【极客养成指南】什么是奇点?

【极客养成指南】什么是奇点?

这里是公园的新栏目——《完全极客养成指南》,我们会围绕泛科技内容展开,每次可能会推荐一本书、一部电影甚至是一款游戏,而目的只有一个——将还不够极客的你打造成具有「好奇之心与改变之力」的极客。《完全极客养成指南》将在每周六与您见面。


天体物理学家认为,万物的起点是 BigBang——不是那个偶像组合,也不是 Sheldon 作主角的电视剧,而是发生在虚空中一场真实的膨胀。

137 亿年前那个「最初的时刻」,宇宙还是一枚压缩而成的、密度极大、温度超高的球体。

这个球体膨胀再冷却,就在几分钟时间之内,核反应形成的元素为宇宙万物的衍生提供了温床。

它包罗万象,又微乎其微,甚至膨胀刹那发出的声响也仅仅 120 分贝。「大爆炸」并不大,也不过是一场开在虚空中的摇滚演唱会,却点燃了宇宙、生命、人类的旅程。

这枚球体,就是第一个奇点。

第一个奇点:137 亿年前,神秘起点

时间和空间是人们认识的一种错觉。——爱因斯坦

大多科学家认为在宇宙诞生之初,曾有一个点具有所有物质的势能,又由大爆炸转化为宇宙物质的质量和能量,这就是「宇宙学的奇点」。

既没有固定形状,也没有体积,由于描述时空本质的广义相对论无法容纳奇点,在这一点前的世界,就算理论物理学家也无法了解。

1970 年,英国理论物理学家霍金等人提出「奇点定理」,证明当把广义相对论应用于宇宙学时,就必然会出现「奇点」,不仅大尺度宇宙会出现「奇点」,一个恒星的引力塌缩的最终结局也是「奇点」。

那么奇点究竟在哪里?

根据黑洞理论,黑洞中心存在一个密度与质量无限大的奇点,所以要定义黑洞之前,必须定义奇点。借用爱因斯坦的橡皮膜类比,如果一个物体的能量或者质量足够大,它就会将橡皮膜刺出一个洞,而这个洞就很可能是说的奇点。而在「黑洞的内部, 有一个时间的『终点』,即黑洞的奇点。白洞的内部,有一个时间的『起点』,即白洞的奇点。膨胀宇宙的时间有一个起点(大爆炸奇点),脉动宇宙的时间,则不仅有一个起点(大爆炸奇点) ,还有一个终点(大挤压奇点)。」

「奇点定理的实质内容是……至少有一个可实现的物理过程,它在有限的时间之前开始,或在有限的时间之后终结。也就是说,至少有一个物理过程,它的时间有开始,或有终结,或者既有开始又有终结。换句话说,至少有一个时间过程,它的一头或两头是有限的。」

或者你也可以认为,这一点既是宇宙的起点,也是宇宙的终点。诞生宇宙万物,亿万年时间经过后宇宙万物又好像对它毫无意义一般的,说终结就终结。

人类渺小一生所能仰望的时间,只是这一点的生灭之间微不足道的一个侧面。

第二个奇点:冯·诺伊曼没有意识到的界限

不仅是物理学对「奇点」束手无策,它还是数学史上的最高禁忌。小学数学老师会认真告诉我们除数不能等于 0 却不予原因,直等到大学课堂高等数学微积分,也不过是再次确定这条禁忌。

函数 1/x 中,当 x 无限逼近于 0,这一函数的取值将趋于无穷大。

这个点怎么了?数学家们对此讳莫如深。这仿佛被遗弃的、未被定义的一点,成为只能出现异常集合中的异类。

桀骜不驯的「奇点」,也渐渐从物理和数学过度到技术领域。

计算机之父冯·诺伊曼

在 1958 年发表的乌拉姆与诺伊曼的对话中,有这样一段直击人心的言语:

「不断加速的科技进步,以及其对人类生活模式带来的改变,似乎把人类带到了一个可以称之『奇点』的阶段。在这个阶段过后,我们目前所熟知的人类的社会、艺术和生活模式,将不复存在。」

诺伊曼清晰的认识到人类社会生活即将面临的变革,奇点「会撕裂人类的历史结构」。但他没有意识到的是变化来得如此之快,以及机器将产生的作用。

60 年代 I·J·古德的描述就显得更加清醒而疯狂:「智能爆炸」是指智能机器在无需人工干预的情况下,不断设计下一代智能机器。「在二十世纪以内,我们极又可能造出这种机器,并使之成为人类的最后一种发明。」

古德谈到了关键性创意失控问题,但没能挖掘出令人不安的后果——智力如此高超的智能机器,不可能成为人类的工具,如同我们无法成为猩猩的工具。

于是「技术奇点」应运而生。1983 年科幻小说家弗诺·文奇(Vernor Vinge)发明这一术语,「我们不久将会创造出高于自己的智能」,他写道:「一旦此事发生,人类历史将会到达某种奇点,这种智力转变,就跟黑洞中心复杂的时空一样令人费解,而这样的世界远远超出了我们的理解」。

第三个奇点:库兹韦尓有些疯狂,却又越来越真实的技术拐点

6 年之后的 1989 年,库兹韦尓在《The Age of Intelligent Machine》中提到,21 世纪前半叶技术不可避免地朝向机器化发展,必将大大超过人类智能。随后又将这一点定义在 2045 年。

奇点理论图示,图片来自网络

库兹韦尓的奇点理论有很多原则,其中比较有意思的有:

1. 信息技术动力以指数级速度递增,几乎每年要翻一倍。这条原则还适用于其他领域,如人类知识的总量。

2. 通过软件和硬件彻底模拟人类智能,计算机可以在 21 世纪 20 年代末通过图灵测试,那时机器智能和生物智能将没有任何区别。

3. 技术一旦发展到这个程度,计算机就能够融合传统生物智能与机器智能的双重优势。

4. 非生物智能可以从其他机器下载技能和知识,并且最终可以实现对人类知识的下载。

5. 机器可以通过互联网理解并掌握人机文明的所有知识。

6. 纳米机器人会与生物神经元交互,并通过内部神经系统创建虚拟现实,这将极大丰富人类的经历。

7. 纳米机器人也将改善被早期工业化污染了的环境。

8. 最终,整个宇宙将充盈着我们的智慧,这便是宇宙的命运。

在库兹韦尓看来,「奇点」是一个绝佳「隐喻」:当智能机器的能力跨越这一临界点后,人类的知识单元、连接数目、思考能力将步入令人眩晕的加速喷发状态——一切传统的和习以为常的认识、理念、常识将统统不复存在,所有的智能装置、新的人机复合体将进入苏醒状态。

《我,机器人》剧照

「苏醒」同样是弗诺·文奇常使用的一个术语。1993 年,文奇在 NASA 的一次会上语言,50 年之内技术奇点终将来临。他将超越这一临界奇点后人类(确切的说是新人类)的状态,描绘为「智能电脑的苏醒」、「超人智能共同体的苏醒」、「宇宙的苏醒」。

在我们的思维中往往将机器与人分门别类,库兹韦尓的「奇点」理论要做到的正是扭转这个偏见。

在他看来,人工智能的关键,并非通过物理手段制造出媲美、超越人脑的「非生物理性机器」。而是将人脑与电脑「嫁接」起来,再也没有所谓的智能和界限。


这,就是我们历史上关于奇点的故事,它古怪、特立独行、又难以捉摸。

它从一个没有我们的过去,贯穿到一个和机器共生的未来。


Notice:想要进一步了解奇点理论的具体情况?创建者之一库兹韦尔将在 GIF2015 大会上分享他最新的思考,点击查看大会完整日程

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