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维纳和思维机器维纳和思维机器

1999-02-03 来源:中华读书报  我有话说

1948年,正当图灵被“逐出”英国国家物理实验室,美国出版了一本名字很怪的书《控制论,或动物和机器的控制与信息传播》(Cybernetics;orControlandCommunicationIntheAnimalandtheMachine)。许多人说觉得书名很费解,动物和机器之间有什么关系呢?狗是狗,卡车是卡车,两者之间不存在什么控制与信息传播之类的关系。事实上,这里的“Animal”是《圣经》意义上与“God”相对的生灵,即人类。等人们回过神来,马上意识到一门崭新的科学将要推开一个新时代的大门。这就是本世纪下半叶最有影响力的学科之一的控制论。它的作者是诺伯特·维纳(NorbertWiener),时为麻省理工学院教授。维特生于1894年,自幼负神童之誉,15岁大学毕业,19岁获哈佛大学博士学位,后来去英国剑桥大学追随罗素做博士后研究,很快成为一名出类拔萃的数学家。维纳学识渊博,在理论物理学、生物学、神经生理学和心理学、哲学、文学等领域都有涉猎和建树。他和图灵一样,体验过哥德尔定律的威力,说这是一项“令人震惊和沮丧的意外发现”。维纳在哲学上拒绝接受老师罗素的分析哲学,也不接受维也纳学派的逻辑实证主义,倒是经常谈起存在主义哲学的鼻祖、丹麦哲学家克尔凯郭尔,他的传记作者甚至说他有许多观点和法国作家加缪的名著《西西福斯神话》很相近。维纳和电脑有很深的渊源。早在第一次世界大战期间,维纳就在马里兰州的阿伯丁军械界试验场工作,参加过火炮火力表的测算,维纳虽然是一流的数学家,但用手工计算的方法来测火力表,说什么都是一项苦差使,痛感到高速自动计算手段的必要性。

1940年,美军军械部又找上门来,敦请维纳去阿伯丁重新制订火力表,说希特勒的战斗机速度很快,飞行员们又大耍曲线、翻筋斗的伎俩,英法美盟军的高射火炮根本打不着他们,地面指挥官和炮手们已叫苦连天,需要制订新的火力表。维纳说用手工和器械算肯定不行了,只有研制高速的计算机。他特意去找时任罗斯福总统科学顾问的万·布什,提出设计新型的电子计算机,有五点要求:数字式的加法和乘法装置、电子管元件、二进制、自动程序运算和内部存储数据。万·布什点头称是,于是马上立项,这台高速计算机就是大名鼎鼎的“爱尼亚克”。维纳也是摩尔学院的常客,与埃克特、莫齐利、哥尔斯廷以及后来到的冯·诺依曼非常熟悉,只是由于后来“控制论之父”的名声益隆,人们反而把他对电脑的关系和贡献给淡忘了。与埃克特和莫齐利这些偏重技术工程的专家不同,维纳的兴趣主要在电脑与人脑某些功能如判断、推理、记忆的相似上,也即电脑可以模拟、代替人脑的某些功能。维纳对哥尔斯廷他们说,尽管德国飞行员技术老到,能走曲线和翻筋斗,但他和飞机还是不能溶为一体的,在天上也不能随心所欲的,因为飞机再折腾,还是有规律可寻的,只要电脑引入相应的方法和数学工具,还是能够模拟它的飞行路线的,那时候高射炮弹就在飞机翻完筋斗后等它享用了。当然,里边还涉及飞行员的生理、心理等方面的模拟。

这样,近现代的许多学科如空气动力学、神经解剖学、神经生理学、电子学、数学等都被维纳融合在一起了,这就促成了控制论的诞生。控制论是一门非常接近数学的综合学科。在这方面维纳和冯·诺依曼有许多不谋而合之处,冯·诺依曼后来与经济学家摩根斯坦(O·Morgen?stern)合写过一本名著《博弈论与经济行为》,维纳很佩服,说此书与控制论有许多相通之处。1943年,他们俩发起一次讨论会,邀请一些数学家、生理学家、心理学家和工程技术专家等,在普林斯顿大学讨论各门学科的交叉性问题。1943年维纳和墨西哥生理学家罗森布鲁特以及阿伯丁军械试验场的工程师别格罗合写了《行为、目的和目的论》一文,提出了后来成为控制论基本概念的“反馈”(feedback)。在这篇开创性的论文中,维纳肯定了人类的神经系统的智能活动可以同技术装置间建立一种模拟关系。

1947年,维纳去法国参加一次数学会议,途经英国,拜访了图灵,与他讨论了控制论的基本思想,还参观了剑桥大学心理研究所。这次英国之行,使维纳强烈意识到控制论的建立已成为一种国际性的声势。于是就有了1948年《控制论》的问世。

控制论与电脑之间究竟是一种怎样的关系?两者之间不存在什么谁决定谁的问题,而是相互影响和促进,这种互长的结果就是人工智能。维纳说控制论“最初的类比是确定在机器反馈与人的反馈之间,它不断得到新的惊人的类比做补充,这种类比是在神经系统与指挥机或计算机之间确定的”。正如另一位控制论专家所说的,控制论最重要的问题之一就是“电脑和人脑之间的类比”。控制论表面看起来是一门数学化的学科,但事实上是一门全新的综合性学科,它把数学、物理、生物学、生理学、心理学、经济学、语言学等结合起来。对于语言学来说,它的介入有点出人意外,但也在情理之中。麻省理工学院的乔姆斯基就对控制论和电脑有异乎寻常的兴趣。原因很简单,电脑的计算实质是一种受控制的推理,在程序控制下,它不仅能运算数字,而且还能运算句子。

自从控制论问世后,电脑的定义发生明显的变化,它不再是一种计算的机器而是一种如维纳强调的“思维机”。这样,计算机的研制不再是数学家和工程技术专家的专业,而成为一个高度开放性的学科。这一点我们在后来的阿帕网创建中看得很清楚:立克里德和泰勒是心理学家,承建中介信息接口机的BBN公司三位创办人中,有两位是搞建筑设计出身的,在哈特领导的攻关小组中有一位叫塞维罗·恩斯坦(SeveroOrnstein)的硬件专家,最早是在哈佛攻读音乐专业,后来改学地质学,大学毕业后又迷上电脑,从此死心踏地。

1964年,在“IBM360系统电脑”问世时,维纳死于斯德哥尔摩旅次。维纳创立了控制论,他自己反复说过这门学科是集体智慧的结晶。有两个人很值得一提,一位是华裔科学家李郁荣(YukWingLee),一开始是维纳的学生和助手,中国抗战爆发后,李郁荣告别维纳,请缨回国,参加抗战。1945年维纳又设法把他召回美国,成为朋友和合作者,《控制论》主要术语和表达的加工润色,就是由李郁荣完成的。另一位罗马尼亚的学者斯特凡·奥多布莱扎,在维纳去世后,他宣称控制论首创权是他1938年出版的《协调心理学》,他在晚年写过一部叫《协调心理学与控制论》的论辩性著作。

维纳是位早熟的天才,他的在哈佛大学教斯拉夫语的父亲对这位神童竭尽培育之力。维纳晚年,似乎对这种有些专断的培养方式不能释怀,他以《我曾经是个天才》、《一个天才的后半生》为名写过两本自传性质的回忆录。他很深沉地呼吁每个人应凭他的自由去充分发挥自己的天性,不要“凭借他的地位的个人力量以胁迫手段将一种苛刻的交易强加于人”,哪怕真是个天才。

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