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走向未来:互联网发展进化的原因究竟是什么

2016-11-12

农业工程技术·农业信息化 2016年5期
关键词:虚拟世界遗传算法注意力

当我们领略到互联网突飞猛进的发展以及它对我们的社会生活产生的重大影响之后,我们不禁开始思考,这些现象发生的本质原因是什么?

要回答这个问题,我们需要做大尺度的思考,即忽略掉大量的技术细节,用一种前瞻性的眼光看待整个互联网以及人类社会的演化。我们看到,影响互联网发展的力量无非有两种,一种是技术,另一种就是人。

从早期的ARPANET,到后来的移动互联网,每一次技术进步都无疑改革着整个互联网的生态。凯文·凯利(Kevin Kelly)曾在《技术想要什么》一书中表达出这样的观点:虽然说技术作为一个整体,具备自己的生命,但这并不意味着它可以完全脱离人类而存在。技术对于人的关系就好比人类对于大自然的关系:人可以对技术进行选择,而技术则要适应人类的需求。回顾整个技术的发展历史,我们发现,所有技术的发明都是由人类的需求刺激出来的。没有适应人类需求的技术总会被市场所淘汰。甚至就目前来看,技术创新的速度已然超越了市场的接纳和消化程度。任何一种东西如果发展过快、过剩,都意味着这种东西的贬值;与此同时,它的反面就会变得越来越重要。于是,我们认为,人而非技术才是推动互联网进化的主要因素。

注意力“能量”

然而,人无疑是这个世界上最复杂的事物了,有着太多的侧面:生理、心理、情感、性格、社会等都构成了人的重要因素。那么,究竟什么才是推动互联网进化的最主要因素呢?

让我们抛弃一切纷繁复杂的差异,追问人性中的最本质共性。这时我们会发现,人之所以为人,就是因为每个人的灵魂中都有一个正在思考问题的自我。就像著名的哲学家兼数学家笛卡儿所说的,“我思故我在”,世界上唯一可以确认的东西就是那个正在思考的我的存在。我是什么?我无非就是一段持续演进的意识流,即人的注意。于是,我们的结论就是:人类的注意力推动了整个互联网的进化。

想象这样一幅图景:人将自身的注意力投射给互联网,从而为机器世界提供着源源不断的动力;而机器则为人提供了不间断的娱乐和沉浸的服务。这幅图景恰恰与著名电影《黑客帝国》所描述的情景非常相似。

《黑客帝国》中的故事

在22世纪,机器统治了人类。它们的统治方法不是杀掉人,而是把人圈养起来。它们建造了一个大型的虚拟世界,叫Matrix。所有人都通过脑后的插孔而链接其中,并生活在这个虚拟世界里。人所看到、听到、闻到,甚至是触摸到的一切都来源于Matrix所产生的“虚假信号”。而真实的人,则变成了一个个发电机,将生物电供给机器。因此人为机器供给能量,而机器则给人提供了一个大型虚拟世界,供人们在其中醉生梦死。

虽然这是科幻电影,但这个场景一点都不陌生。我们可以换一种方式来理解“能量”:它不是实实在在的能用焦耳度量的物理能量,而是我们的注意力。那么,这幅场景其实正在发生。为了娱乐,我们将宝贵的注意力奉献给了游戏、程序、电视节目、电影等虚拟世界。想想看,一天24小时的生活,你除了睡觉、吃饭,是不是有80%~90%的时间是在面对各种各样的屏幕?当你注视这些屏幕时,你已经把你的注意力投射给了屏幕背后的机器世界,只有被你注意到的程序和应用,才会向前发展,才会更新换代。所以,事实上,注意力就是一种“能量”。如果这样理解的话,就会发现《黑客帝国》所描述的情景正在发生。而且人类贡献的注意力总量还会进一步提高,因为会有越来越多的人买手机、平板、电视,从而进入虚拟世界。如果离开虚拟世界,现代人几乎无法生活。

如果我们把计算机看成生态系统,那么每个01程序段就是一个生命体,而CPU时间就像太阳的能量一样:能够争夺到CPU时间的程序才可以完成运算,并被经常地使用,人们才有可能去改进它。反过来,没有人使用的程序,实际上是没有用的。而是什么东西决定了CPU时间的分配呢?恰恰是坐在屏幕前的人,是你的注意力。你注意到的程序才可能被使用。所以,人就像太阳,注意力就像能量,是它辐射了程序世界,促成了它们的进化,如图1所示。

图1 数字程序生态系统

一个非常有趣的小程序可以很好地说明这一点。生物学家理查德·道金斯(Richard Dawkins)在他1986年出版的著作《盲眼钟表匠》一书中提到了一个叫作“生物变形”(Biomorph)的小程序,用以展示自然选择、优胜劣汰的生物进化法则。

一群由简单编码构成的数字生物形态被绘制在屏幕上,用户可以通过鼠标点选其中一个看起来比较“顺眼”的数字生物,于是该程序就会按照遗传算法的方法模拟繁衍:将此生物的基因串复制若干份,并且在每一次复制的过程中都会以一定的概率发生变异。新产生的子代会替换掉原来屏幕上的所有生物形态而展现在玩家的面前,于是玩家再进一步选择……

遗传算法

遗传算法是一种高效的问题求解和搜索的自动化算法。它通过将计算机中的程序类比为自然界的生物体,模仿自然界中DNA串的组合和变异,对计算机中的程序进行类似的操作,并让它适应某种特定的目标,从而达到高效的寻优和问题求解。

在“生物变形”程序中,每个生物体会有一串基因编码,例如12034…,把这套编码输入给一个画图器(一个特定的计算机程序),就能在屏幕上绘制出对称的复杂生物体。不同的编码对应着不同的个体。

当某个生命体被选中后,它的遗传编码就会被复制多个,并且在复制的过程中,代码会以一定的概率发生变异。例如,母代的编码为12034,那么子代的编码有可能是22034,或者12334,这样就有可能创造出与母代相似但却略有不同的生命形态出来。多次反复地迭代下去,用户就可以通过点击鼠标而充当上帝角色,迫使生命形态逐渐演化,如图2所示。图3展示了一个被用户选择出来的生物形态进化轨迹。

图2 初始时刻,屏幕上的数字生物形态

图3 一次点选的轨迹

在该程序中,用户扮演了上帝的角色,它会对随机生成的数字生物形态进行选择。于是,在用户一系列的鼠标点选操作下,数字生物形态开始不断地改进自身,从而越来越符合用户的“审美”标准。在这个例子中,用户的点选就构成了一种“能量”的冲刷,而生命的演化则是由遗传算法的变异操作完成的。

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