從蝴蝶效應(yīng)到人工智能

李二友+楊艷梅

控制論的創(chuàng)始人維納說：“釘子缺，蹄鐵卸;蹄鐵卸，戰(zhàn)馬蹶;戰(zhàn)馬蹶，騎士絕;騎士絕，戰(zhàn)事折;戰(zhàn)事折，國家滅?！边@體現(xiàn)出馬蹄鐵上丟失的一枚小小的鐵釘最終導致了一個帝國的滅亡。在我國，古人也普遍認為一個微小的改變就會對未來產(chǎn)生很大影響。戰(zhàn)國末期著名思想家韓非子說過：“千丈之堤，以螻蟻之穴潰;百尺之室，以突隙之煙焚?！痹谌寮医?jīng)典《禮記·經(jīng)解》中也有記載：“君子慎始，差若毫厘，謬以千里?！边@些都說明了事物是普遍聯(lián)系的，一個小小的變化就會帶來全局的輸贏，因此我們要處處謹小慎微，要從小處消除隱患。

這些現(xiàn)象與蝴蝶效應(yīng)具有異曲同工之妙。蝴蝶效應(yīng)是1963年美國麻省理工學院氣象學家洛倫茲在用計算機求解仿真地球大氣的方程式時提出的 “非線性”理論。由于描述氣象系統(tǒng)的吸引子的“形狀”往往都呈現(xiàn)出類似蝴蝶的圖案，這就有了“蝴蝶效應(yīng)”的稱謂。這種效應(yīng)更為詩意和普遍的闡述是：“一只南美洲亞馬孫河流域熱帶雨林中的蝴蝶，偶爾扇動幾下翅膀，可以在兩周以后引起美國德克薩斯州的一場龍卷風?！焙?yīng)類似于牽一發(fā)而動全身的理論，每件事情有形或無形地聯(lián)系在一起，一次改變會引起后面很多事情的改變。

什么是蝴蝶效應(yīng)

蝴蝶效應(yīng)指在一個動力系統(tǒng)中，初始條件微小的變化能帶動整個系統(tǒng)的長期的、巨大的連鎖反應(yīng)。說明任何事物在其發(fā)展道路上都存在不可測的“變數(shù)”，一個非常細微的變化可能會影響事物的發(fā)展方向。

因此有些小事可以糊涂，但有些小事如經(jīng)系統(tǒng)放大，則對一個組織、一個國家至關(guān)重要，便不能糊涂。蝴蝶效應(yīng)其實是一種混沌效應(yīng)。具體說來，是緣于它的最終“吸引子”（一個系統(tǒng)在經(jīng)過時間無限長后的最終歸屬）。在未發(fā)現(xiàn)混沌現(xiàn)象之前，科學家認為自然界的所有系統(tǒng)的“吸引子”只有兩種：或是一個固定點（例如：一個皮球被踢出去之后，最終會停止到一個點）;或是橢圓（例如：兩個天體運行在橢圓軌道上，始終保持一種互相吸引）。但是，洛倫茲通過計算發(fā)現(xiàn)，計算的結(jié)果對參數(shù)的初始值非常敏感，即使兩個初始值只是相差到小數(shù)點后的第6位數(shù)，計算結(jié)果也相差巨大，因此說氣象是很難準確預(yù)測的。

蝴蝶效應(yīng)之所以令人著迷、令人激動、發(fā)人深省，不僅在于其大膽的想象力和迷人的美學色彩，更在于其深刻的科學內(nèi)涵和內(nèi)在的哲學魅力?！昂?yīng)”一詞一經(jīng)提出便迅速成為許多領(lǐng)域的熱門詞匯。它不僅應(yīng)用于天氣、股票市場、社會學及心理學等領(lǐng)域，還可應(yīng)用于經(jīng)濟學和數(shù)學，就是在我們熟悉的電影業(yè)中也有涉獵。

電影中的蝴蝶效應(yīng)

20世紀八九十年代，電影界人士對蝴蝶效應(yīng)產(chǎn)生了極大的興趣。有些作者將蝴蝶效應(yīng)表述為一種人生的幻象，也就是一些人展現(xiàn)出對初始值格外敏感的人生。假如人們在時間的長河中回溯到過去，如果改變了過去的一個（初始值）點，則會改變這些人的人生歷程，甚至會改變現(xiàn)有的世界。一些導演在創(chuàng)作上都試圖從時間長河中改變一點，并對此進行情節(jié)上的大肆渲染，再將這些回歸到歷史的激流中，這種手法讓觀者大呼過癮。像《大話西游》《尋秦記》《步步驚心》和《達芬奇密碼》等影視作品中都有這樣的設(shè)計。

許多人都看過2004年上映的電影《蝴蝶效應(yīng)》。電影被命名為《蝴蝶效應(yīng)》，大概就是為了表達某種“不確定性”。影片中的主人公埃文是一名大學生，他有一種“特異功能”。當他不如意的時候，就翻開自己的筆記本，找到筆記中的某個場景，再次回到筆記中所記載的那個年代，并重新走一遍自己的人生。主人公經(jīng)過多次的反復后，卻總也無法找到令自己滿意的人生旅程。

2014年上映的美國大片《明日邊緣》與《蝴蝶效應(yīng)》恰好相反，主人公在一次次的重新開始人生時，選擇積極地學習各種技能，每一次都距離成功更近一步，直至最后的成功。他甚至還通過努力改變了未來的世界。

由此可見，與20世紀末和21世紀初的影視作品相比，當今的電影已經(jīng)發(fā)生了一些重要的變化。所表現(xiàn)和傳達出的價值觀更加積極，人們已經(jīng)不再只是安于現(xiàn)狀，而是已經(jīng)開始探索如何改變歷史、改變未來，希望能通過重設(shè)人生的初始值，從而達到改變未來的目的。

尋找人工智能的初始值

隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機已經(jīng)從一種只是進行機械運算的機器發(fā)展成為無所不能、甚至可以穿戴的技術(shù)產(chǎn)品，未來還會逐漸成為人體的一部分。計算機運行的邏輯基礎(chǔ)就是二進制的0和1，經(jīng)過無數(shù)次的分形迭代后，可以組合成人們現(xiàn)在已經(jīng)看到的無所不能的計算機世界。既然計算機的基礎(chǔ)是0和1，那么計算機程序?qū)τ诔跏贾档拿舾谐潭雀酰ú皇?就是1）。人們在嘗試尋找出一條分形迭代N次之后的路徑的難度可想而知。人們在編寫計算機程序時，最常用的語句就是判斷：符合某種情況時，就執(zhí)行某些程序;不符合某種情況時，則執(zhí)行另外的程序。雖然計算機的初始值并不復雜，就是簡單的0和1，但是計算機的運行速度如此之快，每秒鐘計算幾億億次已屬平常，分形迭代的速度自然被大大提高。據(jù)科學家推測，隨著計算速度的不斷加速，未來可能會構(gòu)建起某種精彩的計算機文明—— 一種新型的人類文明。

經(jīng)過多年的發(fā)展，如今人們又開始借助計算技術(shù)重操“舊業(yè)”——定制未來的思想。這次要啟用“人工智能”或者用機器替代人，或人工和機器相結(jié)合，以實現(xiàn)機器在規(guī)定的程序動作外可以自我學習，自我復制，甚至自我進化，從而可以達到某些高級動物的智能。

不過，目前人工智能技術(shù)的發(fā)展仍然是橫在計算機發(fā)展過程中的一道難以逾越的關(guān)口。另外，人們要想創(chuàng)造人工智能，必須保證初始值的正確。如果初始值的設(shè)置有問題，以后的努力都是徒勞的，甚至南轅北轍。如果能找對方向，未來通過計算機的超高計算能力，會使發(fā)展的路徑更加順利一些。當前，我們的時代似乎就處在尋找人工智能的初始值的節(jié)點。

當然，最令人們感到有誘惑力的是：人類是否可以采用改變過去的方式來改變未來呢？不同時期的科幻電影給出了不同的答案。在《蝴蝶效應(yīng)》里，盡管主人公不斷做出努力，還是逃不出“宿命”的安排。在《明日邊緣》里，人類通過自我學習、自我進化，最終改變了人類的未來。在電影《源代碼》中，主人公可以反復“穿越”到一名在列車爆炸案中遇害的死者身體里，在一次次地“穿越”中最終尋找到元兇，阻止了一場更大規(guī)模的恐怖行動。在現(xiàn)實中，人類要變被動為主動，找到正確的初始值，應(yīng)該更加積極主動地設(shè)計未來，我們期待著人類即將進入的又一個新的進化分支。

【責任編輯】張小萌