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第9章 第六章混沌边缘的生命

复杂 沃德羅普 32667 2023-02-05
兰顿说:有一次我抬头,看到生命游戏的图案正弯弯曲曲的在萤幕上消逝,我又回头看看我的电脑密码。同时,我的颈背寒毛直竖,觉得好像有别人在房间里。 一九八七年九月二十二日,一切都显得清明起来。亚瑟受聘为圣塔菲研究院经济研究计画的共同主持人后,在这个亮丽的清晨,睡眼惺忪的和贺南一起爬进车子里,准备到罗沙拉摩斯去参加人工生命(artificial life)研讨会,这个为期五天的研讨会已经在前一天开始举行。 亚瑟并不全然了解人工生命的意思。事实上,刚开完经济会议,他可还没来得及恢复体力,对许多事情也都还觉得模糊不清。但是贺南解释,人工生命和人工智慧(artificial intelligence)很类似,差别在于,人工生命不是用电脑来模拟思考过程,而是用电脑来模拟基本的生物演化方式以及生命本身。贺南说,这很像他的遗传演算法和分类者系统研究,但是范围更广泛、野心更大。

嬉皮科学家 人工生命是罗沙拉摩斯的博士后研究员兰顿(Christopher Langton)的精心杰作,兰顿曾经在密西根上过贺南和勃克斯的课。贺南说,兰顿是个大器晚成的人,那时已经三十九岁了,比大多数的博士后研究员都要老十岁,而且还没有完成他的博士论文。但是,兰顿是个非常特别的学生。贺南说:他有丰富的想像力,非常擅于集合各式各样的经验。兰顿为这个研讨会投注了很多心血,人工生命是兰顿的心肝宝贝,这个名字是他取的,过去十年,他一直努力说明人工生命的概念,他筹画了这个研讨会,想要把人工生命变成一门真正的科学,尽管他甚至连有多少人会来参加都不晓得。他说服了罗沙拉摩斯的非线性研究中心拨出一万五千美元来举办这次研讨会,而圣塔菲研究院则补助五千美元,并且同意出版会中发表的论文,作为复杂科学系列丛书之一。就贺南昨天所见,兰顿的表现非常杰出,亚瑟一定要亲自来看看。

亚瑟的确来了。当他和贺南一起步入罗沙拉摩斯的会场时,他很快就得到两个印象。第一,他太低估了他的室友了。他说:原本我以为贺南只是个矮小、讨人喜欢的电脑奇才;结果我发现我简直好像和甘地同行一样,人们似乎把贺南当成这一行的大师,他们高呼:贺南!贺南!他们会在走廊上拦住他,问他:你对这个问题有什么看法?你对那点有什么看法?你收到我寄给你的论文没有? 贺南镇静面对一切,但他无法逃避的是,贺南变成名人了!这令他尴尬不已,但是他也无能为力。过去二十五年来,他每年都有一、两名门生拿到博士学位,所以现在有很多信徒在各地传播他的观念。同时,这个世界也开始了解他的想法,神经网路又成为显学,而学习也成为主流人工智慧学中最热门的题目。一九八五年举办了第一次遗传演算法国际学术会议后,接下来还有很多会议在筹画中。每个人演讲的开场白似乎都变成:贺南的说法是如此这般,以下是我的版本。

亚瑟的第二个印象是,人工生命很奇怪。他一直没有机会和兰顿碰面。兰顿又高又瘦,有一头浓密的棕发,脸上皱纹密布,活像个年轻和蔼的华特马殊(Walter Matthau,美国著名的性格演员)。兰顿一直都行色匆匆,不是去影印东西、修理东西,就是忧心忡忡,疯狂的想同时完成所有事情。 所以,亚瑟花了很多时间参观走廊上的电脑展示。他看到的都是精心杰作:电脑动画的鸟群在萤光幕上飞驰,栩栩如生的植物在眼前生长、茁壮,碎形似的生物,波动而闪闪发亮的各种形态,真是令人目眩神迷。但是,这代表什么意义呢? 还有,亚瑟听到的演讲都是混合了狂放的想像和脚踏实地的经验主义的奇怪综合体,似乎在主讲人上台以前,没有人知道他嘴里会蹦出什么样的内容。会场上很多人都扎着马尾,套着牛仔裤,还有个女人打着赤脚上台演讲。突现这两个字眼经常出现,空气中弥漫着充沛的活力和同志间的亲密情感,一种铲除障碍、解放新观念的气氛,还有一种不可预测、完全开放的自由气氛。人工生命研讨会以奇怪、智识的方式,表现出一种反潮流文化,就好像越战时期美国的反文化运动一样。

自修而成的电脑高手 兰顿对人工生命涎生的时刻记忆犹新。大概是一九七一年末,或七二年初左右,反正是在冬天,他像个标准的电脑狂,凌晨三点钟独自待在波士顿麻州综合医院(Massachusettes General Hospital)六楼,坐在心理系的PDP︱9型电脑前,修改编码的错误。 他喜欢这种工作方式。我们不需要在固定时间上班。管理这个地方的厄文(Frank Ervin)是个很内行、非常有创意的家伙。基本上,他请了一群聪明的年轻孩子来帮他编码,然后就放手不管。所以白天那些循规蹈矩的人用电脑完成一些真正沉闷的工作,而我们则习惯在傍晚四、五点进来,待到凌晨三、四点钟,这段时间,我们可以尽情的玩电脑。

的确,对兰顿而言,设计程式是世界上最好玩的游戏。他从来没有刻意选择程式设计这条路,只是在两年前不经意的加入了厄文的小组。当时,他刚被大学退学,为了履行越战时期良心反战者的替代性服务义务,而来到这所综合医院。除了中学时期修过几门电脑课外,他的程式设计技巧完全靠自修得来。但是,一旦开始与电脑为伍,他就沉迷其中,甚至服务期限到了之后,还继续留下来。 他说:电脑真棒。我打从心里头就是个机械工程师,我喜欢建造东西,我喜欢看我做的东西真正管用。至于他在PDP︱9型电脑上设计的东西,他说:你必须配合硬体的每个结构,你的程式必须考虑机器真正的性能。 但是,他也很喜欢电脑那种奇怪的抽象观念。最好的例子就是他接的第一个案子,让实验心理学家可以在PDP︱9型电脑上操作。多年来,实验心理学家一直把资料记录在老旧而且奇慢无比的PDP︱8型电脑上,他们终于受不了了。问题是,他们已经为旧电脑写了各式各样的特殊程式,这些程式没有办法在新的PDP︱9型电脑上执行,但是也没有人愿意全部重来一遍,重新设计所有的程式。所以,兰顿的任务是设计一个程式,让旧程式以为还在旧机器上运转。事实上,他等于是要在新电脑内再创造出旧电脑的虚拟机器。

兰顿说:我从来没有修过正式的电脑课程,所以,实际创造一部虚拟机器,是我第一次有机会了解虚拟的观念。我爱极了这个概念,也就是说,如果你把一部机器运作的法则抽象的抽离出来形成程式,那么你就掌握了这部机器最重要的部分,硬体被远远抛在后头。 神奇的生命游戏 总而言之,在那个特别的晚上,他在医院修改编码的错误。后来,他知道暂时不会再跑什么程式,于是就把生命游戏的软体放进电脑。 这是他最喜欢的电脑游戏。我从高士柏(Bill Gosper)小组手上拿到这个软体程式,他们在麻省理工学院玩生命游戏,我们也开始玩。兰顿很快就玩上瘾了。生命游戏是由英国数学家康威(John Conway)在前一年发明的,这个游戏并不是真的让你玩,而是让你观察电脑萤幕上宇宙缩影的演化过程。一开始,电脑萤幕上会出现这个小宇宙的影像:一个平面的座标方格上布满活的黑方块以及死的白方块。最初的图案可以任你选择,但是一旦开始玩游戏,方块就会根据几个简单的规则生存或死亡。在每一世代中,每个方块都会先环顾四周的近邻,如果周遭已经有太多活方块,那么在下一代中,方块会因过度拥挤而死亡。如果附近活方块寥寥无几,那么方块也会因寂寞而死。但是,如果邻居的数目恰到好处,正好有两、三个活方块,那么在下一代中,中央的方块将会是活的,不是继续生存下来,就是死后重生。

整个游戏就是这么简单,这些规则只不过好像漫画式的生物学。但是,生命游戏神奇之处在于,当你把这几个简单的规则变成电脑程式以后,它们似乎真的会让电脑萤幕活起来。和今天的电脑比起来,生命游戏的动作缓慢笨拙,仿佛用录影机重新以慢动作播放一样。然而,用心注视,萤幕上活跃着各种动作,就好像你用显微镜观察一滴池塘水所见到的微生物一样。开始的时候,你可以让萤幕上随意散布着活方块,然后就会看到它们自我组织成各式各样连贯性的结构。有的会滚动,有的好像野兽呼吸一般来回震荡,你还可以发现滑翔机一群活细胞以固定的速度滑过萤幕,还有滑翔机枪稳定的发射出新的滑翔机,还有其他结构不动声色的把滑翔器一一吃掉。幸运的话,你甚至还可以找到赤夏猫(Cheshire Cat,爱丽丝梦游仙境中那只露齿而笑的猫)缓缓的消逝无踪,只留下微笑和足印。每一次出现的画面都不一样,没有人看过所有可能出现的图案。兰顿说:我第一次看到的图案是一个巨大、稳定、钻石形状的结构。但是接着你可以引进滑翔机,然后整个水晶般的完美画面就被打破,这个结构会慢慢消逝,就好像滑翔机是从外来的传染病一样。

兰顿说,所以那天晚上,电脑忙着跑出各式各样的图案,他则忙着修正编码的错误。他说:有一次我抬头,看到生命游戏的图案正弯弯曲曲的在萤幕上消逝,我又回头看看我的电脑密码。同时,我的颈背寒毛直竖,觉得好像有别人在房间里。 兰顿环顾四周,以为会看到其他的程式设计师偷偷的站在他背后。这是个拥塞的房间,堆满了各式各样的电子设备、纸箱及废弃不用的东西。这是典型的电脑玩家的天堂。但是,不,没有人站在他的后面,没有人躲在房间里,他完完全全是孤零零一个人。 兰顿再回过头来看着电脑萤幕。我明白一定是生命游戏在作祟,萤幕上的东西是活生生的。我没有办法以言词解释清楚,但是从那时候起,我再也分不清硬体和流程。我明白在更深的层次上而言,电脑中可能发生的事情和我自己的身体中可能发生的事情,没有太大差别,身体的变化和萤幕上所发生的变化是相同的过程。

我还记得那天深夜,我注视着窗外,电脑仍然兀自忙碌着。这是个清朗、寒冷的夜晚,闪烁的星星高挂夜空,你可以看到剑桥查尔斯河(Charles River)对岸的科学博物馆和疾驶而过的汽车。我思索着活动的形态,在那里所发生的一切。这个城市躺在那里,活着,似乎和生命游戏并无二致。虽然形态复杂多了,但是基本上还是同一种形态。 跟着感觉走 兰顿说,二十年之后回顾,那天晚上恍若神灵显现的启示改变了他的一生。但当时只是一种感觉。灵光一闪,随即消逝无踪。就好像暴风雨、飓风或大浪猛然袭至,改变了景观,然后一切就回归风平浪静。真正的心理影像一闪即逝,但是却让我以后对事情有一种特殊的感觉。任何会让我回想到这种活动形态的事情,感觉就对了,所以我一生都想办法依着这种直觉而行。当然,我的直觉常常把我引导到一个地方以后,就消逝无踪,让我不知道下一步该怎么走。

事实上,一九七一年的兰顿既无从知道他的感觉代表什么意义,距离当一个学者也还有漫漫长路。他所谓的跟着感觉走,不过是漫游于图书馆或书店中,找一些与虚拟机器或突现、集体形态相关的文章来读,以及偶尔在哈佛大学、波士顿大学修些课。但是基本上,他很满足于以不变应万变,当时,他的生命中有太多其他的事情要做了。他热爱弹吉他,原本要和朋友筹组民歌乐团,但是因故失败了。他仍然花很多力气抗拒征兵,反对越战。对他而言,剑桥和波士顿周边的整个反文化景象深深吸引他。长期以来,兰顿从来没有这么快乐过。 他说:中学生涯对我而言,是一场大灾难。一九六二年,当兰顿十四岁时,他从家乡林肯(Linclon)一所规模很小的小学升到林肯︱苏柏瑞中学就读。我每天都像坐牢一样。这是一所工业中学,除非你表现特别好,否则每个小孩都被当成不良少年一样严格管教。而我就是和整个体系格格不入,我留长发、玩吉他,听民谣歌曲。我是个嬉皮,而周围却没有一个嬉皮,我完全孤独。 他的父母推理小说家珍.兰顿(Jane Langton)及物理学家威廉.兰顿(William Langton),从民权运动和越战初期,就是激进分子。中学时期,我的父母偶尔会带我进城去,参加争取平等的静坐示威或到学校演讲。我们也会搭巴士到华盛顿去,抗议这或抗议那,我偶尔也会被警察当作示威群众逮捕。 最后,兰顿在一九六六年毕业了。那时嬉皮时代刚开始,所以那年夏天,我和朋友跳上巴士到加州去,因为加州在这方面比较前卫。我们直接到海特︱爱胥柏瑞(Haight︱Ashbury)去听卓普琳(Jamis Joplin)和杰弗逊飞船(Jefferson Airplane)合唱团演唱。那个暑假真是棒极了。 狂放的嬉皮生涯 不幸的是,秋天一到,他就得去伊利诺州的洛克福特大学(Rockford College)报到。他自己并不想上大学,而且他的中学成绩平均只有丙等左右,哈佛及麻省理工学院等名校都斩钉截铁的拒绝了他的申请。但是,父母坚持他必须上大学,而洛克福特大学刚从一所女子学院改制为一般的综合大学,正在积极广招学生。 对兰顿而言,洛克福特在玉米田中簇新的校园,就好像一个警卫松散的农庄监狱。说不定上面还有铁丝网。因为学校招了太多学生,那年全校五百名学生中,居然包括了从东岸来的十个嬉皮。我们到学校以后,环顾四周,都是些保守的农家子弟、极端的右翼分子。东岸正是风起云涌的时候,但是伊利诺好像还停留在麦卡锡时代。在一九六六年的伊利诺州,嬉皮只有死路一条。学校注册主任见到我以后,把我分派到女生的体育馆。有一次,我们几个人一起走进甜甜圈店,有几个州警走到我们后面,其中一个人说:你们这群家伙中间,有些人的女朋友真够难看。每一家餐厅都把我们赶出去,因为我们留长发,没有人要招呼我们。而校方很快就怀疑我们和毒品有关。 显然,唯一可做之事就是北上。兰顿和他那群讨人厌的朋友,开始一路搭便车到威斯康辛大学麦迪逊校区,一次待上几个星期。麦迪逊才是我的地方,在麦迪逊可以看到一九六○年代整个社会文化的变动,而洛克福特却风平浪静,什么也不曾发生。麦迪逊有很多反战活动,很多嬉皮开始试着吸毒,我也不例外。我有一把电吉他,有个朋友接触过阿帕拉契民俗音乐,我们经常即兴演奏。那里活动很多,但是都和我们念大学的目标毫不相干。 结果,大二开学前,兰顿就因为成绩不好,被留校查看。大二的第一学期还未结束,校方就通知兰顿离开,而兰顿也告诉校方他不念了。 我想留在麦迪逊,但是我没有工作,没有办法维生。我只有回到波士顿,变得对政治更狂热,也参加更多反战活动。兰顿说。由于已经不能以学生身分缓役,他提出良心反战者的缓役申请。努力了一段时间后,他终于得到征兵委员会的认可。然后,我就从一九六八年开始在麻州综合医院履行替代服务。 找寻人生目标 当然,在那里,兰顿相信他终于找到了自己的定位,他很乐于永远都做程式设计的工作。这个工作很棒,我学到了很多,和同事相处愉快,没有理由离开。但是一九七二年,他的主管厄文应聘到加州大学洛杉矶分校,把实验也都带走了。茫然的兰顿和另外一组心理学家搭上线,这群心理学家研究的是东南亚短尾猕猴的社会互动行为。于是,一九七二年感恩节之前,兰顿已经置身于波多黎各首府圣胡安(San Juan)四十英里外丛林的加勒比海灵长类研究中心(Caribbean Primate Research Center)中。 结果,这并不是一份多伟大的工作。不过,兰顿很喜欢猴子,他每天花八到十小时在实验室中监控猕猴的表现,他开始对猕猴的文化以及猕猴文化代代相传的方式着迷。问题是,灵长类研究中心的工作人员与他们的研究对象实在太相像了。其中一个实验试图了解猕猴的社会体系如何因应压力,所以,他们为某个阶级的猕猴注射药物,然后看看当这只猕猴没有做它该做的事情时,整个体系如何反应。例如,猴王照理应威震八方,排解纷争,和所有雌猴配对,追逐其他猴子。所以,当猴王有点失常的时候,猴群就会分裂成不同派系。派系领袖可能对猴王必恭必敬,但是偶尔又会攻击它,然后很快的撤退。你可以看到他们一方面拥戴猴王,一方面自己又必须负起领导的责任,然而猴王仍在其位,所以形成滑稽的紧张关系。 兰顿说:当时,研究中心主管是个不折不扣的酒鬼。他可以一大早就就开始大灌黄汤,当天就把一加仑酒喝光。他根本没有办法扮演好主管的角色,但是又不授权给其他工作人员,而属下还是必须做事。于是他们一天到晚争论不休:这件事你应该先问问我!我应该拿着我观察猴子的记录单,把研究中心的屋顶掀开,结果就会看到和猕猴社会完全相同的情况。果然,工作人员分裂成派系,掀起一场革命。而我参加的那一派惨败,他们要求我离开,我也早已准备离开。 在波多黎各待了一年后,兰顿又再度茫然不知所措。他明白,该是认真想一想人生问题的时候了。他说:我不能只是飘来飘去,过一天算一天,没有长远的人生目标。但是,他的人生目标是什么呢?他很好奇,也许那神秘的感觉想告诉他什么,他在波多黎各的时候,一直都在想这件事,他开始觉得也许自己已经找到路了:宇宙学和天文物理。 他说:我在那里没有办法接触电脑,所以我没有做任何和电脑相关的工作,但是,我读了很多书。宇宙的起源、宇宙的结构,时间的本质似乎感觉都很对。所以,当情况恶化的时候,我回到波士顿,开始在波士顿选修数学和天文的课程。 当然,他以前已经修过很多数学课程,但是兰顿认为从头开始不失为一个好办法。我过去不够用心,我不是因为自己想上学而上学,而是因为别人都上学。你从高中的牙膏里被挤了出来,抹在大学的牙刷上,因此就上大学。由于不是正式学生,他一次只能选几门课,同时他还兼做几份怪异的工作。但是,他全心全意的认真上课,表现杰出。最后,和他结为好友的一位老师说:如果你真想研究天文学的话,你该到亚利桑那大学去。他说,波士顿大学各方面都不错,但是亚利桑那是全世界的天文学重镇之一,吐桑(Tucson)校园正位于索诺那沙漠(Sonora Desert)中央,在那里,你可以看到最清澈、最干燥、最漆黑的天空,山顶上雨后春笋般散布着好像蘑菇的天文望远镜圆顶。基特山顶国家天文台(Kitt Peak National Observatory)就在四十英里外,而且总部就在大学校园内。亚利桑那大学正是他该去的地方。 听起来很有道理,于是兰顿申请了亚利桑那大学,在一九七五年秋季班入学。 自天上下来 兰顿说,在加勒比海工作的时候,他学会潜水。他很喜欢优游于珊瑚和鱼群中的第三度空间,潜水令他如痴如醉。但是他一回到波士顿,就发现在新英格兰寒冷、褐色的海水中潜水,完全不是那么一回事。所以,他转而学习滑翔翼,而且第一天就上瘾了。飞越世界,遨游天空,这是三度空间的极致。他变成了滑翔翼迷,不但自己买了滑翔翼,而且把闲暇的每一分钟都花在天空中。 这也是为什么,在一九七五年夏天刚开始的时候,兰顿和一对滑翔翼同好一起结伴开车前往吐桑。他们的计画是在未来几个月,以最慢的速度横跨美国,看到半路上有适合的山脉,就停下来玩滑翔翼。于是,他们沿着阿帕拉契山脉前行,一直走到了北卡罗莱纳州的祖父山(Grandfather Mountain)。 祖父山是蓝岭(Blue Ridvge)的最高峰,景观壮丽,是个私人的游览胜地,也是玩滑翔翼的绝佳地点。兰顿说:当风向对的时候,你可以在天空中遨游几个小时!的确,地主发现当这几个疯子对抗地心引力、飞上青天的时候,吸引了许多游客围观,他因此也多卖了很多汉堡和热狗。他决定一天付他们二十五美元工资,请他们整个夏天都待在这里表演。 兰顿说:我们也不太可能找到更好的地点了。所以,他们同意了。他们成功的吸引了大批游客,而且地主对滑翔翼产生了浓厚兴趣,还预备夏季末在祖父山举行一次滑翔翼全国冠军赛。因为占了地利之便,兰顿也积极练习,准备参加比赛。 意外发生在八月五日。当时,他的朋友已经离开了,他也计画第二天就动身,先到吐桑注册,然后在开课前,回来祖父山参加滑翔翼冠军争夺赛。但是,他想在动身前再练习几次定点降落。 所以,他作那天的最后一次练习。定点降落的安排很诡诈,目标隐藏在树丛中的一小块空地,想要成功降落,惟有从很高的地方近乎失速的旋转下降。但是,那天的风胆怯而不合作,似乎根本不可能飞。兰顿已经取消了四次试降练习,沮丧不已。这是比赛前最后一次练习机会了。 兰顿说:我还记得我心里想:该死,无论如何我还是要试试看,管他的!然后我在五十英尺高的地方,在静止的空气中笔直下沉。我的动作太慢了,我失速下降的高度也不对,我还记得心里想:喔!该死!我晓得我要掉下去了,我会跌得很惨。我想:上帝,我会跌断一条腿。在绝望中,他想重新控制速度,把滑翔翼调整为俯冲形式,没有用。然后,他照着过去所学到的,把腿伸开以吸收一些碰撞的力量。你知道腿会断,可是你不能把腿缩回来,因为如果你以屁股落地,会跌坏脊背。我不记得怎么跌到地面,我的记忆在那之后就是片片段段的,但是我还记得躺在那里,明白自己伤得很重,应该躺着不动。我的朋友跑过来,山顶上的人听到消息,也都跑了下来,地主在拍照,有人拿了个无线电对讲机在叫救护车。过了许久,医护人员出现了,他们问:你哪里最痛?我说:全身都痛。我记得他们相互咕哝一阵后,就把我放到担架上。 观察自我重建 救护车把兰顿送到山下最近的一所医院班那爱克(Banner Elk)的坎能纪念医院。当他半昏迷的躺在加护病房时,他还记得护士告诉他:你跌断了腿,得在这里待几个星期。然后,我们会放你出院,你立刻又可跑来跑去了。 兰顿说:我当时打了吗啡,神智不清,所以就相信了她的话。 事实上,兰顿十分狼狈。他的头盔救了他的头盖骨,而他的腿分散了降落的力量,因此挽救了他的脊背和骨盆。但是他跌断了三十五根骨头,双手双腿都跌断了,他的右手臂几乎整个震飞出去。他的肋骨折断了好几根,一个肺受损,冲撞地面的力量使他的膝盖撞上自己的脸,几乎撞碎了他的膝盖、下巴,还有其他。兰顿说:基本上,我的脸像一团浆糊。他的脸颊骨和眼睛的凹骨都裂了,无法支撑眼部肌肉的拉动。甚至他的脑子都有些不对劲,脸部破碎使他内部隐隐作痛。他们在急诊室把我的骨头接好,肺部灌气,但是麻醉药力消失后,我昏迷了一天没有苏醒,他们都担心我变成植物人。 虽然最后他醒了过来,但是却过了很久才恢复协调。看着自己恢复神智,是很奇怪的经验。我好像是个躲在后面的被动观察者,我的脑子里发生很多事情,但是都与我的意识不相关。这很像虚拟机器,或是生命游戏。我可以看到这些互不相连的形态自我组织,然后以某种方式和我结为一体。我不知道怎么样以一种客观、可证明的方式来形容这种感觉,这也很可能是药物所引起的幻觉,但是这就像你捣乱了蚂蚁群之后,看着这群蚂蚁回来重新组织,重建群体秩序。 所以,我的心智也以同样卓越的方式自我重建。然而,在精神上,我仍然觉得有一些地方和过去不一样,有些东西不见了,尽管我说不出来究竟是什么不见了。我可以感觉到体内的操作系统渐渐恢复功能,我会在某天早上醒过来,仿佛遭到电击一样,我摇摇头,然后突然就又更上了一层楼。我会想:天哪,我复原了!然后,我就明白,我还没有真正康复。之后某一天,我可能又再经历同样的感觉,我究竟复原了没有呢?直到今天,我还不是很清楚。几年前,我又经历了一次这样的状况,所以,谁知道呢?当你在这个层次的时候,你不知道更高的层次是什么样子。 修补破碎的脸 这是班那爱克所发生过最严重的意外事件,过去,医院处理的多半是枪伤及滑雪意外。更糟糕的是,他浑身上下都是伤,不能被移动。但是,兰顿运气绝佳,坎能纪念医院的院长泰特医生(Lawson Tate)在回到班那爱克之前,曾经在几所重要的医学院工作过,是全国有名的整形外科医师。他在后来的几个月中重新修补了兰顿破碎的脸部骨骼及膝盖,同时接好了他的右肩,所以神经线能重新长回原已瘫痪的右手臂上。一九七五年圣诞节左右,在泰特医生为他动了十四次外科手术后,兰顿终于飞到麻州的康科特(Concord),在离他父母较近的爱默森医院(Emerson Hospital)疗养。那里的医生都很讶异一个人居然可以抵受这么多不同的手术。 兰顿在康科特终于逐渐康复,开始慢慢学习如何运用自己的身体。他说:我在床上躺了六个月,大半时间都上了支架,动弹不得,我的体重从一八○磅降到一一○磅,同时因为没有作物理复健,各种状况都发生了。你会失掉所有的肌肉,肌肉就这么不见了。所有的韧带和肌腱都紧绷,你变得很僵硬,因为如果关节不是经常活动,就会充满一种物质,秘密取代了疲乏的软骨,直到你的关节再也没有活动的空间。 兰顿说:所以我看起来像个形容枯槁的厌食者。当然,因为我的下巴被铁丝固定住,所以控制下巴的肌肉组织有很多都萎缩了。我花了很长的时间才有办法重新把嘴张开一寸左右。吃东西很困难,咀嚼很困难,至于说话,我几乎是咬牙切齿的说话。我的脸很滑稽,脸颊骨凹下而非凸出,看起来像鬼一样。我的眼部直到现在还是怪模怪样的。 爱默森医院的物理治疗师训练兰顿起床并走路,而且想办法让他的右手臂恢复功能。平躺在床上弹吉他,对我的复原帮助很大,我强迫自己弹吉他,其他的事情我不在乎,但是我绝对不要变成永远不能弹吉他。 同时,兰顿阅读所有他能到手的科学书籍。在班那爱克的时候,一旦他的眼睛恢复正常,我要朋友寄书给我,书籍用卡车成箱运来,我狼吞虎咽。有些是关于宇宙学,我也读数学书,而且解题目,同时我还花很多时间阅读新观念发展的历史及一般的生物学。我读汤玛斯(Lewis Thomas)的一个细胞的生命(The Lives of a Cell),我还读很多关于科学哲学及演化哲学的书。兰顿说。他没有办法真的全神贯注,医院让他服用兴奋剂和止痛剂,同时他的心智也还在进行重组。但是,我像块海绵一样,思考了很多关于生物学、物理学、宇宙观、以及这些观念如何随时间演变的问题。然后还有我的直觉,在这段期间,我一直追随着我的直觉,但是没有什么特定的方向。宇宙学和天文学感觉不错,但是基本上,我对这两门学问毫不了解,我仍然在观望,因为我不确定会学到什么。 人工生命 一九七六年秋天,当兰顿终于抵达亚利桑那大学吐桑校区的时候,尽管膝盖和右肩还需要动手术,但是他已经能拄着拐杖,一跛一跛的行走各处。然而,他是个二十八岁的大二学生,跛脚、脸色惨白,他觉得自己很怪异,活像刚从马戏团杂耍班跑出来一样。 他说:我的样子真的很怪异,因为亚利桑那大学有很多兄弟会、姊妹会,很多人都长得漂漂亮亮的。同时,我的精神状态很不集中,常常心不在焉。在交谈中,我常常离题,然后才突然明白我根本不知道大家原本在谈什么话题。我的注意力只能集中很短的时间。所以我觉得自己无论在心理上,或生理上,都是个畸形人。 另一方面,亚利桑那大学有个很大的优点,就是有座优良的大学医院及一流的物理治疗和运动医学。我的确从中获益良多。他们坚持你必须不断努力,保持进步。在那里我明白我必须跨越门槛,改变心态,接受我目前的样子,然后开始努力。不要再自怨自艾,而是要为进步而感到高兴。所以,我决心忍受我自己的驼鸟心态以及怪异的感觉,尽管我会抓不到重点,我在课堂上仍然要回答问题。我必须奋战到底。 不幸的是,尽管他的身心都在逐渐康复,兰顿发现亚利桑那大学有个缺点:天文学。他从来没有想过要事先问问看,这个世界天文学重镇是否也让大学生主修天文学。答案是否定的。这所大学的确有一流的天文学博士课程,但是大学生必须先主修物理,然后到研究所才能转念天文学。唯一的问题是,就兰顿所见,亚利桑纳的物理系糟糕透顶。物理系完全是一片混乱,教授全是外国人,实验室操作手册老旧不堪,设备不合用,没有人知道我们到底在学什么。 这完全不是兰顿想研究的科学。一个学期后,他放弃了物理,也放弃了天文学,他那模糊的直觉引领他走到了死胡同。 (兰顿不是唯一对这学校的物理系起反感的人,一九八六年,亚利桑那大学特地从罗沙拉摩斯聘请了一位新的系主任来改造物理系,这个人正是卡鲁塞斯。) 好消息是兰顿毫无悔意。亚利桑那的哲学系很出色,兰顿对哲学有兴趣是因为他对于观念发展的历史著迷。亚利桑那的人类学系也很不错,而人类学之所以吸引他,是因为他在波多黎各作实验时,很喜欢那些猕猴。第一学期,他修这两门学科是为了达到通识教育的要求,他一离开物理系,就变成双主修哲学与人类学。 这是个奇怪的组合,但是兰顿觉得这两门学问配合得天衣无缝。那天他一走进萨尔门(Wesley Salmon)所开的科学哲学课堂上,就有这种感觉。兰顿说:萨尔门有一些很好的观点,他曾经是维也纳学派哲学家莱肯巴哈(Hans Reichenbach)的门生,而那些家伙都在作些非常技术性的研究,例如时间与空间的哲学、量子力学等。我很快就明白,我有兴趣的不是当前的宇宙观,而是我们的世界观如何随时间演变。我真正有兴趣的是观念发展的历史,而宇宙学只不过刚好是最容易研究观念发展史的领域。他很快就请萨尔门担任他的指导教授。 同时,兰顿在人类学系学到了各式各样的人类习俗和信仰、文明的兴衰,以及人类的起源。他在人类学系的指导教授齐古拉(Stephen Zegura)不只是位出色的讲师,同时对演化理论也有精辟的见解。 所以,从各方面来看,兰顿说:我都沉浸在资讯演化的观念中,这很快就变成我的主要兴趣,感觉很对。他说,他觉得这次很接近他真正想做的事了。 重新组合散落的片段 兰顿最喜欢的漫画是赖森(Gary Larson)的在远方(The Far Side)系列,有一幅漫画描绘一名装备齐全的登山者正准备下去地面一个巨大的洞中,当一位记者拿着麦克风请他说话时,他宣布:因为洞根本不在这里! 兰顿笑着说:这正是我的感觉。他愈钻研人类学,愈觉得这门学问有很大的漏洞。人类学基本上一分为二。一方面是生物演化清晰的化石纪录,再加上达尔文理论的解析,理论包括了如何把资讯译成密码,以及资讯如何代代相传。另一方面则是考古学家所发现的化石纪录。然而文化人类学家不会思考、讨论,甚至听你谈论如何解析这些纪录的理论,他们似乎刻意避免这方面的研究。 兰顿的印象是,文化的演化理论还带着十九世纪社会达尔文主义的烙印,当时人们以适者生存来为战争和社会不平等辩护。兰顿了解问题所在,毕竟他大半辈子都在抗议战争和不平等,他可没有办法接受这个漏洞。如果你可以建立一个真正的文化演化理论,那么也许就能够了解文化如何影响社会,而进一步对战争和社会不公平有所行动。 现在有个值得追求的目标。最重要的是这件事感觉对了。兰顿明白,这不只是文化演化的问题,而是生物演化、知识演化、文化演化等观念跨越时空,整合在一起。在最深的层次,这些都只是同一件事的不同层面。更重要的是,这就像生命游戏,或是像他自己的心智一般,仍然不断从散落的片段中重新组合。这其中蕴藏着统一性、元素组合在一起、结构演化,及复杂系统获得生长及生存的能力。如果他能学会以正确的方式观察这种统一性,如果他能把其中运作的抽象法则变成正确的电脑程式,那么他就能掌握到演化的要义。 兰顿说:这时候,所有的事情开始拼出一幅完整的图像。尽管他仍然说不清楚他的想法。但是,这是我一直在思考的事情。 到处吃闭门羹 一九七八年春天,兰顿在二十六页的论文信仰的演化(The Evolution of Belief)中,表达他的想法。他的基本论点是,生物和文化演化其实是一体之两面,文化的基因是信仰,记录在文化的DNA语言上。现在回头看,他觉得那篇论文是个天真的尝试,但这是他的宣言,也是他研读自己设计的跨学门博士学位的提案;更重要的是,这篇论文说服了他的指导教授齐古拉。他真是个好人,好老师。只有他真正了解我在说什么,他的态度是:就这么辨吧!但是齐古拉也警告他,如果要攻读特别的博士学位,兰顿必须在其他系也找到指导教授,齐古拉没有办法在物理、生物学及电脑科学各方面都指导他。 所以,大四那年,兰顿忙着四处接头。这时候,我开始称它人工生命,类似于人工智慧。我希望为它取个言简意赅的名称,让大家约略有一点概念。大多数人或多或少都知道人工智慧,而人工生命想要掌握演化精义,正如人工智慧试图捕捉到神经心理学的精义一样。我不是要维妙维肖的模拟爬虫的演化过程,而是要在电脑中捕捉到演化的抽象模型,并且利用模型来作实验。所以,这个名称至少打开了一扇窗。 不幸的是,通常他一开口,就吃了闭门羹。他说:我和电脑系的教授谈过,没有人有丝毫头绪。他们只研究数据结构、电脑语言等,他们甚至连人工智慧都没有研究,所以没有人能好好听我讲。他们都点点头,然后说:这和电脑一点关系也没有。 兰顿在生物学系和物理学系也同样遭到冷眼。他说:他们看我的眼神就好像我是个狂想之徒,真是令人沮丧,尤其是在意外发生之后,我已经对自己不太有把握。客观的来看,兰顿已经大有进步,他能够专心,他的身体很强壮,一次能跑五英里。但是,他仍然觉得自己很奇怪,心理不健全。因为神经系统的混乱,我对自己的想法再也没有把握,所以这次也没有什么信心,这对让别人了解我的想法,没有丝毫帮助。 然而,他继续奋战。他说:我觉得这是我想做的事,这和我在出事之前,头脑还很清楚的时候,经常在思考的东西有关联。当时我对非线性动力学一无所知,但是我对于突现的特性、很多片段之间的互动、群体行为等有很强烈的直觉。 不幸的是,直觉并不能解决问题。尽管他努力不懈,到了大四那年接近尾声时,兰顿不得不承认他遇到了瓶颈。齐古拉很支持他,但是齐古拉仍然没有办法一个人指导他,他必须另起炉灶。 掌控自己的命运 就在这混沌不明的时刻,兰顿决定完成终身大事,婚期定在一九七九年十二月二十二日。他的妻子赛居拉(Elvira Segura)心直口快,脾气不太好。她拿了个图书管理硕士的学位,与兰顿在齐古拉的人类学课堂上结识。我们很自然的成为好友,一切就这么发展下去,兰顿说。一九八○年五月兰顿毕业后,夫妻俩就搬到校区外的一间小屋去。兰顿拿了两个大学学位,因为他修了太多学分,校方坚持他必须成为双主修。 暂时一切都稳定下来。赛居拉在大学图书馆有一份很不错的工作,兰顿则兼做两份以钟点计酬的工作。首先,他在一家装潢公司当木匠,他认为这是种很好的运动,同时有心理治疗的功能;另外,他还在一家专门制造彩色玻璃的小工厂当助理。 事实上,依他某部分的性格来说,他大可就这么快快乐乐的过下去。但兰顿知道,他必须认真的做个决定,而且愈快愈好。在齐古拉的鼓励下,他已经申请好进入人类学研究所,可是,所方可没有答应让他修跨学门、与人工生命有关的博士学位。换句话说,他得浪费很多时间在他不喜欢或必修的科目上。所以问题是,他是不是应该干脆不再想研究什么人工生命了,不然怎么辨? 绝不可能。到了这步田地,我已经好像一个看过神灵显圣的信徒一样,他说:从此我要掌控自己的命运。我确实知道自己想继续走下去,在这领域修个博士学位,我只不过不知道究竟该怎么个走法而已。 他决定,首先得弄一台电脑来厘清这些想法,然后才有办法和别人讨论人工生命,有东西展示给别人看。于是,他向彩色玻璃工厂的老板借钱买了部苹果二号电脑,在家里架设起来,另外还买了部小小的彩色电视机充当电脑萤幕。 兰顿说:通常我都在晚上工作,因为白天都在上班。不知怎的,到了晚上,我的脑子总是最活跃清醒,最适合自由自在的创意思考。有时候我会醒过来,心里隐隐约约有个想法,便立即爬起来把它弄明白。 他的妻子对此不太满意,常常从卧室大喊:继续睡觉好吗?明天你会累坏了。如今回顾这段日子,赛居拉明白兰顿当初熬夜完全不是白费力气,但在当时,她实在痛恨丈夫把家当作办公室。对她而言,家就是家,是家人生活的地方,也是逃避外面世界的地方。但另一方面,她也知道这是兰顿必须完成的大业。 自我复制 兰顿的第一个人工生命研究十分简单:有机体(organism)。事实上他所谓的有机体,只不过是一个基因的表格,表格上列出了有机体的基因型,例如寿命有多长?多久生出下一代?有机体是什么颜色?然后就是一些环境因素,例如小鸟经过,拣起从背景中突出的东西。所以,这些生物在演化,因为当他们繁衍后代的时候,会有发生突变的可能性。 刚开始跑程式的时候,兰顿觉得很满意,你可以看到有机体的确在演化,但是很快他就从迷梦中醒了过来。都是线性的变化!他说,有机体表现的都是显而易见的行为,完全没有超出他已经了解的范畴。他说:这些不是真正的有机体,这个基因表格是由一个外在的上帝电脑程式所操控,繁殖就这么神奇的发生了。我要的是更自成一体的系统,在其中繁衍后代的过程会自然发生,而且成为基因型的一部分。 但究竟要如何着手,兰顿一片茫然,所以他决定到亚利桑那大学图书馆,以电脑查询过去的文献。他试着用关键字自我复制来查询。 他说:我得到数不清的资料!立刻跳入眼帘中的是由冯诺曼著作,勃克斯编辑的自我复制的自动机理论(The Tbeory of Self︱Reproduction Automata)。接着又是另一本:细胞自动机论文集(Essays on Cellular Automata),也是由勃克斯编辑。还有考德(Ted Codd)所著的细胞自动机(Celluiar Automata),考德也就是发明关联性资料库的那家伙。 哇!这就对了。当我发现这一大堆资料时,我说:嘿,也许我疯了,不过至少这些人和我一样疯狂!兰顿说。他借了冯诺曼、勃克斯和考德的书,以及其他所有能在图书馆找到的相关书籍,然后一股脑的把这些资料都吞了下去。没错,都在这儿!演化、生命游戏、自我集合、突现的繁殖、所有的相关理论。 他发现早在一九四○年代,冯诺曼和高士谭、勃克斯合作设计了可储存程式的数位电脑之后,冯诺曼就对自我复制发生兴趣。当时,可储存程式的电脑在许多人眼中还很新鲜,数学家和逻辑学家都渴望了解这种电脑能做什么,又不能做什么。这个问题也就不可避免的蹦出来了:能储存程式的机器能不能自我复制? 冯诺曼会毫不迟疑的说能,至少原则上可行。毕竟动植物已经自我复制了几十亿年,而在生化的层次,动植物也只不过是机器而已,和星球遵循着相同的自然法则。但是,单单这个事实帮助不大,生物的自我复制极其复杂,牵涉到遗传、性行为、精子和卵子的结合、细胞分化及胚胎发展等种种学问,更遑论有关蛋白质和DNA的精密分子化学,在一九四○年代还是一片有待开垦的荒地。一般的机器显然没有这么多花样。所以在冯诺曼回答机器自我复制的问题前,他必须先把复制的流程简化到抽象逻辑的根本形式。事实上,就像多年后程式设计师着手架构虚拟机器时一样,冯诺曼必须先找到关于自我复制最重要的事情。 冯诺曼与细胞自动机 为了要对这个问题有一些感觉,冯诺曼开始进行一个想像实验。他想像有部机器漂浮在池塘的水面上,许多零件四处浮散。再想像这部机器是个宇宙的建造者:向它描绘任何一种机器,它都能在池塘各处拾取适当的零件,组合成那部机器。甚至,它也能根据对自我的描绘,复制自己。 冯诺曼说,听起来有点像自我复制了,但是,别急,还不成。新创造出来的第一部机器的复制品虽有了所有该有的零件,但是却缺少自我描绘的蓝图,因此它无法进一步自我复制。所以,冯诺曼又假设第一部机器应该要有个蓝图复制机,能把对机器的描绘复制在下一代机器上。一旦如此,第二代机器也有了继续繁殖的能力,这才是真正的自我复制功能。 冯诺曼想像中的自我复制分析非常简单。冯诺曼的意思其实是,无论是自然或人工,任何自我复制系统的遗传材料都必须扮演两种不同的角色。一方面扮演程式的角色,是制造后代的过程中执行的某种演算法;另一方面则要扮演能被复制并遗传到下一代的被动描述性资料。 冯诺曼的抽象分析结果变成惊人的科学预测,几年后,在一九五三年,华森和克里克终于解开了DNA的分子结构之谜,他们的发现与冯诺曼主张的自我复制条件不谋而合。 DNA一方面是遗传的程式把制造酵素和蛋白质的指令,都译成基因密码;另一方面,DNA也是遗传资料的储藏所,每当细胞一分为二时,DNA双螺旋结构就会解开并自我复制。演化以极经济的方式,把遗传材料的二元性植于DNA分子本身的结构之中。 同时,冯诺曼知道单靠想像的抽象分析还不够,这个池塘上的自我复制机,形象还不够具体,太过受制于过程中的材料细节。身为数学家,他想要的是完全形式化而抽象的东西。解答就在于后来被称为细胞自动机的形式,这个形式实际上是由罗沙拉摩斯的数学家乌兰所建议,乌兰自己也对这个问题思索良久。 乌兰建议的架构正是康威二十年后用来发明生命游戏的架构。康威心知肚明,生命游戏只是细胞自动机的特殊案例而已。基本上,乌兰给冯诺曼的建议是,想像一个能以程式设定的宇宙,由宇宙的时钟来定义时间,宇宙的空间则是由一个个分立的、格子状的小细胞所界定,每个细胞中都是一个非常简单、抽象定义的电脑有限的自动机。在任何时间的任何细胞中,自动机都只可能存在于无限状态中的一种状态,如红、白、蓝、绿、黄,或一、二、三、四,或生及死等。时钟每动一下,自动机就会转换到新的状态,而新状态是由它目前的状态和邻居目前的状态所决定。因此,这个宇宙的物理定律是编码于它的状态转换表格上规则会告诉每个自动机:针对邻居的状态改变,它应该转换成哪一种状态。 冯诺曼很欣赏细胞自动机的想法。这个系统既简单、又抽象,能以数学方式来分析,但又丰富得能抓住他一直想了解的自我复制流程,这也是你能在真实的电脑上模拟的系统。但直到冯诺曼一九五四年死于癌症时,他都未能完成细胞自动机理论。之后,勃克斯整理冯诺曼已有的论文,并补充了部分细节后,结集成自我复制的自动机理论,于一九六六年出版。论文集的精华之一是,冯诺曼证明了至少有一种细胞自动机的形态能真正自我复制,他发现的这种形态非常复杂,需要大量的方格,而且每个细胞需要二十九种不同状态,远超出现存电脑的模拟能力。但是,这种形态确实存在的事实,已经解决了自我复制的基本问题:过去科学家认为,惟独有生命的物体才有自我复制的特性,现在证明了机器也能自我复制。 观察彩色的细胞世界 读完这些书籍后,兰顿说:突然之间,我觉得信心十足,我知道我走对了路。他回到苹果电脑上,很快的写下通用的细胞自动机程式,所以他能在萤幕上观察彩色方格的细胞世界。由于苹果电脑的记忆容量限制(只有六十四千位元组),他只能容许每个细胞有八种状态,因此冯诺曼的二十九种状态的自我复制体系不可能在他的电脑上出现,但是他仍然有可能找到在目前限制之下的自我复制系统。兰顿于是自己设计了程式,以便能试验每一组状态及每一种转换表格。由于每个细胞有八种状态,因此他只需要试验十的三万次方种不同的表格。他决定着手尝试。 兰顿已经知道,这个尝试不像表面上看起来那么没有希望。在阅读的过程中,他发现十年前、当考德还在密西根的研究院师事贺南时,就曾经找到过有八种状态的自我复制形态。尽管考德的形态对苹果电脑而言还是太复杂了,兰顿觉得也许试试看无妨,或许他还是能在重重限制下,找到比较简单的形态。 兰顿说:考德的所有配件都好像数据路径一样。也就是说,考德系统的八个自动机状态中,有四个表现得好像数据位元,另外四个则扮演不同的辅助角色。有一种状态特别具有导体的功能,另一种状态则扮演绝缘体,因此两者共同形成了在细胞之间流通数据的路径,就好像铜线一样。所以兰顿先由架构考德的周期性放射器(periodic emitter)结构着手。基本上这是一个回路,有个一位元的数据在其中不断绕圈,就好像钟表的指针一样;同时回路的侧面还会伸出某种手臂,周期性的发射出这个位元的复制品。接着,兰顿开始修改这个发射器,在手臂上加了个盖子,让讯号不会跑掉。他以加上第二个绕圈的讯号来做这个盖子,并扭曲规则表格等等。他知道他办得到,只要能让手臂自行伸出、弯回,形成和第一个回路相同的回路,就大功告成了。 挑灯夜战 这进度十分缓慢。兰顿夜夜工作到凌晨,他太太只有尽量忍耐。兰顿说:她很关心我的情况,因为这是我的兴趣,同时我快要有一些发现了。但是她更担忧的是,我们将来要怎么办?这些研究会把我们带往何处?对我们的家境有什么帮助?两年后我们会在哪里?我很难解释做了这个研究以后,接下来要拿它怎么办?老实说,我不知道,我只知道这个研究很重要。 兰顿只能继续奋战到底。他说:我不时东有一些发现,西有一点成果。我先采用一个规则,然后修改这个规则,然后再修改,最后就把自己逼到死角。我保存的规则表格填满了十五片磁碟,有了这些备份,我可以随心所欲的试验不同的方向。所以,什么规则产生了哪一种行为,哪些地方有所变动,哪些资料我留了备份,存在哪一片磁碟上,我都必须详细记录。 从读完冯诺曼的书到终于得到他要的结果,前后花了整整两个月的时间。一天晚上,所有的片段终于拼凑在一起。他坐在那里,凝视着萤幕上的回圈伸出手臂,又卷起手臂形成一模一样的新回圈,如此继续不断,无穷的演变下去。他已经创造了有史以来最简单的自我复制细胞自动机。他说:我激动的不得了,这是可能的,我真的成功了。演化现在有了意义,这不是外界的程式操控表格下的结果,这个系统自成一体,所以有机体本身就是完整的程式。如果这个研究成功了,那么其他我在思考的问题,也都有可能证实。所有的可能性似乎都排山倒海而来,就好像一个骨牌倒塌,然后就一个接一个接一个的,不断倒下来。 兰顿心里很清楚,现在他已经在细胞自动机的世界里产生了自我复制的现象,他必须再增加一些要求,让这些形态在进行复制前,先展现其他的功能,例如能集合足够的能量或足够的正确零件。他必须架构出很多这类的形态,因此这些形态会竞相争取资源,他也必须让它们有能力到处游走,感觉彼此,而且容许在复制的过程中有产生突变和错误的可能性。这些都是我必须解决的问题,但是在这个冯诺曼的世界里,我知道我可以将演化插入。 负笈北上 有了能自我复制的新一代细胞自动机,兰顿又回到校园内,展开另一回合的努力,希望找到人支持他研读跨学门的博士学位。他会指着电脑萤幕上展开的结构说:这就是我想研究的题目。 还是行不通,反应比上次还要冷淡。他说:有太多东西需要解释了。人类学系的教授不懂电脑,更别提细胞自动机了。他们问:这和电玩有什么不同?电脑科学系的人也不懂细胞自动机,他们对生物学毫无兴趣。自我复制和电脑科学有什么关系?所以,你试图描绘出整幅图像,在旁人眼中却像个喃喃自语的白痴一样。 我知道我没疯,我很清醒,比任何人都清醒。事实上,这还蛮令我担心的,我知道狂人都有这种感觉。无论他神智清不清楚,显然他在亚利桑那走投无路,该是试试其他地方的时候了。 兰顿写信给他过去的哲学指导教授萨尔门,萨尔门目前在匹兹堡大学教书。他问:我该怎么辨?萨尔门回了一封信,信上是他太太的建议:追随勃克斯。 勃克斯?兰顿说:我以为他已经过世了,那个时代的人几乎都已经不在了。但是,勃克斯事实上还活跃于密西根大学,而且当兰顿开始和他通信时,勃克斯对他鼓励有加,甚至还安排兰顿拿研究助理或助教奖学金。他写道:你尽管申请。 兰顿没有浪费一点时间。当时他已经晓得,密西根的电脑通讯学系正是因这方面的研究而知名。兰顿说:对他们而言,任何资讯处理的方式都值得探讨,我在这样的哲学背景下申请入学。 不久,系主任佛瑞德(Gideon Frieder)教授回了一封信给他:很抱歉,你没有适当的背景。一口回绝了他的申请。 兰顿勃然大怒,以一封长达七页的信反击回去,大意是说,你在搞什么鬼?这是你们设立的整个理念和存在的宗旨,而这也正是我想追求的目标,你却对我说不? 几个星期后,佛瑞德又回信了,事实上,他这次的语气是:欢迎加入。后来佛瑞德告诉兰顿:我只是喜欢偶尔有个人像这样对系主任咆哮。 实情当然不是那么简单,事实上,勃克斯和贺南都没有看到兰顿第一次的申请书。当时,为了官僚作业和财务上的某些原因,他们花了三十年心血建立的电脑通讯学系即将并入电机系,而电机系的人对研究的看法更实际。因此,佛瑞德等人开始不再那么强调适应性演算之类的研究,而勃克斯和贺南正在想办法力挽狂澜。 无论幸或不幸,当时兰顿对此毫无所悉,他只是很高兴终于被录取了。赛居拉也愿意试试看,她必须放弃在亚利桑那大学的工作,而且从此远离娘家。但是考虑到她现在怀孕了,有兰顿的学生健康保险作后盾也不错。此外,尽管他们俩都热爱美国西南部的晴朗,偶尔看看中西部的云,可能也别有一番趣味。 于是,一九八二年秋天,他们负笈北上。 知识大丰收 在密西根这段时间,至少在知识上,兰顿收获丰硕。他担任勃克斯的计算历史课程助教,吸收了电脑早期发展史的第一手资料。同时他利用一些最初的硬体,帮勃克斯组合出一部ENIAC,在课堂上展示。他也见到了贺南,在贺南的积体电路课堂上,兰顿设计了一个晶片,可以快速执行贺南的分类者系统。 最重要的是,兰顿用功苦读,有系统的学习他过去零零星星吸收的知识,而且乐在其中。勃克斯、贺南和其他教授要求都很严格,兰顿在密西根的时候,有一次他们几乎当掉了每一个考博士资格口试的学生。 (这些学生还有第二次机会。)他们可能问你根本与这门课不相干的问题,而你必须言之有物。我很欣赏这样的求知过程,只求过关和融会贯通中间有很大的差别。 然而,在学术圈的政治角力场上,一切就不是那么美好了。一九八四年下半年,兰顿修完所有的课程,拿到了硕士学位,也通过了博士资格考,正准备着手于他的博士论文时,却发现系方不准他以冯诺曼宇宙中的人工生命演化为题,撰写博士论文。勃克斯和贺南的保卫行动失败了,旧的电脑通讯学系已经并入电机系,而在强势的电机文化下,勃克斯︱贺南式的自然系统课程实际上已经逐渐被淘汰出局。这是贺南会公然动怒的少数几个场合之一。贺南原本听信别人的话,以为自然系统观点会被保留,因此大力主张两系兼并;他现在觉得被摆了一道。也就差不多在这个时候,贺南开始积极参与圣塔菲研究院的事务。 贺南和勃克斯都鼓励兰顿找一个更像电脑科学、而不那么偏向生物学的题目;从实际面来看,兰顿承认他们不无道理。当时,我已经晓得要模拟冯诺曼的系统将会非常困难。因此,他开始寻找一个能够花一、两年,而不是一、二十年,来完成的题目。 他想,与其想要建立一个完整的冯诺曼宇宙,何不从多了解一些宇宙的物理着手呢?何不试图了解为什么有些细胞自动机规则的表格能让你创造出有趣的结构,有些则不然?至少,这是个正确的方向,其中可能包括许多核心的电脑科学理论,足以让这些工程学派满意。如果幸运的话,说不定还会和真正的物理学发生一些关联。的确,细胞自动机和物理的结合已经成为近来的热门话题。一九八四年,物理天才渥富仁还在加州理工学院就读时就指出,细胞自动机不但有丰富的数学结构,并且和非线性动力系统非常类似。 渥富仁的细胞自动机规则 特别令兰顿心动的是,渥富仁主张所有的细胞自动机规则,都可以归为四种普遍性等级(universality class)。 第一级包含了所谓的末日规则:无论开始时的活细胞或死细胞表现什么形态,在一、两个时步内,一切都会灭亡,萤幕上的图案会变成单色画面。以动力系统的术语来形容,这种规则似乎有个单一的点吸子(point attractor),也就是说,这个系统在数学上就好像一粒弹珠滚到一个大碗的底部,无论弹珠是从碗的哪一边开始滚动,它都永远会急速滚到碗底的中心点死亡状态。 渥富仁的第二级规则稍稍有生气一点。在这些规则运作下,活细胞和死细胞随机散置的最初形态,会很快的合并成一组静止的块状,另外有几块则会周期性振动。这种自动机仍然给人停滞和死亡的印象。在动力系统的术语中,这似乎落入一组周期吸子(periodic attractor)中,也就是说凹凸不平的碗底有一些洞,因此弹珠会永远环绕着周边滚动。 渥富仁的第三级规则走到另一个极端:过度的生气蓬勃。这些规则会产生许多活动,使萤幕似乎整个都沸腾起来了,一切都不稳定而不可预测,结构一开始形成,几乎就立即崩溃。在动力系统的术语中,这些规则对应于奇异吸子(strange attractor),也就是大家更熟悉的混沌。就好像弹珠在碗底滚动得又急又快,以至于无法安定下来。 最后是渥富仁的第四级规则。这种罕见的规则既不会产生停滞的块状,也不会制造出全然的混沌,而会产生有连贯性的结构,以一种奇妙复杂的方式繁殖、成长、分裂、并重新组合,从来不会安定下来。最著名的例子就是生命游戏。以动力系统的术语来形容,就叫 唉!这正是问题所在。在传统的动力系统理论中,找不到类似第四级规则的说法。渥富仁推测,这些规则代表了细胞自动机特有的行为,但事实上没有人知道这些规则真正的含义,没有人知道为什么有的规则能产生第四级行为,有的规则则不然。想知道哪个规则应该被归为哪一级,唯一的办法只有试验及观察实际发生的状况。 对兰顿而言,一方面这些规则抓住了生命的自发突现和自我复制的精义,是透视冯诺曼宇宙的要素;然而另一方面,这些规则似乎存在于动力学中完全未知的领域。所以,他决定正面迎击这个问题:渥富仁的规则等级之间有何关联,规则如何归类是取决于什么因素? 寻找控制系统的参数 他立刻有个主意。当时,他阅读了很多关于动力系统和混沌的书籍,他晓得在许多真正的非线性系统中,运动的方程式中都包含了许多参数。这些参数好像调节的把手一样,控制着系统的混沌状态。如果系统是滴水的水龙头,参数就是水流的速率;如果系统是兔群,参数就是兔子的生育率和过度拥挤导致的死亡率之间的比例。一般而言,很小的参数值通常就对应于稳定的行为(大小相同的水滴,稳定的兔群数目等),和渥富仁的第一级和第二级的静态行为十分相像。但是当参数愈来愈大时,系统的行为也会变得愈来愈复杂(大小不一的水滴、变动的兔子数目等),直到最后
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