克雷布斯循环这类生化循环负责生物界所有的运动、生长、自我修复以及繁衍,周而复始,像一架拥有大量活动部件的钟表装置,其中,每一个钟表都可以重置,都能恢复到再次履行其职能的初始状态。所有这些循环已由生息不止的达尔文大循环做出了优化,历经一代又一代,在漫长的时间中累积着偶然的改进。
在一个完全不同的尺度上,我们的祖先发现了循环的功效,这是人类史前时代最伟大的成就之一:发现重复的制造作用。拿一根木棍同石头摩擦,几乎不会发生任何变化,唯一可见的不过是一些划痕。拿起棍子再做一遍。你还是得不到任何回报。摩擦一百次,也很难看到任何变化。但这样做上几千次,你就能把它磨成一支不同寻常的箭杆。通过不知不觉的增量累积,循环过程可以创造出全新的东西。这类任务需要将前瞻性和自我控制结合起来,而这种结合本身就是一种新奇的事物,是对其他动物主要发自本能的盲目的重复性建造过程和成型过程的巨大改进。而那种新事物本身也是达尔文循环的产物,通过文化进化这一更为迅捷的循环得到最终的增强,在此过程中,技术复制不是通过基因传给后代,而是通过模仿在无亲缘关系的个体间传播。
第一位祖先将一块石头磨成了漂亮匀称的手斧,在此过程中,他一定看起来非常愚笨:他坐在那里,磨上好几小时都没有明显的效果。但是,在所有单调整重复行为的间隙,潜藏着一个缓慢改进的过程,对此进化设计出的肉眼几乎无法察觉,它们只能看到那些以快得多的速度发生的变化。 (79) 同样是这种看上去无效的现象,有时也会误导老练的生物学家。在简练明晰的《湿件》(Wetware , 2009)一书中,分子细胞生物学家丹尼斯·布雷(Dennis Bray)描述了发生在神经系统的循环:
在典型的信号通路中,蛋白质被不断地改性、再改性。激酶和磷酸盐就像一窝蚂蚁那样不停地工作,将磷酸基添加到蛋白质上,又将它们移除。这似乎是一项无意义的工作,而且每一个添加和移除的循环都要花费细胞中的一个ATP分子,也就是一个珍贵的能量单位。实际上,这种循环反应最初被贴上了“无效”的标签。不过,这个形容词是误导人的。将磷酸基添加到蛋白质上是细胞中最常见的一类单一反应,此类反应支持着细胞所要执行的大量计算。这种循环反应远非徒劳,它为细胞提供了必不可少的资源:一个快捷灵动的调节装置。(Bray, 2009, p. 75)
“计算”(computation)一词用得甚为恰当。程序员探索可能的计算空间已有近百年的历史,但到目前为止,他们的发明与发现不过是包含了数以百万计的循环嵌套。事实证明,认知的全部“魔法”就和生命一样,取决于周而复始的循环、“重入”以及自反性的信息转换过程,这些过程广泛地存在于神经元内部的纳米级生化循环、感知系统中具有预测编码能力的生成与测试循环(Clark, 2013),以及全脑睡眠循环,即脑电图记录显示出的大脑激活和复原的剧烈起伏。生命中每一处改进的秘诀总是千篇一律:练习、练习、再练习。
要记取的是,达尔文式进化只是一种累积性的改善循环。当然还有其他类型的循环。智能设计鼓吹者之类的人会争辩说,既然经自然选择而进化取决于繁殖,那么,达尔文式的方案就无法解释第一个生物、第一个具有繁殖能力的生物是怎么来的。如此一来,生命的起源问题似乎变得不可解了,有着“不可还原的复杂性”(Behe, 1996)。生命的起源肯定极度复杂、有着精妙的设计,它一定是个奇迹。神创论者希望我们把生命之前无生殖力的世界想象成一团混沌,充满了四散飘零的化学物质的碎片,再由一场风暴把它们重新组装成那架人人尽知的飞机。倘若我们陷入这样的迷思,生命的起源问题就会看起来令人生畏,愈发难解。
但是,如果我们提醒自己,进化的关键过程是周期性的重复,基因复制只是其中一个得到高度改进和优化的实例,我们就有可能将奥秘转化为一道智力谜题:四季更替、水循环、地质循环和化学循环,所有这些循环是如何历经数百万年的回转,逐渐积累起了开创生物循环的先决条件的?也许,刚开始的一千次“尝试”都毫无效果、功亏一篑。但就像乔治·格什温和巴迪·迪斯尔瓦(Buddy DeSylva)在那首性感的歌曲里提醒我们的,看看你“再做一次”、再一次、再一次……会发生什么。 (80)
不错,当你面对生命世界和精神世界中的“魔法”时,一个好用的经验方法便是去探寻那些承担着全部艰辛工作的循环。
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青蛙的眼睛究竟将什么告诉了青蛙的大脑
扩展适应的最好例子
J.
Y.莱特文(J. Y. Lettvin)及其同事合著的那篇有名的论文《青蛙的眼睛究竟将什么告诉了青蛙的大脑》(What the Frog's Eye Tells the Frog's Brain , 1959)是认知科学的早期经典文献之一。这篇文章表明,青蛙的视觉系统对视网膜上移动的小黑点非常敏感,在几乎所有的自然环境中,小黑点都是附近飞虫投下的阴影。这个“飞虫探测器”恰当地与青蛙舌头上的微力触发器相连接,轻松地解释了青蛙如何在一个残酷的世界中生存繁衍。那么,青蛙的眼睛究竟将什么东西告诉了它的大脑呢?飞虫?还是“飞虫或假飞虫”?还是某种K型物件,也就是能可靠地触发视觉小装置的某种东西(回想下双币机)?
达尔文派的意义理论家,比如露丝·米利肯、戴维·伊斯雷尔(David Israel)还有我,曾探讨过这个例子,而进化论的坚定批评者杰里·福多尔也揪住这一例子不放。他认为,此类意义的进化式阐论在他看来都是错的:这些意义太不确定了。它们本该对“这儿有飞虫”和“这儿有飞虫或假飞虫”这类蛙眼报告做出区分,但它们没有。不过,福多尔是错的。只要我们能够确定青蛙的选择环境,就能用它来区分各个意义选项。要做到这一点,我们可以采纳与之前解决双币机状态的意义问题时完全相同的考虑。只要在那个选择环境下可以单独挑出一类特定的场合,其中不存在别的东西,那么蛙眼报告真正意味着什么就根本不重要。将青蛙送往巴拿马,或更准确地说,送往一个全新的选择环境,我们就能清晰地认识到这一点。
设想科学家从某种濒临灭绝的食虫蛙那里采集到一个小型蛙群,把它们养在一处新的环境里:这是一座特别的蛙园,没有飞虫,只有饲养员定期地在它们周围抛撒饲丸。让饲养员感到高兴的是,系统运作正常;青蛙可以伸出舌头吃到饲丸,茁壮地成长起来。一段时间后,出现了一群幼蛙,它们从未见过飞虫,只吃过饲丸。它们的眼睛将什么东西告诉了它们的大脑?倘若你坚持认为意义并未改变,你可就难了。该例是人为构造出来的,是对一直以来发生在自然选择过程中的扩展适应(exaptation)的清楚例示。扩展适应是指重新利用已有结构获得一项新功能。正如达尔文谨慎提醒我们的,为着新目的重新利用已有机制是大自然成功的秘诀之一。对于那些希望得到解说的人,我们可以把事情讲得更透彻。假设饲养的青蛙并非完全一样:青蛙视觉系统的饲丸探测力发生了变异,导致一些青蛙吃到的饲丸较少,自然它们留下的后代也就比较少。于是,短期内就会出现对饲丸探测的选择,无可否认会出现这种选择,虽然这种选择到底从什么时候起才算出现是无法确定的。千万别指望某个精确的时刻可以指示蛙眼所看到的东西正好发生了变化。根本就不存在元初哺乳动物,也根本不存在什么元初饲丸探测。
倘若该触发条件下各个蛙眼不发生“无意义”或“不确定”的变异,那么就不会有为新目的而进行选择所需的原材料了,该原材料正是盲目变异。福多尔等人将不确定性视作意义进化式阐论的缺陷,实际上,它不过是所有此类进化的先决条件。有想法认为,一定存在某种确定了蛙眼真正意指的东西:某个可能不为人知、根植于蛙性的命题,它精确地表述了蛙眼将什么东西告诉了它的大脑。这种想法恰是本质主义的意义观或功能观。意义,和它直接依赖的功能一样,一开始并不是某种确定的东西。它的产生不是来自嬗变(设计空间中的巨大飞跃)或特殊的创造,而是来自周遭环境中往往是渐进式的微小变化。
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穿越巴别图书馆
福尔摩斯的高效推理
杰
出的天文学史家奥托·诺伊格鲍尔(Otto Neugebauer)在1988年收到一张希腊草纸残篇的照片,上面记着一列数字。发件人是一名古典学家,他对这段残篇毫无头绪,想知道诺伊格鲍尔会有什么想法。这位89岁的学者算了下每行数字间的差值,确定出它们的最大值和最小值,由此断定这张草纸一定转译自巴比伦楔形文字泥板书“G列”的一部分,记录的是巴比伦阴历的“B系统”!这是一种用来计算某一时段内天体位置的星历。诺伊格鲍尔是如何做出这个福尔摩斯式的推理的呢?基本演绎法如下:诺伊格鲍尔发现这段希腊文是一串六十进制而非十进制的数列,正是巴比伦人对月球位置精确计算的一部分,也就是G列。计算星历有很多种不同的方法,但诺伊格鲍尔知道,任何独立制作历书的人都有自己的一套系统,他们得出的数字不会完全相同,即便这些数字可能非常接近。巴比伦的B系统极其优秀,所以,该设计方案连同它的每一个细节经过翻译都让人欣慰地保存下来了(Neugebauer, 1989)。
诺伊格鲍尔是一位伟大的学者,但你也可以追随他的脚步,做出一次类似的非凡推理。假设你收到下面这段文字的复印件,并被问及同样的问题:它是什么意思?来自哪里?
在继续阅读之前,试试破译它吧。即便你不懂古德文的哥特体,甚至不懂德语,你还是能将它破译出来。再仔细看看。尝试大声读出这些单词,不要担心发音问题。明白了吗?多么令人印象深刻!诺伊格鲍尔可以鉴定出巴比伦星历G列,你不也很快地认出这个片段一定是伊丽莎白时代某个悲剧的德语翻译的一部分吗?准确地说,是第3幕,第2场,79~80行。一旦想到它,你就知道它绝不是其他东西!在其他任何情况下,这段连缀成句的德文字母序列出现的可能性都是非常微小的。 (81)
参与创造出这个序列的研发过程过于特殊,很难随随便便就复制出来。为什么呢?是什么东西标志着这样一串符号的特别之处呢?心理学家尼古拉斯·汉弗莱(Nicholas Humphrey, 1987)以一种更为戏剧化的方式让该问题变得生动起来:如果你不得不把下面的一件伟大作品“置之脑后”,你会选择哪件?牛顿的《数学原理》、乔叟的《坎特伯雷故事集》、莫扎特的《唐璜》,还是埃菲尔铁塔?汉弗莱的回答如下。
要是不得不做出选择的话,我丝毫不怀疑,答案应该是《数学原理》。怎么会这样?因为在这些作品中,牛顿的作品是唯一可被替代的。理由很简单:如果牛顿没有写它,自然会有其他人写,也许相差不了几年的时间……《数学原理》是人类智慧的一座丰碑,而埃菲尔铁塔是一项罗曼蒂克工程,相比之下没那么伟大。然而,事实是,埃菲尔的成就出自自家之手,而牛顿的成就仅仅是神来之笔。
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谁是《帕姆雷特》的作者
“延伸的表现型”为你揭开谜底
设
想弗兰肯斯坦博士设计并制造了一个怪物帕士比亚,它随即坐起身来,写下了一出名为《帕姆雷特》的戏剧。那么谁是《帕姆雷特》的作者呢?
首先,请读者们注意与这个直觉泵不相干的东西:我既没说帕士比亚是一个硅铁机器人,也没说它就像原版弗兰肯斯坦的怪物一样,由人类的有机组织构成,或者通过纳米工程由细胞、蛋白质、氨基酸或碳原子构成。只要弗兰肯斯坦博士造出了这个玩意,那它是用什么材料制成的根本就不重要。要想造出一个既小巧敏捷又节能高效,还能坐在凳子上写剧本的机器人,唯一的办法似乎是先着手制造人造细胞,然后将那些美妙精巧的马达蛋白或其他一些碳基纳米机器人置于其中。这些科学技术问题虽然都很有意思,但它们不是我们的关切所在。出于完全相同的理由,如果帕士比亚是硅铁机器人,内置程序高度复杂,那它可能比一个星系还要庞大;我们可能不得不打破光速的限制,否则,在人类有生之年我们都见不到它。这些技术上的限制通常被列为此类直觉泵的禁区,不过因为它们没有任何实质性的影响,所以这回我们可以打打擦边球。转动直觉泵上的旋钮,看看是不是这样。如果弗兰肯斯坦博士想用蛋白质之类的东西制作他的人工智能机器人,那是他的事。他的机器人若能和正常人类交配,并因此产生出新物种,那可就太神奇了。不过我们关注的是帕士比亚的心血:《帕姆雷特》。回到我们的问题:谁是《帕姆雷特》的作者?
要把握住这一问题,我们必须到帕士比亚的内部一探究竟。一个极端的情况是,我们发现,它自带存储器并内置了一份文件或《帕姆雷特》的基础存储版,一切都已加载就绪。在这种极端情况下,弗兰肯斯坦博士肯定是《帕姆雷特》的作者,而帕士比亚只是一部存储和递送装置,一台格外高端的文字处理器。所有研发工作早在复制给帕士比亚之前就已完成。
想象《帕姆雷特》及其浩如繁星的邻居都位于巴别图书馆,如此一来,我们就能更加清楚形象地认识到整个过程。《帕姆雷特》是如何到那儿的?其研发轨迹是怎样的?如果我们发现在帕士比亚的记忆被构建出来并被充满信息的时候,整个旅程已经结束了,那么,我们就知道帕士比亚并没有在搜索过程中发挥作用。往回推,若我们发现,帕士比亚的唯一作用是先通过拼写检查器运行已存有的文本,再利用它引导打字,我们也不会认可帕士比亚的作者身份。拼写检查是整个研发工作中,可以测量但极为微渺的一部分。
《帕姆雷特》的孪生文本则构成了一个相当大的星系:大约有一亿册不同的突变文本,每一本中仅有一处未订正的排印错误;如果把每页上有一处排印错误的文本也算进来,我们就得面对数量浩瀚的变异文本。再往回推点儿,一旦从排印错误(typos)过渡到思维错误(thinkos) (82) ,也就是那些可以说成是错误或次优选择的字眼,我们就得严肃考虑作者的身份了,这与单纯的复制编辑工作形成了鲜明的对照。复制编辑工作相对琐碎,尽管它对作品的最终成型有着不容忽视的重要作用,但其重要性能够很好地体现在设计空间之中:每个微小的提升都有其价值,甚至有时一点点提升都会将你带至一条全新的轨迹。和往常一样,说到这里我们引下现代主义建筑大师路德维希·密斯·凡德罗(Ludwig Mies van der Rohe)的名言:“上帝存在于细节之中。”
现在转动直觉泵上的旋钮,看看另一个极端:弗兰肯斯坦博士把大部分工作都丢给了帕士比亚。最现实的情景肯定是弗兰肯斯坦博士为帕士比亚装上了一套虚拟的过去:整整一生的伪记忆。在对弗兰肯斯坦博士设置的编剧欲望做出回应时,帕士比亚便可以利用这套记忆。可以设想,这套伪记忆里不仅有在剧院的许多个夜晚、阅读书籍,还有不求回报的爱、骇人听闻的死里逃生、可耻的背叛等。现在会发生什么呢?也许,网上某个“人情味的”故事片段会刺激到帕士比亚,使其进入狂乱的生成与测试过程:它在记忆中到处翻找可用的花边新闻和主题,将找到的东西变形,然后杂糅成希望满满、力争完善的临时结构,其中大部分的结构会被侵蚀性的批评过程逐步分解,不过,批评过程有时也会发掘出零星有用的东西,诸如此类。这个多层级搜索过程的每一层都或多或少地受诸多多层级的、内部生成的评价引导,评价函数负责对持续进行的搜索得出的各种结果的评价(的评价)做出响应,然后再有对评价函数的评价、对函数评价的评价的评价(循环套循环套循环……)做出响应。
现在,假使神奇的弗兰肯斯坦博士预见到了这一活动的所有细节,直至最混乱无序的底层,并人工构建了帕士比亚的虚拟过去及其所有的搜索机制,仅仅是为了产生《帕姆雷特》这部作品,那他就还是《帕姆雷特》的作者,甚至就是上帝。
如此浩瀚的事前知识根本就是个奇迹。为幻想恢复一点点现实色彩吧,我们可以将旋钮转到不那么极端的位置:假设弗兰肯斯坦博士无法预见到所有细节,他把完成设计空间中的一部文学作品或其他什么东西的轨迹这一艰苦工作的绝大部分交给了帕士比亚,这项工作稍后会由帕士比亚内部进行研发确定。通过如此简单地转动旋钮,我们已经逼近了现实,因为我们已经有了令人印象深刻的人工智能作者,它们大大超出了其创造者的预见。
到目前为止,尚未有人创造出一个值得认真对待的人工智能剧作家,但IBM的人工智能棋手“深蓝”、戴维·柯普(David Cope)设计的人工智能作曲家EMI所取得的成绩,在某些方面,堪比人类创造力的最高成就。
是谁击败了加里·卡斯帕罗夫(Garry Kasparow)这位世界国际象棋卫冕冠军?既非计算机科学家默里·坎贝尔(Murray Campbell),也非其团队里的任何人,是“深蓝”打败了卡斯帕罗夫!在象棋比赛中,“深蓝”能比他们任何人更好地布局。他们当中没人能在对阵卡斯帕罗夫时赢得比赛,但“深蓝”可以。是的,不过……没错,但是……你可能会认为,“深蓝”是赢了卡斯帕罗夫,但它的穷举搜索法相比卡斯帕罗夫的思考,是完全不同的探索过程。
然而,事实根本并非如此。至少在想要改变这种对创造性的达尔文式解释时,并非如此。卡斯帕罗夫的大脑由有机物构成,它同“深蓝”的构造差异非常大,但就我们所知,到目前为止,它依然是一种大规模并行的搜索引擎,随着时间的推移,它建立了一系列出色的启发式“修剪”技术,得以避免把时间浪费在不可能的分支上。毫无疑问,研发上的投入在这两种情况下有不同的面貌:卡斯帕罗夫有一套方法可以从以前的棋局中提炼出良好的构思原则,使他能够忽略大部分的游戏空间,而“深蓝”却必须不厌其烦地遍历整个空间。卡斯帕罗夫的“洞察力”极大地改变了其搜索路径的形状,但这并不构成“一种全然不同的”创造方法。“深蓝”的穷举搜索法可以通过一些算法将某种类型的搜索路径忽略,这项任务虽然困难,但并非不可能。一旦识别出这些可忽略的搜索路径,它就可以就像卡斯帕罗夫那样在恰当的时候重复利用这些研发过程。“深蓝”的设计者做了大量此类的分析工作,将这种禀赋赋予了“深蓝”,但卡斯帕罗夫也同样受惠于棋手、教练、国际象棋专著的丰富成果,这些成果被安装在了他的大脑习惯里。
就这一点而言,美国国际象棋棋手博比·菲舍尔(Bobby Fischer)曾提出了一个建议,仔细想来会很有趣。菲舍尔希望恢复国际象棋比赛中理性的纯洁性,要求在开局时白方的强子 (83) 随机摆放在后排,黑方强子按照同一随机顺序镜像摆放,但要确保每一方都有一个白格和一个黑格放“象”,并且保证“王”放在两个“车”之间。该建议一旦被采纳实施,马上会使大量死记硬背的开局完全废掉,因为这些开局出现的可能性会变得微乎其微,这对人类和机器棋手来说是一样的。人们又得被迫去依靠那些基本原则,并且不得不实时做出更多艰辛的设计工作。这种规则上的变动是否对人类更有利,现在还很不明朗,这完全取决于人类棋手和机器棋手相比,哪种棋手更倚重于机械记忆,即依赖于先前探索者的研发,只进行最低限度的理解。
事实上,即便对于“深蓝”来说,象棋的搜索空间也太大了,很难做到详尽无遗的实时探索,所以,像卡斯帕罗夫一样,它需要冒着可预期的风险修剪搜索树,同样,它也常常需要预先估算这些风险。在人类和机器这两种非常不同的构造中,都存在着大量的“蛮力”计算。毕竟,神经元不知道下棋是怎么回事。它们所做的任何工作都必然是某种蛮力式的工作。
为了支持计算,我似乎在循环论证,将卡斯帕罗夫的大脑描述成是按AI的方式在工作,但工作总得去做,而且并没有人明确提出任何其他的工作方式。说卡斯帕罗夫动用了“洞察力”或“直觉”毫无意义,因为这么说只是意味着卡斯帕罗夫本人没有特殊渠道,无法洞见到自己如何发现了一个好的处理方案。所以,既然包括卡斯帕罗夫本人在内,没有人知道卡斯帕罗夫的大脑是怎么工作的,那么,说卡斯帕罗夫的方式“完全不同于”“深蓝”的探索方式就没有任何证据。当有人“想当然地”坚称卡斯帕罗夫的方式非常不同时,他们应该记取这一点。到底是什么引发人们冒险提出这样一种观点的呢?是一厢情愿?抑或是出于恐惧?
你会说那不过是下下棋,又不是艺术。国际象棋与艺术相比微不足道,因为国际象棋的世界冠军现在是一部电脑了。这下轮到作曲家和计算机黑客柯普的音乐智能实验(Experiments in Musical Intelligence,简称EMI,2000,2001)登场了。柯普打算创造出一套纯粹的提高效率的装置,一架作曲机器,用来帮助他突破任何一个作曲家都会面临的创作瓶颈,它利用高新技术对钢琴、曲谱、录音机等传统搜索方式进行了扩展。
随着EMI能力的提高,它合并了越来越多的生成与测试过程,将自己变成了一个真正的作曲家。当为EMI输入巴赫的音乐时,它会创作出巴赫风格的音乐作品。当输入莫扎特、舒伯特、普契尼或斯科特·乔普林的作品时,它能轻而易举地对这些作品的风格做出分析,然后生成相应风格的新作品,比柯普本人,甚至比几乎所有人类作曲家的模仿之作更胜一筹。当输入两个不同作曲家的作品时,EMI能立即生成将两者的风格怪异地结合在一起的曲子;当同时输入所有这些不同风格的作品时(你可能会说这没有品位),它会基于所有这些作品的音乐“体验”来创作。而且它输出的结果还可以反反复复多次输入,并掺杂以任意MIDI格式 (84) 的音乐,结果,EMI形成了它的“个人”音乐风格,这种风格清晰地显示出它受惠于大师们的作品,而同时它又毫无疑问地对所有这些“体验”做出了独特的整合。现在,EMI不但可以写出二声部创意曲和艺术歌曲,还能够创作出完整的交响曲。据我所知,它已经创作了一千多部交响曲。这些作品的品质足以打动作曲家、音乐教授等专业人士,对此,我可以现身说法:它创作的普契尼式咏叹调曾令我几度哽咽。柯普不能自称他是EMI创作的交响曲、赞美诗以及艺术歌曲的作者,正如坎贝尔不能声称是他击败了卡斯帕罗夫一样。
在一位达尔文主义者看来,级联起重机中的这一新元素不过是漫长历史中的崭新一页,我们应该认识到,作者与其作品之间的边界和级联中的其他所有边界一样具有渗透性。理查德·道金斯(1982)注意到,河狸的坝同它的牙齿和毛皮一样,均是河狸的表现型,或者说是延伸的表现型,这为进一步观察到人类作者的边界也完全服从于同样的延伸提供了基础。事实上,几个世纪以前我们就知道了这一点,我们制定了各种半稳定约定(semi-stable convention),用它们来处理鲁本斯、鲁本斯画室或鲁本斯学生的作品。 (85) 只要有协助方存在,我们都可以问问:谁在帮助谁,何为创造者,何为被造者。
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虚拟旅馆的噪音
妙用“意外”是创新的关键
考
虑下虚拟世界和现实世界的差异。如果你想建一家真实的旅馆,就得花费大量的时间、精力和材料来做相邻客房的隔音。如果是一座虚拟旅馆,你就完全不必这么做。对于虚拟旅馆,若想让客人听到隔壁的声音,你反而得加上那种功能。你不得不加入非隔离性,还得加入阴影、气味、震动、污垢、脚印以及磨损。所有这些非功能性的特征在现实世界中本来就有。这些让虚拟世界看上去更为真实的东西有个统称:碰撞检测(collision detection)。如果曾经制作过电脑游戏,你很快就会意识到,仅仅在屏幕上放上一个运动着的形体还远远不够。这些形体会直接穿过彼此而不产生任何影响,你必须为更新循环加入碰撞检测机制,该循环会时刻干预程序中对象的行为,并使得对象不断询问自己:“我是不是碰上了其他东西?”
在《马罗之挽歌》(Le Ton Beau de Marot , 1997)一书中,侯世达讨论了创造过程中“自发侵入”(spontaneous intrusion)的作用。在现实世界中,几乎所有的东西都会留下痕迹、造成阴影、散发气味、发出声音,它们为自发侵入提供了大量的机会。这也恰恰是虚拟世界缺乏的东西。从计算机建模者的角度看,虚拟世界的一大好处就是寂静:除了你提供给它的东西,什么也不会发生。这就让你可以从一张白板开始为模型逐个加入特征,从而得到一个拥有所需效果的最简模型。
噪声的缺席使计算机在模拟进化方面受到了极大限制,因为经自然选择的进化依赖于噪声,它能将意外发生的噪声转化为信号,从而化腐朽为神奇。计算机图形艺术家卡尔·西姆斯(Karl Sims)的《虚拟生物的进化》(Evolved Virtual Creatures , 1994)是早期计算机模拟进化过程的佼佼者,迄今为止,它仍然是最令人印象深刻的模型之一。
西姆斯随机装配了一些带关节的虚拟物体,它们的虚拟肌肉可以使这些关节活动,接着,他让这些物体以虚拟环境中的物理规律在其环境中进化。程序会自动选择那些在实验中移动得最远的装配方式,让具有这种装配方式的物体虚拟交配产生后代,再在后代中重复这一实验。在没有任何智能设计者干预的情况下,这些活动物体进化出了越来越出色的游泳、行走以及跳跃能力。这些设计远非随机,它们表明,虚拟进化能多么有效地近似发现优秀的设计原则,并近似重塑自然中那些令人惊叹的多样特征。
这是一个让人叹为观止的演示,它向我们展示了一个相对简单的模型中能够包含多少东西,但它也表明了虚拟进化受到的限制。西姆斯设计的这个简单的发展系统以全部基因组作为输入,输出新生物体,但这一过程在后台运行,并不是虚拟世界的一部分。结果,一些由虚拟碎片引起的意外颠簸、震动和碰撞既不能缩短也不能延长基因组,更不能改变基因表达的规律。所有的机制并非存在于这个虚拟世界及其中的虚拟物体上,因此它是不变的。比如说,西姆斯创造的这些东西就根本没法进化出一条新的染色体。整个遗传系统位于模型之外,并未直面自然选择,仅仅通过设定的规则传递遗传信息。有关这一现象的其他例子见第51章。
在有关创造性的计算机模型中,你应该会遇到一些躲不开的垃圾和噪声。隔壁房间小杂音的自发侵入可以悄然改进这些过程,也许只是意外,也许在某种程度上具有破坏性,但无论如何它开辟了新的可能性。无论对新的基因组、新的行为,还是新的旋律来说,利用意外均是创新的关键。
让我澄清一下我没说的是什么。西姆斯的问题不在于他所创造的这些能够进化的东西并非由碳或蛋白质、血红蛋白这类物质构成。问题是,它们是虚拟的。它们生活的虚拟世界比生物进化的世界简单得多。柯普的EMI也面临同样的问题。尽管该软件非常奇妙,但它还是比人类的音乐世界要简单上好几个数量级。令人愉快的是,这两个例子表明了你从一个一尘不染、寂静无声、高度抽象的世界那里能得到多少东西。
可以设想,通过添加越来越多的垃圾、越来越多的碰撞机会,我们就可以对柯普的EMI、西姆斯的工作或其他的任何人工生命、人工造物做出改进。这将给他们的虚拟世界提供更多的虚拟物件,而且你永远都无法知道会有什么巧事发生。但是,考虑下这类建议多么有违直觉:
无论你在为什么东西建模,确保每一个现象、每一个子程序、在那个世界发生的一切,都能在世界上散播各种非功能性的影响:产生一些不和谐的噪声、留下一些痕迹、散布一些灰尘、引发一些震动等。
为什么呢?加入这些噪声为的是什么?加入它们并不是为了什么,加入噪声只是让其他所有进程可以将其作为一个潜在的信号源,并通过创造性算法的炼金术使其有可能转变成某种东西,例如某种功能、某个艺术品或意义。宇宙中的每一个设计增量都始于某个机缘巧合的时刻:回过头去看,两条轨迹的意外交叉会产生出某种东西,而不仅是发生了一次单纯的碰撞。但是,如果计算机建模者过于遵循这条建议,他们就浪费了效率,而效率正是计算机伟大之所在。因此这里有一种微妙的自平衡。不难发现,计算机建模表现出的创造力面临收益递减,这并没有什么神秘的原因:为了一步步地逼近人类的创造力,模型必须变得越来越具体,必须越来越多地为只有实体间才能发生的偶然碰撞建立模型。
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哈尔是赫布和爱丽丝的孩子吗
克雷格·文特尔说:是
已
故的伟大进化论理论家乔治·威廉姆斯(George Williams)坚持认为,将基因等同于DNA分子是个天大的错误。这就好比说《哈姆雷特》就是纸上的一连串墨迹一样。当然,任何莎士比亚戏剧的复制品一定是由某种东西构成的,即便不是墨迹,也会有其他形式的载体,比如,电脑屏幕上的字符,或刻录在CD上的二进制代码串,但是,戏剧是抽象的、载有信息的,可以更换媒介存储。根据这一思路,基因作为合成蛋白质的配方,同样也是抽象的、载有信息的。我一直认为这样的思路是正确的。但是,对此向来有人反对,他们认为这样来设想基因没有意义。针对他们,特别是生物哲学家彼得·戈弗雷-史密斯(Peter Godfrey-Smith),我构想了一个小巧的直觉泵。
赫布和爱丽丝想要一个孩子,他们做了以下事情。
1.他们做了基因组测序,随后收到一封关于其基因组的数据文件,这份文件包含两行有着30亿个字母的序列:A,C,G,T……
2.然后,他们为自己的基因组编写了一小段程序,该程序采用细胞减数分裂算法,能够随机产生虚拟的精子和卵子,随后,这两类虚拟配子随机地经计算机模拟结合,于是,产生了一个新基因组的详述文件。经法医鉴定,它描述的确实是赫布和爱丽丝的后代所拥有的DNA。到目前为止,所有这一切纯粹是一个计算机字符串的重写过程。
3.通过不断的克隆,这个详述文件被用来表达整个基因组的DNA,A代表腺膘呤,C代表胞嘧啶,G代表鸟嘌呤,T代表胸腺嘧啶。文特尔的实验室现在就能实现这个过程。
4.接着,这个基因组将被植入某个人类卵子的细胞核中。由于在移植之前该卵子的DNA就被去掉了,因此它是谁的卵子并不重要。该受精卵通过某种常见的方式最终变成了一个“试管婴儿”。
那么,最后得到的这个婴儿哈尔,是赫布和爱丽丝的孩子吗?对我而言,哈尔无疑是他俩在生物学意义上的后代,因为他用到了赫布和爱丽丝的全部遗传信息,如果哈尔是以正常方式降生的,这些遗传信息的应用方式也不会有任何差别。这个直觉泵突出强调了繁殖过程中的重点:信息,以及信息的因果传递。在本例中,遗传信息以“A”“C”“G”“T”的ASCII码形式传递,而不是分子形式。这条因果链也满可以通过通信卫星传递,而不是通过更为直接的生化过程传递。(改自我2010年4月26日的私人通信)
戈弗雷-史密斯也同意哈尔是赫布和爱丽丝的后代,但是,他对我的解释有所保留(Dennett, 2010; Godfrey-Smith, 2011)。本着同样具有建设性的批判精神,我承认,这对夫妇生育子女的方式和我们通常的生育方式之间有一个生物学上的重大差别。如果每个人都像这对夫妇这么做,那会怎样呢?由于来自赫布方面的遗传信息并没有像通常那样搭乘精子进入卵子,所以精子的活性将不再承受自然选择的压力,在其他条件不变的情况下,精子活性将在后代中下降,毕竟用进废退啊。不过,我依然坚持认为这个直觉泵清楚地表明:遗传信息的分子结构之所以能够在许多世代间大致保持不变,是因为它具体体现了它载有的遗传信息。
假使存在某种可以用来保存信息的替代结构,进化就会畅通无阻地持续下去。这种说法可以在另一个直觉泵中予以深入研究:设想在另一个星球上,“奇数代”使用A、C、G、T这种DNA序列,而“偶数代”则使用完全不同的双螺旋结构,就叫它XNA吧,XNA由P、Q、R、S构成,拥有不同的分子结构。可以假设,子代的XNA分子是以父代的DNA为模版通过某种类似于信使RNA的机制生成的,这种机制可以在两种不同的生化语言间进行“翻译”。在第三代中,这些信息将通过另外一种信使机制翻译回去,以此类推。因此,你若想要孩子,你伴侣的基因就必须与你的基因用同一种语言写成;不过,你后代的基因组就会用另外一种语言写成。
俄狄浦斯式的结合将无法生育,还可能会出现许许多多罗密欧与朱丽叶式的悲剧,恋人们因为来自不同的基因群体而无法生育。他们也可以接受这种没有结果的性生活,领养孩子,甚至接受卵子或精子捐献,抚养只有一半亲缘关系的孩子。在这样一个世界里,撇开这些社会并发症不论,进化还是会一如既往地通过世代间不同的编码系统传递适应性的遗传信息,也会继续传递遗传病等。如果你乐意,可以设想这两种编码系统的构造完全不同。相同的基因,不同的分子结构。每个基因有两种形式,其差别就好比“cat”与“chat”(法语“猫”)、“house”与“maison”(法语“房屋”)之间的差别。注意该例与两个黑盒子的相似处:两个载体在句法上、结构上不相同,但它们拥有相同的信息,也就是相同的语义。
52
模因
不论好与坏,它都是我们人类的共生体
我
尚未提及模因(memes),这可能让一些读者担忧我是不是把它们给忘了。怎么会呢!模因概念是我最钟爱的思考工具之一,关于它我有说不完的话,这一整本书可能都放不全呢!关于模因,我在其他地方已经说过很多了(Dennett, 1990, 1991a, 1995a)。出于很多理由,人们几乎发自本能地不喜欢这个概念,所以他们会被一些批评意见吸引。因此,我觉得我有必要再说说模因,并回应一下所有那些严肃的批评人士和神经兮兮的模因厌恶者,不过这恐怕需要专门写一本小书了。在此期间,那些想深入了解模因的可以看看我的文章《新复制体》(The New Replicators , 2002;以及Dennett, 2006a)。
不过,作为预览,下面先就模因概念给出一段简介。这里所指的是严肃的模因概念,而不是网民们过分流行、不甚严格的用法。正如理查德·道金斯(1976)指出的,当他将模因概念作为一个能够自行复制的文化项引入时,生物学的基本原则是,所有生命都凭借自复制体的差异性生存而进化。
基因,即DNA分子,恰好就是这种自复制体,它们广泛地存在于我们这个星球上。或许还有其他类型的自复制体。如果有的话,只要能满足其他一些特定条件,它们就几乎无可避免地会成为某种进化过程的基础。
但是,我们非得去遥远的世界方能找到其他类型的自我复制,以及随之发生的其他类型的进化吗?我认为,就在我们这个星球上,已经出现了一种全新的自复制者。它就在我们面前。它尚处在婴儿期,仍然在它的原始汤里笨拙地漂流着,但是,它产生进化改变的速度,将古老的基因远远地甩在了后面。(Dawkins, 1976, p. 206)
在思考人类的文化和创造力之际,这一思考工具流露出的两个主要的见解极大地改变了我们的思想。首先,模因粉碎了一个诱人的想法,即要想达成一个出色的设计只有两条路径:要么是基因的,要么是天才般的。在模因打开他们的视野之前,大多数思考者认为,人类生命中的某种东西若展现出足以达到目的或实现高效功能的适应性迹象,它要么是基因自然选择的产物,要么是人类慎思、理解、带有意图的思考的产物,即智能设计。奥格尔第二定律,即“进化比你聪明”似乎将这两个选项奉若圭臬,但事实上还有第三种随处可见的可能性:非遗传的文化选择。自然选择既赋予我们基因,又在同一过程中实现了这种非遗传的文化选择。人们在一百多年前对布列塔尼人的独木舟的观察为我们提供了一个鲜活的实例:“每条小舟都仿制自其他小舟……是大海造就了这些小舟,她选择了有用的形式,毁掉了其他形式。”(Alain, 1908)显而易见,这是自然选择。岛民的规则很简单:哪艘船能从大海中安然返航,就仿制哪艘船!他们兴许考虑过造船学原理,这些考虑也许事后确认了他们青睐的设计形式,但这根本就没有必要。进化自会对其造物精雕细琢。语法规则、词语、宗教实践以及其他许多人类文化中的基础特征也同样如此:无人设计它们,它们也不在“我们的基因中”,但即便如此,它们也经过了相当优秀的设计。
其次,为了这条人类独有的额外的信息高速公路、为了设计和传播的丰富媒质,我们付出了代价。和与我们一起生长的其他共生体一样,模因有其适应性,这种适应性在某种程度上独立于我们的适应性。忽视这一想法很常见,特别是当人们对宗教的进化做出解释时。“天哪!你在搞宗教进化论。你认为宗教带来了什么好处?它们一定有好处,因为很显然,每种人类文化中都有某种形式的宗教。”那好,每种人类文化中也都有感冒。它有什么好处呢?它是对自身有好处。我们不应该对发现那些不带来益处但却茁壮成长的文化自复制者而感到惊讶。这一见解取代了那种狭隘的思想,即文化革新跟基因革新一样,谁传播它们就能增强谁的适应性,由此平复了诸多文化进化理论间的竞争。模因是载有信息的共生体,就像栖居在我们身上的那些数以万亿计的互助共生体一样,我们不能没有它们,但这并不意味着它们都是我们的朋友。其中一些就是灾祸,我们最好没有它们。
第五部分小结
在
这一部分,我试图表明,将达尔文的思想比作万能酸名符其实:它颠覆了整个传统世界,反对设计来自智能设计者的神来之笔这种自上而下的图景,代之以一个自下而上的图景。在这一图景下,笨拙、漫无目的的循环过程产生出大量的组合,该过程周而复始,直至这些组合具有了自我复制的能力,通过对其中最为优异者的反复利用使整个设计过程加速进化。