《无所不能》：从逻辑运算到人工智能，计算机科学趣史

本章节为中国妇女出版社独家提供的限时试读章节，2021年4月24日9:00下架，阅读时机有限。

无所不能

计算塑造未来

人工智能、控制论、密码学、大数据：21世纪的计算机概念在一百年前几乎无法想象，而现在许多人相信它可以支配我们的生活。

今天的问题不在于机器人（或者说人工智能，以及新闻中提及的其他任何计算开发）侵蚀你的工作——这是不可避免的——而在于哪种工作将取代已经被侵蚀掉的工作。官方圈子的哀叹是，我们的员工缺乏“数字技能”。（这也许是因为我们在计算机革命之后就自满起来：在学校，计算机教学成为“信息和通信技术”教学。愤世嫉俗者对此颇有微词，认为这并没有比帮助老师学会如何访问电子邮件更复杂。现在，我们已经纠正了这个错误。）

经济的转型被称为第四次工业革命。世界经济论坛创始人兼主席克劳斯·施瓦布表示，我们现在正在经历第四次工业革命，其特点是“技术融合模糊了物理、数字信息系统和生物领域的界线

”。

人们十分担心机器人和人工智能会抢走饭碗。但重点是，哪些工作将取代那些被机器接管的工作。

另一种更为微妙的“机器人抢饭碗”的说法是，人工智能正在摧毁低技能的工作岗位，导致重要人群丧失了未来。社会关怀和物流角色被带有智能社会意识的机器人和自动驾驶汽车所取代的世界看上去反乌托邦，但我们能用其他更有意义的工作去取代这些工作吗？

●英国数学家G.H.哈代曾说，在世界大战的黑暗时代，“如果一门科学的发展趋向于加剧财富分配中的现有不平等，或者更直接地促进人类生活的破坏，那么就可以认为该门科学是有用的”。大多数人会对此表示抗议，但一条更重要的潜在信息是，科学研究的资金来源和目的。商业和军事开发并没有消失。人工智能深谙其中的规则，无论这些规则是公开的还是秘密的。

克劳斯·施瓦布是世界经济论坛的创始人，他声称，我们现在正处于第四次工业革命的阵痛期。

●诺伯特·维纳在1948年写道：“关于拥有巨大才能和有足够的能力贯彻政策的非人力设备及其威胁的想法并不是什么新鲜事。”他的著作《控制论：或在动物和机器中的控制与通信》以一种警示性的方式给读者讲述了关于魔法师的学徒和猴爪的故事；“所有这些故事的重点都是，魔法力量是平平无奇的；如果我们向它们索取恩惠，我们必须索取我们真正想要的，而不是我们认为自己想要的”。维纳还说：“对人类来说，不让机器从事不需要技巧的和讨厌的工作，也许是件好事，也许不是。关于此点，我也不知道答案。”

●1976年，阿尔文·托夫勒写了一本名为《未来的冲击》的书，警告人们，在一个科技变革比自身适应能力更快的世界里，人类将遭受文化冲击。他还预测，“自20世纪以来，每周工作时间减少了50%。预计到2000年，这一数字会再降一半”。技术将会使我们所有人成为“沙发土豆”的想法可能过于夸张了。

有些人不认为人工智能是一种威胁，而是一种应该被抓住的机会。支持者之一的美国作家、思想家和发明家雷·库兹韦尔认为，“GNR”（遗传学、纳米技术、机器人技术）技术的结合，将使人类能够永远存在下去，并以不同的方式（对我们来说）享受生活。库兹韦尔认为，这些领域的发展将会同时出现一个高峰——增长速度如此之快，以至于我们看不到它的发生。如果我们意识到这一点并劈波斩浪，也许这些发展都会是好事，否则也许会导致厄运和灾难。指数变化的速度太快了，以至于我们控制不了它什么时候会到达峰值；库兹韦尔称这个峰值为“奇点”。

雷·库兹韦尔是美国著名的未来主义者，也是“奇点”思想的支持者。他对人工智能在未来的作用持乐观态度。

超级大脑

人工智能尤其容易联想到智能机器——或者更确切地说，是智能算法的组合——将获得“超级智慧”，而这可能会以一种类似奇点的方式发生。超级智能不是只在某些事情上比我们做得更好（比如模式定位或搜索数据库，现有的算法已经比人类做得好得多），而是在任何事情上，因为它们不受动物本能的束缚，不会使自己困在“非理性”（或者说人性）的状态中。

有些人想知道，当那个阶段到来时，会发生什么，因为我们害怕一个超级智能的非生物实体接管的环境。

超级智能的发展可能是不可避免的。当机器发展出比人类和总体智能都优越的智能时，争论也将陷入白热化。（我们已经有了人工智能，它们在特定的、狭窄的领域中发挥着优势，尽管有关于国际银行业的阴谋论，但银行的现金流动管理系统是无法接管地球的。）

统计学家I.J.古德是艾伦·图灵的朋友和同事，也是后者布莱切利园的校友。他在1965年写道：

让我们把超智能机器定义为无论人类所有智力活动有多么聪明，这种机器都能远远超越。由于机器的设计是这些人类智力活动之一，所以一个超智能的机器可以设计出更好的机器；毫无疑问，那时将会出现“智能爆炸”，人类的智慧将被远远抛在后面。

人们对超越人类的人工智能进行了一些严肃的思考。

●英国下议院科学和技术委员会在2016年10月发布了一份报告，明确指出了围绕人工智能的一些忧虑和担忧。有些人担心自动化会导致失业，以及如果机器变得更有创造力，人类还能做什么。另一些人则担心变化的速度会很快，还担心会出现一个交叉点——一旦机器的智能变得比人类智能优越得多，它就可以迅速改进和自我调整，人类则无法阻止它们的发展势头。其他问题包括隐私的丧失、偏见、自动化武器控制不足和法律责任。另一方面，人们认为自动化可以提高生产率，并为新的、更高质量的工作提供机会。

●对人工智能开发的监管非常重要。英国下议院的报告强调，在部署新的人工系统之前，需要进行验证和确认；在新系统学会如何避开或操纵开关，以及形成管理和决策结构以前，毁灭开关的研发可以摧毁一个新系统。

●“超级智能”的交叉使用可能是不可避免的，但争论是混乱的。你可能会对其将威胁到人类的想法嗤之以鼻，因为要以某种新方式接管生产、分配和交易，需要的不仅是一个软件。活动、复制、成长——我们称之为生命的特征——似乎是先决条件。但这场争论中存在着一种威胁，即超级智能的目标可能与人类本质目标不同。这些目标可能是什么，以及它们将如何发展，都还只是猜测。也许没有算法可以用来判断另一种算法是否会变得超级智能。

●计算机是联网的。认为可以通过拔插头的方式制止超级智能是不现实的。此外，超级智能可能会“分布”于网络中：就像一群群居昆虫，每一个个体都发挥着自己的作用，从而组成一个整体。这种“超级有机体”是网络化的，它们在不同的媒介中具有不同的作用，它们的生殖行为与传统的动物模式不同。如果认为控制一个超级智能体的解决方案是拔掉插头，那就太鲁莽了。

任何超级智能机器都可能是一种智能网络，就像蚂蚁一样，在网络的不同部分扮演不同的角色。

量子危机

如果所有这些都不足以让你夜不能寐，也许其他正在急切研究中的发展，如通过量子跃迁来增加计算能力，会使你感到危机。量子计算和人工智能的结合无疑会改变机器的力量。那么什么是“量子计算”呢？

简而言之，除了作为一种理论，它还不存在。这个理论利用了亚原子粒子和光的不可思议的、反直觉的活动方式：同时处于两个位置，或者说两种状态的能力。利用这一点可以使计算机的并行处理能力大大提高。它只是连接足够的量子比特（量子位）来处理你的问题。2001年，在麻省理工学院，人们创造了一台量子计算机，它的一个分子可以通过磁共振对数字15进行因式分解。这需要12个量子位。但是，增加更多的原子来创建逻辑门组件以便处理更复杂的问题，属于尚未得到可靠解决的纳米工程问题。

麻省理工学院教授艾萨克·庄站在量子计算机前。量子计算机主要依赖于亚原子粒子同时存在于两个位置的能力。

当这一问题得到解决时，量子计算机程序员就会运行列表上的第一个算法，即“肖尔算法”。这个算法的工作就是把我们最喜欢的多项式分解时间缩短——挑战把一个非常巨大的数字分解成两个素数，以及破解RSA公钥加密系统。

如果你可以引入量子计算，那你也可以引入量子密码学，它利用了与量子力学相同的思想。这一次得益于偏振光子的特殊行为。偏振光子通常不能通过与之垂直的偏振镜，但如果事先放置一个不同角度的偏振镜，那么它就有可能通过。任何试图破解由不同偏振光子序列构成的消息的人都将不可避免地导致内容被破坏，因此除了能够从其中提取关键字串的接收者之外，任何人都不可能破解其内容。

与传统处理器不同，图中这样的量子位芯片可以同时支持两种状态（0或1）。

《无所不能》：从逻辑运算到人工智能，计算机科学趣史