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读《奇点临近》

5709 字

读《奇点临近》

“雷· 库 兹 韦 尔 是我 所 知道 的 预测 人工智能 未来 最 权威 的 人。 他的 这本 耐人寻味 的 书 预想 了 未来 信息 技术 空前 发展, 促使 人类 超越 自身 的 生物 极限—— 以 我们 无法 想象 的 方式 超越 我们 的 生命。” —— 比尔· 盖 茨

发明家、 未来学 家 雷· 库 兹 韦 尔在他 的 经典著作《 The Age of Spiritual Machines》 中, 他 提出 了 一个 大胆 的 论断: 科技 正 以 史无前例 的 速度 发展, 计算机 将 能够 赶超 人类 智能 的 各个 方面。 今天, 在《 奇 点 临近》 这本 书中, 他 预测 了 这一 发展 的 下一阶段: 人类 与 机器 的 联合, 即 嵌入 我们 大脑 的 知识 和 技巧 将 与我 们 创造 的 容量 更大、 速度 更快、 知识 分享 能力 更 强的 智能 相结合。

一个 新的 文明 正在 冉冉升起, 它将 使我们 超越 人类 的 生物 极限, 大大 加强 我们 的 创造力。 在 这个 新世界 中, 人类 与 机器、 现实 与 虚拟 的 区别 将 变得 模糊, 我们 可以 任意 地 装扮 成 不同 的 身体, 扮演 一系列 不同 的 角色。 它 所带 来的 实际 效果 包括: 人类 将不 再 衰老, 疾病 将被 治愈, 环境 污染 将会 结束, 世界 性的 贫困、 饥饿 问题 都会 得到 解决。 纳 米 技术 通过 使用 廉价 的 处理器, 几乎 能够 创造 任意 的 实际 产品, 甚至 可以 最终 解决 起死回生 的 问题。

物质 是 静止 的 能量, 能量 是 运动 的 物质,生命 是 连接 物质 与 能量 的 桥梁; 智慧 是 生命 的 形态, 智能 是 智慧 的 简化, 计算 是 智慧 的 元素, 当人 与 机器 以 计算 作为 交集 时, 我们 会 发现 它们 的 生命 是 相通 的。

15 世纪 欧洲 的 文艺复兴, 让 科学 挣脱 神学 的 束缚, 成为 一匹 驰骋 的 野马, 为 18 世纪 初 的 工业革命 以及 20 世纪末 至今 的 信息 革命 奠定 了 基础。 求真、 细分 与 发散 的 逻辑, 让 物质 得到 了 无限 的 发展, 然而 人类 的 精神 却被 混淆 了。

奇 点 一 词 来源于 数学 的 Y= 1/ X 函数 曲线 上 X= 0 的 点, 这个 点 应该 是 数学 的 禁区, 也 因此 给 人们 以 无限 的 遐想, 在这 一 点上, 也许 科学 与人 文 得到 了 交融。

发明。 20 世纪 80 年代 中 晚期, 我 完成 了 自己的 第一 本书《 The Age of Intelligent Machines》[ 4]。 该书 包含 了 对于 20 世纪 后 十年 和 21 世纪 初期 的 广泛 而且 相当 准确 的 预测, 这 本书 的 最后 讲道: 在 21 世纪 的 前 50 年, 机器 智能 可以 媲美 人类 祖先 的 智能。

在 我 于 1998 年 完成 的《 The Age of Spiritual Machines》( ASM) 一 书中, 我 力图 阐明 人类 生活 的 本质, 该 本质 存在 于 机器 与人 类 认知 变得 极为 相似 的 那个 时刻 之后。 事实上, 我将 这个 纪元 视为 人类 的 生物 继承性 与 未来 超越 生物 的 能力 越来越 紧密 的 协作。

奇 点 是 未来 的 一个 时期: 技术 变革 的 节奏 如此 迅速, 其所 带来 的 影响 如此 深远, 人类 的 生活 将不 可避免 地 发生 改变。本身。 理解 奇 点, 将有 利于 我们 改变 视角, 去 重新 审视 过去 发生 的 事情 的 重要 意义, 以及 未来 发展 的 走向。 一个人 真正 理 解了 奇 点 的 含义, 将从 根本上 改变 他的 人生观 和他 的 人生。 我所 尊重 的 一些人, 他们 理 解了 奇 点, 领悟 了 它的 内涵, 他们 终身 都是 奇 点人[

奇 点 临近 暗含 一个 重要 思想: 人类 创造 技术 的 节奏 正在 加速, 技术 的 力量 也 正 以 指数 级 的 速度 在 增长。 指数 级 的 增长 是 具有 迷惑 性的, 它 始于 极微 小的 增长, 随后 又以 不可思议 的 速度 爆炸 式 地 增长—— 如果 一个人 没有 仔细 留意 它的 发展 趋势, 这种 增长 将是 完全 出乎意料 的(

我们 的 思考 却是 很慢 的: 基础 的 神经 元 事件 处理 比 同等 的 电子电路 要 慢 上 数百 万倍。 这 将 导致 人类 在 生理 上 处理 新 知识 的 能力 远远 跟 不上 人类 知识 的 指数 级 增长速度。

奇 点将 代表 我们 的 生物 思想 与 现存 技术 融合 的 顶点, 它将 导致 人类 超越 自身 的 生物 局限性。 在 人类 与 机器、 现实 与 虚拟 之间, 不存在 差异 与 后 奇 点。

…… 我们将 朝着 某种 类似 奇 点 的 方向 发展, 一旦 超越 了 这个 奇 点, 我们 现在 熟知 的 人类社会 将 变得 大不相同。”[ 1] 冯· 诺 依 曼 在这里 提到 了 两个 重要 概念: 加速 与 奇 点。

大多数 对于 未来技术 的 预测, 都 低估 了 未来 发展 的 力量, 因为 这种 预测 主要 基于“ 直觉 线性” 增长 观 而非“ 历史 指数 增长” 观。 我的 模型 表明, 每隔 十年, 模式 迁移 的 速度 会 提高 一倍,

但是 以 技术 的 发展史 为依据 进行 严格地 评估, 可以 揭示 技术 以 指数 级 的 速度 发展。 指数 级 增长 是 所有 进化 发展 的 重要 特征, 技术 是 其中 的 主要 实例。 你 可以 从不 同 角度 审视 数据: 不同 的 时间 坐标; 技术 所 覆盖 的 范围, 例如 从 电子 到 生物; 应用 的 角度, 例如 从 人类 知识 的 总量 到 经济 的 规模。 发展 和 增长 的 加速 适用于 以上 所有 情形。

一个 很好 的 例子 就是 人们 认为 延长 人类 寿命 将 导致 人口 过剩、 维持 人类 生命 所需 的 物质 资源 耗尽, 却 忽略 了 由 纳 米 技术 和 强 人工智能 技术 所 创 造出 的 巨大 财富。 举例 来说, 2020 年 很有可能 出现 基于 纳 米 技术 的 制造 设备, 它可 以使 用 廉价 的 原材料 和 信息 造出 几乎 任意 的 物理 产品。

大多数 技术 预测 和 预测 者 都 忽略 了 技术 以指 数 趋势 增长 这一 事实。 的 确, 几乎 我 见过 的 所有人 都以 线性 发展 观看 待 未来。

我 相信 模式 的 发展 构成 了 我们 世界 的 最终 形态。 在 间接 的 进化 中, 每个 阶段 或 纪元 都是 使用 上个 纪元 使用 的 信息处理 方法 来 创造 下一个 纪元。 我从 生物 和 技术 两方面, 将 进化 的 历史 概念 划分 为 六个 纪元。 正如 我们 将要 讨论 的, 奇 点将 随着 第五 纪元 的 到来 而 开始, 并于 第六 纪元 从 地球 拓展 到 全宇宙。

第一 纪元: 物理 与 化学。 人类 的 起源 可以 追溯 到 用 物质 和 能量 的 形式 来 表现 信息 的 那个 阶段。

宇宙 大 爆炸 的 数十 万年 后, 电子 开始 围 绕着 由 质子 和 中子 组成 的 原子核 运转, 于是 原子 出现 了。 原子 带电 的 特质 使得 它们 可以 聚合 在一起。 经过 了 几百 万年 的 演变, 原子 逐渐 聚合 成了 一种 相对 稳定 的 结构—— 分子, 化学 随之 诞生。 在 所有 的 化学元素 中, 碳 元素 最为 活泼, 因为 它可 以在 其 分子 的 四个 方向 都 形成 碳 链( 相比之下, 其他 元素 最多 只有 三个 方向), 从而 形成 复杂 的、 可以 大量 存储 信息 的 三维 结构。

第二 纪元: 生物 与 DNA( 脱氧 核糖核酸)。 第二 纪元 始于 几十 亿 年前, 由 碳 元素 形成 的 化合物化合物 趋于 复杂化, 进而 形成 了 能够 进行 自我 复制 的 分子 聚合物, 生命 随之 诞生。 最终, 生物 系统 进化 出了 一套 精密 的 数字 机制( DNA) 用以 对 更高 层次 的 分子 信息 进行 存储。 DNA 分子 和 它的 附加 机制( 包括 遗传 密码 和 核糖体 成分) 使得 第二 纪元 的 进化 信息 得以 保存。

第三 纪元: 大脑。 各个 纪元 之间 是 通过“ 间接 引导” 的 模式 来 延续 信息 的 进化( 下一 纪元 进化 利用 上一 纪元 的 进化 结果)。 例如, 在 第三 纪元 中, 以 DNA 为 导向 的 进化 产生了 可以 感知 信息 的 生物, 它们 可以 运用 自身 的 感知 器官 进行 感应 信息 并且 运用 自身 的 大脑 和 神经系统神经系统 对 感知 到 的 信息 进行 加工 处理 和 存储。

第四 纪元: 技术。 人类 理性 思维 和 抽象思维 的 结合 使我们 迈进 了 第四 纪元, 进入 了“ 间接 引导” 的 下一阶段: 人造 技术 的 进化 层次。 这一 层次 是以 简单 的 机械 化为 起点, 并发 展为 制造 精妙 的 自动化 设施( 自动 机械设备) 的 阶段。

第五 纪元: 人类 智能 与人 类 技术 的 结合。 展望 未来 几十年, 奇 点将 从 第五 纪元 开始。 这是 人脑 中的 大量 知识 与人 类 技术 相结合 的 结果,这时 人类 技术 的 典型 特征 是: 更大 的 容量、 更快 的 速度、 更 强的 知识 分享 能力。 第五 纪元 将使 我们 的 人机 文明 超越 人脑 的 限制[ 8]( 限制 源于 人脑 中 数百 兆 异常 缓慢 的 连接)。

第六 纪元: 宇宙 觉醒。利用 这个 超 光速 的 能力。 人类文明 将向 宇宙 其他 文明 注入 创造力 和 智能, 其 速度 的 快慢 将 取决于 文明 的 永恒 性。 无论如何,“ 无 智能” 物质 和 宇宙 机制 将 转变 为 精巧 且 具有 高级 形式 的 智能, 这 将 在 信息 模式 演变 过程中 构成 第六 纪元。 这 便是 宇宙 和 奇 点 的 最终 命运。

历史。“ 奇 点”( Singularity) 是一 个 英文 单词, 表示 独特 的 事件 以及 种种 奇异 的 影响。 数学 家用 这个 词 来 表示 一个 超越 了 任何 限制 的 值, 如 除以 一个 越来越 趋 近于零 的 数, 其 结果 将 激增。

纳 米 技术 使得 纳 米 机器 人的 构建 成为 可能: 这是 一种 在 分子 水平 上 设计 的 以 微米 计算( 一 米 的 百万 分之一) 的 机器人, 例如 机器 红 血细胞[ 18]。 纳 米 机器人 会在 人体 发挥 很多 功能, 包括 延缓 人体 衰老( 甚至 将来 它 比 生物 技术 更加 出色, 如 基因工程)。

尽管 人类 思想 有 局限, 但 人类 依然 有 足够 的 能力 去 合理 地 想象 奇 点 来临 以后 的 生命 形态。 最重要的 是, 未来 出现 的 智能 将 继续 代表 人类 文明—— 人机 文明。 换句话说, 未来 的 计算机 便是 人类—— 即便 他们是 非生物 的。 这 将是 进化 的 下一步: 下一个 高层次 的 模式 转变。 那时 人类 文明 的 大部分 智能, 最终 将是 非生物 的。 到 21 世纪末, 人机 智能 将比 人类 智能 强大 无 数倍(

微 机器人 是 纳 米 机器人, 它是 一种 血细胞 大小 的 机器人。 这些 机器人 会 自动 连接 起来, 形成 任意 的 物理 结构。 此外, 他们 能够 以 一种 引导 视觉 和 听觉 的 信息 方式, 把 虚拟 现实 中的 东西 转换 到 真实 的 现实 中[

20 亿 年前, 我们 的 祖先 是 微生物; 5 亿 年前, 是 鱼类; 一亿 年前, 是 类似于 哺乳动物 的 生物; 1000 万年 前, 是 类人猿; 100 万年 前, 原始 人类 经过 苦苦 探索 后 驯 服了 火。

总的来说, 进化 增加 秩序, 但可 能不 增加 复杂性( 通常 情况 是 增加 的)。 其 主要原因 是 生命 形式 的 进化 和 科技 的 加速 是 建立 在 增加 其 秩序、 用 更加 复杂 的 方式 来 记录 和 操作 信息 的 基础上。 进化 的 革新 将 促进 更快 的 进化。

摩尔 定律: 新一代 的 电脑 芯片 与 前一 代 相比( 现在 大约 每两 年 就要 出 一代), 原来 的 单位 成本 可以 用来 生产 现在 两倍 的 组件, 处理 速度 也 大大 提升( 因为 每个 电子元件 内部 通信 以及 和 其他 元件 通信 的 距离 变短 了) 了。

技术 进化 既是 生物 进化 的 产物, 又是 生物 进化 的 延续。 在 人类 数十 万年 的 进化 过程中, 早期 创造 的 技术( 如 车轮、 火、 石器) 从 发明 到 广泛 应用 大约 需要 数万 年。 500 年前, 一个 产品( 如 印刷机) 从 发明 到 广泛 应用, 大约 需要 一个 世纪。 今天, 一个 产品( 例如 移动 电话 和 万 维 网) 从 发明 到 广泛 使用, 只需 要 短短 几年 的 时间。

一个 具体 的 范式( 解决问题 的 方法 或 途径, 例如, 在 计算机 集成电路 中 使用 晶体管 来 制作 功能 强大 的 计算机) 在 应用 传播 中将 成 指数 增长, 直到 它的 潜力 耗尽。 这时, 范式 将 发生 迁移, 从而 在 全局 上 保证 指数 增长 的 继续。 范式 的 生命 周期。 每个 范式 的 发展 都 分为 三个 阶段: 1) 缓慢 增长 阶段( 指数 增长 的 早期 阶段); 2) 快速 增长 阶段( 随后 的, 爆炸 性的 指数 增长 期), 就 像图 2- 1 中的 S 形 曲线图 显示 的 一样; 3) 趋于 平缓 的 成熟 阶段。

信息 存储 的 例子。 单细胞 动物 可以 根据 化学反应 记住 几 秒 以内 的 事件。 有 大脑 的 动物 可以 记住 几天 的 事件。 具有 文明 的 灵长类 动物 可以 将 信息 传承 几代。 早期 的 人类 文明 通过 口述 的 历史, 把 数百 年前 的 故事 传承 下来。 随着 文字 的 出现, 这种 传承 可以 延长 至 数千 年。

古 希腊 统治者 欧 迈 尼 斯 二世 是 怎么 创造 第一 批 书籍 的 呢? 他 使用 山羊 和 绵羊 的 皮 纸做 成 书页, 把 所有 书页 夹 于 木质 封面 之间, 并 通过 缝制 的 方式 固定。 这项 技术 使 欧 迈 尼 斯 的 图书馆 能够 与 亚 历 山 大的 图书馆 相媲美。 大约 在 同一 时代, 中国 还 创造 了 竹简 书。

埃 涅 阿 克 计算机 配备 了 18000 个 真空管, 重 30 吨; 未来 的 计算机 可能 只有 100 个 真空管, 质量 约为 1. 5 吨。 —— 大众 机械, 1949 年

1967 年, 我曾 经 使用 过 价值 数百万 美元 的 IBM 7094 计算机, 32K 字节( 36bit) 的 内 存储器, 处理器 速度 为 1/ 4MIPS。 2004 年, 我 使用 的 是一 台 价值 2000 美元 的 个人 电脑, 几个 G 的 RAM, 处理器 速度 为 2000MIPS。 MIT 计算机 的 价格 大约 是个 人 电脑 的 一千 倍 左右, 所以 现在 个人 电脑 的 MIPS 的 单位 成本 是 MIT 计算机 的 800 万分 之一,

未来 的 GNR( 遗传学、 纳 米 技术、 机器人 技术) 时代( 见 第 5 章) 不仅 源于 计算 的 指数 增长, 而且 更多 地 来自于 多种 相互 交织 的 技术 进步 的 内部 作用, 以及 它们 彼此 间的 相互 协作。 指数 增长 曲 线上 的 每 一点 都 构建 了 全方位 的 技术, 它们 是 人类 创新 与 竞争 的 史诗。

目前, 我们 正在 通过 无线通信 方式, 逐渐 摆脱 有线 通信 对 我们 的 城市 和 日常生活 的 局限, 无线通信 正 以 每 10 到 11 个月 翻一番 的 速度 增长(

随着 基因 技术 在 能力 和 性 价 比方 面的 指数 增长, 基因( 或 生物 技术) 革命 给 生物 领域 带来 了 信息 革命, 同样, 纳 米 技术革命 将为 材料 和 机械 系统 提供 快速 增长 的 信息 控制 力。 机器人( 或 强 人工智能) 革命 涉及 人类 大脑 的 逆向 工程, 这 意味着 用 信息 的 方式, 并 结合 日益 强大 的 计算 平台 的 分析 结果 来 理解 人类 智能。 因而, 所有 这 三种 重叠 的 变革( 遗传学、 纳 米 技术 和 机器人), 将 主导 21 世纪 上 半 叶 信息 革命 的 方方面面。

关于“ 宇宙 正在 运行 于 一台 数字 计算 机中” 的 假设 可能 是由 在 1967 年 康 拉 德· 楚 泽[ 19] 第一次 提出 来的。 楚 泽 被 公认 为 可编程 计算机 领域 杰出 的 专家, 从 1935 年 到 1941 年间, 他 发明 了 可编程 计算机。

进化( 有时 称作 遗传) 算法 的 结果 将为 复杂 问题 提供 优雅、 美丽 并且 智能 的 解决 方法。 我们 已经 开始 利用 进化 算法 进行 艺术创作、 设计 人工 生命 模式, 还用 来 完成 一系列 的 实际 任务, 如 设计 喷气式 飞机 的 引擎。 基因 算法 属于 狭义 的 人工智能 方法—— 创造 能够 执行 具体 任务 的 系统 也需 要 应用 人类 智能。

图 灵机 有 7 个 命令: 1) 读取 磁带, 2) 向左 移动 磁带, 3) 向右 移动 磁带, 4) 在 磁 带上 写 0, 5) 在 磁 带上 写 1, 6) 跳 转到 另外 的 命令,7) 停止。

加速 回归 定律 基本上 是一 种 经济 理论。 现代 经济 理论 和政 策 都是 以 过时 的 模式 为基础 的, 这个 模型 强调 能源 成本、 商品 价格, 并把 在 厂房 和 设备 方面 的 投资 作为 关键 驱动 因素; 而在 很大 程度 上 忽略 计算 容量、 内存、 带宽、 技术 的 规模、 知识产权、 知识 和 其他 日益 重要的( 和 日益 增加) 推动 经济 增长 的 成分。

半导体 产业 的 收入 每年“ 遭受” 着 40%~ 50% 的 通货 紧缩, 然而, 事实上, 在过 去的 半个世纪, 它 却 以 每年 17% 的 速度 增长[ 10]。 既然 事实上 经济 正在 快速 扩张, 这种 通货 紧缩 的 理论 就不 应该 引起 大家 的 担心。

随着 信息 产业 对 经济 产生 的 影响 越来越大, 我们 看到 IT 产业 惊人 的 通货 紧缩 率 产生 的 影响 日益 深远。 20 世纪 30 年代 的 大 萧条 主要 归咎于 消费者 信心 的 崩溃 和 资金 供应 的 瓦解; 今天 的通货膨胀 是 完全 不同 的 现象, 它是 由 生产力 的 迅速发展 和 信息 技术 的 日益 普及 导致 的。

在 21 世纪 的 第 2 个 10 年, 全 浸 式 的 视觉 听觉 虚拟 现实 环境 将 无处不在, 它将 加速 满足 人们 对 生活 地点 和 工作地 点 的 愿望。 一旦 我们 所有 的 感觉 都 完全 沉浸 在 虚拟 现实 的 环境 中( 在 2020 年后 期 将成 为 现实), 真实 的 办事处 将 不复存在。 房地产 行业 也 将是 虚拟 的。

加速 回归 定律 的 另一个 内涵 是 教育 和 学习 的 指数 增长。 在过 去的 120 年 里, 我们 对 K- 12 教育( 每 名 学生 和 不变 的 美元 数) 的 投资 增加 了 10 倍。 高校 学生 人数 成 百倍 地 增加。 以前 自动化 增加 了 我们 肌肉 的 力量, 近来 我们 头脑 的 力量 也在 扩大。

计算机 技术 的 加速 发展 已经 改变 了 社会关系、 经济 关系、 政治体制 以及 其他 一切。

进行中: 许多 新的 技术 会 促进 第六 代 范式—— 分子 三维 计算 的 问世, 这些 技术 包括 纳 米 管 和 纳 米 管 电路、 分子 计算、 自 组装 纳 米 管 电路、 生物 系统 模拟 电路 组装、 DNA 计算、 自 旋 电子学( 电子 的 自 旋 计算)、 光 计算 以及 量子 计算。 其中 许多 独立 的 技术 可以 被 集成 到 计算 系统, 最终 将 接近 理论上 物质 和 能量 用于 完成 计算 的 能力 的 最大值, 并且 远远 超过 人脑 的 计算 能力。

出纳 米 管( 用 三维 组织 的 分子 来 存储 信息 和 充当 逻辑 门) 是 三维 分子 计算 时代 最有 可能 使用 的 技术。 1991 年首 次 合成 的 纳 米 管, 是由 六角形 的 碳 原子 网状物 卷起来 组成 的 无缝 柱体。[ 7] 碳 纳 米 管 非常 小—— 单 壁 纳 米 管 的 直径 只有 1 纳 米, 这样 可以 达到 很高 的 密度。一 立方 英寸 的 纳 米 管 电路, 一旦 充分 开发, 将比 人脑 强大 1 亿 多 倍。(

DNA 计算。 DNA 是 大自然 自身 的 纳 米 驱动 计算机, 其 存储 信息 和在 分子 水平 上 逻辑 操作 的 能力 已经 应用 在 专门 的“ DNA 计算机” 项目 中。 DNA 计算机 本质上 是一 个 含有 1 万亿 DNA 分子 水溶液 的 试管, 每一个 DNA 分子 的 作用 相当于 一台 计算机。

将来, 电子 自 旋 学会 在 计算机 存储 的 发展中 扮演 很重 要的 角色, 也可 能对 逻辑 系统 产生 一定 的 贡献。 电子 的 自 旋 是一 种 量子 属性( 遵循 量子力学 的 规律), 因此 自 旋 电子学 最重要的 应用 或许 在 量子 计算 系统 里, 并 利用 电子 自旋 来 代表 量子 比特( qubit),

量子 计算机 包含 一连串 的 量子 比特, 这些 比特 在 同时 处在 0 和 1 的 位置。 量子 比特 基于 量子力学 中 固有 的 模糊 性。 在 量子 计算 机中, 量子 比特 由 粒子 的 量子 属性 来 刻画,方式。 量子 计算机 有效地 检测 每一个 可能 的 量子 比特 组合。 一个 带有 100 个 量子 比特 的 量子 计算机 将 可以 同时 检测 21000 种 潜在 的 方案(

目前, 在 互 联网 上, 计算机 的 计算 能力 即使 不是 99. 9%, 至少 也有 99% 是 闲置 的。 有效地 利用 这些 闲置 计算 能力 可以 额外 提高 102~ 103 的 性 价 比。 基于 这些 原因, 我们有 理由 相信, 到 2020 年 左右, 一台 至少 在 硬件 计算 水平 上等 同于 人脑 计算 能力 的 电脑, 其 价值 将为 1000 美元。

计算 能力 的 改善 程度 更 取决于 使用 并行 处理 的 程度。 大量 更低 功耗 的 计算机 可以 运行 在 较低 的 固定 温度 下, 这是 因为 它们 的 计算 分布 在 更大 的 范围内。 处理器 速度 与 电压 相关, 而 能量 的 需求 与 电压 的 平方 成正比。 因此, 运行 速度 较慢 的 处理器 极大 地 降低 了 电力 消耗。 采用 更多 的 并行 处理 而 不是 速度 更 快的 单 处理器, 这 将是 减少 能源 消耗 和 进行 有效 散热 的 可行 办法,

我把 奇 点 的 日期 设置 为 极 具 深刻性 和 分裂 性的 转变 时间—— 2045 年。 非生物 智能 在这 一年 将会 10 亿 倍于 今天 所有人 类 的 智慧。

将 人类 智能 与 计算机 在 速度、 精度、 存储 分享 能力 上 所 固有 的 优越性 结合 起来 是 十分艰巨 的。 然而, 到 目前 为止, 大多数 人工智能 的 研究 和 发展 已经 利用 了 一些 工程 方法, 但是 这些 方法 不一定 基于 人脑 功能, 原因 很 简单, 我们 还没有 精密 的 工具 去 开发 详细 的 人类 认知 模型。

大脑 逆向 工程 所需 的 扫描 和 计算 工具 的 能力 正在 加速 提高, 这可 以 加速 提升 基因 组 计划 可行 技术。 当 我们 到达 纳 米 机器人 时代, 我们将 能够 利用 高 时空 分辨率, 从 大脑 内部 进行 扫描。[

人类 大脑 的 大规模 并行 机制 是 其 模式 识别 能力 的 关键, 而 模式 识别 正是 人类 思维 的 支柱 之一。 哺乳动物 的 神经 元 显得 有些 混乱( 有 许多 明显 随机 的 相互作用), 如果 神经 网络 已经 训练 得很 好, 那么 一个 反映 网络 决策 的 稳定 格局 就会 出现。 当前, 计算机 的 并行 设计 还 比较 有限。 但 并没有 理由 说明 与生 物 神经 网络 功能 相当 的 非生物 再创造 无法 使用 这些 原则。 的 确, 全世界 数十 次 的 努力 已经 成功 地 完成 了 这些 事。模拟 计算 可以 在 几个 晶体 管中 或在 哺乳动物 神经细胞 里, 以及 特殊 的 电化学 过程中 执行。 相反 的 是, 数字 计算 则需 要 成千上万 个 晶体管。

十亿 计 的 纳 米 机器人 可以 穿过 人类 的 每一 条 脑部 毛细血管, 同时 对 所有 相关 的 神经 元 特征 进行 扫描。 采用 高速 无线 通信技术, 这些 纳 米 机器人 可以 相互 交流, 并可 以 同收 集 大脑 资料库 的 计算机 进行 交流( 换句话说, 纳 米 机器人 和 计算机 将会 处在 同一个 无线 局域 网内)。[

各种 领域 如何 表达 自己的 原则 呢? 物理学家 使用 类似 光子、 电子、 夸克、 量子 波 函数、 相关性、 节约 能源 这样 的 术语; 而 天文学家 使用 恒星、 星系、 哈 勃 转移 和 黑洞 等 术语; 热力 学家 使用 熵、 第一 定律、 第二 定律、 卡 诺 循环 等; 生物学 家 则 使用 发育、 个体 发育、 DNA 和 酶。 这些 术语 实际上 是 每一个 专业 的 代号! 一个 领域 的 原则 实际上 是 该 领域 结构 和 行为 因素 交织 在一起 的 集合。

常识 不是 一件 简单 的 事。 相反, 它是 一个 包含 着 来之不易 的 实践经验 的 庞大 集合体—— 包括 众多 生活 教训、 异常 事件、 处理 方式、 个人 倾向、 还有 平衡 和 检验。

大脑 区域 有 一块 区域, 其 颜色 由 灰色 和 白色 组成, 有 棒球 大小, 豆 型, 这一 区域 被 命名为 小脑, 位于 脑 干 之上, 它 包括 超过 大脑 一半 以上 的 神经 元。 小脑 提供 了 很多 方面 的 关键 功能, 包括 感觉 运动 协调、 平衡, 控制 运动 的 功能, 并有 能力 预测 行动 的 结果( 我们自己 以及 其他 动物 和 人)。小脑 负责 理解 我们 感觉 输入 的 时间 和 顺序, 同时 控制 我们 身体 的 运动。

视觉 识别 系统 的 早期 阶段( 根据 进化论) 很大 程度 上 是 一种 前 馈 系统( 没有 反馈), 这个 系统 能够 检测 到 日益 复杂 的 事物 特征。

理解 大脑 的 工作 原理 能够 帮助 我们 设计 相 类似 的 生物 启发 机。 另一个 重要的 应用 是 连接 人脑 和 电脑, 我 认为 这种 结合 在 未来 的 几十年 将 更加 亲密。

一个 比“ 扫描 大脑 来 理解 它” 更加 具有 争议 性的 方案 是“ 扫描 并 更新”。 上传 大脑 意味着 要 扫描 所有 突出 细节 并且 把 细节 具体 细化 成 相 对应 的 强大 计算 基 板。 这个 过程 需要 采集 一个人 完整 的 性格、 记忆、 技能 和 经历。

人体 2. 0 版本 将 包括 完全 逼真 的 虚拟 环境 下 的 虚拟 身体, 以 纳 米 技术 为基础 的 肉体, 以及 更多 种的 身体 形态。

虽然 估计 1016cps 的 计算 能力 以及 1013bit 的 存储 空间 足以 模仿 人类 的 智力 水平, 但我 对 上传 的 需求 估计 却 还是 要 更高 一些: 分别为 1019cps 和 1018bit。 做出 更高 的 估计 值 的 原因 是, 较低 的 估计 值 是 基于 重 构 人类 行为 对应 的 大脑 区域 而 得到 的, 而 更高 的 估计 值 则是 基于 捕获 我们 大约 1011 个 神经 元 和 1014 个 神经 元 连接 的 各个 显著 细节 做出 的。

21 世纪 的 前 半 叶 将 描绘 成 三种 重叠 进行 的 革命—— 基因 技术( G)、 纳 米 技术( N) 和 机器人 技术( R)。 这 将 预示 着 第 1 章 所 提及 的 第五 纪元 的 到来—— 奇 点 的 开端。 现今, 我们 处在 基因 革命 的 早期 阶段。 通过 理解 信息 在 生命 中的 处理 过程, 我们 开始 学习 改造 自身 的 生物 特征, 以 消除 疾患、 激发 人类 潜能, 从根本上 扩张 生命 的 力量。

纳 米 革命 将使 我们 可以 重新 设计 和 重 构( 以 分子 为 基本 单位) 人类 的 身体 和 大脑, 以及 与人 类 休戚相关 的 世界, 并且 可以 突破 生物学 极限。 即将 来临 的 最 具 威力 的 革命, 要 属 机器 智能 革命, 具有 智能 的 机器人 脱胎 于人 类, 经过 重新 设计 后, 将 远远 超过 人类 所 拥有 的 能力。

人类 的 整个 基因 组 是一 段 有序 的 二进制 代码, 大约 只 包含 8 亿 字节 的 数据 信息。 正如 之前 所 提及 的, 通过 使用 常规 的 压缩 算法, 去除 其内 的 大量 冗余 后, 可以 只剩 下 大约 3000 万~ 1 亿 字节 的 数据, 相当于 当代 软件 程序 的 平均 规模。[

在 某种程度 上, 生命 的 生化 机制 是非 常 复杂 和 难以 理解 的, 但它 又是 非常 简单 的。 所有 已知 的 生命, 包括 人类, 其数 字 存储 都是 仅仅 由 四个 碱基 对 提供 的。

利用 生命 机制 的 一个 最 有效 的 方法 就是 以 克隆 的 方式 实现 生物 自身 的 繁殖 机制。 克隆 会 成为 一项 关键 技术, 目的 不是 为了 克隆 人类, 而是 为了 使用“ 治疗 性 克隆” 来 延长 生命。克隆 羊 多 莉 成年 之后 有 肥胖 的 问题, 至今 大部分 克隆 的 动物 都有 不可 预知 的 健康 问题。[

保护 濒危 物种 和 复原 灭绝 物种。 另外 一个 激动人心 的 应用 是 从 濒危 物种 中 重新 创造 出动 物。 通过 低温 储藏 这些 物种 的 细胞, 他们 再也 不会 灭绝。 最终, 将 最近 灭绝 的 物种 重新 创造 出来 将成 为 可能。

纳 米 技术 具有 增强 人类 行为 的 潜力, 可以 带来 资源、 能源 和 食物 的 可 持续 发展, 可以 保护 人们 免受 未知 的 细菌 和 病毒 的 侵害, 甚至 是( 通过 为 全人类 创造 幸福 生活) 消除 破坏 和平 的 缘由。 —— 美国 国家 科学 基金会 纳 米 技术 报告

全世界 每天 生产 的 能量 大 约为 14 万亿 瓦特, 其中 33% 来自 石油, 25% 来自 煤, 20% 来自 天然气, 7% 来自 核裂变 反应, 15% 来自 生物 和 水力资源, 只有 0. 5% 来自 可再 生的 太阳能、 风 能 和 地热 能。[ 48] 其中 矿物 燃料 占 能源 总数 的 78%, 绝大多数 空气污染 和 严重 的 水污染 以及 其他 形式 的 污染,

纳 米 技术革命 主要 影 响的 是 物理 技术, 像 制造业 和 能源 业, 将由 加速 回归 定律 所 支配, 包括 能源 在内 的 所有 技术 都会 彻底 变成 信息 技术。

另一种 传输 能量 的 方式 是以 微波 的 形式 进行 无线 传输, 这种 方法 特别 适用于 太空 中 巨型 太阳能 板 产生 的 高效 射 束 能量( 在后面 内容 中 介绍)。[ 54] 美国 联合国 大学 理事 会的 千年 项目 将 微波 能量 传输 技术 看做 是“ 清洁、 丰富 能源 的 未来” 的 一个 关键。[

纳 米 应用 中最 有前途 的 能源 是 太阳能, 它是 一种 可 再生、 免费、 分布式 的 能源, 有能力 满足 我们 未来 的 大量 能源 需求。 照射 到 太阳能 发 电板 上 的 阳光 是 免费 的, 大约 有 1017W, 约为 人类 消耗 的 能量 的 一万 多 倍, 太阳光 传送 到 地球 的 能量 比我 们 所需 的 总能 量 还要 多。效率, 到 2030 年 能量 需求 仅仅 会 增加 到 30 万亿( 3 × 1013) W。[ 65] 我们 仅仅 需要 获得 太阳 传递 到 地球 总 能量 的 万分 之三, 就能 满足 所有 的 能源 需求。

纳 米 医学 的 干预 将会 持续 影响 所有 生物 性 老化, 随着 病人 可将 生物 年龄 随意 减小 到任 何 新的 年龄 变成 可能, 时间 与 健康 的 关系 将 永远 被 斩断。 几十 年后, 这种 干预 可能 是 普遍 现象。

“ 狭义 人工智能” 时代, 这个 概念 指的 是 人工智能 正在 扮演 一个 有用 而又 特定 的 功能, 一旦 需要 人类 智力 发挥, 人工智能 就可以 发挥 到人 的 水平 或者 做得 更好。 通常 狭义 的 人工智能 系统 大大 超过 了 人类 的 智力 速度, 能够 提供 管理 和 考虑 成千上万 个人 同时 进行 工作。

专家系统。 20 世纪 70 年代, 人工智能 经常 等同 于 一种 特定 的 方式: 专家系统。 这 涉及 应用 具体 逻辑 规则 的 发展 来 模拟 人类 专家 的 决策 过程。 该 过程 的 一个 重要 组成部分 需要 知识 工程师 与 领域 专家 合作, 比如 医生 与 工程师 合作 编撰 其 决策 规则。

一年一度 的 洛 伯 纳 奖 比 赛的 铜 奖 颁发 给 最能 理解 人类 话语 的 机器人。[ 60] 获得 银奖 的 标准 是 通过 原始 图 灵 的 测试, 但该 奖项 还没有 授 出。 金奖 是 能够 通过 视觉 和 听觉 与人 类 流利 地 交流。

强 人工智能 系统 的 出现 将是 21 世纪 最重要的 变革。 其 重要性 可以 与生 物体 本身 的 出现 相媲美。 那将 意味着 一个 人类 发明 的 事物 能够 控制 自己的 智能 并 找到了 克服 自身 局限 性的 方法。 当人 们 理解 了 人类 智能 运转 的 原理 之后, 人类 的 科学家 和 工程师 就可以 扩展 机器 的 能力, 而 这些 科学家 和 工程师 的 生物 智能 通过 和 非生物 智能 的 紧密 联合, 其 能力 已经 被 极大 地 放大。

在 人体 2. 0 版 中, 激素 和 相关 物质( 在 我们 仍然 需要 的 范围内) 将 通过 纳 米 机器人 提供 给 人体, 通过 智能 的 生物 反馈 系统控制 它们, 供给 并 平衡 身体 所需 的 数量。 由于 我们将 消除 人类 大部分 的 生物 器官, 因此 这些 物质 中有 很大很大 一部分 人类 可能 不再 需要, 并 会 由 纳 米 机器人 系统 所 提供 的 其他 资源 替代。

人体 版本 3. 0。 我 设想, 在 21 世纪 30~ 40 年代, 人体 3. 0 版本 将 作为 一个 更加 根本 的 版本 进行 重新 设计。 与其 重建 各个 分 系统, 不如 我们( 包括 我们 在 思考 和 工作中 协作 的 生物 和 非生物 部分) 以 2. 0 版 的 经验 为基础 改造 人体。

可以 把 人类 的 平均寿命 延长 超过 150 岁[ 3]。 如果 能够 预防 90% 的 医学 问题, 人类 平均寿命 将 超过 500 岁。 如果 达到 99% 的 话, 我们 可能 就会 超过 1000 岁。 我们 可以 预见 到, 生物 技术 和 纳 米 技术革命 的 完全 实现, 将使 我们 能够 消除 几乎 所有 死亡 的 医学 原因。

一个人 思想 文件 的 寿命 将不 依赖于 任何 硬件 媒介 的 持续 生存能力( 例如,一个 生物 身体 和 大脑 的 存在)。 最终 基于 软件 的 人 将 大大 超越 今天 我们 所知 的 人类 的 严重 限制。 他们将 会在 网络 上 生活, 在他 们 需要 或 想要 时 设计 出 躯体, 包括 不同 领域 的 虚拟 现实 中的 虚拟 躯体、 全息 投影 躯体、 foglet 投影 躯体, 以及 由 纳 米 机器人 集群 和 其他 形式 的 纳 米 技术 组成 的 物理 躯体。

信息 需要 不断 地 保养 与 支持 来 保持“ 生命力”。 不管 是 数据 还是 智慧, 只有 我们 想要 信息 生存, 它 才能 生存 下去。 推而广之, 只有 我们 关心 自己, 才能 继续 生存。

纳 米 技术 已经 广泛 地 应用于 军事, 包括: 用于 改进 装甲 的 纳 米 涂料; 用于 快速 化学 和 生物 剂 检测 和 鉴定 的 芯片 实验室; 用于 区域 净化 的 纳 米 级 催化剂; 用于 不同 环境 的、 可以 重 构 自己的 智能 材料; 可以 降低 受伤 感染 的 并进 入 制服 中的 可 杀菌 的 纳 米粒 子; 用于 创建 极为 牢固 的 原料, 如与 塑料 结合 的 纳 米 管; 自我 修复 的 材料。

与其 他的 机构 一样, 我们 最终 将 走向 分散 的 教育 体系, 在这 个 体系 中, 每个人 将有 权 使用 最高 质量 的 知识 和 指导。 现在, 我们 在这 一转 变的 初期, 但是 确实 已有 大量 有用 的 知识 出现 在 网上, 有用 的 搜索 引擎, 高品质 开放 式 的 网络 课 件, 越来越 有效 的 电脑 辅助 教学, 这些 提供 了 广泛 和 廉价 的 受 教育 的 机会。

奇 点 指出, 发生 在 物质 世界 里 的 事件 不可避免 地 也会 发生 在 进化 过程中, 进化 过程 开始 于 生物 进化, 通过 人类 直接 的 技术 进化 而 扩展。 然而, 它 就是 我们 所 超越 的 物质 能量 世界, 人们 认为 这种 超越 的 最主要 含意 是 精神。

波斯 特 拉 姆 等人 曾 指出 另一个 已被 证实 的 已经 存在 的 危机: 我们 实际上 生活 在 一个 虚拟 世界 中, 而这 个 虚拟 世界 将被 关闭。 似乎 我们 对此 无能为力。 但是, 既然 我们 成为 这个 虚拟 世界 中的 元素, 那么 我们 就有 机会 影响 其中 发生 的 一切。 避免 被 关掉 的 最好 方法 就是 引起 虚拟 世界 监视者 的 兴趣。 假设 某人 正 注视 着 这个 虚拟 世界, 完全可以 推测, 如果 它 更能 激发 此人 的 兴趣, 那么 这个 虚拟 世界 被 关闭 的 可能性 会 大大 降低。

事实上, 实现 知识 爆炸 的 奇 点 可能 正是 虚拟 世界 的 目标。 因此, 确保 一个“ 建设 性的” 奇 点( 避免 像 被 灰雾 毁灭 或 被 邪恶 的 人工智能 统治 等 这样 的 悲惨 结果) 是 避免 虚拟 世界 被 关闭 的 最好 方法。

不过 软件 病毒 和 病毒 防护 之间 的 战争 永远 不会 结束。 我们 越来越 依赖于 执行 关键 任务 的 软件 系统, 能 自我 复制 的 软件 工具 的 复杂性 和 潜在 的 破坏性 会 继续 升级。 当 软件 在 我们 的 大脑 和 身体 中 运行 并 控制 世界上 纳 米 机器 人的 免疫 系统, 这些 风险 将 变得 更加 巨大。

在 硬件 性 价 比的 提高 和 软件 效率 的 改进 之间 存在 着 固有 的 差别。 硬件 改善 有着 显著 的 一致性 和 可 预测 性。 每当 我们 达到 一个 硬件 速度 和 效率 的 新水平 时, 我们 就能 获得 强大 的 工具 来 实现 指数 级 进步, 以便 到达 下一个 新水平。 软件 的 改善 则是 较难 预测 的。