了甜頭,並促使他繼續探索,看看機器人能傻到什麼程度但仍能做些有用的工作。最終,他得到了一種基於反射的智慧。具有這種智慧的機器人不比螞蟻更聰明,但它們和螞蟻一樣能給人以啟迪。

布魯克斯的設想在一個叫"成吉思"的機巧裝置上成形。成吉思有橄欖球大小,象只蟑螂似的。布魯克斯把他的精簡理念發揮到了極致。小成吉思有6條腿卻沒有一丁點兒可以稱為"腦"的東西。所有12個電機和21個感測器分佈在沒有中央處理器的可解耦網路上。然而這12個充當肌肉的電機和21個感測器之間的互動作用居然產生了令人驚歎的複雜性和類似生命體的行為。

成吉思的每條小細腿都在自顧自地工作,和其餘的腿毫無關係。每條腿都通過自己的一組神經元----一個微型處理器----來控制其動作。每條腿只需管好自己!對成吉思來說,走路是一個團隊合作專案,至少有6個小頭腦在工作。它體內其餘更微小的腦力則負責腿與腿之間的通訊。昆蟲學家說這正是螞蟻和蟑螂的解決之道----這些爬行昆蟲的足肢上的神經元負責為該足肢進行思考。

在機器蟑螂成吉思身上,行走通過12個馬達的集體行為而完成。每條腿上兩個馬達的起落,取決於周圍幾條腿在做什麼動作。如果它們抬起落下的次序正確的話,那麼,起步!一、二、一,一、二、一!----就"走起來"了。

這個精巧的裝置上沒有任何一部分是掌管走路的。無需藉助高階的中央控制器,控制會從底層逐漸匯聚起來。布魯克斯稱之為"自底向上的控制"。自底向上的行走,自底向上的機敏。如果折斷蟑螂的一肢,它會馬上調整步態用餘下的五肢爬行,一步不亂。這樣的轉換不是斷肢後重新學習來的;這是即時的自我重組。如果你弄廢了成吉思的一條腿,還能走的其餘5條腿會重新編組走路,就如同蟑螂一樣,輕易地找到新的步態。

布魯克斯在他的一篇論文裡首先闡述了怎樣使創造物"無知無覺"地走路的方法:

沒有所謂的中央控制器來指導身體把腳放在哪裡,或者跨過障礙時要把腿抬多高。實際上,每條腿都有權做些簡單動作,而且每條腿都能獨立判斷在不同環境下該如何行事。舉例來說,一個基本動作的意識是,"如果我是腿而且抬起來了,那麼我要落下去",而另一個基本動作的意識可描述為,"如果我是一條腿並且在向前動,得讓那5個傢伙稍微拖後一點"。這些意識獨立存在且隨時待機,一旦感知的先決條件成立就會觸發。接下來,要想開步行走,只需按順序抬起腿(這是唯一可能需要中央控制的地方)。一條腿一抬起來就會自動向前擺動,然後落下。而向前擺動的動作會觸動其餘的腿略微向後挪動一點。由於那些腿正好接地,身體就向前移動了。

一旦機器生物能在平滑表面穩步前行了,就可以增添一些其他動作使它走得更好。要讓成吉思翻越橫亙在地板上的電話簿,需要安裝一對觸鬚,用來把地面上的資訊傳遞迴第一組腿。來自觸鬚的訊號可以抑制電機的動作。此規則可能是:"如果你感覺到什麼,我就停下;不然我還接著走。"

成吉思在學會爬過障礙物的同時,其基本的行走模式卻未受到絲毫擾亂。布魯克斯藉此闡釋了一個普適的生物原則----一個神律:當某個系統能夠正常運轉時,不要擾亂它;要以它為基層來構建。在自然體系中,改良就是在現存的除錯好的系統上"打補丁"。原先的層級繼續運作,甚至不會注意到(或不必注意到)其上還有新的層級。

當你的朋友告訴你走哪條路去他家的時候,絕不會順便告誡你"千萬別撞車",即便你確實必須遵守此訓誡。他們不需要就那個低層次的目標和你溝通,因為你熟練的駕車技術早已保證那個目標會輕易實現。而走哪條路去他家就屬於高層次的活動了。

動物(在進化過程中)的學習方式與此類似。布魯克斯的移動機器人亦是如此。它們通過建立行為層級來學會穿越複雜的世界,其順序大致如下:

◎避免碰觸物體

◎無目地漫遊

◎探索世界

◎構造內在地圖

◎注意環境變化

◎規劃旅行方案

◎預見變化並相應修正方案

在碰到障礙物的時候,負責無目的漫遊的部門會毫不在意,因為負責避免碰觸物體的部門早已對此應對自如了。

布魯克斯移動機器人實驗室的研究生們製作了一個拾荒機器人,他們開心地稱它為"蒐集癖好機"----一到晚上,它就在實驗室裡四處蒐集空飲料罐。它的無目的漫遊部門讓它在每個房間裡晃來蕩去;避免碰觸部門則保證它在漫遊的時候不會磕碰上傢俱。

蒐集癖好機整晚地閒逛,直到它的攝像頭偵測到桌子上一個飲料罐形狀的物體。訊號觸動移動機器人的輪子,將其推進到飲料罐正前方。蒐集癖好機的胳膊並不需要等待中樞大腦(它也沒腦子)發出指令,就能夠通過周圍環境"瞭解"自己所處的位置。它的胳膊上連有傳遞訊號的導線,以便胳膊能夠"看"到輪子。如果它察覺,"咦,我的輪子停下了",它就知道,"我前面肯定有個飲料罐"。於是,它伸出胳膊去拿罐子。如果罐子比空罐子重,就留在桌子上;如果和空罐子一樣輕,就拿走。機器人手拿著空罐子繼續無目的地漫遊(因為有避免碰觸部門的幫助,它不會撞牆或磕到傢俱),直到偶遇一隻回收筒。這時,輪子就在回收桶前停下。傻乎乎的胳膊會"檢視"自己的手是否拿著罐子,如果是,就會扔進回收筒。如果不是,就再次在辦公室裡四處漫遊,直到發現下一個罐子為止。

這個荒唐的、"撞大運"的回收系統效率極其低下。但夜復一夜,在沒有什麼其他事好做的情況下,這個傻乎乎卻很可靠的拾荒者居然蒐集到數量可觀的鋁罐子。

如果在原有的正常工作的蒐集癖好機上新增一些新的行為方式,就能發展出更復雜的系統。複雜性就是這樣依靠疊加而不是改變其基本結構而累積起來的。最底層的行為並不會被擾亂。無目的漫遊模組一旦被除錯好,並且運轉良好,就永遠不會被改變。就算這個無目的漫遊模組妨礙了新的高階行為,其所應用的規則也只是會被抑制,而非被刪除。程式碼是永遠不變的,只是被忽略了而已。多麼官僚卻又多麼生物化的一種方式啊!

更進一步說,系統的各個部分(部門、科員、規則、行為方式)都在不出差錯地發揮作用----猶如各自獨立的系統。"避免碰觸部門"自顧自地工作,不管"拿罐子部門"在不在做事。"拿罐子部門"同樣幹自己的工作,不管"避免碰觸部門"在不在做事。青蛙的頭即便掉下來了,它的腿還會抽跳,就是這個道理。

布魯克斯為機器人設計的分散式控制結構後來被稱作"包容架構"(subsumptionarchitecture),因為更高層級的行為希望起主導作用時,需要包容較低層次的行為。

如果把國家看成一臺機器,你可以用包容架構來這麼建造:

你從鄉鎮開始。先解決鄉鎮的後勤:基本工作包括整修街道、敷設水電管道、提供照明,還要制定律法。當你有了一些運轉良好的鄉鎮,就可以設立郡縣。在保證鄉鎮正常運作的基礎上,你在郡縣的範圍內設立法院、監獄和學校,在鄉鎮的層級之上增加了一層複雜度。就算郡縣的機構消失了,也不會影響鄉鎮照常運轉。郡縣數量多了,就可以新增州的層級。州負責收稅,同時允許郡縣繼續行使其絕大部分的職權。沒有州,鄉鎮也能維持下去,雖然可能不再那麼有效率或那麼複雜。當州的數量多了,就可以新增聯邦政府。通過對州的行為做出限制並承載其層面之上的組織工作,聯邦層級包容了州的一些活動。即使聯邦政府消失了,千百個鄉鎮仍會繼續做自己的地方工作----整修街道、敷設水電管道、提供照明。但是當鄉鎮工作被州所包容,並最終被聯邦所包容時,這些鄉鎮工作就會顯示出更強大的功效。也就是說,以這種包容架構所組織起來的鄉鎮,在開展建設、實施教育、執行管理、繁榮經濟方面,都可以做得比獨自運作時好許多。美國政府的聯邦結構就是一個包容架構。

3.3眾愚成智

大腦和身體的構建方式是相同的,自下而上。與從鄉鎮開始類似,你會從簡單行為----本能或反射----開始。先生成一小段能完成簡單工作的神經迴路,接下來讓大量類似的迴路運轉起來。之後,複雜行為從一大堆有效運作的反射行為中脫穎而出,你也就此構建出第二個層級。無論第二層級生效與否,最初的層級都會繼續運作。但當第二層級設法產生一個更復雜的行為時,就把下面層級的行為包容進來了。

以下是由布魯克斯的移動機器人實驗室開發出來的一套普適分散式控制方法:

◎先做簡單的事。

◎學會準確無誤地做簡單的事。

◎在簡單任務的成果之上新增新的活動層級。

◎不要改變簡單事物。

◎讓新層級像簡單層級那樣準確無誤地工作。

◎重複以上步驟,無限類推。

這套辦法也可以作為管理任何一種複雜性的訣竅,事實上它也就是用作這個的。

你不會指望依賴一箇中心化的大腦來管理整個國家的運轉。假如你想修修家裡的下水道,還得打電話給華盛頓的聯邦下水道修理局預約,你能想象自己會攪起怎樣一連串可怕的事情嗎?

在做某件複雜的事情時----比如治理一億人口或靠兩條細細的腿走路,人們最常想到的辦法就是,按順序列出一個需要完成的任務清單,然後在中央指揮部或大腦的指令下完成這些任務。蘇聯的經濟就是按這種合乎邏輯卻又極不切合實際的方式運作的。其組織模式的內在不穩定性早在蘇聯解體之前就顯現出來了。

中樞指揮下的身體較之這種中央指令型經濟也絕好不到哪裡去。然而一直以來主流的機器人研發、人造生物、人工智慧走的都是中樞指揮的套路。那些頭腦中心論的傢伙們培育出的機器人,到現在都還沒能複雜至可以"崩潰"的程度,對此布魯克斯一點也不感到奇怪。

布魯克斯一直致力於培育沒有中樞頭腦的系統,以使系統擁有當得起"崩潰"的複雜性。在一篇論文裡,他把此類沒有中樞的智慧稱為"非理性智慧",其含義生動而微妙,語帶雙關。一方面,這種基於自下而上層累結構的智慧本身並沒有用於進行推理的機制,另一方面,這種智慧的湧現也毫無推理可遵循。

蘇聯的崩潰並非因為中央集權體制扼殺了經濟,而是因為所有由中央控制的複雜系統都僵化且不穩定。如果按中央集權控制的模式設計機構、公司、工廠、生物體、經濟、還有機器人,那它們都難以繁榮下去。

是啊,我聽見你咕噥了,作為人類,難道我沒有一箇中央大腦嗎?

人類有大腦,但它既非中央集權,也沒有所謂的中心。"認為大腦有一箇中心的想法是錯誤的,而且錯得還很離譜。"丹尼爾·丹尼特這樣斷言。丹尼特是塔夫茨大學哲學系教授,長期鼓吹意識的"功能性"視角:意識的各種功能,比如思考,都來自不司職思考的部分。爬蟲似的移動機器人所具有的半意識,就是動物和人類意識的極好樣本。據丹尼特的說法,人體內沒有一處是用來控制行為的,也沒有一處會創造"行走",沒有所謂的靈魂居所。他說:"如果你仔細看看大腦內部,會發現這是一所無人居住的空房子。"

丹尼特正在慢慢地說服很多心理學家,讓他們相信,意識是從一個由許許多多微渺而無意識的神經環路構成的分散式網路中湧現出來的。丹尼特告訴我:"舊的模式認為,大腦中存在一處中心位置,一座隱秘聖殿,一個劇場,意識都從那裡產生。也就是說,一切資訊都必須提交給一個特使,以使大腦能夠察覺這些資訊。你每次做出的有意識決定,都要在大腦峰會上得到最終確認。本能反射例外,它們是穿山而過的隧道,因而得以不參加意識峰會。

按照這種邏輯(這在腦科學領域絕對正統),丹尼特說:"一個人開口講話時,大腦裡就生成了一個語言輸出盒。由某些講話工匠編撰排版好要說的話,再放進盒子裡。講話工匠服從一個叫'概念生成者'的子系統的指示,得到一些先於語言構成的資訊。當然,概念生成者也得從某個來源獲取資訊,於是,類似的控制過程便無限地回溯下去。"

丹尼特稱這種觀念為"唯中央意圖"。想要表達的意思從大腦中央權威處層層下傳。他從語言的角度對這種觀點進行了描述----就像"有位四星上將對部隊訓話:'好了,夥計們,你們的活兒來了。我想狠啐這傢伙一頓。快找個合適的話題,再造些英語髒話,然後傳送過來。'假如說話要經過這麼一個流程,想想也覺得洩氣"。

丹尼特說,實際的情況更像是"有許多微不足道的小東西,本身並沒有什麼意義,但意義正是通過其分散式互動而湧現出來的"。一大堆分散的模組生成常常自相矛盾的原材料----這兒有一個可用的詞,那兒有一個不確定的詞。"語言就是從這樣一堆雜亂無章、不完全協調,甚至是互相競爭的詞中冒出來的。"

我們常用文學的手法來修辭講話,把它看成意識的暢流,就如同我們頭腦里正在播放新聞廣播。丹尼特說:"並沒有什麼意識之流。意識的苗頭往往是多發並存的,或者說,有許多不同的意識流,沒有哪一條是被單獨選出來的。"心理學家先驅威廉·詹姆斯在1874年寫道,"......思維在任何階段都像是一個舞臺,上演著各種併發的可能性。意識在這些可能性互相比對的過程中起起落落,選此即抑彼......"

彼此各異的思智們吵鬧著,共同形成了我們所認為的"統一的智慧"。馬文·明斯基把這稱為"心智社會"。他將其簡單形容為"你可以通過許多微小的反應建立知覺意識,每種反應自己卻都是無知無覺的"。想象一下,有很多獨立的專業機構關心各自的重要目標(或本能),諸如覓食、飲水、尋找庇護所、繁殖或自衛,這些機構共同組成了基本的大腦。拆開來看,每個機構都只有低能兒的水平,但通過錯綜複雜的層累控制,以許多不同的搭配組合有機結合起來,就能創造高難度的思維活動。明斯基著重強調,"沒有心智社會就沒有智慧。智慧從愚笨中來。"

心智社會聽起來和心智的官僚主義似乎大同小異。實際上,如果沒有進化與學習的壓力的話,頭腦中的心智社會就會流於官僚主義。然而正如丹尼特、明斯基、布魯克斯等人預想的一樣,一個複雜組織里愚鈍的個體之間總是為了獲得組織資源和組織認同而相互競爭又共存合作。競爭個體間的合作是鬆散的。明斯基認為,智慧活動產生於"幾乎各自離散的個體,為了幾乎各自獨立的目的而結合的鬆散的聯盟"。勝者留存,敗者隨時間而消逝。從這層意義上來看,頭腦並非壟斷獨裁,而是一個無情而冷酷的生態系統,在這裡,競爭孕育出自發的合作。

心智的這種微混沌特性甚至比我們所能體會的還要深刻,甚至到了讓我們的內心感到不安的程度。很有可能,心智活動實際上就是一種隨機或統計現象----等同於大數定律。這種隨機分散式鼓盪生滅的神經脈衝群落構成了智力活動的基石;即使給定一個起點,其結果也並非命中註定。沒有可重複的結局,有的只是隨機而生的結果。某個特定念頭的湧現,都需要藉助一點點運氣。

丹尼特對我坦承:"我為何痴迷於這個理論?因為當人們第一次聽到這種說法時會不禁搖頭大笑,但接著再想想,他們會覺得也許真是對的!後來隨著思考越發深入,他們意識到,哦不,這不僅有可能是對的,而且某些觀點肯定是對的!"

就像丹尼特和其他人都注意到的那樣,人類並不多見的多重人格綜合症在某種程度上源於人類意識的分散化和分散式特性。每一個人格----不論是比利還是莎莉,都共用同一群人格代理以及同一群執行者和行為模組,卻產生出顯著相異的角色。罹患多重人格障礙的病人實際上將他們人格中的某個碎片(或者說,某個群組)當作一個完整的人格表現出來了。外人永遠不知道他們在和誰交談。病人看上去缺失了一個"我"。

而我們難道不都是這樣的嗎?在生活的不同時期,在不同的心境下,我們也變換著自己的性格。當某個人被我們內心世界的另一面所傷害時,她會衝著我們尖叫:"你不是我所熟悉的你了!""我"是我們內心世界的一個籠統外延,我們以此來區分自己和他人。一旦"我"失去了"我",就會忙不迭地創設一個"我"。明斯基說,我們正是這麼做的。世上本無"我",不過是庸人自設之。

人無"我",蜂窩無"我",野獸無"我",公司無"我",家國無"我",任何活物都沒有"我"。一個活系統的"我"是一個幽靈,是不知晦朔的朝菌。它就如同億萬個水分子匯成的瞬間的漩渦,指尖輕輕一碰,便即銷餌無形。

然而須臾之際,那些分佈在低層的烏合之眾又攪起了漩渦。這個漩渦是新象,抑或是舊影?你有過瀕死體驗嗎?是感覺再世為人,還是隻感覺成熟了一點?如果本書的章節打亂次序,還會是原來這本書嗎?想想吧,想到白頭愁未解,你就明白什麼是分散式系統了。

3.4巢狀層級的優點