
諾伯特·維納(Norbert Wiener,1894—1964),美國應用數學家,在電子工程方面貢獻良多,隨機過程和噪聲信號處理先驅,提出“控制論”一詞
在互聯網時代,大數據、人工智能、虛擬現實可能重組社會的體制、生產和生活形態,當然還會影響教育,目前火熱的未來教育、智慧校園、少兒編程等熱詞,就是明證。
實際上,“人工智能”已誕生六十多年了。馮·諾依曼、諾伯特·維納等天才頭腦,早就開始思索人機關系、控制論等問題了。這是對當前社會中人文精神喪失,科學被技術異化的超前思考。
維納的思想是:“所有的社會學都要求對通信有所理解。”他引進長時機構的概念,指出形成長時語言,控制通信手段,是社會中穩態因素中最有效和最重要的。他指出控制應該委托給長時機構,如教會、大學、科學院等,而委托給短視的、謀利潤的短時機構則十分有害。
AI這個英文縮寫詞在全社會的辨識度正在普及,至少,只要是教師,沒有人不知道它就是人工智能(Artificial Intelligence)的縮寫。
AI發展迅猛,已經進入人們的日常生活,而且一年一個樣。人人都有了緊迫感,怕追趕不上人工智能的腳步。AI教育以創新的名義大張旗鼓,少兒編程的門檻年齡越來越小,家長們被告知,等這些孩子長大,他們將從事現在這個世界上沒有的工作。如果不從娃娃抓起,到時候他們將沒有工作!
當然也有潑冷水的,有個笑話說相對于人工智能可能帶來的大面積失業,人工智能從業人員最先面臨失業問題。少兒編程也不過就是抓住家長爭先恐后的心理,內容其實就是讓孩子玩游戲而已,為什么少兒編程營銷時聲稱越早讓孩子接觸越好呢?因為再大一點他們就不喜歡那么弱智的游戲啦!
AlphaGo橫掃人類棋壇,似乎代表了人工智能的最頂尖水平。在大數據時代來臨的背景下,互聯網、人工智能、虛擬現實可能重組社會的體制、生產和生活形態。但對大多數人來說,除了不明覺厲,很少有人知道,“人工智能”誕生已經六十多年了:1956年夏天,來自數學、心理學、神經學、電腦科學、電氣工程等領域的數十名學者,在美國新罕布什爾州漢諾威市達特茅斯學院,開會討論如何用電腦的符號運算類比人的智慧,根據會議召集者麥卡錫的建議,正式把這一學科領域命名為“人工智能”。
今天我們已經想當然地認為人工智能就是程序員的事情,殊不知,這一領域一開始是數學家和生理學家的研究領域:1948年,美國應用數學家諾伯特·維納提出“控制論”,專著《控制論》有一個副標題——“或關于在動物和機器中控制和通信的科學”,這是什么意思?簡單講,動物和機器對外界刺激的反應和反饋,導致其行為的改變;低層次的反饋是達到目的的行動,高層次的反饋,其外界刺激的參數隨著輸出結果變化而不斷地調整,這就是學習機制。
沒有學習機制就沒有“人工智能”。但是,動物和機器,以AlphaGo為例,它對人喂給它的全世界棋局數據得到的“記憶”,和人們通過實踐(反饋學習)來獲得的騎自行車、游泳技能一樣,是“非陳述性記憶”,不能用語言來描述它,甚至主體都不知道自己“為何知道”。
維納“控制論”的提出,使得學習所依靠的反饋機制被發現,促使智能研究的這一“行為主義”的模式轉向“符號主義”的模式。“符號主義”重新定義了“智能”,早期“控制論”的另一位代表人物艾什比認為智力是進行正確(合適)選擇的能力,選擇的過程是通過“可陳述性記憶”來實現的,其中有理性加工、傳遞和社會化的進程,選擇的過程一旦實現自動化,才可以說是有智能的。
遺憾的是,AlphaGo是“行為主義”的產物,經過維納的理論,智能有了更為深入也較為準確的定義,人工智能的研究從此起步。而今天大張旗鼓的人工智能,實際上忽略了當年對“行為主義”的批評,回到了控制論剛興起時的狀態,這是對智能認識的倒退。高大上的AlphaGo,能不能從“下棋行為自動機”,演化為真的“棋王”呢,這必須從維納身上去尋找答案。

AlphaGo橫掃人類棋壇,震驚世人。但距離“人工智能”誕生已經過了六十多年
“控制論”從中文字面上看是一個純技術術語,但其實這只是翻譯問題。當初數學家維納和通信、控制、統計力學等領域的科學家,認識到這些領域中一系列核心問題之間本質上的統一。但關于這些問題的文獻缺乏統一,沒有任何共同術語,甚至沒有一個稱呼這個領域的簡單名稱,對研究工作造成了極大障礙。他們被迫創造一個新的希臘術語來填補這個缺口,最終選定了Cybernetics這個詞,它最早被柏拉圖使用,在希臘文中的原意接近于“掌舵人”和“辯士的修辭術”。
這個詞一方面滿足了這一領域的綜合性,另一方面在科學領域也有所繼承。麥克斯維爾1968年發表了一篇關于調速器的文章,調速器(governor)一詞是從同一個希臘詞匯訛誤引申而來的。維納的“控制論”的核心是反饋,而船舶的操舵機,以及辯論中要看聽眾的鼓掌、喝彩,都是反饋機構的一種最早而且最發達的形式。
這樣一來,原來屬于不同學科的問題,在一門新學科——控制論的名義下統一了起來。從此觀點出發,控制論的對象,源于自然、社會、生物、人、工程、技術等等,但又從這些對象中高度抽象出來,是一個復雜系統。
控制論是一個包羅萬象的學科群,1974年,蘇聯出版的兩大卷《控制論》百科全書,顯示出控制論所涉及的學科之廣博——計算機科學、信息科學、通信理論、控制理論、人工智能理論、一般系統論、機器人學、神經科學與腦科學、認知科學、行為科學。這些還只是控制論的核心部分,它還與其他學科交叉形成生物控制論、工程控制論、經濟控制論……
一部關于錢學森的影視劇里有這樣一個橋段:1956年,毛主席讓錢學森在國宴上坐在自己身邊,一開始錢學森不茍言笑顯得拘謹,主席說,學森吶,我正在研究你的工程控制論,用來指導國家經濟建設。學森同志頓時舒展眉頭露出了笑容……
維納注定不只是一位普通的科學家,而是一位百科全書式的人物,他融會貫通了數學、哲學、科學和工程等諸多領域的知識,才整合出這樣一個龐大的領域。維納通過數學理解世界,也能理解任何哪怕極為困難的學科。值得一提的是,20世紀那幾位開拓信息時代的先驅,許多人除了擁有非凡的數學頭腦之外,還橫跨多個領域。馮·諾依曼精通歷史,維納精通哲學。通過他們對世界的認識,我們進入了信息時代。
2005年出版的維納的傳記中,第一句話就是“He is the father of the information age”(他是信息時代之父,沒有之一),兩個定冠詞the,說明兩個唯一性。但在我們心目中,信息時代發展幾十年,著名的是馮·諾依曼、香農、圖靈、比爾·蓋茨乃至馬云,維納顯得如此隱秘。
這說明,從控制論到人工智能再到信息時代,一切不是我們認為的那么簡單。

1956年國宴上,毛澤東對錢學森說他正在研究對方關于工程控制論的著作


維納非常仰慕博學天才萊布尼茨,而控制論的哲學思想,據說也源自萊氏
維納的生平材料,在他的兩本自傳《昔日神童》(1953)和《我是一個數學家》(1956)中有詳細介紹。他的文筆充滿自我審視和哲思,比如講到自己的童年,馬上聯系到心理學家弗洛伊德的理論。
1894年諾伯特·維納出生于美國密蘇里河畔的一個小城哥倫比亞,父親是從俄國遷居到美國的愛爾蘭猶太人,通過自學成為哈佛大學第一個斯拉夫語教授和語言學家。對于自己八分之七的猶太血統,維納認為猶太人是許多種族混合而成的,到他父親和他這一代,又被吸收到美國社會這個混合體中。他對猶太民族主義不以為然,因為認為猶太人比猶太復國主義等運動要歷史悠久得多。他甚至說:“即使新成立的國家以色列倒臺……猶太人仍然能很好地繼續存在下去。”
維納的父親一手打造了他這個神童,方法是用家里五花八門、無所不包的藏書刺激小維納的好奇心和求知欲。維納三歲半就可以閱讀了,四五歲開始讀科學讀物《自然史》,小學教育滿足不了維納,父親為他制訂嚴格的教育計劃,核心是數學和語言,九歲讀初三,第二年年初就跳到高一。在一次演講比賽中,他寫了名為“無知論”的哲學論文,用以論證一切知識都是不完全的。
12歲維納上大學了,為了低調和避免被過分宣傳,父親沒讓他上哈佛大學,而是進塔夫茨學院主修數學,并在二年級時選修了哲學和心理學課程,研讀17世紀的大哲學家斯賓諾莎和萊布尼茨。維納仰慕萊布尼茨是最后一位百科全書式的博學天才,實際上控制論的哲學思想也源自于他。大學最后一年,維納的興趣又集中到生物學上,畢業后他堅持進入哈佛大學攻讀生物學博士學位。
神童的軌跡就總是長風破浪的嗎?那只是我們平庸者的想象。維納在生物學上遭受了挫折,他的實驗做得很差,簡直毫無希望。父親建議他轉學哲學,他于是閱讀了大量哲學文獻,還學會了古典時期英國的文風,他還將多種歐洲語言的哲學論文翻譯成英文文摘,了解了當時世界上流行的哲學思潮。
他還沒有放棄數學,但復變函數論在此時已經讓他心有余而力不足。這個天才沒有學會在人生這個階段應該具備的自立能力,父親的安排總是太多,他也不懂不同學科間的平衡技巧,感到自己要被壓垮了。但在16—18歲這失意而不快的兩年,在父親和別人看來卻是他成功的兩年。
1913年夏天,維納和父親一起去歐洲求學,他師從羅素,學習兩門課程:一門是哲學家羅素的哲學課邏輯原子論,另一門是作為數學家的羅素的《數學原理》。羅素還建議維納讀愛因斯坦1905年發表的三篇著名論文:狹義相對論、光量子論和布朗運動相關理論。
晚年時,維納總結自己作為神童求學過程中的失敗,他認為自己在實驗、電子理論等方面的理解困難和基礎數學的根基不牢,是自己非科班出身的一大缺陷。


1915年,維納因歐戰爆發回到美國,21歲的他開始擔任哈佛大學哲學系助教。看起來該是頭頂光環,春風得意了吧?不然。一個廣博的天才總是容易被人懷疑是半瓶子醋,這時期他對任何一個專業領域都感到前途渺茫,只好又由父親替他做出決定,由哲學轉向數學。他開始擔任緬因大學數學系講師,但卻對付不了那些與他年紀相仿的學生。
22歲時,他試著證四色定理、費馬大定理和黎曼猜想,但以他不文不理的數學知識,結果可想而知。美國參戰了,他甚至想去參軍,但從小大量閱讀造成的視力問題構成了障礙。退而求其次,他甚至想去工廠找個工作。父親安排他去《美國百科全書》當撰稿人,沒想到他卻喜歡上了這份工作,一方面他終于脫離父親自力更生了,另一方他初步享受到了跨學科的暢快感。
心態轉好,維納結緣了不同于過去所學的經典數學的代表20世紀初開辟現代數學新方向的數理著作:積分方程、奧斯古德的《函數論講義》、勒貝格的《積分論》、弗雷歇的《抽象空間論》等,他說“這是我平生第一次對現代數學有真正的了解。”
1919年,已經25歲的維納終于在麻省理工數學系安頓下來,這一呆就是40年。他35歲升為副教授,三年之后升為正教授。漫長的履歷并無多少耀眼之處,“所以動心忍性”,“衡于慮,而后作。”但其中一年,他遠渡重洋到清華大學數學系、電機系任教。
維納早年在哈佛大學就與趙元任相識,趙元任除了是清華國學院四大導師之一,同時也是一名數學家。清華大學當時的電機系主任顧毓琇,和維納也有關系。維納到清華后,和曾經的學生李郁榮合作研究并設計出了性能良好的電子濾波器,后來將它變成統計力學問題。
返美之后,因為國家的需要,維納投入防空火炮的火力控制研究,解決了這個純軍事問題。同時,他與合作者發現通信理論和神經生理學之間的密切關系,寫出了著名論文《行為、目的和目的性》,實際上是控制論思想的一個導引。
1943年,維納結識了控制論的另外兩位先驅麥卡洛克和皮茲,把他們邀請到麻省理工做同事。此時戰火正酣,維納在完成國家交給的軍事任務的同時,清醒地意識到戰后自動化社會的途徑。在戰爭期間的幾項工作,成為了維納控制論的四個來源:計算機設計、防空火炮自動控制裝置理論、通信和信息理論、神經生理學理論。至此,維納的控制論思想已然成熟了。
《控制論》在1948年以英文和法文同時出版。維納最先表現出對未來自動化社會中人的關心。1950年,他的《人有人的用處》出版,這本書單從書名看不出什么學術、理論味道,全書沒有一個公式,解決了對非專業人士的傳播問題。此時二戰結束,科學登上了前臺。維納和一些成為鷹派的科學同仁不同,他反對戰爭,畢竟,“人有人的用處”,有什么問題非要用上“消滅人”的手段呢?
在中文里,控制論(cybernetics)容易和控制理論(control theory)發生混淆。后者只是數學的一個分支,對象是比較具體而實際的問題,如蒸汽機自動調節、溫度自動控制、導彈自動制導。而控制論是一門跨學科的學科群,與其說是一門學科,不如說是一種科學的哲學理論,或者從一種新的角度來觀察世界的系統觀點和方法。
維納明確提出控制論的四個原則,比如智能性原則,就說明不僅在人類社會,而且在其他生物群體乃至無生命物體世界中,仍有信息及通信問題,而控制論的本質正是通信問題。這些原則可以上溯到整個文明史或早或晚、或東方或西方的年代,只有維納才能以大哲的廣博知識和深刻思想把它們納入一個蓬勃發展的領域。
維納的哲學基礎是目的論,在科學界,這是異端,但他的觀點在今天得到了驗證,充滿預見性:在大多數國家還沒有解決工業化、機械化、電氣化問題的時候,維納已經清楚預見到建立在“信息”“通信”“控制”“反饋”等概念和技術上的“自動化”;他提出研究生命科學、心理科學乃至社會科學的前瞻性問題,直指“生命是什么”這樣的問題;他的最終目標是實現所謂“智能機”問題,如前文所述,現在被稱作“人工智能”的很多應用,其實同最簡單的“智能機”尚有一道鴻溝。
在維納對社會的分析中,他提出的第二次工業革命都還沒有完成:第一次工業革命的核心主要是體力或體能的放大,“機器是人手的延長”;可是代表第二次工業革命的“人腦的延長”,目前還只體現在,電腦部分代替人腦的最初級的工作。
那為什么“人工智能”“AI”在今天充斥著我們的生活,仿佛社會已經進入了人類自動化的共產主義階段呢?維納認為這種名不符實的根源在于教育——
我們是處在教育形式大大擠掉教育內容的時代里,是處在教育內容正日益淡薄的年代里;
我們的大學偏愛和獨創精神相反的模仿性,偏愛庸俗、膚淺,可以大量復制而非新生有利的東西,偏愛無益的精確性,眼光短淺和方法的局限性而非普遍存在而又到處可以看到的新穎和優美。
維納常引用愛因斯坦的話“上帝精妙,但不懷惡意”,說明自然科學并沒有通信困難,但社會科學包括教育,則有相當大的困難,這種“可陳述性知識”在陳述階段就遭到通信堵塞,隱瞞、保密、歪曲,就像許多歷史一樣。
維納的思想是:“所有的社會學都要求對通信有所理解。”他引進長時機構的概念,指出形成長時語言,控制通信手段,是社會中穩態因素中最有效和最重要的。他指出控制應該委托給長時機構,如教會、大學、科學院等,而委托給短視的、謀利潤的短時機構則是十分有害的。
今天我們已經看慣了這種害處而習以為常。維納指出,社會能維持穩定,必須有人們可以信賴的長時機構。從這個角度,“風物長宜放眼量”“民無信不立”正可以代表他的思想——如果大學及科學院都名聲掃地,專家淪為“磚家”,社會維持穩態就很困難。然而信賴需要很長時間才能建立,而謀利者往往用很短的時間就破壞了它。
維納在《控制論》中提出和老子一樣的“小國寡民”政策,但他說明這種政策不適合1000萬人口的中等國家,更不適合1億人口以上的大國,更談不上我們這樣的泱泱大國。
正因如此,今天,人腦并沒有變得更聰明,社會也沒有變得更有序。維納的控制論提出一些和宗教有關的問題:上帝按照自己的形象創造人,那么人也按照自己的形象(行為方面的)創造了計算機和機器人。問題在于,能否讓某一種機器能按它自己的原型復制自己?維納的答案是肯定的。
但目前我們只走到這一步:兩臺AlphaGo都只是仿生學的,它們可以互相溝通,或許人類不知道它們在講什么,但它們并沒有“自我”和“對象”意識。和人類本身比起來,“人工智能”僅僅是能通過反饋學習的神經網絡自動機,并不具備創造和使用符號的能力,也就是不具備主體的自由。
智人起源于20—30萬年前,會使用語言,具有與現代人相同的主體自由,從此人類社會告別古文明,進入一種有不死文化傳統可繼承的社會,高級宗教和道德起源了,不死的文化價值系統得以產生,比如公元前8—5世紀全球軸心文明的形成。
當前AI濫大街的同時,現代社會對以上不死文化的繼承缺位,社會中人文精神喪失,科學被技術異化,我們亟待引進維納的教育理念。