虛擬世界的遐思

錦瑟

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的日新月異，虛擬世界一直是廣大電腦愛(ài)好者津津樂(lè)道的話題。相關(guān)的科幻電影作品也是層出不窮，比較經(jīng)典的有《黑客帝國(guó)》系列和《十三度兇間》等。我們能通過(guò)電腦程序來(lái)創(chuàng)造一個(gè)世界嗎？我們能模擬出虛擬的“人類”和“社會(huì)”嗎？對(duì)于此類問(wèn)題，我想從一個(gè)程序員的角度來(lái)談一些淺見(jiàn)。

在我看來(lái)，它既可能實(shí)現(xiàn)又不可能實(shí)現(xiàn)。

如何理解這個(gè)“可能實(shí)現(xiàn)”？以目前的軟件開發(fā)水平，用程序語(yǔ)言搭建一個(gè)可以獨(dú)立運(yùn)行的仿真世界并不困難。以最流行的面向?qū)ο笏枷肱e例：定義一個(gè)類叫“貓”（當(dāng)然也可以是狗、魚之類的任何生物），它具有貓的各種器官和物理屬性，如頭、軀干、四肢、尾巴等，同樣也具有各種生理動(dòng)作，如奔跑、捕食、睡眠、嬉鬧、清理毛發(fā)、交配……以此類推，我們可以定義出其他所有生物的“屬性”和“方法”。一切就緒以后，我們啟動(dòng)一個(gè)總的計(jì)時(shí)器，系統(tǒng)的時(shí)間開始勻速流動(dòng)，同時(shí)系統(tǒng)中的每一個(gè)生命體都開始了“衰老”這一進(jìn)程，當(dāng)該物種衰老到預(yù)先設(shè)定好的壽命范圍時(shí)，就隨機(jī)執(zhí)行“死亡”方法。

那么，這個(gè)系統(tǒng)是如何運(yùn)行的呢？還是以貓為例。任何生物要延續(xù)生存，必須以進(jìn)食為目的，直到達(dá)到預(yù)設(shè)的日均食量為止。貓?jiān)谄涑錾鷷r(shí)所在的位置開始隨機(jī)走動(dòng)并且尋覓食物，這時(shí)候，一只老鼠也在為尋找食物而隨機(jī)走動(dòng)。當(dāng)老鼠移動(dòng)的路線進(jìn)入貓的視線時(shí)，會(huì)觸發(fā)貓的“發(fā)現(xiàn)獵物”方法，貓開始奔跑、追逐獵物，同時(shí)老鼠在感覺(jué)到威脅以后，也會(huì)啟動(dòng)相應(yīng)的“逃跑”方法。二者以各自的速度和敏捷值加上一定的環(huán)境影響開始追逐賽。結(jié)局有可能是老鼠跑進(jìn)一個(gè)窄洞里，貓無(wú)法進(jìn)入而啟用“放棄”方法走開；也可能是貓最終抓住了老鼠而啟動(dòng)“進(jìn)食”方法，還有可能老鼠在逃竄途中被另一只貓盯上從而上演兩貓爭(zhēng)食。貓?jiān)诔燥柡茸阋院蟠騻€(gè)飽嗝，搖搖尾巴，慢慢走進(jìn)夜色。這時(shí)候，螞蟻、蟑螂等昆蟲發(fā)現(xiàn)了老鼠的尸體殘余而出動(dòng)，繼續(xù)著下一層次生物鏈的競(jìng)爭(zhēng)。

無(wú)數(shù)像這樣的為生存進(jìn)行的戰(zhàn)爭(zhēng)在整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)角落上演。就像真實(shí)世界那樣，系統(tǒng)內(nèi)的植物進(jìn)行光合作用，食草動(dòng)物、食肉動(dòng)物、食腐動(dòng)物、細(xì)菌等在各自的食物鏈上進(jìn)行著生生不息的運(yùn)轉(zhuǎn)和演化。

當(dāng)然，生物要延續(xù)下去，靠的就是繁衍。這在系統(tǒng)內(nèi)也可以完全表現(xiàn)出來(lái)。貓?jiān)诎l(fā)情期會(huì)尋找異性，一旦找到了合適的異性，自動(dòng)啟動(dòng)“交配”方法，同時(shí)母貓以一定的幾率得到“懷孕”屬性；一旦懷孕，過(guò)一段時(shí)問(wèn)會(huì)啟動(dòng)“生育”方法產(chǎn)出小貓，小貓的各項(xiàng)物理屬性由系統(tǒng)取得其雙親的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)一系列計(jì)算后賦予。小貓誕生以后，母貓會(huì)產(chǎn)生一系列變化，增加了“喂養(yǎng)幼仔”、“哺乳”等方法。小貓一開始除了被動(dòng)進(jìn)食以外沒(méi)有任何技能，在長(zhǎng)大的過(guò)程中，系統(tǒng)會(huì)慢慢地讓它學(xué)會(huì)各項(xiàng)生存所需的方法。從出生到死亡，系統(tǒng)可以把這個(gè)過(guò)程接近真實(shí)地模擬出來(lái)。

也許有人會(huì)說(shuō)，你這個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行再久也不能反映真實(shí)世界，因?yàn)闆](méi)有變化，貓永遠(yuǎn)是貓，狗永遠(yuǎn)是狗：而如果是真實(shí)世界，幾百萬(wàn)年之后生物肯定有不同程度的進(jìn)化。是的，系統(tǒng)必須要引入進(jìn)化的理念。我考慮以達(dá)爾文的進(jìn)化論為基礎(chǔ)，引入“適者生存”和“基因突變”兩條系統(tǒng)規(guī)則。在此假設(shè)基因突變是生物進(jìn)化的物理誘因，系統(tǒng)內(nèi)的100萬(wàn)只貓里，每只貓的基因都有微小的不同，有的向壞的方向突變，比如該貓生出來(lái)就是聾子，那么肯定在殘酷的大自然中無(wú)法生存而被淘汰。有的則向不確定的方向突變，比如一只貓的毛皮比一般的要厚，而恰好這一年該貓所在地氣候發(fā)生突變，平均氣溫下降10℃，普降大雪。其他貓忍受不了紛紛被凍死，只有這只貓靠著一身厚毛僥幸活了下來(lái)并養(yǎng)活了后代。那么該地區(qū)在今后幾十年甚至上百年里如果氣候不再發(fā)生突變，繼承了“厚毛”基因的后代將慢慢成為那片地區(qū)的主宰，形成一種新的亞種。

相反，如果該地區(qū)酷熱難當(dāng)，該貓則有可能提前被淘汰，而其他擁有更適合熱帶生活的基因的貓會(huì)繼續(xù)繁衍下去。在這樣的以基因突變?yōu)橥苿?dòng)力，以適者生存為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)中，物種會(huì)不斷地向有利其生存的方向進(jìn)化，我們完全可以期待舊物種的滅絕和新物種的產(chǎn)生。

如果這時(shí)加入人類的因素又會(huì)怎樣呢？既然我們已經(jīng)可以大致模擬出貓，那么我們只需考慮人與貓有何不同即可。人比動(dòng)物無(wú)非多了“情感”和“思維”。情感還比較好辦，可以把人類的所有情感進(jìn)行歸納和分類，并存儲(chǔ)在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心。我們只需要把人小時(shí)候經(jīng)歷過(guò)的所有事件，按照系統(tǒng)的判斷為其大腦綁定上一種情感。比如小時(shí)候看到玩具熊壞了，我們賦予其“悲傷”的情感。經(jīng)過(guò)多次的“悲傷”強(qiáng)化，那么其長(zhǎng)大后看到自己養(yǎng)的小鳥死了，系統(tǒng)經(jīng)過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)該事件與玩具熊壞了的事件是高度相似的，于是就會(huì)激發(fā)其產(chǎn)生類似的“悲傷”情感。

接下來(lái)看思維。思維可以分為兩種，基于現(xiàn)有知識(shí)的推理型思維和創(chuàng)新型思維。所謂推理型思維，比如我們模擬的人生病了，“他”首先感到不適，然后通過(guò)“檢查癥狀”方法發(fā)現(xiàn)自己可能患上了疾病。根據(jù)常識(shí)判斷，此時(shí)“他”會(huì)先在家里找藥吃，如果過(guò)了幾天仍不見(jiàn)好，“他”會(huì)判斷自己該去醫(yī)院看醫(yī)生。在去醫(yī)院前根據(jù)常理“他”知道要帶好錢，到了醫(yī)院“他”會(huì)根據(jù)平時(shí)積累的知識(shí)排隊(duì)、掛號(hào)、找醫(yī)生、付款、拿藥等。當(dāng)然，這一切也不是在默默無(wú)聲的機(jī)器人般的過(guò)程中進(jìn)行的，比如“他”付款時(shí)發(fā)現(xiàn)藥費(fèi)太貴，會(huì)下意識(shí)地抱怨幾句；發(fā)現(xiàn)身邊走過(guò)的美女小護(hù)士時(shí)，出于男人預(yù)設(shè)的“好色”本能會(huì)多看幾眼等等。完成這一切并不困難，我們只需為每個(gè)人的大腦建立一個(gè)知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，存放“他”從小到大由父母、朋友、媒體方面獲得的所有知識(shí)即可。當(dāng)環(huán)境需要時(shí)，系統(tǒng)從大腦內(nèi)提取相關(guān)信息并做邏輯推理和判斷，選一種對(duì)自己最有利的行為。這些只要系統(tǒng)有足夠大的空間和足夠強(qiáng)的運(yùn)算能力都可以實(shí)現(xiàn)。

真正困難的是創(chuàng)新型思維，即人從現(xiàn)有的知識(shí)庫(kù)里創(chuàng)造出庫(kù)里不曾有的，甚至這個(gè)世界上不曾有的新知識(shí)來(lái)。比如系統(tǒng)中的人類從原始社會(huì)能否自動(dòng)進(jìn)化到奴隸社會(huì)、封建社會(huì)乃至資本主義社會(huì)？讓原始人在系統(tǒng)內(nèi)自己發(fā)展下去，最終“他們”能否創(chuàng)造出自己的語(yǔ)言和貨幣？“他們”能夠產(chǎn)生自己的哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家嗎？當(dāng)一只蘋果掉到“他”的頭上，“他”會(huì)去想“為什么蘋果會(huì)往下掉，而不是往上飛”這樣的問(wèn)題嗎？人類一思考，上帝就發(fā)笑。但正是人類的這種思考，成了我們這個(gè)社會(huì)的主要推動(dòng)力。而這一切，僅靠從知識(shí)庫(kù)獲取知識(shí)并推導(dǎo)的過(guò)程是不太可能實(shí)現(xiàn)的。

目前關(guān)于人工智能的研究并沒(méi)有獲得重大突破，我們尚沒(méi)有辦法完美地模擬出人類的思維過(guò)程。但是聰明的辦法不行，我們也許可以用最笨的辦法。即我們不需要去模擬人類的思考過(guò)程，只要把一切還原到本來(lái)面目，用程序來(lái)模擬實(shí)現(xiàn)最底層的事物就可以了。我們只需要仿造現(xiàn)實(shí)中人腦的構(gòu)造，以虛擬的原子、分子、細(xì)胞來(lái)建造一個(gè)虛擬的腦結(jié)構(gòu)，然后賦予它們和現(xiàn)實(shí)中一樣的物理和化學(xué)性質(zhì)。它們自然而然就會(huì)產(chǎn)生細(xì)胞的分裂及物理化學(xué)反應(yīng)，最終導(dǎo)致腦電波的傳送，從而實(shí)現(xiàn)虛擬的“思維”。與此類似，我們用虛擬的原子和分子可以建造出整個(gè)人體，讓這些最基本的元素遵循現(xiàn)實(shí)世界中的物理規(guī)則，這個(gè)虛擬人也是可以按照自然法則進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的。當(dāng)然要靠模擬所有的原子來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)人，這臺(tái)系統(tǒng)恐怕需要配置天文數(shù)字的硬盤和內(nèi)存以及擁有運(yùn)算速度無(wú)法想象的CPU。但是，計(jì)算機(jī)科技也在飛速發(fā)展中，未來(lái)的量子計(jì)算機(jī)未必?zé)o法讓這種可能成為現(xiàn)實(shí)。不過(guò)這里有一個(gè)問(wèn)題值得我們思考：如果用這樣的方式來(lái)模擬出一個(gè)人，那么我們就無(wú)法控制它的思維了，就像真實(shí)世界中的人一樣，我們只能通過(guò)儀器觀察到“他”的腦電波活動(dòng)，但無(wú)法知道“他”在想什么。從這個(gè)意義上講，這樣的虛擬人就擁有了不以我們的意志為轉(zhuǎn)移的獨(dú)立思想，這將令人何等激動(dòng)！

然而，就目前來(lái)說(shuō)，在人類對(duì)微觀世界原子構(gòu)成的了解還不夠深入，對(duì)空間和時(shí)間本質(zhì)的把握還不夠準(zhǔn)確，對(duì)我們自己的世界還未研究透徹的情況下，貿(mào)然建立的虛擬仿真世界，是不可能完全真實(shí)地再現(xiàn)我們的現(xiàn)實(shí)世界的，最多只是部分地、有局限性地對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的一次模擬。但是，即便是這樣一個(gè)不完備的虛擬世界，也可以給我們提供一些啟示和參考。比如用程序虛擬一個(gè)地球之初的景象，讓各種無(wú)機(jī)物在原始海洋里進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，并模擬陽(yáng)光照射、閃電、隕石撞擊等過(guò)程，對(duì)于探索生命的起源具有一定的價(jià)值。在文章開頭所述的那個(gè)只有動(dòng)植物的世界里，我們借助這個(gè)有簡(jiǎn)單進(jìn)化規(guī)則的世界，把系統(tǒng)時(shí)間調(diào)整快一些，將當(dāng)前的地球氣候條件和環(huán)境參數(shù)作為系統(tǒng)的初始值，然后讓這些生物以快于正常速度幾十倍的速度繁衍，也許可以預(yù)知若干萬(wàn)年后地球環(huán)境的變化和生命的演化方向，從而提前做出相應(yīng)的判斷和預(yù)警，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。