深度 | 数字化浪潮中谁定义了机器和人类的DNA

2016-02-20 18:02 来源:侯宏文存
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1.世界是信息的

世界的本质是物质、能量、精神还是信息?

世界是物质和能量在时间和空间中的概率分布,而这个分布就是信息,物质和能量是信息的载体。

物质与信息。我们必须通过信息器官(眼耳鼻舌身意)去了解物质,这一观点在揭示物质与信息天然联系的同时,似乎也暗示信息是物质的附庸。但最新观点则认为,物质的本质,也即此物之所以为此物之处,是关于这个物质以何种结构构成的信息,也就是其内在秩序。信息、秩序、负熵是一个意思。

生命赖负熵为食——新陈代谢的本质是,生物体成功地使自己摆脱在其存活期内所必然产生的所有熵。摄入物质的意义在于此。

能源与信息。能量与物质并列为世界的第二维的时候,信息作为第三维的地位似乎并不那么稳固。了解麦克斯韦妖的人应不作如是观。信息与能量能相互转换——如果那个小妖知道每一个分子的状态信息,就能精准地控制分子通过,保持两边的温差从而使其做功。反之,它要获取上述状态信息,必消耗某种能量或物质,否则就是永动机了。

精神与信息。有人试图将精神阐释为大脑分泌的某种物质,显然是徒劳和庸俗的,但它与信息生来亲近。精神活动是人基于认识现状对外部信息的解读、推理和决策,是人的内在记忆库与外在世界的信息握手和融合。




基于复杂系统的建模技术试图重现人脑活动过程,正是构建一个由大量相互作用的要素构成的非线性网络,而这种相互作用的本质,却正是一种信息活动。

2作为信息革命的数字化浪潮

广义地看,人类正在经历第五次信息革命,或者叫第五次与信息相关的革命。过去四次依次是语言的产生、文字的创造、造纸和印刷术的发明,以及电报、电话和电视的发明。与过去相比,第五次信息革命有两大特征:

环节前置-过去的信息革命主要是表意形式和传播载体的演进,现在却在经历信息处理效能的本质性提升。

语言、文字、印刷、电视都致力于知识的记载、传播和传承。所谓知识,是指经过加工并具备意义后的信息。在过去,只有这一过程由人完成后,广义信息技术才开始起作用。传统通讯也是如此。数字化浪潮则致力于信息加工能力的提升,不仅速度更快、处理量更大,并且从量变走向质变,机器逐步具备了认知能力。

对象延展-过去表意对象局限于思想和被认知的世界,而现在表意对象扩大到广袤无垠的客观世界,即使它暂未被认知。

信息处理效能/认知能力的提升扩张了认知空间的边界。一切都在数字化,包括自然界和人自身。尤为重要的是,随着物联网和大数据的普及,在被认知的和不被认知的两分世界之间,存在一个巨大的可认知但未被认知的世界。它像一个在数字世界垂手而立的召唤兽,一旦场景召唤便能迅速转化为认知,进而为人所用。


总之,过去的信息革命受限于人的认知空间和能力,而作为第五次信息革命的数字化浪潮提高了人的认知空间和能力,革命到信息的源头上去了。

3数字化浪潮成就信息世界

数字化浪潮并非一蹴而就,但终将成就信息世界。

数字化、网络化、智能化是数字化浪潮的三个阶段。数字化创立了数字疆域,网络化使得数字疆域快速扩张到全局,智能化为数字与实体世界融合提供指挥棒。当前我们处于网络化向智能化过渡、数据爆炸向智能爆炸过渡的阶段。

数字化使得信息的搜集、存储、处理、分发具有了前所未有的效率,从而有可能从其附着物上抽离出来,独立于实物、空间和时间而存在,逐步摆脱附庸于物质的地位。从经济角度,数字化使得零边际成本成为可能。

网络化建立无处不在的连接,迅速扩大数字世界的疆域和纵深。由于网络的自我扩散和强化,先后迎来用户爆炸、应用爆炸和数据爆炸,把隐藏在丛林里的原始部落(数字局域网)整合为书同文、车同轨、初具气象的数字世界。

数字化和网络化之后的智能化,不是指那种由人赋予并固化封装在软件中的智能,而是基于资源、场景以及用户之间的万物互联与数据爆炸、经由算法学习自主涌现、实现资源效率与用户体验双优的智能。

数字化和网络化分别将零边际成本和网络效应代入一般商业,而智能化用人的主观意图去支配上两阶段的成就,把人的主体性和智慧外化在一个数字与实体无缝融合的信息世界中。

这时,信息世界的魅力才真正显现出来。

4熵与人类命运之矢

熵是对系统无序程度的衡量。

克劳修斯创立的热力学熵经过玻尔兹曼、薛定谔、维纳、香农、普里高津等的发展,已不再仅用于描述和分析热力学系统。热力学定律即熵增定律是否可以大而化之得到宇宙热寂尚待商榷,但我们至少应该承认:

从有序到无序(熵增)是自然界的基本规律,人类社会(一种耗散系统)要持续发展就必须与这一趋势做斗争,通过不断引入负熵流以远离平衡态

熵增代表无序和混乱,熵减代表有序和发展,生物的生存和发展以外部熵增(从有序到无序)为代价。作为个体的人(以及其他有机体)汲取负熵流维持生存,而作为群体的人类社会汲取负熵流以推动文明进步(无序到有序)。

过年期间有所感,发了两条微博:

据说越来越没年味是因为大家庭越来越少。一方面人越来越多,一方面家庭越来越小,两个趋势发展的结果,在我脑海里出现的是图景是 不断扩张的寂寞沙漠,一个熵增走向热寂的过程。这意味着社会作为一个有机体,要在宗法血缘关系之外,寻找新的秩序以维持社会不至于崩溃。在国外可能是宗教,在国内会是什么呢?

几千年来构建起的人类社会,是否会如经受时光洗礼的大厦一般,受熵增自然规律的支配,被风化侵蚀直至坍塌成一堆沙砾随风而去?这一直是人类命运的大恐怖。

幸好建筑物是无机体,而人类社会却好似有机体,是一种在远离平衡态建立稳态的开放非线性系统,即所谓的耗散结构。通过不断汲取外界的负熵流对抗熵增过程,它的发展虽然受外部条件突变的影响有所涨落,但总体维持了有序程度增加的趋势。

显然而强大的负熵源是太阳。这一点对于地球上所有物种都是平等的。但对于人类社会这一有机体而言,要维持其不断繁衍、不断高级化、有序化的发展,对负熵的消耗要远远高于其他物种,这就要求在获取负熵流的方式方法上不断突破。

在这个意义上,原始社会、农业社会、工业社会的生产力发展就是获取和利用负熵流方式的发展。上一个时代的负熵流获取方式无法支撑下一个社会形态有序程度的实现。现在面临的问题就在于,工业社会获取负熵流的方式难以为继。

称工业社会为能量社会可能更名符其实,因为能量转换是其发展的一贯动力。能量固然守恒,却有可用不可用之分,且总是从可用往不可用转化。工业化在短短几百年的时间里消耗了几亿年地球沉积的能源,其副产品或称污染,实质上是各种能源(可用能量)被汲取掉负熵之后形成的熵增(不可用能量),已构成对人类生存和发展的威胁。

并非能源枯竭那么简单,而是进入了恶性循环。越来越多原本可用的能源“自发”地变得不可用。比如,温室气体会降低地球吸收太阳能的效率,不可降解的污染物会让土壤和水变得不再可用。

太阳辉煌如昨,但人类发展的前途日见局促。我们不仅要应对能源短缺的现实问题,还要不断输入负熵以抵抗能源消耗形成的熵增,然后还需进一步输入负熵流以推进人类文明持续进步

解决方案显然不能仅仅依靠新能源。那么,如果说信息社会是工业社会的下一社会形态的话,能给出何种破局方案呢?对此,我们不需凭空遐想,数字化浪潮推进到现在,已能给出现实的线索。

以蒸汽机、电力广泛应用为标志的第一次、第二次工业革命铸就了辉煌的工业文明。工业社会与农业社会的显著区别在于,越来越多的机器出现在日常生活和各行业生产中。现在,随着数字化浪潮深入推进,信息社会与工业社会的区别也非常直观了:

工业机器放大和延伸人的体力、转换外界能量为人所用,创造丰裕物质世界的同时,也带来了众所周知的难题。现在,数字化浪潮则沿着放大和延伸智力、为实体世界“注智”、创造新文明的方向发展。那么,这个区别是否有利于人类社会应对上述挑战呢?

5基于信息的负熵流

系统可以通过能量和信息两种方式从外界获取负熵。

如果工业革命的机器以Powerful为商标的话,数字化浪潮的机器则以Insightful为内核,分别是体力和脑力的放大器。前者以大量的能源为食,后者以大量的数据/信息为食,是两种社会形态下汲取负熵流的两类工具

玻尔兹曼用统计力学解释了热力学熵增的微观基础,香农也利用概率的方法来描述信息,理论上可以证明热力学熵、统计熵和信息熵的等价性。除了麦克斯韦妖的思想实验,我们可以用一个更直观的实例说明这个道理:

如果你要进门,有两个方法:1)用一枚小小的钥匙只需要使用很少的能量就可以打开它,钥匙其实就是Insight的物质载体;2)如若没有信息,我们要很大的能量才能破门而入从而达到同样的目的,这时需要的是Power

基于信息的负熵流获取方式显然更有效率,原因包括:

a.能源转换率几十年翻一番,数据处理单位成本则指数级下降

b.能源使用排他/稀缺,信息使用非排他/非稀缺

c.能源中间运输成本高、效率低,信息以光速低成本传播

d.能源既不能被创造也不能被消灭,信息可经由人脑创造

e.能源不具备正外部性,信息之间具备正外部性(1+1>2)

值得指出的是,负熵流的获取,无论以何种方式,都是以输出方的熵增为代价的。基于信息获取负熵流,仍不可避免地造成外部环境某种程度的熵增。人什么都不做,只是在思考,仍然会产生熵,更别提扭动钥匙多少还需要花费一些力气。但是,我们不能因此否认,用钥匙开门是一种全然不同于破门而入的方式。

从外界索取能量之路面临转折(并未终结!),从外界索取信息之路才刚刚开始。

“环节前置”和“对象延展”两大特征将提升人类基于信息获取负熵流的能力。那“可认知但未被认知的世界”就好比被大坝拦在高处的江水,是一种人为的有序状态,蕴含着惊人的潜力/势能。一旦有信息/指令输入,人为的有序就会急剧地转化为自然的无序,好比开闸泄洪那样,自身熵增的同时释放出负熵流被外界(人类)所吸收利用

目前,“肌肉巨人”纷纷给自己做“脑科手术”以跟上时代,“神经系统”也在裂变延伸到无远弗届。但我们需要意识到,人的体力是孱弱的,脑力才是人超越其他生物的奥妙所在。所以,相对于"体力放大器",对"脑力放大器"可以有更多期待,也需有更多耐心。

6信息驱动的高级智能体

信息社会如何利用信息负熵流向更有序的方向演进呢?

信息社会和生物一样,是一个高度智能的开放的非线性复杂网络。数字化和网络化为其提供源源不断的信息负熵流,在汲取负熵的过程中,社会整体涌现智能并不断进化。

基于宗法血缘的社会关系在逐步淡化,世异则事异,徒呼奈何!但抛开感情因素,无论在何种意义上,社会单元之间建立关系的途径实际上变得更多和多元了,并且这里的社会单元不仅包括个人、家庭还包括各类其他组织,也不再受限于距离和乡土。

依托高度互联的基础设施,每个社会单元的交往半径扩大、交往效率提升,个人间的、企业间的、个人与企业间的各类广义社交网络,构成万物互联时代的一个侧面。另一个侧面是个人、家庭和企业掌握的机器连接从无到有经历指数级增长。

由此,网络化把社会运转所涉的一切客体以信息为纽带连通,人类社会被改造为一个充分连通的非线性开放网络,也就是一个更“类人”的耗散系统。同时,数字化和网络化引致的数据爆炸,为人类社会整体智能的涌现和演进提供持续的信息负熵流。

这个伟大的过程类似于生物的进化。

首先,信息社会是一个由无数子系统构成的超级智能体。

人类社会一直是有机体,但并非所有有机体都具备高级智能。数字化浪潮通过构建更多回路和提升单点智能程度有望克服这一点。智能的荣光不专属于任何一个或一类节点,人工智能、机器智能、生物智能等都只是上述整体智能的一部分。我们甚至并不要求每一个节点都是智能的,但所有节点都将从整体智能受益。

其次,仿佛太阳一样,客观世界为社会提供源源不断的信息。

无尽信息素材一直附着于客观世界,但有意义的信息却不会自发涌现出来。这就好比世界上任何选择题的答案都在字母表里,但具体答案是哪个不会自行出现。必须有一种机制把那些素材转化为信息负熵流,好似光合作用转换太阳能一样。那“可知但未被认知的世界”,以及召唤兽和开闸放水的比喻,就是这样的机制。

再次,各子系统在汲取信息负熵流的过程中发生进化。

一个智能子系统要进化,对外体现出来就是信息需求的增加,从而会建立新链接。信息并不像阳光那般稀缺,但在极大的数量级上建立、管理链接和处理数据仍需要成本。因此,子系统内部结构是否能够选择最优信息、建立最优路径可能更关键。这个结构具备记忆功能,把已形成并被竞争验证的智能内化并遗传下来。

最终,大量子系统(节点)和子系统之间的链接(结构)共同进化,产生非线性放大作用,整体系统层面涌现出超级智能。该过程如何发生以及涌现出来的新特性会是什么,超出了本文范畴。但总体结果一定是信息负熵流利用水平的持续提升。

7人类的命运

人类命运,本来是人类发展和地球环境可持续的关系,前面主要是谈论这个问题。但解决这个问题的方案又为人类命运带来了新的不确定性,那就是智能机器与人的关系未来会如何发展?

本不想谈论这个问题,一是感觉扯不清楚的问题扯来扯去也没啥意义,二是正反方都仿佛价值观般捍卫其立场得罪不起。但沿着前几部分逻辑,可能存在第三个立场,万一能调和双方呢,所以还是说说罢,这节就当额外奉送。但请注意时间尺度的差异。

申明一下,以前部门开《三体》研讨会的时候,我正在外地锻炼,所以没有正经系统学习过这部巨著,但各种场合七零八落地听过各种桥段。前天给部门领导拜年,领导又说起《三体》,回来之后感觉这篇文章的立意有些微妙的变化了...

这个问题,我们要看是站在地球上看还是宇宙中看。如果在地球上看,人类最大的利益就是维持现有的统治地位,也就是说机器和人是零和博弈;如果在宇宙中看,人类最大的利益是开拓无限的星辰大海,或是防御外星文明攻击,则存在很多其他可能。

在上面的论述中,把人类社会整体视作一个超级智能体,人和机器貌似平等地充当了这个超级智能体的子系统,共同参与整体进化进程。但是,仔细分析

一方面,人确实具有非常超然的地位。

超智能网络目前还处于演进的极早期,初始状态就显得非常重要。和生命起源于偶然不同,这个超级智能起源于人自身的智能,人有机会牵引整个系统的演进方向。目前,这种牵引力就体现为智能的消费者导向。

那个召唤兽因谁的召唤而出现?开闸放水流向何处?都是流向消费者的个性化需求。用什么将信息素材转化为有意义的信息?信息处理能力只是手段,真正的核心在消费者的个人信息,信息素材与个人信息产生化学反应才能高效地转化为负熵。

一句话,人定义了其演进方向。

一方面,随着网络演化,这个地位并不确定。

复杂系统的演化终局并不依赖于初始状态。关于它的演化方向,说它会朝类人方向演进并不意味着会朝服从与人的方向演进,而更可靠的说法可能是说,它会朝着对抗熵增的方向演进,朝着转换负熵效率越来越高的方向演进。

按照事物发展螺旋上升的规律,当前消费者主导的数字化浪潮,可能真的会向相反的方向转化。我们通常说谁比你自己还了解你自己,就意味着这个谁掌握了比你自己更多的关于你的信息,智能机器很容易做到这一点。机器的学习能力强于人,智能机器比人更有能力获取更多的链接,从而更有可能成为网络核心节点。

一句话,人自己是自己的掘墓人。

这么看结论其实是很清楚的。这时,对人类命运持乐观态度的同学一定会愤怒地质疑我的前提,即,把机器和人作为对等主体来分析。

且慢反对,这个前提对你其实是有利的,只是你需要看得更远一些,从地球放眼宇宙。

我把人类社会或者人类文明视作一个生物体,人和机器其实都是其细胞。人的智能和人工智能之间的竞争,正如细胞之间存在竞争。细胞会死亡,有很多种死法...人可能会被机器杀死吗?会。但不要忧伤,所有细胞拥有同样的染色体和DNA分子即遗传信息。这是细胞竞争和物种竞争之间最大的差异。

那么,谁定义了机器和人共同的DNA,人!

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