現(xiàn)實(shí)版神盾局：解密美國的科技大腦

劉愛國

4月24日，《復(fù)仇者聯(lián)盟4：終局之戰(zhàn)》在中國上映，這是漫威公司首次將復(fù)仇者聯(lián)盟率先在中國登場。漫威宇宙里，有一個特殊的秘密組織“神盾局”，作為正義世界的“科技大腦”，組建了由眾多超級英雄組成的復(fù)仇者聯(lián)盟。這個帶有強(qiáng)烈美國式“英雄夢”的組織，有一個現(xiàn)實(shí)中的版本——DARPA（美國國防部高級研究計(jì)劃局），其承載的使命和創(chuàng)造的傳奇，絲毫不遜色于電影中的神盾局。

互聯(lián)網(wǎng)、GPS、無人機(jī)、平板顯示器、隱身飛機(jī)……這些深刻影響和改變著人類世界現(xiàn)在和未來的科技成果，都是DARPA曾經(jīng)的作品。這個神秘的組織，與漫威世界里那個將指揮部設(shè)在“天空母艦”上的“神盾局”一樣，管理著美國科技的最高機(jī)密。連DARPA自己也沒有意識到的是，這個以“感知軍方未來潛在需求”為創(chuàng)辦目的的科研機(jī)構(gòu)，日后會成為人類科技創(chuàng)新最重要的孵化器之一。

一切為了打贏戰(zhàn)爭

DARPA成立于1958年，看年份大家應(yīng)該都能猜到，它應(yīng)該跟美蘇冷戰(zhàn)有關(guān)。當(dāng)時(shí)，蘇聯(lián)趕在美國之前，發(fā)射了世界首顆人造地球衛(wèi)星，這件事極大地刺激了美國，說好的美國世界第一呢？于是，時(shí)任美國國防部長的麥克爾羅伊帶來一個大膽設(shè)想。他建議在五角大樓內(nèi)部設(shè)立一個新的機(jī)構(gòu)，名叫高級研究計(jì)劃局（DARPA），這個機(jī)構(gòu)將負(fù)責(zé)包括太空領(lǐng)域在內(nèi)的美國大多數(shù)軍事高技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目，其關(guān)注重點(diǎn)都與對蘇聯(lián)的防御有關(guān)，主要集中在航空、彈道導(dǎo)彈防御和核試驗(yàn)探測三大領(lǐng)域。換句話就是，打贏下一場戰(zhàn)爭。

DARPA并不能算是一個嚴(yán)格意義上的科研機(jī)構(gòu)，因?yàn)樗⒉粡氖戮唧w的研究工作。它更像是一個國家設(shè)立的風(fēng)險(xiǎn)投資機(jī)構(gòu)，專門投資和管理一些“高風(fēng)險(xiǎn)、高收益、前瞻性”的基礎(chǔ)科學(xué)研究。在這里，創(chuàng)新幾乎沒有門檻。年輕的科學(xué)家，可能只需要憑借和局長簡短的幾句交流，就能拿到數(shù)以百萬甚至千萬美元計(jì)的項(xiàng)目資助經(jīng)費(fèi)。而對于人才的選用，DARPA則更是不拘一格。

尼古拉斯·克里斯托菲洛斯原本是希臘的一位電梯修理工人，業(yè)余時(shí)間關(guān)注“粒子回旋加速器”一類的前沿科技。正在美國頭疼如何防御蘇聯(lián)導(dǎo)彈的時(shí)候，這位“民間科學(xué)家”提出一個驚世駭俗的方案——每年在大氣層中引爆數(shù)千枚核彈，以在大氣層上方造成由高能電子組成的能覆蓋全美的“天穹”，可以將來襲蘇聯(lián)洲際彈道導(dǎo)彈攔截在飛行軌道上。

這個聽起來像是要?dú)绲厍虻挠?jì)劃，卻得到了DARPA的大力支持。這項(xiàng)名為“137號工程”的實(shí)驗(yàn)，DARPA不僅給予了充足的研究經(jīng)費(fèi)，還組織了一批當(dāng)時(shí)科學(xué)界最頂級的科學(xué)家和思想家，來協(xié)助克里斯托菲洛斯完成計(jì)劃。這項(xiàng)研究，促使了人類首次電磁脈沖炸彈的試驗(yàn)。2014年，由趙又廷、黃渤等人主演的電影《痞子英雄2：黎明升起》，那顆瞬間讓全香港停電斷水，陷入一片死寂的EMP炸彈，正是這項(xiàng)技術(shù)的科幻版本。

在DARPA內(nèi)部，最常聽到的一個詞是“改變世界”。DARPA的主要責(zé)任，是不斷發(fā)現(xiàn)從事“未來”研究工作的人才和新思想，并加速向“現(xiàn)在”轉(zhuǎn)移。其工作重心，不是現(xiàn)有技術(shù)的逐步改進(jìn)，而是技術(shù)的革命性創(chuàng)新。

DARPA所有的具體研發(fā)都外包給斯坦福大學(xué)這樣的高校，或者由洛克希德·馬丁這樣的防務(wù)承包商來完成。DARPA的核心人才，是一支精悍的項(xiàng)目經(jīng)理團(tuán)隊(duì)。這批項(xiàng)目經(jīng)理大多數(shù)由創(chuàng)新意識極強(qiáng)的優(yōu)秀科學(xué)家組成，他們作為整個項(xiàng)目的指揮中樞，在每個項(xiàng)目體系中擁有絕對權(quán)威。

DARPA的創(chuàng)意來源十分多元，除了鼓勵從科幻大片中尋找靈感外，DARPA還會以各種方式向全社會征集創(chuàng)意——包括面向社會舉辦的各類新技術(shù)大賽，以及工業(yè)日、開放日等活動。在DARPA的工作動力里，一切都是為了能讓美國“贏得戰(zhàn)爭”。從互聯(lián)網(wǎng)到人工智能、機(jī)器人的研究，都與戰(zhàn)爭密不可分。

從“阿帕網(wǎng)”到AI

如今我們使用的互聯(lián)網(wǎng)，前身叫做“阿帕網(wǎng)”，這個改變世界的發(fā)明，源于五角大樓對軍事指揮的需求。

1962年的古巴導(dǎo)彈危機(jī)，可能是人類歷史上距離全面核戰(zhàn)爭最近的一次事件。這一年，心理學(xué)家利克里德離開麻省理工學(xué)院，加入DARPA。DARPA聘用利克里德的初衷，是要建立一個名為“C2”的核武器指揮系統(tǒng)。當(dāng)時(shí)的情況是，如果爆發(fā)核戰(zhàn)爭，總統(tǒng)只能依靠辦公室的一部紅色座機(jī)電話指揮反擊。如果蘇聯(lián)人的核導(dǎo)彈已經(jīng)來襲，光撥號碼就需要浪費(fèi)掉幾秒鐘，顯然是來不及的。

跨界的科學(xué)家常常具有創(chuàng)造性解決問題的思維。作為一名研究“人類聽覺神經(jīng)系統(tǒng)”的心理聲學(xué)家，利克里德從模擬人類大腦的運(yùn)行方式中找到了答案。要讓指揮命令更快下達(dá)，首先就必須將控制武器的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，組成一個“超級大腦”。

在那個計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力還不如今天一部計(jì)算器，體積卻有一座房子大小的年代，這個想法無疑是破天荒的。但利克里德堅(jiān)持相信，計(jì)算機(jī)終有一天會成為人類的“電子助手”，具備“回答問題、仿真建模、圖標(biāo)演示、舉一反三”的能力，協(xié)助人類完成更多的“機(jī)械性工作”。

利克里德還構(gòu)想了一幅“未來圖書館”的畫面。“人們坐在家里的臺式電腦前，就可以遠(yuǎn)程閱讀圖書館里的所有書籍。”這個現(xiàn)在早已實(shí)現(xiàn)的場景，在20世紀(jì)60年代初期人們的眼中，就如同對未來世界的幻想一樣，瘋狂且大膽。

DARPA對這種革命性的思考方式極為感興趣。在利克里德?lián)蜠ARPA信息處理技術(shù)處處長期間，整個美國計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域研究的70%由DARPA贊助，結(jié)果DARPA不僅成為網(wǎng)絡(luò)誕生地，同樣也是電腦圖形、平行過程、計(jì)算機(jī)模擬飛行等重要成果的誕生地。

1965年，利克里德的繼任者鮑勃·泰勒就任后，找到當(dāng)時(shí)DARPA的主任查爾斯·赫茲菲爾德申請啟動資金，用來嘗試在4臺不同的大學(xué)計(jì)算機(jī)之間建立連接。赫茲菲爾德當(dāng)場提出一個非常關(guān)鍵的問題：“4臺計(jì)算機(jī)連接在一起，如果其中一臺出問題，是否會讓整個網(wǎng)絡(luò)崩潰？”泰勒立刻回答：“應(yīng)該不會，可以在這個系統(tǒng)中植入網(wǎng)絡(luò)冗余的概念，如果一個節(jié)點(diǎn)失靈，在網(wǎng)絡(luò)中游走的信息就會另擇通道?！?/p>

這次僅20分鐘的會談，可能是互聯(lián)網(wǎng)早期發(fā)展史上最重要的一次談話。不止是談妥了全球互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的第一筆天使投資，更重要的是，奠定了互聯(lián)網(wǎng)最關(guān)鍵的底層技術(shù)邏輯。直到今天，沒有任何一個組織、政權(quán)能夠完全占領(lǐng)或者控制互聯(lián)網(wǎng)。

與互聯(lián)網(wǎng)研究幾乎同時(shí)起步的，是關(guān)于人工智能（AI）和機(jī)器人的研究。我們常常在好萊塢科幻電影中看到人類戰(zhàn)士穿戴的各種高科技機(jī)甲，和那些與他們并肩作戰(zhàn)的機(jī)器人，大多都有其現(xiàn)實(shí)的版本。

20世紀(jì)80年代，日本在計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的飛速發(fā)展，讓美國人感覺到了來自東半球的威脅。1983年，DARPA成立戰(zhàn)略計(jì)算項(xiàng)目（SCI），以此提高所有計(jì)算和信息處理領(lǐng)域的優(yōu)勢，人工智能成為戰(zhàn)略計(jì)算項(xiàng)目的一個基本組成部分，DARPA想建一張能在戰(zhàn)爭中自主決策的網(wǎng)。

一年之后，施瓦辛格主演的《終結(jié)者》讓全世界的觀眾看到了那張差點(diǎn)兒毀滅地球的“天網(wǎng)”。而現(xiàn)實(shí)版本的“天網(wǎng)”并沒有建成，1993年，這項(xiàng)耗資10億美元的計(jì)劃最終停止。DARPA的結(jié)論是：我們還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒達(dá)到SCI計(jì)劃的技術(shù)水平。

不管電影是否放大了人類對計(jì)算機(jī)的恐慌，將人工智能和機(jī)器人用于未來戰(zhàn)爭，都是DARPA從來沒有停止的探索?；蛟S是《終結(jié)者》給DARPA研究人員帶來了更多的靈感。電影上映一年后，DARPA人工智能的研究（包括殺手機(jī)器人）成為戰(zhàn)術(shù)技術(shù)辦公室（TTO）聰明武器項(xiàng)目（SWP）的一部分。

進(jìn)入21世紀(jì)后，DARPA開始大力資助機(jī)器學(xué)習(xí)的項(xiàng)目。希望讓機(jī)器不僅僅能簡單模仿人的行為，還能夠像人一樣自主學(xué)習(xí)。2000年之后，DARPA開始研制通過對話進(jìn)行人機(jī)交互（HCI）的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能從與不同人的對話中學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，提供個性化的服務(wù)。現(xiàn)在天天陪伴我們生活的蘋果Siri、微軟小娜，還有國內(nèi)的天貓精靈、百度小度，都是這項(xiàng)技術(shù)的徒子徒孫。

2010年，DARPA在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究的基礎(chǔ)上，開始資助深度學(xué)習(xí)項(xiàng)目（DL），目標(biāo)是構(gòu)建一個通用的機(jī)器學(xué)習(xí)引擎，這是目前最接近人腦的智能學(xué)習(xí)方法。深度學(xué)習(xí)可以完成高度抽象的任務(wù)，如語音識別、圖像識別和檢索、自然語言理解等。深度學(xué)習(xí)技術(shù)的誕生，將人工智能帶上了一條新的快車道。而這項(xiàng)技術(shù)的日益精進(jìn)，也再一次給人們帶來無限的憂慮?！皺C(jī)器是否真的有一天會統(tǒng)治人類？”這個喋喋不休的問題，正式從科幻小說走入現(xiàn)實(shí)科學(xué)家會議的討論之中。人們開始追問科學(xué)家：“我們是否真的已經(jīng)打開了毀滅世界的潘多拉魔盒？”

DARPA并沒有絲毫停步不前的意思。2018年9月8日，DARPA宣布，計(jì)劃投入20億美元開發(fā)新的AI技術(shù)，這是“AINext（下一代人工智能）”計(jì)劃的一部分。DARPA在一份聲明中稱，將致力于打造具有常識、能感知語境和更高能源效率的系統(tǒng)。

可以預(yù)見的是，這項(xiàng)技術(shù)將再一次深刻影響我們生活的世界。而對于更遠(yuǎn)的未來，我們都身處未知之中。唯一確定的是，科技在向前發(fā)展，任何人也無法阻擋。正如《黑客帝國》中那句經(jīng)典的臺詞：“任何事情都始于當(dāng)初的選擇。”

“一本正經(jīng)地胡說八道”

和所有的風(fēng)險(xiǎn)投資機(jī)構(gòu)一樣，DARPA的項(xiàng)目并不是每個都能取得巨大成功。除了上面說的那些真實(shí)地改變著人類生活的硬科技，DARPA還有各種黑科技，腦洞大到讓人覺得簡直就是“一本正經(jīng)地胡說八道”。

早在美蘇冷戰(zhàn)期間，DARPA就曾為領(lǐng)先蘇聯(lián)，開展過一場不為人知的“秘密競賽”——精神力研究。在DARPA的報(bào)告中就總結(jié)道“如果特異功能真的存在，蘇聯(lián)在理解、掌握和應(yīng)用等方面肯定會領(lǐng)先于美國”。那時(shí)的美國已經(jīng)被蘇聯(lián)的第一顆人造地球衛(wèi)星嚇得不輕，如果蘇聯(lián)還學(xué)會了“特異功能”，美國人民小心臟肯定受不了。于是，DARPA煞有介事地花費(fèi)了數(shù)百萬美金，試圖招募一批具備心靈感應(yīng)能力的人來進(jìn)行遠(yuǎn)程間諜活動。甚至秘密籌建一所類似《X戰(zhàn)警》中的澤維爾天才學(xué)校。DARPA期望，這批特異功能者可以通過折彎湯勺，來折磨克里姆林宮里的蘇聯(lián)領(lǐng)導(dǎo)人。

DARPA曾經(jīng)在20世紀(jì)60年代研究過一種“機(jī)械戰(zhàn)象”。不知道研究者是否受到中國《三國演義》中“木牛流馬”的啟發(fā)，這種為了幫助越戰(zhàn)中的美軍穿越熱帶叢林，運(yùn)輸戰(zhàn)爭物資的機(jī)器人，可以穿越山區(qū)、沼澤、小溪甚至河流，沿著狹窄蜿蜒的叢林小徑以及陡峭的山坡運(yùn)送人員貨物。

后來這項(xiàng)發(fā)明被時(shí)任DARPA主任的埃貝哈特·萊克廷叫停，理由是“腦洞過大，會嚴(yán)重影響DARPA在國會的信譽(yù)”。1980年上映的《星球大戰(zhàn)5：帝國反擊戰(zhàn)》中，有一款可以運(yùn)輸40名沖鋒隊(duì)員的AT-AT全地形裝甲步行機(jī)，正是這款“機(jī)械戰(zhàn)象”的科幻版本。

這款全地形步行機(jī)器人，涉及極為復(fù)雜的機(jī)械設(shè)計(jì)和控制技術(shù)，在當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件下，幾乎是不可能完成的任務(wù)。然而DARPA并沒有停止在這個方向上的探索。1992年，馬克·萊伯特在麻省理工學(xué)院的LegLab實(shí)驗(yàn)室里創(chuàng)辦了波士頓動力公司。這家致力于仿生機(jī)器人研究的科技公司，日后將在世界機(jī)器人科學(xué)史上寫下濃墨重彩的一筆，其中著名的項(xiàng)目“獵豹機(jī)器人”，正是在DARPA的資助下誕生的。

電影《鋼鐵俠》中，托尼·斯塔克在自己的胸前安裝了一個“方舟反應(yīng)堆”，這是一個迷你可控的核聚變反應(yīng)堆，可以為自己的鋼鐵盔甲提供源源不斷的充沛動力。這個小到可以拿在手上的小型核聚變反應(yīng)堆，也曾經(jīng)在2009年，正式進(jìn)入DARPA的研究目錄，并獲得300萬美元的研究預(yù)算。

以上僅僅是DARPA各種驚世駭俗研究中的冰山一角。據(jù)非官方統(tǒng)計(jì)，DAPAR成立60年中，失敗的項(xiàng)目占比高達(dá)98%。雖然很多項(xiàng)目因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)條件不具備而胎死腹中，但是DARPA對美國科學(xué)進(jìn)步的最大貢獻(xiàn)在于——即使這些項(xiàng)目暫時(shí)失敗，所積累的經(jīng)驗(yàn)和沉淀的有價(jià)值的技術(shù)，也成為一筆不可多得的財(cái)富。這些對未來世界的探索，會將我們帶向自由，還是禁錮？我們猶未可知，但正如《復(fù)仇者聯(lián)盟4：終局之戰(zhàn)》中美國隊(duì)長所說：“無論希望多么渺茫，我們都要竭盡全力，我們將不惜一切代價(jià)?！?/p>