杜甫曾有詩,“志士幽人莫怨嗟,古來材大難為用。” 一般人自然用不著這句話,可對于控制論大師維納,確有很多可嗟嘆之處。
維納在18歲就獲得了哈佛的哲學(xué)博士學(xué)位,此后又師從羅素、受教于希爾伯特,Edmund Husserl,Edmund Landau 等名家,這樣的教育或許影響到他日后頗為廣博的研究。
本文作者王飛躍教授從《維納傳:信息時代的黑色英雄》一書切入,結(jié)合其它材料,對維納的悲催人生進行了精彩的概述,里面涉及到維納與其夫人、馮 · 諾伊曼、香農(nóng)以及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的早期創(chuàng)立者Warren McCulloch、Walter Pitts等人的種種糾葛。
當(dāng)然,面對維納這樣一位復(fù)雜的人物以及信息時代早期發(fā)展的復(fù)雜歷史,讀者也可以參閱之前有關(guān)維納的傳記進行深一步的閱讀,如P. R. MASANI所著的Norbert Wiener 1894–1964以及S. J. HEIMS所著的John von Neumann and Norbert Wiener: From Mathematics to the Technologies of Life and Death。
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2018年6月中旬,我應(yīng)邀赴斯德哥爾摩參加瑞典皇家理工學(xué)院的一次博士論文答辯。答辯開始之前,我問參會的教授們:“維納死在哪里?” 沒想到,來自歐美五國的五位同事和當(dāng)?shù)氐慕淌诓坏恢?,有的還反問:“Who is Norbert Wiener?”
原來,這里沒人知道鼎鼎大名的控制論之父,更不知道他就死在大家的身邊。
次日,順利完成答辯的新科博士幫我找到了維納的去世地點——1964 年 3 月 18 日下午, “就在那長長的臺階之上,他的心臟停止了跳動,呼吸也隨之停止?!?/p>
我正詫異,這臺階分明只是寬而已,其實一點也不長,難道是后來改建了?疑惑之際,藍天白云之下,忽然一陣大風(fēng)襲來,我急忙轉(zhuǎn)身并扣住帽子,結(jié)果動作太急、墨鏡落地。待我站穩(wěn)睜開眼睛, 卻直覺得一團烈火撲來,原來是辦公樓前的簇簇紅花。
這一切,來得如此急促,讓我一時頭暈?zāi)垦?、不知所措,腦中竟奇怪地閃現(xiàn)出維納生前的自我評價——
2018年6月,由金峻臣博士抓拍于維納猝死之地
其實,縱觀維納的一生,悲劇是其脫不掉的底色。
猝死之后,他的批評者說,其瑞典之行是 “覬覦諾貝爾獎” 的一次游說之旅;但支持者反駁,維納訪問瑞典就是傳播控制論,并非乞求諾貝爾獎委員會。
他們也許都忘了或者根本就不知道,維納的工作曾經(jīng)直接幫助四人獲得三個諾貝爾獎:玻恩(1954年物理學(xué)獎)、海森堡(1932年物理學(xué)獎)、沃森和克里克(1963年生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎),他們在獲獎時或者獲獎前都公開承認維納對他們工作的重大貢獻。
1925年,玻恩曾親赴麻省理工學(xué)院(MIT),直接和維納合作。他需要維納的幫助,試圖調(diào)和搖搖欲墜的原子粒子模型與突如其來的波函數(shù)之間的關(guān)系。盡管兩人合作發(fā)表的論文奠定了量子力學(xué)的基石,但玻恩承認他沒有完全理解維納的計算方法,也 “幾乎沒有接受” 維納的波函數(shù)理論的核心概念。
然而,數(shù)年后,玻恩因 “對波函數(shù)的統(tǒng)計闡釋” 獲得了諾貝爾獎,并公開承認維納是 “卓越的合作者”。
1927 年,玻恩的學(xué)生海森堡運用維納在 “幾年前......在哥廷根介紹過” 的諧波分析方法得出他著名的不確定性原理,后因此獲諾貝爾獎。
按維納自己的說法,他10歲時,完成的第一篇哲學(xué)論文《無知理論》 就討論了所有知識的不完整性,成了他終生的理念,而海森堡的不確定性原理不過是其一個具體的體現(xiàn)而已。
1951年,年輕的沃森來到劍橋大學(xué)。此時,正值維納的控制論在英國的影響達到高潮,這引發(fā)了沃森和克里克利用控制論分析遺傳物質(zhì)DNA分子結(jié)構(gòu)的想法。1953年,他們給《自然》雜志寫信,提出 “控制論將在細菌層面的研究領(lǐng)域發(fā)揮重要作用” 的論斷。幾周后,他們公布了DNA的分子結(jié)構(gòu)與模型,由此獲得諾貝爾獎。
克里克隨后正式提出的 “信息是生物系統(tǒng)的一項基本屬性“觀點,清晰地揭示了生命的新奧秘,但其運用的模式和 “10年前維納提出的模式驚人地相似”。
面對這些諾貝爾獎,無人知道維納內(nèi)心的真實感受,他是否認為自己也應(yīng)該得諾貝爾獎呢?世人不得而知??梢源_定的一點是,維納覺得世人沒有給他合適的贊揚,這是他患狂躁抑郁性精神病的重要原因之一,并終生受其所害。
正如維納女兒所說的,“我父親永遠要求得到大量的稱贊和安慰,他處于情感混亂時需要得到更多。”
然而,維納在這一方面不但 “供需嚴重失衡”,并由此陷入了個人生活的悲劇。
這位20世紀的少年天才、美國首批媒體的寵兒和明星,在遭遇兩位心上人的 “十動然拒” 之后,不得不與父母安排的、但內(nèi)心一直拒絕的女友結(jié)婚。
婚后,這位教授夫人盡管在生活上給予維納精心照料,但是她的主要心思花在如何控制維納的情感和 “朋友圈“,成了家里的控制 “控制論大師的大師”,在社交圈里贏得 “名譽教授(Frau-Professorship)” 的稱號——維納一高興,就想著如何讓他 “抑郁”,便于控制;一旦看到維納與自己不喜歡的人太親密,便想方設(shè)法進行破環(huán),甚至不惜拿女兒的貞潔名譽作為 “核武器”,誣告維納學(xué)術(shù)上的關(guān)鍵同事設(shè)局讓維納的 “不止一個” 學(xué)生誘奸其女兒。
這場悲劇不僅是維納個人家庭的,更改變了人工智能發(fā)展的歷史進程。多少年后,人們才知道,這便是長期令人困惑的控制論 “金三角”(維納、麥卡洛克、皮茨)破裂的神秘原因。
我在美國學(xué)習(xí)與工作時,有幸結(jié)識了一批猶太裔學(xué)者和朋友。他們告訴我許多與維納相關(guān)的故事和傳說,特別是那些來自東歐的朋友,描述了很多關(guān)于上世紀70年代之前美國學(xué)界有種族歧視傾向的白人和猶太裔學(xué)者之間的沖突與糾結(jié),維納及其控制論就是這些故事中最精彩的篇章。
記得《維納傳:信息時代的黑色英雄》英文原版一出,同系的猶太裔同事 Russ 就興沖沖地拿著他買的書來辦公室找我,讓我一定讀一下,“終于有人給維納伸張正義了!” 這本書深深地吸引了我,但當(dāng)時沒時間細讀。
十年后,我有幸獲得維納獎,于是又托美國的學(xué)生專門為我再買了一本寄回國內(nèi)細讀并做了大量筆記,讓我對維納本人和他所處的時代及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展有了更加深刻的認識。
2015年10月,在香港 IEEE SMC(系統(tǒng)、人、控制論)學(xué)會年會上,我作了維納獎講座的學(xué)術(shù)報告,核心之一就是平行智能控制與 “維納運動” 及其學(xué)術(shù)之道,引用了《維納傳》中 “維納小道” 三部曲中大量史料。
我還曾一度安排學(xué)生專門做這一方面的科學(xué)史與科學(xué)哲學(xué)的研究,但因內(nèi)容不符合理工科的學(xué)位要求而作罷,這也是為什么我積極參與并推動重新設(shè)立中國科學(xué)院哲學(xué)研究所的主要原因之一。
這是一本傳記,但更是一部傳奇,因為它不但揭示了現(xiàn)代智能科技的源頭與發(fā)展, 真實地敘述了人類社會及其時代對技術(shù)進步的向往與恐懼。更重要的是,本書透過一批科技發(fā)展引領(lǐng)人物的探索與努力,直指人心的深處與遠處。我相信每一個讀者都會發(fā)現(xiàn)自己欣賞本書的角度,找到自己希望的東西。
在此,我羅列三個問題,以饗讀者。這三個問題在相關(guān)學(xué)術(shù)界里廣泛流傳,但與所謂的科學(xué) “正史” 相悖,卻與本書有著書里書外、千絲萬縷的關(guān)聯(lián),可供大家在閱讀時思考。
眾所周知,今日的計算機都是基于所謂的 “馮 · 諾伊曼體系結(jié)構(gòu)”,但真名應(yīng)是 “維納-馮諾伊曼體系結(jié)構(gòu)” 還是 “馮 · 諾伊曼體系結(jié)構(gòu)”?
維納從上世紀 20 年代初就開始現(xiàn)代計算機的研究,早于目前已知的絕大多數(shù)現(xiàn)代計算機先驅(qū),并于1925 年秋與 MIT 工程系的新秀、二戰(zhàn)時的美國軍事科研的領(lǐng)袖、且在戰(zhàn)后以《科學(xué):無盡的前沿》而聞名的布什進行相關(guān)合作。布什不但承認維納的方法具有相當(dāng)大的應(yīng)用價值,并在他的成名專著中進行介紹。
1936 年,維納來清華任教,同他的第一個博士畢業(yè)生李郁榮教授一起提出了離散計算機的設(shè)想,并安排清華大學(xué)向MIT購買相應(yīng)設(shè)備器件,希望進行實驗,可惜因種種原因被時任MIT工學(xué)院院長的布什否定。
美國參加二戰(zhàn)后,維納于1940年再次向布什提出現(xiàn)代計算機設(shè)計的 “五項原則”,依然沒有回應(yīng)。
馮 · 諾伊曼最初參加控制論 “梅西會議” 的主要目的就是了解維納關(guān)于計算機設(shè)計的思想,這讓維納十分興奮,產(chǎn)生了把馮 · 諾伊曼從普林斯頓 “挖” 到MIT做數(shù)學(xué)系主任一起共事的想法,并立即付諸行動。為此,維納于1944年底將美國研究電子計算和相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的頂級數(shù)學(xué)家以及人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)計算的主要理論家召集起來,與馮 · 諾伊曼在普林斯頓開了為期兩天的會。
后來,還把他在這一方面研究最得力的助手介紹給馮 · 諾伊曼,推進相關(guān)工作,并終于在 1945年6月底正式提出了今天被稱為 “馮 · 諾伊曼體系結(jié)構(gòu)” 的現(xiàn)代計算機體系結(jié)構(gòu)。
按照馮 · 諾伊曼自己的描述,其計算機是第一臺 “將維納提交給布什的五條原則整合為一的機器”。
這就是為何美國軍方和學(xué)界有人認為:“馮諾伊曼體系結(jié)構(gòu)” 的真名應(yīng)該是 “維納-馮諾伊曼體系結(jié)構(gòu)” 的原因。
然而,計算機界人士無人有此提法。實際上,這在1947年于哈佛舉行的世界上第一個重要的計算機大會上就已注定了。
那一年,哈佛物理學(xué)家、哈佛Mark計算機的創(chuàng)造者 Howard Aiken乘完成MarkII之際,召開了一次自動計算機會議,歐美157名大學(xué)代表、103名政府代表、75名產(chǎn)業(yè)代表與會,但大會期望的主角維納卻因為計算機與 “制導(dǎo)導(dǎo)彈項目太緊密”,在最后時刻拒絕參加,不但讓組織者艾肯憤怒,更讓報紙及媒體關(guān)注并大肆宣揚,迫使維納私下聲明:“我放棄所有計算機相關(guān)的研究”,還公開宣布:“不再從事和美國政府有關(guān)聯(lián)的任何研究工作?!?/p>
維納從此成了資助艾肯研究的海軍情報機構(gòu),接著陸軍空軍情報機構(gòu),后來聯(lián)邦調(diào)查局FBI長達17年的嚴密監(jiān)視,直到去世。
這樣的后果就是當(dāng)時研究計算機的人員,包括人工智能的研究人員,爭先恐后與維納保持安全距離,除了擔(dān)心自己的研究經(jīng)費受影響之外,還擔(dān)心受到政府軍方情報部門的騷擾。
現(xiàn)代信息論之父是香農(nóng)還是維納?這可能是最讓維納傷心與悲憤的問題。
維納從其學(xué)術(shù)生涯之始,就萌生了現(xiàn)代通訊與信息論的思想,一直把自己視為是信息時代的 “先知和引路人”。
二戰(zhàn)期間,他像幫助自己學(xué)生一樣,毫無保留地幫助已經(jīng)畢業(yè)但不斷來MIT找他解疑的香農(nóng),特別是關(guān)于熵的研究。但最后,維納卻拒絕再見香農(nóng),因為覺得香農(nóng)是來 “挖他腦袋” 的。
最讓維納惱火的是,他關(guān)于現(xiàn)代通訊與信息論最核心的研究和成果, 卻被香農(nóng)的上司(一位數(shù)學(xué)家)束之高閣,劃為 “絕密” 材料歸檔,結(jié)果只有極少數(shù)人才可以看到,而且將其輕蔑稱之為 “黃禍”(Yellow Perils)。
更可氣的是,香農(nóng)與他的這位上司搶在維納之前發(fā)表了著名的《通訊的數(shù)學(xué)原理》,成為現(xiàn)代通訊和信息論的奠基之作;而維納因為保密的原因,遲遲無法發(fā)表自己的成果。
這就是為什么至今還有些人為他憤憤不平,認為維納才是信息論的真正之父,比如香農(nóng)的熵只是把維納的熵改了正負號重新解釋但等于沒改,而香農(nóng)主要是靠重新解釋和轉(zhuǎn)述他人的成果而出名,從布爾的代數(shù)干到維納的信息論。
香農(nóng)也承認,自己通訊理論的 “新數(shù)學(xué)理論的一些中心觀點要歸功于維納”,而且 “明確地說,通信理論很大程度上要歸功于維納的基本哲學(xué)和理論?!?nbsp;
香農(nóng)晚年也否認“信息理論” 這個詞是他創(chuàng)造的,他的夫人進一步解釋道:“這件事” 讓香農(nóng) “煩惱過好幾次,但到那時,他也無法控制了?!?相當(dāng)程度上,維納就是為此而發(fā)明 “控制論” 一詞,試圖挽回局面,而且里面除了通信、信息、還加了智能,但就是少了控制。
同事Russ在哈佛與MIT讀的文學(xué)學(xué)士和工程博士,他告訴我,維納認為信息論方面自己是被犧牲的 “先烈”,而且根源是哈佛數(shù)學(xué)系一幫傳統(tǒng)白人精英對他的 “迫害”——
先是讓維納失去了在哈佛數(shù)學(xué)系任教的機會,失業(yè)陷入困境后險些自殺;來到MIT數(shù)學(xué)系之后,哈佛數(shù)學(xué)大佬還逼他放棄自己開創(chuàng)的研究方向,以確保大佬自己在普林斯頓的學(xué)生沒有競爭對手,順手還堵死了維納希望去普林斯頓的路。
更讓維納氣不過的是,在他事業(yè)將要 “起飛” 的時刻,這些人竟然 “追殺” 到歐洲,讓他的好朋友與其反目,突然取消承諾給他在哥本哈根的教職,幸虧英國劍橋的朋友救急,否則維納將再一次陷入困境。
正是哈佛數(shù)學(xué)系對他的這類 “打壓”,在隔壁的MIT產(chǎn)生衍生效果,使身邊人肆意掠奪其學(xué)術(shù)成果,也留下讓后人閑話的維納-哈佛數(shù)學(xué)系之間糾纏不清的復(fù)雜關(guān)系。
人工智能的原名是不是就是 “控制論 Cybernetics”? 維納對人工智能的起步與發(fā)展到底做出了多大的貢獻?這是一個極其復(fù)雜但又十分有趣的問題,對此我無法回答。 但我知道,維納自己也不知道他有多大貢獻,特別是他的思路與方法,直到今天才發(fā)揮作用,并將在未來的類腦類人和社會智能研究中發(fā)揮更加重要的作用。
實際上,將 Cybernetics 譯成 “控制論” 的學(xué)者自己也認為,這個詞應(yīng)該譯成 “機械大腦論”,選擇控制而非機械大腦是由于當(dāng)時政治的原因。
說維納是主流人工智能的 “叛徒”,是因為他背叛了自己從業(yè)初期以 “邏輯” 分析開路的主流 “邏輯智能” 的道路,回到自己少年時代以動物生理生物研究和計算手段研究知識和智能的初心。
他的理念贏得了一大批人、特別是青年學(xué)者的支持;他的 “循環(huán)因果論” 引起了學(xué)者的重視,激發(fā)了麥卡洛克和皮茨堅信,大腦的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)連結(jié)就是頭尾相連的生物 “循環(huán)因果論“。1943年,兩人提出 “人工神經(jīng)元” 計算模型,開辟了計算智能和認知科學(xué)的新時代。
然而,在這之后,維納卻又一次 “背叛” 了自己的追隨者,在毫無警示的情況下與麥卡洛克和皮茨等人決裂,致使 “金三角” 頓失。
這就是人工智能史上無人愿意提及的一段黑暗歷史,不但斷送了麥卡洛克和皮茨當(dāng)時如日中天的學(xué)術(shù)生涯,后來年輕的皮茨還早早地慘死于急性酒精中毒。
皮茨 “深愛著維納,維納給了他從未感受過的父愛。失去維納,他就失去了生活的意義。” 這不單是皮茨個人的悲劇,更使計算智能研究剛剛起步就陷于困境,導(dǎo)致相關(guān)研究的有志之士,特別是青年學(xué)者紛紛離開維納。
“離維納的控制論越遠越好”,這就是當(dāng)時提出 “人工智能” 一詞的青年人麥卡錫的想法,他曾在 “控制論” 和 “自動機” 之間徘徊不定,最后選擇了 “人工智能”。
麥卡錫是1948年在加州理工讀書時聽馮 · 諾依曼講維納的認知和控制論而萌生了研究智能計算的想法,后來自己都表示 “人工智能本應(yīng)叫控制論,也是智能自動化(Automation of Intelligence)”,其實正是上世紀四十年代末到六十年代初流行的 “自動智能” “自動計算” 思想。
就人工智能而言,正如維納的學(xué)生與同事,相當(dāng)程度上也是敵對者的威斯納所承認的:“稱他為催化劑式的人物還不足以描述他扮演的角色?!?/p>
他的另一個學(xué)生,也是維納核心圈最年輕的成員塞爾佛里奇,是人工智能歷史發(fā)展中的一個關(guān)鍵人物,其程序Pandemonian開啟了模式識別和機器自學(xué)習(xí)的研究,后來與麥卡錫一同組織了1956年的第一次人工智能研討會后,緊接著又在MIT組織舉辦了第一次認知科學(xué)研討會。顯然,他沒有完全背叛維納的理念與方法。
可惜,沒有維納的參與,源頭的控制論面對新生的人工智能,很快就在 “較量中敗下陣來,不僅沒有得到資金的支持,還失去了自己的地盤”,但 “維納的科學(xué)在科技新時代更廣闊的領(lǐng)地贏得了人心。”
深度學(xué)習(xí)和AlphaGo的成功,相當(dāng)程度上證明了維納的遠見,但更重要的是,維納的認識對未來智能的影響——
一是 “信息的傳播極大提高了人類感覺的閾值......整個世界都被納入人類的感知范圍”;二是為了避免智能技術(shù) “給人類帶來負面影響,唯一的答案在于建造這樣一個社會,它的基礎(chǔ)是人類價值,而不是買賣。”
二戰(zhàn)之后,維納陸續(xù)做出一些令人震驚的舉動:“粗暴地辭去了院士的頭銜”,稱美國科學(xué)院是 “一幫自私,不負責(zé)任的人”;公開寫信登報、在會議雜志上聲明與美國軍方、大公司、政府?dāng)嘟^關(guān)系,不再為他們從事科研工作,甚至還從MIT的 “數(shù)學(xué)系辭職過50次” ......
但在維納生命的最后時刻,他的家庭迎來了一個 “巨大的喜訊”——
維納被肯尼迪政府授予美國科學(xué)界的最高榮譽 “國家科學(xué)家獎”,以“表彰美國對他在戰(zhàn)時以及和平時期對科學(xué)做出的卓越貢獻的認可和感謝”。共同獲獎的是他的二位老對手和朋友:布什和香農(nóng)的上司兼堅定支持者皮爾斯。皮爾斯選擇香農(nóng)而忽視維納。
在獲獎時,維納 “眼睛里反射出絢爛的光芒”,其實氣色不佳,臉色蒼白,十分憔悴。此時,他擔(dān)心夫人的病情,憂心大女兒因 “金三角”事件依然不理家人,甚至電話都不接…… 獲獎儀式完后,他就接受了荷蘭中央大腦研究所的聘任,啟程赴歐。一個多月后,維納猝死于斯德哥爾摩。
讀《維納傳》,最讓我感觸的是維納對弱勢的同情和尊重之心。
他與自己的第一位博士生李郁榮的關(guān)系,與李郁榮第的第一位博士生印度人 Bose(創(chuàng)造了著名博士音響公司)的關(guān)系,與他同強勢白人精英的關(guān)系形成了鮮明的對比,而且 “對各個國家的古老文化傳統(tǒng)都滿懷敬意”。
在中日之間,他認為當(dāng)時強大的日本 “太勢利”,而選擇任教中國。或許,這與他自己的身世和所受的磨難相關(guān)。無論如何,令人敬佩。
1949年末,當(dāng)雄視天下的波音公司來信向他尋求技術(shù)支持時,他把回信公開發(fā)表在《大西洋月刊》上,還用了一個具有挑釁意味的標題 “一位科學(xué)家造反了” 。他呼吁從事科研的科學(xué)家不參加戰(zhàn)后新的軍事裝備競賽,因為研究成果 “可能落入不負責(zé)任的軍國主義者手里,做害人的事情?!?/p>
然而,當(dāng)貧窮的印度政府希望維納赴印指導(dǎo)他們把自己建成 “自動化生產(chǎn)巨頭” 時,他立即答應(yīng),開始了 “印度的未來:論建設(shè)自動化工廠的重要性” 之行, 幫助制定發(fā)展綱要,成為印度科技發(fā)展的一個重要拐點。
維納的夢想是培養(yǎng)一批 “體制外的科技工作者”,這一設(shè)想對當(dāng)時印度未來的發(fā)展十分有價值。記得30多年前,我實驗室的印度同事告訴我:印度信息產(chǎn)業(yè)和軟件外包企業(yè)的發(fā)達,就是維納上世紀50年代種下的種子。
有人認為,維納的魅力脫胎于大自然某種魔力,他的思想神秘、深邃、滄桑、難以描述,卻 “能喚醒我們沉睡已久的思想與感官” “越過柵欄看見遠方的路”。同事和朋友在他身邊工作時,常有 “整個人仿佛得到了升華” “猛然有種豁然開朗的感覺,這種感覺真是太不可思議了”,“只要和維納交談,你的思維一定能上個新臺階。”
可維納臨終前與之交往最密切的印度教神秘大師卻說:“那就是維納,他是個純粹的人,我知道?!?/p>
用時下人工智能風(fēng)行的語言說——
我不知道自己是否不知道維納是何人,但知道自己真的不知道維納對科技特別是智能科技的貢獻有多大。對我而言,這個世界對維納最大的不公就是把布什列為互聯(lián)網(wǎng)第一位先驅(qū)(Pioneer),而不是維納——這位現(xiàn)代通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的真正奠基人和賽博空間Cyberspace的創(chuàng)造者。
相當(dāng)程度上,維納就是信息時代黑暗的叛徒,未來光明的使者。