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蝴蝶效应到人工智能

控制论的创始人维纳说:“钉子缺,蹄铁卸;蹄铁卸,战马蹶;战马蹶,骑士绝;骑士绝,战事折;战事折,国家灭。

从蝴蝶效应到人工智能

控制论的创始人维纳说:“钉子缺,蹄铁卸;蹄铁卸,战马蹶;战马蹶,骑士绝;骑士绝,战事折;战事折,国家灭。”这体现出马蹄铁上丢失的一枚小小的铁钉最终导致了一个帝国的灭亡。在我国,古人也普遍认为一个微小的改变就会对未来产生很大影响。战国末期著名思想家韩非子说过:“千丈之堤,以蝼蚁之穴溃;百尺之室,以突隙之烟焚。”在儒家经典《礼记·经解》中也有记载:“君子慎始,差若毫厘,谬以千里。”这些都说明了事物是普遍联系的,一个小小的变化就会带来全局的输赢,因此我们要处处谨小慎微,要从小处消除隐患。

这些现象与蝴蝶效应具有异曲同工之妙。蝴蝶效应是1963年美国麻省理工学院气象学家洛伦兹在用计算机求解仿真地球大气的方程式时提出的 “非线性”理论。由于描述气象系统的吸引子的“形状”往往都呈现出类似蝴蝶的图案,这就有了“蝴蝶效应”的称谓。这种效应更为诗意和普遍的阐述是:“一只南美洲亚马孙河流域热带雨林中的蝴蝶,偶尔扇动几下翅膀,可以在两周以后引起美国德克萨斯州的一场龙卷风。”蝴蝶效应类似于牵一发而动全身的理论,每件事情有形或无形地联系在一起,一次改变会引起后面很多事情的改变。

什么是蝴蝶效应

蝴蝶效应指在一个动力系统中,初始条件微小的变化能带动整个系统的长期的、巨大的连锁反应。说明任何事物在其发展道路上都存在不可测的“变数”,一个非常细微的变化可能会影响事物的发展方向。

因此有些小事可以糊涂,但有些小事如经系统放大,则对一个组织、一个国家至关重要,便不能糊涂。蝴蝶效应其实是一种混沌效应。具体说来,是缘于它的最终“吸引子”(一个系统在经过时间无限长后的最终归属)。在未发现混沌现象之前,科学家认为自然界的所有系统的“吸引子”只有两种:或是一个固定点(例如:一个皮球被踢出去之后,最终会停止到一个点);或是椭圆(例如:两个天体运行在椭圆轨道上,始终保持一种互相吸引)。但是,洛伦兹通过计算发现,计算的结果对参数的初始值非常敏感,即使两个初始值只是相差到小数点后的第6位数,计算结果也相差巨大,因此说气象是很难准确预测的。

蝴蝶效应之所以令人着迷、令人激动、发人深省,不仅在于其大胆的想象力和迷人的美学色彩,更在于其深刻的科学内涵和内在的哲学魅力。“蝴蝶效应”一词一经提出便迅速成为许多领域的热门词汇。它不仅应用于天气、股票市场、社会学及心理学等领域,还可应用于经济学和数学,就是在我们熟悉的电影业中也有涉猎。

电影中的蝴蝶效应

20世纪八九十年代,电影界人士对蝴蝶效应产生了极大的兴趣。有些作者将蝴蝶效应表述为一种人生的幻象,也就是一些人展现出对初始值格外敏感的人生。假如人们在时间的长河中回溯到过去,如果改变了过去的一个(初始值)点,则会改变这些人的人生历程,甚至会改变现有的世界。一些导演在创作上都试图从时间长河中改变一点,并对此进行情节上的大肆渲染,再将这些回归到历史的激流中,这种手法让观者大呼过瘾。像《大话西游》《寻秦记》《步步惊心》和《达芬奇密码》等影视作品中都有这样的设计。

许多人都看过2004年上映的电影《蝴蝶效应》。电影被命名为《蝴蝶效应》,大概就是为了表达某种“不确定性”。影片中的主人公埃文是一名大学生,他有一种“特异功能”。当他不如意的时候,就翻开自己的笔记本,找到笔记中的某个场景,再次回到笔记中所记载的那个年代,并重新走一遍自己的人生。主人公经过多次的反复后,却总也无法找到令自己满意的人生旅程。

2014年上映的美国大片《明日边缘》与《蝴蝶效应》恰好相反,主人公在一次次的重新开始人生时,选择积极地学习各种技能,每一次都距离成功更近一步,直至最后的成功。他甚至还通过努力改变了未来的世界。

由此可见,与20世纪末和21世纪初的影视作品相比,当今的电影已经发生了一些重要的变化。所表现和传达出的价值观更加积极,人们已经不再只是安于现状,而是已经开始探索如何改变历史、改变未来,希望能通过重设人生的初始值,从而达到改变未来的目的。

寻找人工智能的初始值

随着计算机技术的飞速发展,计算机已经从一种只是进行机械运算的机器发展成为无所不能、甚至可以穿戴的技术产品,未来还会逐渐成为人体的一部分。计算机运行的逻辑基础就是二进制的0和1,经过无数次的分形迭代后,可以组合成人们现在已经看到的无所不能的计算机世界。既然计算机的基础是0和1,那么计算机程序对于初始值的敏感程度更甚(不是0就是1)。人们在尝试寻找出一条分形迭代N次之后的路径的难度可想而知。人们在编写计算机程序时,最常用的语句就是判断:符合某种情况时,就执行某些程序;不符合某种情况时,则执行另外的程序。虽然计算机的初始值并不复杂,就是简单的0和1,但是计算机的运行速度如此之快,每秒钟计算几亿亿次已属平常,分形迭代的速度自然被大大提高。据科学家推测,随着计算速度的不断加速,未来可能会构建起某种精彩的计算机文明—— 一种新型的人类文明。

经过多年的发展,如今人们又开始借助计算技术重操“旧业”——定制未来的思想。这次要启用“人工智能”或者用机器替代人,或人工和机器相结合,以实现机器在规定的程序动作外可以自我学习,自我复制,甚至自我进化,从而可以达到某些高级动物的智能。

不过,目前人工智能技术的发展仍然是横在计算机发展过程中的一道难以逾越的关口。另外,人们要想创造人工智能,必须保证初始值的正确。如果初始值的设置有问题,以后的努力都是徒劳的,甚至南辕北辙。如果能找对方向,未来通过计算机的超高计算能力,会使发展的路径更加顺利一些。当前,我们的时代似乎就处在寻找人工智能的初始值的节点。

当然,最令人们感到有诱惑力的是:人类是否可以采用改变过去的方式来改变未来呢?不同时期的科幻电影给出了不同的答案。在《蝴蝶效应》里,尽管主人公不断做出努力,还是逃不出“宿命”的安排。在《明日边缘》里,人类通过自我学习、自我进化,最终改变了人类的未来。在电影《源代码》中,主人公可以反复“穿越”到一名在列车爆炸案中遇害的死者身体里,在一次次地“穿越”中最终寻找到元凶,阻止了一场更大规模的恐怖行动。在现实中,人类要变被动为主动,找到正确的初始值,应该更加积极主动地设计未来,我们期待着人类即将进入的又一个新的进化分支。

作者:李二友   杨艳梅

来源:《百科知识》

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