百科：從蝴蝶效應(yīng)到人工智能

控制論的創(chuàng)始人維納說：“釘子缺，蹄鐵卸;蹄鐵卸，戰(zhàn)馬蹶;戰(zhàn)馬蹶，騎士絕;騎士絕，戰(zhàn)事折;戰(zhàn)事折，國家滅?！边@體現(xiàn)出馬蹄鐵上丟失的一枚小小的鐵釘最終導(dǎo)致了一個帝國的滅亡。在我國，古人也普遍認(rèn)為一個微小的改變就會對未來產(chǎn)生很大影響。戰(zhàn)國末期著名思想家韓非子說過：“千丈之堤，以螻蟻之穴潰;百尺之室，以突隙之煙焚?！痹谌寮医?jīng)典《禮記·經(jīng)解》中也有記載：“君子慎始，差若毫厘，謬以千里。”這些都說明了事物是普遍聯(lián)系的，一個小小的變化就會帶來全局的輸贏，因此我們要處處謹(jǐn)小慎微，要從小處消除隱患。
　　這些現(xiàn)象與蝴蝶效應(yīng)具有異曲同工之妙。蝴蝶效應(yīng)是1963年美國麻省理工學(xué)院氣象學(xué)家洛倫茲在用計(jì)算機(jī)求解仿真地球大氣的方程式時提出的 “非線性”理論。由于描述氣象系統(tǒng)的吸引子的“形狀”往往都呈現(xiàn)出類似蝴蝶的圖案，這就有了“蝴蝶效應(yīng)”的稱謂。這種效應(yīng)更為詩意和普遍的闡述是：“一只南美洲亞馬孫河流域熱帶雨林中的蝴蝶，偶爾扇動幾下翅膀，可以在兩周以后引起美國德克薩斯州的一場龍卷風(fēng)。”蝴蝶效應(yīng)類似于牽一發(fā)而動全身的理論，每件事情有形或無形地聯(lián)系在一起，一次改變會引起后面很多事情的改變。
　　什么是蝴蝶效應(yīng)
　　蝴蝶效應(yīng)指在一個動力系統(tǒng)中，初始條件微小的變化能帶動整個系統(tǒng)的長期的、巨大的連鎖反應(yīng)。說明任何事物在其發(fā)展道路上都存在不可測的“變數(shù)”，一個非常細(xì)微的變化可能會影響事物的發(fā)展方向。
　　因此有些小事可以糊涂，但有些小事如經(jīng)系統(tǒng)放大，則對一個組織、一個國家至關(guān)重要，便不能糊涂。蝴蝶效應(yīng)其實(shí)是一種混沌效應(yīng)。具體說來，是緣于它的最終“吸引子”（一個系統(tǒng)在經(jīng)過時間無限長后的最終歸屬）。在未發(fā)現(xiàn)混沌現(xiàn)象之前，科學(xué)家認(rèn)為自然界的所有系統(tǒng)的“吸引子”只有兩種：或是一個固定點(diǎn)（例如：一個皮球被踢出去之后，最終會停止到一個點(diǎn)）;或是橢圓（例如：兩個天體運(yùn)行在橢圓軌道上，始終保持一種互相吸引）。但是，洛倫茲通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，計(jì)算的結(jié)果對參數(shù)的初始值非常敏感，即使兩個初始值只是相差到小數(shù)點(diǎn)后的第6位數(shù)，計(jì)算結(jié)果也相差巨大，因此說氣象是很難準(zhǔn)確預(yù)測的。
　　蝴蝶效應(yīng)之所以令人著迷、令人激動、發(fā)人深省，不僅在于其大膽的想象力和迷人的美學(xué)色彩，更在于其深刻的科學(xué)內(nèi)涵和內(nèi)在的哲學(xué)魅力?！昂?yīng)”一詞一經(jīng)提出便迅速成為許多領(lǐng)域的熱門詞匯。它不僅應(yīng)用于天氣、股票市場、社會學(xué)及心理學(xué)等領(lǐng)域，還可應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)學(xué)和數(shù)學(xué)，就是在我們熟悉的電影業(yè)中也有涉獵。
　　電影中的蝴蝶效應(yīng)
　　20世紀(jì)八九十年代，電影界人士對蝴蝶效應(yīng)產(chǎn)生了極大的興趣。有些作者將蝴蝶效應(yīng)表述為一種人生的幻象，也就是一些人展現(xiàn)出對初始值格外敏感的人生。假如人們在時間的長河中回溯到過去，如果改變了過去的一個（初始值）點(diǎn)，則會改變這些人的人生歷程，甚至?xí)淖儸F(xiàn)有的世界。一些導(dǎo)演在創(chuàng)作上都試圖從時間長河中改變一點(diǎn)，并對此進(jìn)行情節(jié)上的大肆渲染，再將這些回歸到歷史的激流中，這種手法讓觀者大呼過癮。像《大話西游》《尋秦記》《步步驚心》和《達(dá)芬奇密碼》等影視作品中都有這樣的設(shè)計(jì)。
　　許多人都看過2004年上映的電影《蝴蝶效應(yīng)》。電影被命名為《蝴蝶效應(yīng)》，大概就是為了表達(dá)某種“不確定性”。影片中的主人公埃文是一名大學(xué)生，他有一種“特異功能”。當(dāng)他不如意的時候，就翻開自己的筆記本，找到筆記中的某個場景，再次回到筆記中所記載的那個年代，并重新走一遍自己的人生。主人公經(jīng)過多次的反復(fù)后，卻總也無法找到令自己滿意的人生旅程。
　　2014年上映的美國大片《明日邊緣》與《蝴蝶效應(yīng)》恰好相反，主人公在一次次的重新開始人生時，選擇積極地學(xué)習(xí)各種技能，每一次都距離成功更近一步，直至最后的成功。他甚至還通過努力改變了未來的世界。
　　由此可見，與20世紀(jì)末和21世紀(jì)初的影視作品相比，當(dāng)今的電影已經(jīng)發(fā)生了一些重要的變化。所表現(xiàn)和傳達(dá)出的價(jià)值觀更加積極，人們已經(jīng)不再只是安于現(xiàn)狀，而是已經(jīng)開始探索如何改變歷史、改變未來，希望能通過重設(shè)人生的初始值，從而達(dá)到改變未來的目的。
　　尋找人工智能的初始值
　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)已經(jīng)從一種只是進(jìn)行機(jī)械運(yùn)算的機(jī)器發(fā)展成為無所不能、甚至可以穿戴的技術(shù)產(chǎn)品，未來還會逐漸成為人體的一部分。計(jì)算機(jī)運(yùn)行的邏輯基礎(chǔ)就是二進(jìn)制的0和1，經(jīng)過無數(shù)次的分形迭代后，可以組合成人們現(xiàn)在已經(jīng)看到的無所不能的計(jì)算機(jī)世界。既然計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)是0和1，那么計(jì)算機(jī)程序?qū)τ诔跏贾档拿舾谐潭雀酰ú皇?就是1）。人們在嘗試尋找出一條分形迭代N次之后的路徑的難度可想而知。人們在編寫計(jì)算機(jī)程序時，最常用的語句就是判斷：符合某種情況時，就執(zhí)行某些程序;不符合某種情況時，則執(zhí)行另外的程序。雖然計(jì)算機(jī)的初始值并不復(fù)雜，就是簡單的0和1，但是計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度如此之快，每秒鐘計(jì)算幾億億次已屬平常，分形迭代的速度自然被大大提高。據(jù)科學(xué)家推測，隨著計(jì)算速度的不斷加速，未來可能會構(gòu)建起某種精彩的計(jì)算機(jī)文明—— 一種新型的人類文明。
　　經(jīng)過多年的發(fā)展，如今人們又開始借助計(jì)算技術(shù)重操“舊業(yè)”——定制未來的思想。這次要啟用“人工智能”或者用機(jī)器替代人，或人工和機(jī)器相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)機(jī)器在規(guī)定的程序動作外可以自我學(xué)習(xí)，自我復(fù)制，甚至自我進(jìn)化，從而可以達(dá)到某些高級動物的智能。
　　不過，目前人工智能技術(shù)的發(fā)展仍然是橫在計(jì)算機(jī)發(fā)展過程中的一道難以逾越的關(guān)口。另外，人們要想創(chuàng)造人工智能，必須保證初始值的正確。如果初始值的設(shè)置有問題，以后的努力都是徒勞的，甚至南轅北轍。如果能找對方向，未來通過計(jì)算機(jī)的超高計(jì)算能力，會使發(fā)展的路徑更加順利一些。當(dāng)前，我們的時代似乎就處在尋找人工智能的初始值的節(jié)點(diǎn)。
　　當(dāng)然，最令人們感到有誘惑力的是：人類是否可以采用改變過去的方式來改變未來呢？不同時期的科幻電影給出了不同的答案。在《蝴蝶效應(yīng)》里，盡管主人公不斷做出努力，還是逃不出“宿命”的安排。在《明日邊緣》里，人類通過自我學(xué)習(xí)、自我進(jìn)化，最終改變了人類的未來。在電影《源代碼》中，主人公可以反復(fù)“穿越”到一名在列車爆炸案中遇害的死者身體里，在一次次地“穿越”中最終尋找到元兇，阻止了一場更大規(guī)模的恐怖行動。在現(xiàn)實(shí)中，人類要變被動為主動，找到正確的初始值，應(yīng)該更加積極主動地設(shè)計(jì)未來，我們期待著人類即將進(jìn)入的又一個新的進(jìn)化分支。
　　【責(zé)任編輯】張小萌