您现在的位置是:网站首页>科普科普
《机器崛起》
铛铛铃2025-09-14【科普】1人已围观
简介
今天为你解读的这本书叫《机器崛起》,副标题是《遗失的控制论历史》。
那说到机器崛起,你会想到什么呢?有人可能会想到啊,这科幻电影里拥有各种超能力的机器人啊,他们呢,和人一样有善恶心,能够上天入地、无所不能。
那么,机器真的会超越人类吗?那要回答这个问题啊,你就需要了解机器崛起背后真正的原因。
1948年,美国数学家维纳出版了《控制论》一书,标志着控制论的诞生,也正是控制论才推动了机器的崛起。
事实上,在控制论诞生之前,机器就已经出现了。比如说,第一次技术革命中出现的蒸汽机,第二次技术革命中出现的内燃机,都是机器。不过呢,要说机器真正成为人们生活中不可或缺的一份子,那还要到控制论出现之后。从手机、电脑等等电子设备,到电视、冰箱、洗衣机等家用电器,那再到汽车、高铁、飞机等交通工具,机器啊,已经是遍布人类生活的各个角落了。这些机器背后,实际上都隐含着控制论的思想。
那么,什么是控制论呢?简单来说,控制论啊,就是研究如何让机器模仿人和动物的这种行为方式。
本书的作者托马斯·瑞德,是伦敦国王学院军事研究系的教授,他被《经济学人》杂志评为赛博战领域的权威,这里赛博的含义正是控制论。
那在这本书中,作者从战争这个独特的视角,来唤醒了人们对控制论历史贡献的记忆,并引发了人们对于未来人与机器关系的深刻的思考。
那接下来呢,我就用四个问题来为你讲解本书的主要内容:
第一,控制论是如何诞生的?
第二,如何理解控制论?
第三,控制论被应用到了哪些领域呢?
第四,控制论的未来将如何?
我们先来讲第一个问题,控制论是如何诞生的。
那作为一位军事研究专家,作者认为控制论的思想起源于战争。前面啊,我们提到了控制论之父维纳,出版《控制论》一书的时间是1948年,这是在二战结束之后。事实上呢,控制论思想的酝酿却是在二战之中。
在二战期间,德国凭借先进的飞机,对英国展开了大规模的轰炸。那如何防御这些飞机和导弹,那就成了难题。传统的防御方式只能依靠地面上的高射炮,发现敌军飞机之后,再朝着目标开炮,俗称啊,鸭子射击。
什么是鸭子射击呢?就像是猎人用猎枪打空中飞行的野鸭那样,空中飞行的野鸭那并不是静止的,从发射到击中目标有一个时间差,那猎人呢,要根据野鸭飞行的高度和速度,估计野鸭的飞行路线,瞄准它们飞行线路上的点,这样才能击落野鸭。
然而,用传统的高射炮打飞机,那要比猎人打野鸭困难得多呀。因为飞机飞行的高度更高,飞行速度更快,那飞行员也懂得利用夜色和云雾掩护自己,而且飞行员在空中能时刻改变飞机的飞行线路,躲避地面的攻击。因此呢,在多数情况之下,还没有等到地面防空炮台的炮手调整好炮口的射击角度,这敌军飞机就已经轰炸完毕,逃出了高射炮的射程范围了。
那如何击落敌机进行有效防空,就成为了英美盟军关注的焦点。而且根据当时可靠的情报显示,德军已经在研制可以跨越大西洋袭击美国本土的导弹了。时任美国总统的罗斯福当即成立了国防研究委员会,集中了大批科学家对这一问题展开了研究。控制论之父维纳,当时也参与了国防研究委员会的研究。
1940年,维纳和他的学生朱利安·毕格罗共同申请承担了一个项目,项目的名字叫做“使用一种装置来探索预测在纯数学上的可能性,并力求构造这种装置”。项目名称听不懂啊,不要紧,我呢,给你形象化的解释一下。他们的研究,简单来说呀,就是如何让暗室墙上投射的一束灯光追上另一束随机移动的灯光。
首先,他们用马达驱动一个白色聚光灯,在墙上投射出随机产生的、平滑的、不匀速移动的白色光斑,持续15秒钟,这是在模拟敌机的飞行轨迹。那他们要解决的问题就是,如何改变另一盏红色聚光灯的角度,用它模拟的高射炮炮弹的红色光斑,来追上白色光斑。
那么,经过两年的努力,1942年,维纳提交了一篇名为《稳态时间序列的外差、内差和平滑》的报告,最终啊,用数学的方法解决了红光追白光的问题。这篇126页的报告,充满了各种数学符号和公式,可能哈,你听都没听说过,当时读维纳报告的国防研究委员会的官员,也同样都是一头雾水。
维纳的理论和方法虽然解决了追击的问题,但是过于抽象,并不能马上运用到实际的防空中去。况且这个时候啊,防空产品的研发已经取得了进展,雷达和通讯技术的进步,已经基本解决了这一现实问题。
首先,雷达技术获得了突破,雷达可以探测到人的肉眼看不到的目标,这样就能提前发现敌情。而无线通讯技术又让即时通信成为可能,无线通讯技术不仅仅是在雷达和高射炮之间建立起通信,还能与发射出去的炮弹进行通信。这样啊,高射炮发出去的炮弹,就从无法改变飞行轨迹的普通炮弹,变成了可以进行制导的导弹,它可以根据目标的线路变化,随时改变自己的飞行线路和爆炸时间,从而大大提高了打击精准度。
之后,导弹等产品被迅速运用于战争,大大打击了德国法西斯的嚣张气焰。导弹产品虽然没有提出相应的数学理论,但运用的原理和维纳的方法大致相同,就连维纳也曾一度怀疑,是别人剽窃了他的研究成果。
那既然防空的问题已经有效解决了,维纳的那份报告,也就作为军事机密被封存了。
以上就是我们今天所讲的第一个问题,控制论的思想起源于二战时期的防空研究。虽然控制论一词在这个期间并没有被明确的提出,不过呢,基本理论框架和实践产品都已经产生了。
那么控制论到底是什么呢?下面呢,我们就进入今天要讲的第二个问题,怎么理解控制论。
其实啊,控制论的英文并不是 control theory ,而是 cybernetics ,有的学者呢,还会翻译成赛博学或机械大脑论。控制论的思想起源于对动物,特别是人的行为的观察,包括人类在内的每一种动物,那都有着感知外界环境,从而控制自己行为,影响外界环境的能力。
比如说,有一个篮球啊,向你飞来了,你就会本能地抬起自己的手,挡住它,避免球砸到自己。那有人向你要这个篮球,你又会控制自己的手臂的运动方向,把这个篮球投掷到那个人手里。再比如冬天,人们用炉子取暖,温度太低了,你就会让炉子烧的旺一些,温度太高了,你就会熄掉炉子,把室温控制在舒适的范围内。前面提到的鸭子射击也是这样,人根据野鸭飞行的情况,控制猎枪进行射击。那再拓展到二战中出现的有制导功能的炮弹,他其实也是通过不断的信息反馈,把模拟鸭子射击做得更精细化。
那简单来说,把生物对环境反馈和控制的模式运用到机器的研制开发上,那就是控制论。
要理解控制论,关键要理解控制论的三个核心内容。第一个是控制,控制是控制论的目的。人接篮球和扔篮球,那是为了控制篮球的行动轨迹,调节炉子是为了把室温控制在舒服的范围,调节猎枪是为了控制射击的准度,这些都是在控制。那对机器的控制也是这样,人们控制交通工具,是为了让他们带我们到达目的地,操控家用电器是为了方便生活,操控电脑中各种办公软件,是为了完成各项工作等等。
那控制论的第二个核心内容就是反馈,反馈是控制论的手段。反馈就是在环境与人或机器之间进行的信息传递。比如说当篮球向你飞来了,视觉信号传递到大脑,大脑根据球的飞行情况向手臂发出信号,从而就接到球。那前面提到的鸭子射击也是这样,鸭子飞行的视觉信号传递到人脑,人脑再发出信号来调整射击方向。现在使用的所有机器啊,也都有反馈的环节,比如说导弹,那就是不断的通过雷达将射击的目标信号传递回来,再发出信号控制导弹的运行轨迹,让他准确地命中目标。人们日常生活中的空调、冰箱,它们也都有自动的温度反馈机制,传感器可以感应到当前的温度,那如果超出了设置范围,电脑芯片就会发出信号,压缩机启动,将温度调整到合适的状态。
那控制论的第三个核心内容啊,是人机交互。人和机器的关系,是控制论研究的最重要的问题。机器是为人服务的,那是否能进行方便的人机交互,是机器设计能否取得成功的关键。比如说手机吧,通过触屏按钮,甚至是语音就能快捷的完成操作,人们不用去关心其中极为复杂的电路和逻辑算法。机器不能脱离人运行,各种机器都是为人类服务的,它们其实都可以看成人类生理功能的延伸,是人类加强版的手臂、眼睛和大脑。
那有人可能就有疑问了,现在的人工智能不是有自我决策的功能吗?这点没错,但是呢,在更高层面上讲,他的自我决策是有一定范围的。比如打败了围棋高手李世石和柯洁的阿尔法狗,他虽然有超出常人的思维能力和决策能力,但他并不能选择自己的对手,也不能选择哪一天和围棋高手对战,它归根到底还是在人机交互的控制之下的。
好,以上呢,就是我们今天要讲的第二个问题,如何理解控制论。理解控制论有三个关键要点:第一,控制,这是控制论的目的;第二,反馈,这是控制论的手段;第三,人机交互,要始终谨记机器是为人服务的。
以上这些都是控制论的基本概念,比较抽象,不过呢,下面我们要讲的实际应用,那就与你的生活是息息相关了,你就能听得更直观明白。
那接下来呢,就进入今天的第三个问题,控制论都应用在哪些领域了?
控制论最重要的运用领域有三个,自动化、人机融合和赛博空间。
我们呢,先来讲第一个领域,自动化。控制论最早与机器结合运用于实践,还产生了社会效益的领域就是自动化。作者认为,推动自动化产生的最重要的推手还是战争。
20世纪40年代末50年代初,虽然第二次世界大战已经结束了,但是美苏争霸所引发的冷战却未停歇。苏联继美国之后成功爆炸了原子弹,并制造出了射程足以打到美国本土的核弹,这让美国啊是惊恐不已。如果苏联的导弹袭来,虽然可以很快被雷达发现,但是在短短几分钟内,根本就没时间讨论怎么拦截,用什么拦截的问题。
在这种情况下,自动防御系统诞生了。自动防御系统可以根据导弹来袭的具体情况,对导弹信号进行自动识别,再根据预先设定的程序自动做出拦截判断,这一过程中不需要人再去判断和决策了。那由此可见啊,自动防御系统代替了人类大脑的一部分功能,进行决策判断并发出指令,这其实也是自动化的核心内容。所以呢,国内有些专家才把控制论翻译成机械大脑论,就是因为机械的大脑代替了部分人脑的功能。
那随着计算机技术的不断的革新,自动化技术也得到了飞速的发展,它也逐渐走出了军事应用,进入了人们生活的各个领域。比如说人们只需要做一些更外围的管理工作,就能让电脑代替人脑做许多事情。工作中的自动化办公系统,生活中的自动化智能家电,出行中乘坐的有自动化控制系统的交通工具,这一切呢,让我们的生活变得更便捷、更高效,也更安全。
控制论实际应用的第二个领域是人机融合,又称为赛博格。赛博格英文是 CYBORG,它的核心含义是把生物和机器融合到一起,从而产生更强大的功能。赛博格在人们生活中其实已经很常见了,比如说失去胳膊的,可以安装一条机器胳膊,及其胳膊和人体融为一体,可以模拟人的胳膊完成各种任务,力量更大,还可以进行360度无死角旋转。其实广义上来说,人们戴眼镜、使用智能手机,都是一种人机融合,机器啊,早已经成为人类生活中不可分割的一部分,可以说我们已经不再是单纯的人了,而是人机融合的赛博格。
赛博格的快速发展,同样也是因为战争。20世纪50年代开始,美苏展开了太空争霸赛,当时啊,不仅要把卫星、宇宙飞船等等飞行器送上天,还要把人送上天。那人的肉体显然不能适应太空中没有空气、超高或超低温,还有强烈辐射的环境,那就必须依靠宇航服。宇航服能保证宇航员有一个氧气、温度与辐射量相对恒定与安全的环境,人和宇航服组成了太空人,这就是一个非常典型的赛博格。
赛博格不仅仅被用于太空竞赛,还同样被用在实际的战争中。比如美国通用公司曾经研发了一款叫多面手的产品,它就是可以被安装在人体上的机械手臂,功能与人的手臂很相似,但是力量却是人的数百倍。有了它,人们在丛林作战中,就可以轻松清除掉挡在行进道路上的各种障碍。为了在越南战争中取得胜利,通用公司还曾致力于开发可以双足行走的大型坦克,人可以坐在坦克里面进行操作。虽然机器坦克没有真正投入战争,这一创意却曾轰动一时。
研究者们不仅仅致力于在人体外增加机器,以拓展人体的功能,激进的赛博格研究者还曾致力于人体改造,也就是将人的肉身去除,将人的大脑与机器直接连接,或者是制造出拥有人脑的机器来。这些啊,在科幻电影里出现的情节,实际上都曾经有科学家开展过研究,这些研究单纯从科学理论上已经没有障碍,只是它需要耗费大量资金,又备受伦理学的质疑,还没有真正的实践。
控制论思想的实际运用第三个方面是当下每个人都离不开的领域,赛博空间。赛博空间就是人们常说的虚拟空间,它最早也是起源于军事。20世纪70年代,美国空军的工程师最早提出了虚拟空间,最开始他们设计了虚拟空间眼镜,也就是 VR 眼镜,戴上 VR 眼镜成为一个赛博格,你就能进入一个虚拟的空间,可以在其中练习射击。后来,虚拟空间技术被运用到各种军事训练中,特别是飞机、战舰、坦克等虚拟驾驶训练中,既安全又大大节约了成本。
从20世纪90年代开始,网络技术逐渐成熟,并在全世界拓展开来,赛博空间才到了它真正辉煌的时刻。只需要通过电脑等硬件设备进行人机交互,人们就可以立刻进入虚拟空间,也就是网络空间。随着网络技术的发展,网络空间已经渗透到了人们生活的各个领域。
举个例子,金融领域,钱原本都是实体的东西,但是随着网络金融的拓展,挖矿这件事也能在网络空间里展开,利用区块链,你就能在虚拟的网络空间里挖到比特币进行交易。再比如说黑客,传统意义上的窃贼只能偷现实中的东西,但是黑客却可以进入虚拟空间,盗取大量财富或者机密。由此可见,以网络空间为代表的赛博空间,已经成为人类在现实生活之外另一个重要的生存场所。
好,以上呢,我们讲完了第三个问题,控制论都应用到了哪些领域。自动化、人机融合和赛博空间是控制论影响人类的三个最重要的领域。自动化让机器代替人类,让人类从繁琐的劳动中解脱出来;人机融合致力于将人和机器融为一体;赛博空间则为人类提供了更广阔的虚拟世界,其中对人类影响最大的网络空间,已经成为当下每个人都离不开的生存空间。
可见啊,虽然在生活中人们很少会提到控制论,它也不像进化论、相对论那样有名,但是控制论的思想已经影响到人们生活的方方面面。
那么,控制论和机器的未来又会怎么样呢?这是我们今天要讲的最后一个问题。
经过半个多世纪的发展,控制论已经不仅仅是技术层面的问题,它已经深入人类的文化。比如一些控制论者就认为,大脑并没有什么神秘之处啊,它就是一台更精密一些的机器罢了,人和机器就是一回事儿。这样的思想也影响到了人类的文化。
举个例子,控制论影响到了文学创作。1967年,美国诗人理查德·布拉提根曾写了一首叫做《慈爱的机器照看一切》的诗,幻想着机器能解决人类的所有问题,其中写道:
我常常盼望在一块控制论的草地上,哺乳动物和计算机共同生活在一起,和谐的边程如水般纯净,触碰清澈的天空。
20世纪美国产生的嬉皮士文化,也受到了控制论的影响。控制论抹去了人和机器之间的绝对界限,嬉皮士们从中找到了理论基础,那既然人和机器没什么不同,那么人也不应该受到宗教与道德的禁锢,所以他们崇尚自由,崇尚我行我素的行事风格和艺术形式。
当然,控制论对人类文化影响最深的还是科幻。我们呢,以科幻电影为例,变形金刚、超人、蜘蛛侠、钢铁侠、星球大战、 X 战警等等电影,其中的主角都是各种各样的赛博格,他们或者是像人一样思考的机器,比如说变形金刚,或者是具备机器一样超凡能力的人,比如超人、蜘蛛侠,或者呢是人机合一的角色,比如 X 战警。
科幻大大拓展了人类的想象空间,也引起了人们的担忧,那如果机器崛起了,人类又将何去何从呢?其实控制论之父维纳对于控制论所可能导致的机器崛起是担忧的,他认为技术的发展、赛博格的出现,人类原有的生态平衡可能被打破。更多的人担心的是,机器如果像人那样崛起的话,他会不会统治和奴役人类呢?
不过呢,作者认为机器并没有崛起,而是逐渐陨落了。看似各种机器被制造出来,但是他们都是被人类所利用,建立在人机交互基础之上,机器会统治人类更是无稽之谈。同时,如凯文·凯利在《失控》一书中所说的,人、机器与自然界的万事万物都会臣服于生物逻辑,人不能控制一切机器,当然也不能。
对于控制论和机器的未来,作者更担心的是少数人的滥用。在他看来,控制论源于战争,最终还很可能归于战争,那就是赛博战。赛博战并不是真枪实弹的战争,而是发生在网络上的战争。网络空间曾经被一些人认为是躲避战争的自由世界和净土,目前呢,也已经被战争的阴云所笼罩。美国军方已经把赛博战定位为未来战争的发展方向,赛博战可以通过计算机、病毒、逻辑炸弹、黑客等形式,对金融网络系统、交通网络系统、电力网络系统进行破坏,杀敌于无形之中。
在作者看来,能够伤害人类自身的没有别人,只有人类自己。不论是控制论还是机器,它们归根结底都只是人类的工具,人类最应该警惕的不是外界的事物,而是人类自身。
到这里呢,《机器崛起》一书的内容就给大家讲完了。这本书带我们回顾了控制论产生与发展的历史背景,它使机器崛起,但是机器终究都是人类的工具,控制论的未来一定是掌握在人类手中。因此人类走过的每一步,都应该被认真反思。
好的,《机器崛起》就为你解读到这里,听书笔记在音频下,下一本好书与你再会。
"感谢喜欢,赞赏支持是对我的鼓励。"
很赞哦! (0)