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  《机器人》第七章-智力之火    3星级
《机器人》第七章-智力之火
[ 作者:[美]汉斯.莫拉维克     来源:YRobot     点击数:     更新时间:2006-9-8     文章录入:robot
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  过去的几个世纪里,物理科学很有说服力地回答了关于自然本质的许多问题,极大地增强了我们的能力,结果许多人认为它理应冠以真正知识的头衔。其他的信仰系统可能有实践其思想的社会公益事业,但根本上它们是编故事。我个人倾向于这种“物理原教旨主义”。

  然而,物理原教旨主义必须赞同笛卡儿的观点,即我们的感官所感觉到的世界是精心设计的骗局。17世纪的笛卡儿认为有存在邪恶魔鬼的可能性,它通过控制我们所有的视觉、听觉(和触觉、味觉)产生外部世界的幻觉。21世纪,物理学本身通过虚拟现实技术,将提供产生这种幻觉的手段。热衷于电脑游戏和驰骋于计算机空间的人,正把自己捆绑进虚拟现实的空间中去。在虚构的空间中,需要墨镜和衣服这些简单的限制,其基本机制与组成我们物理世界的量子场完全不同。

  今天的虚拟现实冒险家没有完全脱离物理世界;如果他们撞到实际的物体上,他们会感到很痛。当与神经系统的直接连接成为可能时,这种联系可能会变弱,或许导致老科幻小说里的瓮缸中活大脑。大脑生理上通过生命维持机制来维持,精神上通过所有神经与周围世界的模拟环境相连接。支持大脑的瓮缸可能是在事故受伤者的躯干遭到破坏无法修复之后,新躯体获取、生长或制造技术有待解决的权宜之计。

  在瓮缸中,大脑的虚拟生活仍然会受到外部施加在瓮缸上的物理、化学或电子的影响。如果大脑连同躯体完全融入模拟系统,这些物理世界的微弱联系都将消失。如果大脑遭受损伤和某些部分处于危险之中, 如躯干,那么它们可被功能相似的模拟等价物取代。一些个体,即使躯体完全破坏也能幸存于计算机模拟的虚拟世界中。

  一个模拟世界的模拟人可能是一个封闭的自我维持实体,它可能以程序的形式在计算机中存在,在某个黑暗角落里,处理数据,没有内心痛苦、欢乐、成功和失败的外在表达。模拟的事件严格按照符合模拟定义的“物理学定律”逻辑程序展开。模拟环境中的居民,经过耐心的实践和推导可能得到一些模拟定律,但不是模拟计算机的本质或客观实在。不管程序正确运行在慢、快、间歇、时间向前、向后甚至无空变化的计算机上,无论数据以电荷的形式储存在芯片、磁带中,以脉冲的形式存储在延时电路中,无论模拟量以二进制、十进制、罗马数字、紧凑的或广泛传播的形式表示,模拟的内部关系总是相同的。原理上,对模拟和被模拟之间的关系没有限制。

模拟内外

  今天的模拟,如飞机飞行和天气的模拟仿真,通过运行来提供解决方案或图象。它们通过额外的程序把模拟的内部关系表示成外部人们可观测的方便形式。有必要了解模拟软、硬件方面的表达限制。表达形式与实际情况差别太大可能使表达不切实实际或成本太高。实际限制与本身含有观察者的模拟无关,如上面提到的医疗救护。模拟中意识的居民经历他们的虚拟生活,不管局外人如何观察他们,他们能以任意方式实现。

  实现或编码一个模拟过程的目的是什么?如果某件东西通过编码和译码成为能识别的形式,那它就是可感知的。气候模拟中的变化云层或飞行器仿真的座舱视景程序,都是编码的例子。随着模拟器内部元件和外部表达的关系变得更复杂,编码的过程可能会不切实际的昂贵。但是没有明显的限制,今天不切实际的译码,在明天更强大的计算机面前,则变得可能。某些尚未发现的数学方法或许就是一个不同的译码器。如同人们把不熟悉的外来语中的语音和符号作为无用的信息而不理会,如果我们因为不能立刻理解他们而打消翻译的念头,我们应该感到惊讶。为什么不接受所有数学上可能的编码呢?不管现在还是将来是否可行, 这看起来是一种安全、开放的方法,但它引导我们进入了奇怪的领域。

  模拟的译码器就是一个在模拟进程状态和特定观察者所看视景之间的数学映射。一个小而快的译码程序比较实用。然而在数学意义上,这项工作将是巨大的查表过程,表中含有对应观察者所看视景的所有可能的模拟状态。

  因为总会有一个表,将任何特殊的形式转换成任意序列的视景观察将受到干扰,如空闲的时间消息。不光是计算机,任何事物理论上都可看作可能世界的一个模拟!我们不可能经历无限世界的无穷小的部分,然而随着我们处理数据的能力增加,越来越多潜在的部分将成为可见的。我们那超智能化后裔的理解能力将取得飞跃性进步,远远超过现在所设想的任何事情。但是,无论是否被外部看到,所有可能世界对于其中任何有意识的居民来说都是自然真实的,正如我们对于我们的世界一样。

  这种以技术和自然科学为前提的思想路线,已经不可预料地使物理实在降为派生的角色。可能的世界是真实的,而且是唯一的,这个世界内部中有意识的观察者认为确实是这样。

意识

  然而,什么是意识?近代科学以前,人们认为人类关于存在的体验来源于物理世界以外的精神机理,这种观点有着重要的地位,但作为科学假设是不成功的。自然科学仅在最近才从进化物学、人类学、神经生物学和计算机科学这些学科中开始使用此术语来称呼这一问题。

  人类意识可能是大脑社会进化的副产品。记忆、预言和信息交流机制,与那些记录实体的机制相似又有所区别,进化到分类和交流部落成员的感情。挑衅和屈服的行为如同香与臭的气味一样,为行为反应与交流符号相联系的范畴。随着语言的进化,这有可能表达有关精神和物质世界的事件。某些方面或许在进化的早期阶段,讲故事的机理与讲故事的人背道而驰,故事开始包括对讲故事的人的心理状态和外部环境的一些评论。

  我们的意识可能是描述自己的连续故事,关于我们从一时刻到另一时刻做什么和为什么做。这是一个空洞而常常又不准确的虚饰,把一大堆无意识的过程合理化。我们的意识描述的不仅是物质与大脑存在的微弱反应,而且它的存在具有纯粹的主观特性。从生理学角度看,意识仅仅是电化学中的一种形式,可能主要发生在左大脑皮层。必须运用复杂的心理解释,以翻译成可理解的故事。从内部心理上看,故事是强迫的,因为心理解释是故事必需的要素,其相互关系无意识地被讲故事的神经机制所控制。

  一方面,我们的意识可能是偶然的进化产物,以一种勉强的形式讲述着一个不可信的故事。另一方面,我们的意识是思考我们存在的唯一前提,没有它就没有信仰,没能感情,没有生命存在的体验,甚至没有万物。

存在

  现实到底是什么?模拟存在的思想是我们烦扰的思想链中的第一环。正如一个地方的文学描写可用不同的语言、措辞、印刷形式或物理媒体,对一个世界的模拟可用根本不同的数据结构、运行步骤和硬件实现。假如一个人中断一个机器的运行,把数据和程序转移到完全不同的计算机上执行,模拟的本质特性包括任何居民的智力行为,都将继续遵循模拟的物理定律。仅仅模拟外的观察者注意到,新机器是否以不同的速度、不同的顺序运行,或是否需要详细的翻译使行为有意义。

  一个模拟系统,比方说气候模拟系统,可看作一组递增地转换为其他数字的数字。多数计算机模拟系统有独立的观察程序,把内部数据翻译成外部有意义的形式,比如说云层的变化图片。然而,不管有没有这些外部的翻译或译码程序,模拟依然继续运行下去。如果一个模拟数据的含义发生变化,运行它的计算机的运行顺序将完全不同,但观察程序将产生同样的图象。对于表达方式没有多少根本性的限制,只要经过正确的解码或翻译,模拟将能以任意顺序运行。通过描述世界的剧本可电影画面中的时间流逝来理解 个世界时,一个简单的时钟即可模拟复杂世界的进化状态。甚至,时钟也是多余的,因为外部观察者能以任意速度读剧本或看电影。如果对一个模拟的解释是可有可无的,而它的核心实践不能转换,那么模拟世界从什么意义上说是存在的呢?

唯心论的宇宙

  柏拉图倡导的一个哲学范畴───数学现实主义,表明这是一个令人苦恼的无形东西。数学上的物体对象比如数字,与几何形状感官感觉的物理实体的印象一样,对抽象思想而言是丰富和一致的。对柏拉图而言,数学概念和物理实体一样是真实的,只是对于外部的感官而言不同,正如声音不能被眼睛所觉察一样。

  计算机模拟使数学现实主义变得天衣无缝。柏拉图一人的智力只能处理简单的数学对象,导致了把完美的球面与手中的大理石球进行比较的划分。计算机模拟如同智力之眼的望远镜,把智力的视觉从简单数学的领域扩展到遥远的世界,充满了生物、战争、智力及所有其他的自然现实。我们自己的世界是所想象到的抽象世界之一,以我们称之为自然定律的关系来定义,就如任何模拟是由内部规则定义的一样。物理和数学现实之间的差异是优势上的错觉:物理世界仅仅是个特殊的抽象世界,它偶然地将我们包括进去。

  柏拉图哲学在模拟上的立场像是给无形的东西装上把柄。它认为对每个过程的理解本身是一个现实。没有它,一个理解仅仅在另一个理解描述的世界上下文中有意义,依次类推,得到一个无限的回归过程。柏拉图的立场驳斥了各种对智能机器的担忧。一些批评认为,既然机器的功能完全是外部的理解,不像能提供自身判断力的人类智能,所以机器不含有智能。在模拟上,柏拉图的立场认为:组成智力的抽象关系,包含自身理解是独立存在的。一个机器人、模拟器或一本描述行为的书,正如生物大脑一样,仅仅是窥视它们的一种方式。其他的批评担心,将来机器人的行为可能像没有感官但有智能和感情的生命,会成为无意识、无头脑的怪物。柏拉图主义回应:尽管任何机械装置(包括人脑)的理解是无头脑的,仍然有其他理解允许人看到一个自我欣赏的真实智能。当一个机器人(或人)就像有信仰与感情一样行动时,如果我们选择一个“有头脑”的理解,我们与它们的关系通常是容易的。当然,当对内部进行工作时,机器人工程师(或脑外科医生)可通过切换到“无头脑的机械装置”理解里,进行最好的服务。

  柏拉图主义把机械模拟置于相同的立足点上,对于相互作用细节的精确模仿、粗略近似、电影再现、文学描述、遐想、梦甚至胡言乱语:所有这一切可理解为现实的影子;表达越详细,焦点越尖锐,使少数可选择世界的界线更模糊。但是,传统的需要书和电影记录事件的“实况”模拟世界,难道就与转化为无的模拟环境之间没有巨大的不同吗?这难道就与运行的模拟环境相互作用吗?虽然这是静态的剧本无法描述的。实际上,通过连接模拟和外部世界的解释,有意义的相互作用在两种情况下都是可能的。在交互式模拟中,观察设备不再是被动的和多余的,而是内在联系的模拟信息的双向通道。假如它们含有可能输入的剧情说明书,诸如此类的通道就能以书本和电影的形式存在。十几年前流行的“程控教学法”的文本就是这种形式,用“如果你回答A,转到56页;如果回答B,转到79页……”等指令。一些激光视盘游戏响应玩游戏的人的行为,改变图象片段,给人以交互模拟的印象。在数学上,任何交互性机制,甚至机器人或人类,都被视为正/原本对所有可能输入历史响应的严密编码。柏拉图主义认为,灵魂是所代表的抽象关系,而不是它们怎样被编码的。
这种见解的道德内涵似乎令人恐慌。如果模拟仅仅开启进入柏拉图现实的窗口,那么,机器人、人类、书本、电影和计算机模型一样,仅仅是他们本质的图象反映。虐待一个人、动物或有感情的机器人,与电子游戏或交互式书本中的野蛮行为一样坏:就一切情况而论,你正在观察先存的现实。但是,因为具有不可见的未来和无法改变的过去的单向意识理解和自然定律的神秘作用,人们作出的选择确实有结果。通过选择,我们每个人穿过各自的可能世界的迷宫,用同等真实的自己与他人的形式,回避同等替代物,选择我们必须住进的世界。

  残酷地对待大街上的行人和交互式书籍或电子游戏中的人物,这两者之间有什么不同吗?书籍和游戏仅仅通过智力对读者的未来起作用,如果经历被忘记,它们中的行为将颠倒。相比而言,自然物理行为的重要性更大,因为它们的传播结果是不可逆转的。如果过去的物理事件能轻易改变,如在一些时间旅行的故事里,如果一个人回到过去去阻止不幸的事件或行为,现实生活将获得电子游戏的精神价值。一个比较烦恼的启示是,任何封离的、被忘记的行为都有可能存在于电子游戏范畴内。超现实模拟的创造者,包含在痛苦中翻腾的个体,并没有必要比不幸人物小说的作者更邪恶。苦难早就存在于柏拉图的世界里,只是作者们很少注意到。模拟运行的重要性对于他们对观察者的影响是有限的,并可能被经历和“逃亡者”的可能性所歪曲───原则上,受折磨的智能会以数据网络或实体的形式出没于这个世界。愤怒的魔鬼所造成的潜在灾祸必作为一个道德结果。在这方面,在高分辨率的模拟中,虐待人类、智能机器人或个体人员与低分辨率或虚构小说相比,道德的重要性更大,这不是因为受苦的个体更真实───它们不是,而是因为在我们自己的未来中,出现不受欢迎的结果的可能性更大。

普遍存在

  或许这一系列思想最令人不安的内涵,是任何事可被理解为拥有抽象的属性,包括意识和智能。在有正确剧本的情况下,岩石中的原子热碰撞可通过一个复杂、具有自我意识的智能18操作实现。多奇怪,常识告诉我们,人有智能而岩石没有。但解释是含糊而不明确的。如果一个人在一天掌握一门外语,那么那天的无智能声音和弯曲的乱线可能在另一天变成有意义的思想。拉什莫尔山是岩石形成的纪念碑,还是四位总统的面像呢?口技表演者的假人是一块木头、人影,还是一个共享口技演员的身体和智力的人物呢?有时我们利用不规则的解释:加密的消息除非通过蓄意而难懂的解码,否则是无意义的乱语。人类总是使用适度多样的理解,但计算机扩大了这个范围。二战时,图灵制造了第一代电子计算机,目的是破译德国发经潜水艇的无线电码。随着我们的思想变得更强大,有用的机构和极光的美丽:我们“智能的后代”能够发现植物复杂化学行为表达的智能活动、星际云的动态关系或宇宙射线的反射。不排除特别的解码,但所有解码的组合比单个代码个数的指数次方还大,我们可能从来没有遇到无限小的部分。在无意识、混沌的岩石解码的汪洋里,岩石的智力可能永远不为我们所知。然而,那些石头智力对它们自己有意义,对它们而言,恰是我们迷失在无意义的混沌状态中。我们的本性是由我们可能理解的微小片段组成的,但数量太庞大而无法估计。

所有与一无所有

  没有选择就没有内容与意义。所有可能世界的领域,从一种观点上看是无限维的,以另外的观点看则是空洞的。书应写得尽可能简洁:生搬硬套预言性的细节成了留给读者的家庭作业。但是,即使用最密集的压缩,这也将是无法估量的一本巨著,充满了新奇与兴奋。然而,这本有趣的书是在“所有用罗马字母的书籍按照字母顺序组成的藏书馆”中被发现───整个图书馆由这个短的、令人讨厌的短语来定义。总体上,图书馆目录很少,以至于取出一本书和写一本书所耗的精力一样多。图书馆可能有从A到Z排放的标签,加上一些标点符号的分类书堆,每堆又分为类似的带有标签的子堆,子堆又分子堆,等等,无限地分下去。每个分枝点放有一本书,它的内容是到达所选择字母的书堆的顺序。任何书都能在图书馆中找到,但是要发现它,用户必须选择第一个字母,然后是第二个,第三个,正如一本按照字母顺序打印的书一样。书的内容全部取决于用户的选择;图书馆本身不提供信息。

  尽管总体上没有内容,图书馆的每本书都含有极其有趣的故事。某些书中的人物,与外部使图书馆有价值的杂乱信息隔离,能很好地欣赏、评价它们的存在。它们以一致的方式感知和理解它们自己的故事,认识它们自己的意义─── 一个关于生命秘密和存在的处方和在宇宙中发现自我的理由,而这个大而有序的宇宙是符合自然定律的,并拥有时间感觉和漫长的进化史。

  所有作为模拟过程的可能理解,与书库中所有书的内容类似。总之,它不含信息,然而每个有趣的生命和故事都可在这里面发现。

宇宙的评价

  如果我们的世界通过自我感知和自我评价能区别于广大未经检查(无法测知的)的多数可能世界,那么谁来做所有的感知和评价?人类智能可能取决于理解自身的活动是有意识的,把自己从无意义的巫毒崇拜中拯救出来,但是我们人类和其他生物群───落入一个位于黑暗角落的微小而沉闷的尘埃中,仅仅偶然和朦胧地意识到周围环境的特征和最近───认识整个可见的宇宙是绝对不充分的,这个宇宙充满了无法想象的惊奇,质量是人类的1040倍。看起来,我们目前的欣赏能力具有动画片中的简单性。

  宇宙学家约翰.巴罗(John Barrow)和蒂普勒所著的书《人类宇宙哲学原理》和蒂普勒的新书《永恒的物理学》认为,故事的关键部分在于我们的将来,那时智能的成就对宇宙的影响比缺乏判断力的简单物理学定律的影响更大。与本书的观点一致,他们认为,在将来的宇宙学中,人类产生的智能将扩展到太空,直到整个可到达的宇宙被操纵事件的智能所充斥,从量子微观到宇宙宏观,并消耗它的一些能量以回忆过去。蒂普勒和巴罗预言宇宙是封闭的:巨大的质量在将来足以以大爆炸的对立面“大坍缩”倒转现在的扩张。宇宙的智能将在坍缩中茁壮成长,或许把自身编码成宇宙背景辐射。随着坍缩的继续,辐射温度、频率和智能的发展速度增加,有更高频的波型存储信息。通过细心管理,避免产生起分离作用的“事件视界”,使用坍缩中不对称产生的“引力的剪切力”来提供能量。蒂普勒和巴罗计算出,在到奇点的时间过程中,以后的每一半时间内,宇宙智能的计算和积累的记忆将比以往的都多,因此将经历时间和思想的无穷大。当它沉思时,宇宙过去的影响会集中在它上面。信息、时间和思想足够完美再现和评价每个时刻的细节。蒂普勒和巴罗暗示的就是这个无限自我理解的永恒主观行为,有效地创造了我们的宇宙,而区别于其他沉迷于所有可能性的行为。我们确实存在,因为我们的行为最终导致了这个“欧米格点”(从阴险的古生物学家和激进的哲学家夏尔丹(Tielhard  de  Chardin)那里借来的一个术语)。

超凡的感觉

  尽管我们的眼睛和胳膊能轻松地预言能否举起石头、杠杆的运动或箭的飞行,但对于那些极度深思的古人,力学非常神秘,他们疑惑为什么石头会落地,烟雾会升起,月亮能不受干扰地运动。牛顿力学使眼睛和肌肉的智能形式化,给科学带来了一场革命,在维多利亚时代给物理世界一个满意的思维理解。20世纪,这种常识方法逐渐扩展到生物学与心理学。而此时,物理学已超出常识,因为它证明了光不符合牛顿学说,必须重写。

  在两次的打击中,空间、时间和现实直觉的观念被打碎。第一次是相对论,这个理论认为空间和时间随着观察点而变化。更严重的打击来自量子力学,它认为没有观察到的事件消散成事件波。尽管新理论正确地描述了一般力学、原子稳定性和热辐射的有限性这些重要的特征,但在概念和结论上与常识格格不入,结论直到今天还不断地受到误解和尖锐的攻击。广义相对论,对于大尺寸、大质量的宏观非常正确,然而到目前为止还没有同量子力学统一起来,而量子力学在微观、能量高度集中方面非常正确。试图得到统一理论的不完全尝试暗示着,存在超出各自理论的奇异性。

  奇异性开始于日常世界的范围之外。当一个物体从一个地方运动到另外一个地方时,常识坚持认为,它将有唯一确定的路径。量子力学不这样认为。在无法观测的过程中,运动微粒有任意的运动路线,直至被再次观测到。轨迹的不确定性表明,粒子自身处在一种干涉状态下,这种干涉是由波的传播和再结合而产生,在合拍的地方叠加,不合拍的地方相互抵消。一个光子、中子或整个原子经过有两个裂缝的屏幕发射到一排探测器上,总会不击中某个探测器,可能的原因是,经过两个裂口的波在探测器的位置处产生了抵消。

  在20世纪初的25年间,实验结果迫使不情愿的物理学家使用量子力学的观点。这个理论在描述无法观测的事物方面是简洁巧妙的,如对于像波一样传播的微粒。但当“波函数”坍缩,微粒准确地出现在可能的地方时,这个理论不能定义或准确描述观察行为。这可能发生在探测器反应时,可能发生在连接到探测器中的寄存器读数时,或仪表设备读数时,或在人们发现物理学杂志发表的结果时。

  原则上,即使不实践,坍缩点也能被确定:坍缩以前,可能性像波一样干涉;坍缩以后,可能性转化为常识的方式。小如中子的物体穿过缝隙时,产生可见的干涉图案。不幸的是,如粒子探测器或观测的物理学家用宋的杂乱大物体,将产生比原子更加细微的干涉图案,这些图案很容易被热能所扰动,而不能识别。

  对人类而言,常识比量子理论容易,每天工作的物理学家认为,坍缩会尽可能早地发生───如当一个粒子刚碰到探测器时。但是这个“尽早坍缩”的观点可能有特殊的内涵。它暗示波函数可以重复的坍缩和不坍缩,这可在微妙的实验中通过实验者一时的兴致取消测量而产生。

  如果假设坍缩会进一步发展而难以取消测量,关于这个波函数的疑问会更少。在此,随着量子实验越来越可控和微妙,结尾反向的希望就越难以实现。爱因斯坦困扰于量子力学的内涵,设计了违反直觉结果的实验,他认为实验结果能推翻这个理论。那些违反直觉的结果现在能在实验中观察到,并被用于实验的量子计算机和密码信号系统。不久,更先进的量子计算机将进行未完成的长计算。

  常识认为,当测量在实验者的意识中存在时,它是真实的。这种思想导致一些有哲学倾向的物理学家认为,意识本身是神秘的波坍缩过程,量子力学无法解释。但在名为“威格纳的朋友”的思想实验中,意识不足以引起坍缩。像有名的“薛定谔猫”,威格纳的朋友被子密封在完全隔离的围栏内,观察仅有的两种可能结果,并用心理记录结果。围栏外的威格纳仅能将他朋友的心理状态描述成叠加态。原则上,这些心理状态应干涉,当围栏打开时,根据打开的精确时间而得到这个或那个结果。威格纳然后断定,当围栏打开时,他自己的意识引起了坍缩,但他朋友的早先观察却没引起坍缩。

  假设结果直到波函数卷入世界中而难以逆转之前,具有量子力学的行为。在那个时刻,它们的行为是常规的,不引起多数实验物理学家的哲学问题。这产生了宇宙学家研究的问题,问题的范围是整个宇宙,它暗示了对于世界而言,已准备了被坍缩波函数包围的观察设备。对这些坍缩没有理论,不能为实验验证,因而完全不可能建立这个宇宙的方程。相反,宇宙学家假定整个宇宙行为像巨大的波函数按照量子理论发展,从不坍缩。但在一个“宇宙的波函数”中,每个微粒都像波一样永远地传播,怎样才能与在特殊位置发现单个粒子的个别实验一致起来呢?

多世界

  在1957年的一篇博士论文里,休.埃弗里特(Hugh Everett)给出了解个问题19的一个新回答。给定一个普遍意义上展开的波函数,而测量仪器的结构与粒子一样,像波一样传播到可能空间。他认为,如果两台仪器记录相同的事件,总体上,波函数在记录一致的地方有最大的振幅,在不一致的地方相互抵消。因此,叠加波的波峰表示了一种可能性,仪器、实验者的记忆、笔记本中的记号与粒子的下落一致,这是显然的常识。但是整个波函数含有许多这样的波峰,每一个都表示不同结果的一致形式。埃弗里特指出,除去有问题的坍缩波函数,量子力学仍然可预见常识世界,只是太多了,且都稍有不同。“非坍缩”的观点被称为量子力学的“多世界”理解。它的内涵是,每次观察像是把世界分为10100个独立的经历,这与常识决然不同,因此受到强烈的抵制。尽管宇宙学家用宇宙波函数来工作,但它与日常世界的联系已被忽视了20年。

  近来,奇妙的实验证实了量子力学关于智力弯曲的预言,包括量子计算机的发展,提高了多世界相对于传统理解的地位,而这要求飞跃时间和空间来解释观测的相关性。由埃弗里特倡导的理论,正日益发展壮大,不断向前延伸。20世纪80年代后期,詹姆斯.哈特尔(James Hartle)和默里.盖耳曼(Murray Gell-Mann)已经研究了它测量的概念和可能性。

  埃弗里特已经证明,从外部系统测量坍缩波函数的结果可能性的传统规则,与内部非坍缩的观察者所报告的相一致,因此除去了外界的需要可坍缩,增加了我们对存在多世界的意识。他并不企图表明怎样唤起那些特殊的测量规则。盖耳曼和哈特尔正在探讨这个难题。他们离最后的结论还很远,但他们的工作迄今为止已表明常识世界是多么特殊和虚幻。

  哈特尔和盖耳曼注意到,如果我们极力以可能的最小细节来观察和回忆事件───约10-30厘米,比当今可获得的任何物体都小───所有可能世界的干涉将呈现一个沸腾的混沌状态,无永久的结构,无储存记忆的安静地方,无统一的时间。对于较粗糙的观测数量级───10-15厘米,今天高能物理所能接触到的亚微观世界───许多混沌状态无法观测,多世界混合在一起,消除了广泛的可能性,只留下粒子存在和运动的形式,如果通过一个短暂的“虚”能量真空,仍然不可预料的话。因为我们的感官仍是较粗糙的,所以在大于10-5厘米的尺寸时,常见的物体有可预见的平滑轨迹。对于大于日常生活的尺寸(或哈特尔-盖耳曼的分析),我们认为有趣的事件是模糊看不见的,宇宙愈加令人厌烦,且可预测。对于最大的可能尺寸,宇宙物质被它的引力场里的负能量所抵消(当物质结合起来,尽管释放能量,引力场依然加强),总之根本无任何东西。

  目前,还没有完全的理论解释我们的存在和经历,但已有些暗示。目前,在计算机上模拟的微小宇宙经常受到邻近区域相互作用的调整规则所左右。如果相互作用较弱,模拟很快冻结在乏味的一致性上。如果较强,模拟的空间将剧烈沸腾。两个极端之间是一个狭窄的“混沌边界”,有足够的行为形成有趣的结构,也足够平静使它们持续并相互作用。具有这样边界线的宇宙经常含有使用储存信息构造其他事物的结构,包括完全或不完全地复制自身,因此满足复杂性的达尔文进化论。假如物理学本身提供一个相互作用强度的波谱,我们将发觉我们自己在混沌的流质边界上活动,这不足为怪,因为我们不可能以不动的冰和无形的火的形式活动和进化发展。

  关于哈特尔-盖耳曼波谱的怪事,不是控制相互作用强度的某些外部调节器,而是本身作为解释一部分的观察者对唯一而根本的现实不同的解释。事实上,当把观察者考虑进模拟中去时,它是我们所遇到的同种的自我解释回路。在我们所经历的世界中,我们就是我们,因为我们按照这种方式看我们自己。在相同的波函数地区,一定有其他的观察者,他们看到的事情将完全不同,对他们而言,我们是简单而无意义的噪声。

  埃弗里特的“多世界”和哲学的“可能世界”可能变得更加相似。在“多世界”的量子力学中,物理学常数有固定值。引力,如以黑洞这样的物体形式,放宽了规则,且引力的完整量子理论预言远远超出了埃弗时里特范围的可能世界,谁知道有效的细微之处在于什么?正如我们一层层撕开洋葱皮,结果可能是物理学对物质本质的限制越来越小。我们所观测到的规律性可能仅仅是一个自我反省:我们对世界的感知必须与我们的存在相一致───具有强的时间方向性、可靠性,在这个世界里复杂性能进化和持续,经验能以可靠的记忆积累,且行动的结果可预测。我们的智能后代,能够以最细微的数量级上操纵他们自己的物质和结构,很有可能超越我们现在狭隘的观念。

质问现实

  像在轻波荡漾的池塘中进化的有机生物,通过发展新陈代谢、身体结构和行为,迁移到寒冷的海洋或热气炎炎的丛林,适应于更恶劣和范围更广的环境,我们的后代可以探索发展,从我们认为远非舒适的现实领域,到任意前所未知数量的全部可能。他们的技术对于我们是没有意义的,正如自行车对于鱼一样,然而,我们或许可以伸展我们常识性的想象力,窥视这个奇异领地中不远的地方。

  光速、电荷的引力、重力的大小等物理量,对我们而言是建立万事的不变基础。但是,如果我们的存在是在所有可能世界空间中自我解释的产物,那么这个稳定性就可以反映我们自身结构微妙之处───在物理常数变化的地方,我们的生物化学功能出现故障,我们将不能在那里存在。因此,我们总能在一个世界中发现自己,这个世界的常数是使我们发挥作用所需要的。基于相同的原因,我们发现,规律已稳定地保持了很长一段时间,所以进化能积累我们许多复杂的、连锁的内部机制。

  我们设想的后代将更灵活。或许制造的智能体能适应小的变化。这样的个体可调整身体以适应略大于光速的需要,然后发现自己处在适当变化的物理宇宙中。 这将是一个单向的旅行。相识的旧实体在以前稳定的原子和化合物的分解烟火中眼看着死去。拧回调节旋钮,也不能恢复失去的生命和物质的连续性。回到古老的宇宙,一切都是正常的,熟人仅仅目击一个奇怪的“拧旋钮自杀”。诸如此类的不可逆转的离去方式在物理学中处处发生。多世界的解释以微妙的观察记录形式需要它们。广义相对论提供了动态的“事件视界”:落进黑洞的观察者看到了前所未有的宇宙世界,同时也永远地失去了用信号通知留在外面的朋友的能力。

  在不规则的世界里,常识的可靠预言不再有效,访问它对于粗糙的技术来说很可能太棘手。由于机械的波动或其他影响持久地阻挠,重新调整一个实体远比实际改变物理常数更容易。然而,一旦我们的子孙实现了对宇宙广大区域的详细了解,他们就能够做出细微的必要调节,在不同的可能性之间驰骋,或许进入了困难而又有效的比物质、空间和时间的相互关系更丰富的区域。在这个无限的空间中,我们世界范围内隐约可见的时间旅行可能仅仅标志最初和最平凡的路线。

至死不分离

  然而,我们不能按选择的方向离开这个自然世界,但当我们死的时候,我们可以计划以一种未受控制的方式离开这个世界。但在我们死之前,为什么看起来如此坚定地被锁定到物质世界简单的物理定律上?如果一个人同意所有可能的世界是同等真实的,那么这将是一个最基本的问题。人工智能程序再现神经系统的心理状态而没能模拟组成其细微的物质,还有虚拟现实具有心灵运输那样的不可思议的非物质效果, 这些都暗示我们自己的意识可以在多个可能的、不符合我们物理定律的世界中存在。我们的宇宙为什么如此坚定受物理定律的支配,这个问题用科学的方式几乎难以提出,更别说回答了。但答案可能与爱因斯坦的观察有关系,即数学描述物理世界似乎不合理。这种不合理表明自身处于似是而非的、部分实现的搜寻物理学的“万物定律”之中,也许只是一个简单的微分方程,而它的解包括了我们整个的自然宇宙和所有事物。

  在日常的闲谈中,我们更可以能发现一个特别小的数字(比方说“5”)而不是一个特别大的数字(比方说“53783425456”)。较大的数需要更多的数字同时依序排序,正是如此则更不可能。类似地,尽管我们存在于许多可能的世界之中,我们最可能在最简单的、需要最少事物的几个世界形式中发现自己。宇宙巨大的尺寸和年龄,它的物理定律,还有我们自己的长期的发展进化,可能仅仅是产生我们智能的规则最简单的工作方式。

  现在,我们的意识发现,自身取决于数万亿个细胞紧密协调,按照我们进化自然法则工作。如果这些法则如过去一样继续生效,它将以最简单的形式从一个时刻到另一个时刻连续下去。因此,在压倒性的可能性下,我们发现法则是稳定的。在所有可能宇宙的空间中,只要我们还活着,我们就被限制到相同的旧宇宙空间中。

  当我们死去,规则势必改变。当我们的大脑和肌体停止按照正常的方式活动时,通过它们的实施,这将需要极大的发明和巧合去继续解释意识。我们失去了联系物质现实的纽带,但是,在所有可能世界中的空间中,意识不可能结束。我们的意识继续以某种形式存在,我们总是在我们存在的世界中发现自身,且从不在我们不存在的世界中找自己。在我们放弃自然法则以后,我不能推测下一个能容纳我们的最简单的世界特征。开放的自然能允许我们的意识继续存在吗?我们是否发现了一个新肌体的自己,还是没有肌体?这很可能取决于我们意识的内容而不是最初的自然生命。或许我们最有可能发现自己由超智能继承者的智能重组而成,或许在梦幻般的世界(或人工智能程序)里是心理上的而不是物质上的规律占统治地位。我们的智能后代可能逐渐娴熟驾驭这个替代物。对我们来说,现在,才刚刚有点意识, 这仍然是冒险的行动。通过哈姆雷特的独白,莎士比亚的话在这仍然适用:

死了;
睡了;
睡着了也许还会做梦;
嗯,阻碍就在这儿:
因为当我们摆脱了这一具朽腐的皮囊以后,
在那死的睡眠里,究竟将要做些什么,
那不能不使我们踌躇顾虑。
人们甘心久困于患难之中,也就是为了解个缘故;
谁愿意忍受人世的鞭挞和讥嘲、压迫者的凌辱、
傲慢者的冷眼、被轻蔑的爱情的惨痛、法律的迁延、
官吏的横暴和费尽辛勤所换来的小人的鄙视,
要是他只要用一柄小小的刀子,就可以清算他自己的一生?
谁愿意负着这样的重担,在烦劳的生命的压迫下呻吟流汗,
倘不是因为惧怕不可知的死后,
惧怕那从来不曾有一个旅人回来过的神秘之国,
是它迷惑了我们的意志,使我们宁愿忍受目前的折磨,
不敢向我们所不知道的痛苦飞去?
这样,重重的顾虑使我们全变成了懦夫,
决心的赤热的光彩,
被审慎的思维盖上了一层灰色,
伟大的事业在这一种考虑之下,也会逆流而退,
失去了行动的意义。

[注释]

1. Stephen Jay Gould,2. Times Arrow,3. Time’s Cycle:Myth and Metaphor in the Discovery of Geological Time (Jerusalem-Harvard Lectrues),4. Harvard,5. 1987.
6. Bob Connolly and Robin Anderson,7. First Contact (motion picture) produced in association with The Institute of Papua New Guinea Studies,8. New York:Filmmakers Library,9. 1984.
10. Richard Dawkins,11. The Selfish Gene,12. 2nd edition,13. Oxford,14. 1989.
15. Robin I.M.Dunbar,16. Grooming,17. Gossip,18. and the Evolution of Language,19. Harvard 1997.
20. Norbert Wiener,21. Cybernetics: Or Control and Communication in Animal and the Machine,22. 2nd edition,23. MIT,24. 1965.
25. W.Grey Walter,26. The Living Brain,27. Norton,28. 1963.
29. Bertram Raphael,30. The Thinking Computer: Mind inside Matter,31. Freeman,32. 1976.
33. 美国车防部高级研究计划署(the Defense Advanced Research Projects Agency,34. DARPA)是在苏联1957年发射第一颗人造地球卫星的背景下成立的,35. 目的是给某些技术发现与研究提供资金,36. 它是20世纪60年代和20世纪70年代人工智能主要的资助者,37. 现仍为其重要的经费来源。
38. D.J. Goldhaber-Gordon,39. M.S. Montemerlo,40. J.C. Lover,41. G.J.Opiteck,42. and J.C.Ellenbogen,43. Overview of Nanoelectronic Devices,44. Proceedings of the IEEE,45. April1997.
46. 1996年10月和11月,47. 威廉.麦丘恩(William McCune)的程序EQP发现了“鲁宾斯猜测”的两个证据,48. 即布尔代数的公理。程序建立在25年之久的计算机定理证明工作基础之上。详细结果可见:William McCune,49. “Solution of the Robbins Problem”,50. Journal of Automated Reasoning,51. 1997.
52. 爱因斯坦提出的广义相对论因其为线性方程而53. 与电磁解的非线性微分方程组。狭义相对论因其为线性方程而54. 与电磁学很好的统一成量子电动力学理论,而55. 广义相对论因其非线性而56. 未能与量子力学统一起来。1989年,57. 阿什泰克(Abhay Ashtekar)结合量子力学对爱因斯坦方程组做了线性化。出乎意料,58. 两者结合推出了一种特殊的时空拓扑结构。与广义相对论描述的光滑连续集合不同,59. 量化的理论描述的时空由许多在10-33厘米的普朗克数量级上的闭环组成。接下来的工作表明,60. 这个“环变量”理论暗示,61. 体积和面积在普朗克数量级上是量子化的。20世纪90年代,62. 这个理论与数学的结理论以及其他的基本理论相结合。尽管所描述的时空结构特别奇异,63. 但已开始变得越来越清晰。
64. 目前能达到的能量的反应还不65. 能简单地把单一的原子裂变成光子───光子与中子总数保持不66. 变。然而,67. 通过与反物质结合,68. 原子能转化为光子。反光子和反中子是带负电荷的光子和中子,69. 因此它们在物质/反物质对中总数为零,70. 湮没前后数量不71. 发生变化。在更高的能量条件下,72. 中子与光子数有可能发生改变。根据霍73. 金的理论,74. 黑洞就像一个巨大的基本粒子,75. 有质量、自旋和电荷。光子或中子会被黑洞吞没而76. 无法鉴别。当后来放射相应的能量时,77. 黑洞是以霍78. 金热辐射的形式进行的,79. 更大的黑洞主要由光子组成。更先进的技术有可能控制这样变化方式。
80. Jacob Bekenstein and Marcelo Schiffer,81. “Quantum Limitations on the Storage and Transmission of Information,82. ”International Journal of Modern Physics V1,83. pp.355-433,84. 1990.
85. 娱乐节目,86. 尽管比我们现在上演的任何历史剧或模仿好得多得多,87. 最初可能是不88. 完美的和不89. 确定的。随着观察的线索和智能推理能力的增加,90. 逼真将得到提高。即使带有不91. 确定性,92. 高逼真度可通过再现不93. 确定下的所有可能性得以实现───实际上,94. 这种假设条件下的模仿可能是清除可能世界的部分推断过程,95. 任何模仿产生的与自然观察相悖的结果,96. 不97. 管有多么小,98. 可作为可能性被排除掉。随着对过去世界的推断越来越多,99. 必须模仿的可能性范围将缩小,100. 模仿的工作也变得越容易。
101. Kip S. Thorne,102. Black Holes and Time Warps: Einstein’s Outrageous Legacy,103. W.W.Norton,104. 1995.
105. 一个非常明显的例外是“波函数坍缩”假设,106. 传统上被援引去解释量子力学的测量过程。在测量之间,107. 编码一个系统所有可能状态的波函数以确定的逆时序方式发展。当进行一个测量时,108. 波函数似乎要“坍缩破坏”。其中一种可能性正好被观察到。自从提出了这种思想,109. 破坏怎样发生以及何时发生就一直为人们所争论。没有数学指110. 出破坏的真正原因,111. 没有特别的事件安排解释每个可能的实验结果。实际上,112. 对于那些宇宙学家,113. 认为整个宇宙的波函数在任何时刻和任何地方都会发生坍缩的论点是站不114. 住脚的,115. 因为这将搞乱整个宇宙的发展。1957年休.埃弗时里特三世(Hugh Everett III)说明了,116. 对特殊的观察者而117. 言,118. 一个永不119. 坍缩的波函数好像坍缩了,120. 以一种和谐的节拍消除了所有的坍缩问题。尽管它的最大优点在于清楚地解释了所有实验的观察,121. 那一代的物理学家仍不122. 接受埃弗里特的“相对状态”解释,123. 因为他们发现它的含意与直觉是相抵触的。然而,124. 这在新一代的物理学家中很快得到了普及。埃弗里特的非坍缩波函数是完全逆时序的,125. 这个问题将在每七章做进一步阐述。
126. David Deutsch,127. The Fabric of Reality: The Science of Parallel Universes and Its Implications,128. Allen Lane,129. 1997.多伊奇对时间旅行悖论的观点与我在这章中提出的观点稍130. 有不同131. 。按照他的观点,132. 做时间往返旅行的时间旅行者返回到现实,133. 将发现自己已在不同134. 世界,135. 对于过去的记忆与其他非旅行者不同136. 。我不137. 明确考虑物理时间的旅行者,138. 尽管我不139. 能确信假设是否成立,140. 但我的假设倾向于一个模型,141. 当旅行者返回到同142. 一个世界,143. 即使做了一次奇异的时间旅行,144. 波函数将消除不145. 一致情况,146. 实现一致性。这取决于脑函数和从意识与时间旅行的系列相互作用角度对它的理解。对我来说,147. 把这一问题考虑成几种可能性仍然不148. 充分。或许,149. 这些可能性不150. 是互斥的,151. 但取决于时间的旅行。例如,152. 乘“虫洞”的时间旅行对旅行者产生的影响与超光速粒子传播的物质发射机不同,153. 因为他们涉及不同154. 时空的拓扑结构。这是个非常有趣、未勘探的前沿领域。
155. 把岩石理解成一种智能的例子取自一本书的附录(Hilary Putnam,156. Representation and Rrality,157. Bradford Books,158. MIT Press,159. 1991)。帕特南(Hilary Putnam)注意到,160. 任何非重复161. 状态的系统作为有限态自动机都有一种解释。因此,162. 有限态自动机可计算不163. 能单独定义或产生智能。在形成这个论据时,164. 帕特南含蓄地否定了万165. 物都有智能,166. 并认为 这是荒谬的。“显然”智能仅在特殊的物体中存在,167. 如人类和一些动物。不168. 幸的是,169. 对区别考虑得越细,170. 就越晦涩难懂。特别是在交互式的机械世界中,171. 智能动听地编码成书和如鲸鱼般的生物,172. 它们可能有奇妙的智能,173. 因语言障碍与我们的智能相分离。智能哲学中的基本问题是,174. 我们关于精神与物质的先天直觉相互矛盾。随着物理学和生物学新理论的出现,175. 必须破除直觉得出统一的智能形式。这一章做非直觉的跳跃,176. 即精神与物质客观上根本不177. 存在,178. 然而,179. 就像美丽与价值仅仅存在于一种前后关系中,180. 以一个旁观者的立场来解释。当然,181. 旁观者仅存在于精神与物质中,182. 所以我们生活在一个循环的幻觉中,183. 没有前后无关的客观存在。我们根本不184. 存在,185. 我们仅仅认为我们存在。以岩石编码的自身旁观者也是如此。反对这个例子的评论家基于岩石通常处于热平衡,186. 因此缺少流动能量驱动有组织的计算。事实上,187. 解释与不188. 可逆过程一样,189. 可容易地由可逆过程组成。例如,190. 地球平衡旋转和沿轨道运行,191. 仅仅更微妙,192. 更难理解。解释也可在无运动的地方生成。例如,193. 岩石表面一定顺序的位置能映射成一个计算的状态。为使这点不194. 空洞,195. 考虑对数,196. 没有智能争议,197. 但有前后关系的解释问题。一个科学计算器能解释对数。按一些数字键和:“log”按钮,198. 就会在显示屏显示一种模式,而199. 你会把它解释为对数。你的计算器如同200. 传统的仿真器,201. 通过电力驱动,202. 且不203. 处于平衡状态。但是,204. 一页打印出的纸可能处于平衡态,205. 并仍可理解为有对数。从前我们就是这样通过查对数表做对数运算的。
206. Hugh Everett,207. Many-Worlds of Interpretation of Quantum Mechanics,208. Princeton,209. 1973.

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