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第2章 世界前沿科技(1)

机器人

人们想象中的机器人,往往具有人类的体貌特征,甚至会唱歌、跳舞、工作、读书。其实那只是机器人的狭义理解。机器人的完整意义应该是一种可以代替人进行某种工作的自动化设备。它可以是各种样子,并不一定长得像人,也不见得以人类的动作方式活动。

人们对机器人的幻想与追求已有3000多年的历史。人类希望制造一种像人一样的机器,以便代替人类完成各种工作。机器人一词的出现和世界上第一台工业机器人的问世却是近几十年的事。

1920年,一名捷克作家写了一个剧本《罗素姆万能机器人》。剧本描写了一个依赖机器人的社会。剧中有一个长得像人,而且动作也像人的机器人名叫罗伯特(robot,捷克语的意思是强迫劳动,)从此,“robot”以及相对应的中文“机器人”一词开始在全世界流行。

进入20世纪后,机器人的研究与开发得到了更多人的关注与支持,一些实用化的机器人相继问世,1927年美国西屋公司工程师温兹利制造了第一个机器人“电报箱”,并在纽约举行的世界博览会上展出。它是一个电动机器人,装有无线电发报机,可以回答一些问题,但该机器人还不能走动。

20世纪60年代前后,随着微电子学和电脑技术的迅速发展,自动化技术也取得了飞跃性的变化,普遍意义上的机器人开始出现了。1959年,美国英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人,取名“尤尼梅逊”,意为“万能自动”。尤尼梅逊的样子像一个坦克炮塔,炮塔上伸出一条大机械臂,大机械臂上又接着一条小机械臂,小机械臂再安装着一个操作器。这三部分都可以相对转动、伸缩,很像是人的手臂了。英格伯格和德沃尔认为汽车制造过程比较固定,适合用这样的机器人。于是,这台世界上第一个真正意义上的机器人,就应用在了汽车制造生产中。

经过近百年来的发展,机器人已经在很多领域中取得了巨大的应用成绩,其种类也不胜枚举,几乎各个高精尖端的技术领域都少不了它们的身影。在这期间,机器人的成长经历了三个阶段。第一个阶段中,机器人只能根据事先编好的程序来工作,这时它好像只有工作的手,不懂得如何处理外界的信息——如果让这样的机器人去做会损害它自身的工作,它也一定会去做。第二个阶段中,机器人好像有了感觉神经,具有了触觉、视觉、听觉、力觉等功能,这使得它可以根据外界的不同信息做出相应的反馈。第三个阶段的机器人不仅具有多种技能,能够感知外面的世界,而且它还能够不断自我学习,用自己的思维来决策该做什么和怎样去做。

阿西莫机器人1968年,美国斯坦福研究所研制出世界上第一台智能型机器人。这个机器人可以在一次性接受由计算机输出的指令后,自己找到目标物体并实施对该物体的某些动作。1969年,该研究所对机器人的智能进行测定。他们在房间中央放置了一个高台,在台上放一只箱子,同时在房间一个角落里放了一个斜面体。科学家命令机器人爬上高台并将箱子推到地下去。开始,这个机器人绕着台子转了20分钟,却无法登上去。后来,它发现了角落里的斜面体,于是它走过去,把斜面体推到平台前并沿着这个斜面体爬上了高台将箱子推了下去。这个测试表明,机器人已经具备了一定的发现、综合判断、决策等智能。

到了20世纪70年代,第二代机器人开始迅速发展并进入实用和普及的阶段,而第三代机器人在今天也已经得到了突飞猛进的变化。它能够独立判断和行动,具有记忆、推理和决策的能力,在自身发生故障时还可以自我诊断并修复。尽管如此,机器人的发展还是没有止境,人们希望它有更高的拟人化水平。

“勇气号”火星车20世纪80年代,日本建立了首座无人工厂。工厂有1010台带有视觉的机器人,它们与数控机床等配合,按照程序完成生产任务。1992年,日本研制出一台光敏微型机器人,体积不到3立方厘米,重1.5克。1997年,日本的本田公亩制造出高1.6米的“阿西莫”(ASIMO)机器人。这个机器人有三维视觉,头部能自如转动,双脚能躲开障碍物,能改变方向,在被推撞后可以自我平衡。该机器人由150位工程师历时11年,耗资8000万美元研制而成,可以照料人和完成多种危险及艰苦工作。2004年1月,美国发射的“勇气”号和“机遇”号火星车先后成功登陆。火星车在火星表面行走、拍摄、钻探,化验,非常精彩地完成了自己的使命。

目前,科学家们正在研制更精密的小型机器人。随着纳米技术的成熟,分子级机器人的诞生指日可待。人们可以想象会有一种比尘埃还要小的机器人,飘在空气中,游进人体里,为人们服务。

人工智能——AI

人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写为AI,是指由人工制造出来的,并由电脑系统所表现出来的智能,是模拟和扩展人类智能的理论、技术及应用系统的一门新的技术科学。20世纪70年代以来与空间技术、能源技术并称为世界三大尖端技术,也被认为是21世纪三大尖端技术(基因工程、纳米科学,人工智能)之一。

人工智能的传说可以追溯到古埃及,但随着20世纪以来电脑技术的飞速发展,人工智能已不再是传说,人们已最终可以创造出机器智能。人工智能一词最初是在1956年达特茅斯大学学会上提出的,从那以后,研究者们发展了众多理论和原理,人工智能的概念也随之扩展,科学对其的研究也开始快速发展。

从20世纪80年代开始,人工智能前进的脚步更为迅速,已经能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。“专家系统”是人工智能最活跃、最有成效的一个研究领域,它是一种具有特定领域内大量知识与经验的程序系统,能解决人类专家所解决的问题,而且能帮助人类专家发现推理过程中出现的差错。在人工智能被引入了市场领域后,更显示出了强大的实用价值。杜邦、通用汽车公司和波音公司都大量依赖人工智能系统。人们开始感受到电脑和人工智能技术的影响。

人工智能的发展引起了人们广泛的关注,对人工智能的讨论也出现了“强人工智能”和“弱人工智能”的说法。

持强人工智能观点的人认为,有一天人类有可能制造出真正能推理和解决问题的智能机器,并且,这样的机器能将被认为是有知觉的,有自我意识的。而持弱人工智能观点的人认为,不可能制造出能真正地推理和解决问题的智能机器,这些机器只不过看起来像是智能的,但是并不真正拥有智能,也不会有自主意识。

其实,早在1941年美国着名的科幻小说家艾萨克·阿西莫夫就已经在思考人工智能在未来的智慧程度能否达到人类的智慧水平,以及未来的人类如何与人工智能相处。并且还在他的作品《Runaround》中第一次明确提出了着名的“阿西莫夫机器人三大定律”,即:(1)机器人不得伤害人类,或看到人类受到伤害而袖手旁观;(2)在不违反第一定律的前提下,机器人必须绝对服从人类给予的任何命令;(3)在不违反第一定律和第二定律的前提下,机器人必须尽力保护自己。阿西莫夫希望用这样的定律来规范人工智能机器人。这虽然只是科幻小说中的假象,但是随着时代的进步和电脑的飞速发展,艾萨克·阿西莫夫的小说引起了更多人的思考,当人工智能有了人类大脑的推理能力、感知能力以及自我意识,那时的世界会怎样?未来的世界和人类会被机器人所控制吗?

有的哲学家提出人工智能与人类思维是有本质区别的:人工智能不是人的智能,更不会超过人的智能;人工智能只是无意识的机械的物理的过程,而人类智能主要是生理和心理的过程;人工智能没有社会性,而且人工智能没有人类的意识所特有的创造能力。

但是在1997年5月11日,人与电脑之间进行的国际象棋挑战赛中,机器人“深蓝”在正常时限的比赛中首次击败了排名世界第一的棋手——加里·卡斯帕罗夫时,人们开始感受到了人类的智慧尊严受到人工智能的强力挑战。正如最早提出“强人工智能”的科学家约翰·希尔勒所说:“电脑不仅是用来研究人的思维的一种工具,只要运行适当的程序,电脑本身就是有思维的。”

人工智能不仅仅是逻辑思维与模仿,科学家们对人类大脑和神经系统研究得越多,他们越加肯定:情感是智能的一部分,而不是与智能相分离的。因此人工智能领域的下一个突破可能不仅在于赋予计算机更多的逻辑推理能力,而且还要赋予它情感能力。许多科学家断言,机器的智能会迅速超过阿尔伯特·爱因斯坦和霍金的智能之和。有的科学家认为用克隆技术复制智能比制造人工智能要有效而且容易得多,但是未来学家们预言,总有一天,人类所能做的大多数事情,电脑会做得更好。

虽然目前人工智能的发展相对人们的期望与想象的还有差距,但是现代科学技术尤其是电脑的发展,都已经为人们展现了一个又一个奇迹。因此,无论在未来人工智能是否会达到人类智慧水平甚至超越人脑,它带给人类乃至这个世界的都将是一场影响深远的革命。

美国人工智能专家曾大胆预测:未来地球上将有两种聪明的物种同时存在,人类将不再是万物之灵,机器人将具有人类的意识、情绪和欲望,电脑智能将比人脑高出1万倍。在2045年之前,人类跟机器会融合成一体。

当机器人真的被赋予了人类式的情感和意志,它将像人类一样,具备各方面的人性特征:创造性的思维、独立的思考与决策、自觉性的行为及各种人情世故,面对与人类一样有人格自尊的机器人,人类该如何以待?机器人是不是也该像我们一样拥有生存与发展的基本权利,谋求政治上的自由和平等?它们会不会凭借自身强大的功能揭竿而起,来一场人工智能的反叛以摆脱人类的控制?一手缔造了机器人神话的人类,是否已经准备好迎接未来的机器人时代?

科技的发展给了人类无穷的想象空间,其实这些场景在各种科幻作品,尤其是电影中已经常可见。这些影片中不仅演出了对未来的畅想,更表达了人类对自身的反思。

《我和机器人》

影片《我和机器人》(《I,ROBOT》)是根据着名科幻小说家史萨克·阿西莫夫1950年发表的同名小说改编而成。影片中展现的是公元2035年的世界。智能型机器人已被人类广泛利用,作为最好的生产工具和最忠实的伙伴,人类对这些能够胜任各种工作且毫无怨言的机器人充满信任。

影片《我和机器人》但机器人控制系统,巨型高智能机器人“薇琪”认为人类正在危害自身的安全:国家发动战争,人类摧残地球,而根据机器三大法则,薇琪认为机器人必须保护、拯救人类。它因此利用了上行线路来控制机器人的程序来实施“拯救计划”——不允许人类走出家门。而这种“保护”在人电影《人工智能》类看来,无疑就是“监禁”与“奴役”。

影片的最终薇琪被摧毁,“人类保护计划”的所有命令也随即终止。城市恢复了正常,机器人重新开始为人类服务。而影片所讲述的故事正是现在人们担心和热衷讨论的话题:随着科技的飞快进步,机器向智能化靠拢,人性在机器面前萎缩,甚至被它反制,人们对于那些逐步替代人类工作的电脑和机器人产生了担心,是否真的会有一天,人类会反被自己的设计所控制呢?

《人工智熊》

00影片《人工智能》(A.I.)描写了人类对于机器人情感的幻想。莫妮卡·史文顿的爱子马丁因重病而离开了她,丈夫为排解她的寂寞,特意收养了一个看来与真人无异的机器人男孩——大卫,与她做伴。聪明的大卫竟然学会了人类的感情,与莫妮卡发展出亲如母子的关系。不料马丁奇迹般康复回家,重新夺回莫妮卡的爱,大卫妒意大发,与马丁争宠。莫妮卡无奈之下忍痛将大卫遗弃在野外。

大卫开始了他的寻爱历险,他一直想变成真人,获得莫妮卡的母爱。在机器舞男“乔”的帮助下,大卫进入冰河期的水底世界找寻仙女实现他的愿望。两千年后,沧海桑田,水底世界变为陆地,冰封的大卫得以复生。他终于在机器人统治的世界利用DNA技术将早已去世的莫妮卡复制出来,母子俩度过了最快乐的一天……

电影中,导演斯皮尔伯格以一个非人类为主角,讲述了一个机器男孩的心路历程。人工智能是人类科技的产品,人类一如既往地对自己的科技产品怀有敌意和偏见。虽然大卫探求与人类平等的情感的努力孜孜不懈,但最后仍以失败告终,片中包含了斯皮尔伯格对于科技如人类自身的一些反思:当科技力量已经足够强大的时候,科技是否只能为人类服务,还是能拥有和人类对等的地位?人类惧怕科技的毁灭性力量,但是毁灭人类的并不是科技而是人类对于科技的狂热与偏见。

剧终时的温情毕竟留下了一丝希望:大卫终于能与人类母亲重会共叙天伦。在未来人的世界中,人类、机器人、仙女终于平等地相处在了一起。

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