To my friends⑩
To my friends⑩
“為什麼要去模擬人腦?”
無朕兆似的,海原光貴問了這麼一句。
“哎?”
在聽到兒子的問題後,海原夫人發出了驚訝的聲音;
。很奇怪,她看起來好像並沒有想到兒子會問出這樣的問題。
就連穹乃也不禁有些發愣,她也同樣不是很理解哥哥為什麼會突然這樣發問。
“您剛才不是說過,模擬人腦是這個世紀初做過的事嗎?作為一臺超越時代的超級計算機,樹形圖設計者為什麼要去做這個世紀初就已經做過的事?”
海原光貴補充道。
(是這樣的嗎?)
略一思考,穹乃終於反應過來哥哥這個問題的意義。仔細想想,這確實有一些說不通的地方。
試想一下,假如有一家著名的汽車公司造出了一輛世界最先進的超級跑車,那麼他們會做什麼?會在一條普通公路上以普通的速度試跑嗎?
不,當然不可能。要是有一輛這樣的跑車,讓它在世界最尖端的賽車跑道上跑出足夠多的紀錄才是他們應該做的事。
海原夫人露出了有些為難的笑容,並撓了撓臉頰。她輕輕嘆了口氣,緩緩地開口。
“是我的錯,我的話太容易讓人誤解了。”
說完,她和往常一樣露出了溫和的笑容。看到她的反應,不知為何海原光貴緊緊地閉起了嘴唇,目不轉睛地看著母親。
“你的這個問題,其實不那麼容易回答。你們知道樹形圖設計者的製造原因嗎?”
“分析氣象資料吧?明面上……”
穹乃回答道。
雖然確實是有著這樣的名義。但其實在學園都市內外,沒有一個人真的這麼認為。
樹形圖設計者承擔著大量的科研計算和分析任務,絕不僅僅只是明面上公佈的分析氣象資料。就像氣象衛星也往往承擔著一部分軍事任務一樣,名義上和實際上並不完全重合,這就是人類時常喜歡玩的遊戲。
事實上,這也是一個公開的秘密。
“嗯,我們就從分析氣象資料來說,樹形圖設計者一次演算多長時間的氣象變化呢?”
海原夫人繼續問。
“我聽說,好像是一個月?從分子規模去演算運動,從而計算出天氣變化。”
“實際上計算能力應該不止吧?一個月也許是理論上的上限,否則豈不是能一直計算下去了?”
兄妹二人各自猜測。
海原夫人把手在兄妹二人之間展開,如同表示否定般緩慢地搖了搖頭。
“你們覺得,這有可能辦得到嗎?”
聽到母親如此說,穹乃皺起了眉頭。別的姑且不說,對於這種明面上的說法,她很難去相信那是可以實現的;
“不可能。”
混沌效應毫無疑問會使得誤差累積,而誤差的累積和放大毫無疑問的呈現非線性,原則上這應該會使得計算變得不可能。只是她對於計算機理論瞭解不多,難以做出確定的結論。
“所以這本來就是騙人的,其實也就只能騙騙普通人而已。樹形圖設計者並不是通過這樣的方式來計算天氣的。”
“樹形圖設計者應該是量子計算機吧?”
海原光貴插口說。
“如果不是這樣的話,那就什麼都不用說了。不過如果僅僅只是如此的話,還不夠,遠遠不夠。這需要從數學上去探討,因為這牽涉到‘樹形圖設計者’這個名字的由來。其實‘樹形圖設計者’這個名字至少有5個不同方面的意義。從物理上的費因曼圖,到dna熱點樹形圖等等不一而終。不過這些原因大部分都是從‘希望它達成的目標’這一角度去猜測。和我們的話題有關的,應該不是目標,而是一個問題。我這麼說吧,嗯……”海原夫人輕點臉頰,然後用手指沾著杯中的清水在餐桌上點了七個點,“假如有一個售貨員,他需要到若干城市去推銷商品,這其中每一座城市他都必須經過,並且在最後回到出發的城市。我現在問,他怎麼走才能夠以最短的路線達成這一目的?”(注1)
“如果城市不多的話,解起來不難。不過哪怕只是多一座城市,求解難度就會大大上升。用計算機的話,很難求出多城市前提下的解……呃――”
但是穹乃的話說到一半,忽然露出了困惑的表情。數學很好的她一下子就意識到了母親為什麼要問這樣一個問題。
在性質上,這不是和所謂的“計算一個月的天氣”相當類似嗎?
“對,通常的計算機是解決不了這個問題的。它們每一時刻根據當時的狀態和輸入,都只能做出唯一的確定的動作,也就是‘順序控制邏輯方法’。它的每一步都是一環扣一環的,確定的。它們是一種‘確定性自動機’。或者用計算機領域的話來說,它們是‘確定型圖靈機’。就像我的忒修斯一樣,雖然擁有記憶、試錯等能力,卻存在一項缺失,那就是它們不會‘猜測’。要想用它們來解決售貨員問題,恐怕只能從窮舉法入手,這顯然是一條死路。所以以確定型圖靈機來計算天氣,無論怎麼樣都不可能。明白了嗎?樹形圖設計者從設計建造之初,就不是以確定型通用圖靈機作為樣本的,它是一臺‘非確定型圖靈機’。根據當前的狀態和輸入,存在多種可能的動作。就像那個售貨員路徑的解空間是樹形圖一樣,它在輸入串上的計算過程也是一棵樹,不同的分支對應每一步計算的不同可能性。你看,從這個角度上說,每當使用一次這臺計算機,不就是在設計一張‘樹形圖’嗎?雖然‘樹形圖設計者’的名字並不僅僅只擁有這一個由來,但我最喜歡的卻是這個。為什麼要模擬大腦?如果是以一臺確定型圖靈機模擬大腦,那確實是毫無特別的。但如果是以一臺非確定型圖靈機來做這樣的事呢?非確定型圖靈機擁有一項特別的能力,那就是它能夠‘猜測’。這個能力讓它從確定型圖靈機的‘順序控制邏輯方法’進入‘認知邏輯方法’。在它之前,那一直是人類獨有的禁區。不要說計算機,就連自然界的其它生物也不具備這種思維技能。用它來模擬人類的大腦會產生什麼樣的結果,難道不令人感到好奇嗎?考慮到人類的學習過程與克勞德・香農對於通訊的定義相同,思考的過程最終也將收斂於希爾伯特的三個問題,這樣的嘗試難道不值得嗎?”
值不值得?在很多時候,這個問題都很難回答;
當擁有理論上可以解決世界上存在著的所有可編碼問題的手段的時候,你會做什麼?
恐怕大部分人的回答會是“編寫一個可以解決所有可編碼問題的程序”。
當年的那些樹形圖設計者(當時也許還不是)的使用者們,說穿了也就只是出於同樣的思考而已。
海原光貴突兀地站起身。
“抱歉,我去一下洗手間。”
他這樣說。
於此同時,在第九學區也有一件事正在發生。
那真是非常平凡的景象,一位霧丘的女學生正和另一位長點上機的女學生坐在露天咖啡店的太陽傘下。霧丘的女學生端著飲料杯吮吸著飲料,而長點上機的女學生也不理她,自顧自地玩著筆記本電腦。
至少看起來,實在是再平凡不過的學園都市傍晚時分的日常劇。
一段時間後,長點上機的女學生“啪”地合上了筆記本。
“搞定了?”
不知為何,雖然是詢問的語氣,可聽起來卻讓人覺得提問的霧丘學生興趣缺缺。任何人都看得出,她對這個問題的答案一點都不關心。
“別小瞧我。”長點上機的學生看了安放在霧丘學生座位旁的那隻毫無縫隙灰白色的手提箱一眼,“有這東西,能難得住我的恐怕還真不多。”
“那就好。”
霧丘的學生兩口把飲料喝完,準備起身離開。這時――
“你給我等一下。”
長點上機的學生叫住了她。
“還有什麼事?”
“你居然問我還有什麼事?”長點上機的學生不可思議地搖頭,“突然親自出現在我面前,告訴我能夠暫借足夠破解學園都市最高機密的設備給我使用,條件只是讓我用它黑進一間家庭餐廳,而且什麼事都不用做。如此廉價的交易如果有人當作是佔了便宜而理所當然地接受下來,那大概才真叫不可思議。”
她這話確是正理。這個世界上,從來不存在什麼佔了便宜的事,有的只是付出的代價自己是否知曉。
“實話實說,我不知道。”
然而霧丘的學生卻無精打采地吐了口氣。
“我如果想要騙你,就沒必要用‘不知道’這樣的話了。”
雖然聽起來實在很難讓人相信,但這句話的可信度反倒因此而顯得非常高。倒不如說如果這是實話,才反倒更難讓人相信。
長點上機的女學生吸了口氣,向著眼前的人瞪了過去;
要說對這個人毫無敵意,那顯然是不折不扣的謊言。自己的敵人是整個學園都市,眼前這個在暗處維持著學園都市的女人非但是她的敵人,而且恐怕還是最大的那幾個敵人之一。
但至少目前來說,還沒有想要和她動手的想法。也許將來這一天終究不可避免,但至少不是現在。
這一點自己知道,對方也應該同樣知道才是。可為什麼,她今天反倒一反常態地出現在自己眼前?還給自己許下了這樣的好處?難道她是不知道以自己的黑客技術,這意味著什麼嗎?
“好吧,好吧。不說清楚的話,大概你也不會滿意。不過你的問題大概早就堆積如山了,所以我只回答兩個。”霧丘的女學生輕聲嘆息,有如**,“我確實不知道為什麼我要和你做這筆交易,因為我只是受了老師的拜託。然後如果你懷疑我和你見面的目的的話,那答案很簡單――不過是人之將死,其言也善而已。”
“……”
如果這要是開玩笑,那還真是一點都讓人笑不出來。
“為什麼是這樣的表情?你應該不用為我擔心才是。倒不如說,這對你反而大有好處――”
就在她無力地聳著肩膀如此說時,突然間她的眉端輕輕挑了起來。
理由很簡單,她的手機突然響了。
她慢吞吞地拿出手機,只是看了一眼就不禁因為這過於意外的號碼而瞪圓了眼睛。
扭頭向長點上機的女生做了個讓她趕緊離開的手勢,對方也頗為知趣地提起手提箱離開了。
“這是怎麼搞的?”莫名奇妙地託著下顎,她按下接聽鍵將手機放到耳邊,“喲,少年。我雖然給了你必要時候的聯繫方式,但我也說過沒事不要來煩我,希望你這次不要惹我生氣。”
剛才還顯得有氣無力,突然就換做了一副老氣橫秋的語氣。這要是有人聽見,大概也會為這奇葩的變臉速度而啞口無言。
“開門見山地說吧。”從聽筒中傳來的聲音甚至連一句招呼的話都沒有,“你這裡是不是保存著一些論文?我不太清楚論文的作者全名是什麼,不過應該是叫‘愛麗絲’這個名字。”
“……”
一瞬間,霧丘的少女變得沉默起來。不過很快,她就又一次恢復了剛才的語氣。
“你到底在說什麼?少年。要是來叨擾我就是出於這樣莫名其妙的原因的話,我可要生氣了。”
“要是我沒猜錯的話,你是霧丘的學生,也是碧學姐的同學吧?只要想一想發生在學姐身上的蹊蹺事,作出這種猜測並不難。我現在就問一句,你確定還要讓我繼續往下猜嗎?”
“……”
她本能性地嚥了口氣,默默地搖了搖頭。
“真是敗給你了,沒想到居然會惹上這樣的名偵探,早知道就該讓別人來接手的;
。”
“承蒙誇獎不勝榮幸。回答是?”
“很抱歉,這個要求你確實找錯人了。我確實曾經保管過那批論文,不過原本早就被我銷燬了。”
“為什麼?”
“沒什麼大不了的原因。只是儲存媒體的改變使得我不用再保留原始文本了而已。那批論文本身雖然不多,但加上相關文件數量不小。如果用水晶來儲存的話,無疑比原始文本要方便得多。所以將它們保存在水晶上之後,我就把原始文本銷燬了。”
“那麼,那塊水晶在你這裡嗎?”
“所以我說,你真的找錯人了。”
她嘆了口氣,
“這幾個月以來,那塊記憶體水晶可是一直都在嘰鹽同學的手上啊。”
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注1:海原夫人畫的那張圖是這樣的:
_[[[cp|w:300|h:250|a:l]]]
這就是舉世聞名的千禧年七大數學難題之一“p/np問題”相關,np問題的通俗例題――旅行售貨員問題。
千禧年七大數學難題是對於上個世紀初的希爾伯特問題集而列舉的,它們的特別之處在於千禧年七大數學難題的選取標準並非純粹出於數學考量,而是對本世紀將對人類發展具有重大影響的數學課題。雖然這些數學難題的名聲都並不怎麼響亮(至少不能與哥德巴赫猜想相比),但它們中的每一個都意義非凡,因為它們非常“有用”。
以本章中提到的p/np問題為例。計算機理論自阿蘭・圖靈開始發展到今天,其實並未有個本質的改變。在理論部分已經完成的量子計算機是一次飛躍(用費因曼的話來說,只差實際把它造出來),卻依然說不上是本質的改變。真正的計算機技術的質變是非確定型圖靈機,它必須解決的基礎正是p/np問題。
類似的情況,同樣出現在龐加萊猜想之於量子引力,出現在ns方程之於流體力學,出現在楊-米爾斯存在性和質量缺口的數學證明(插一句,這題是七大數學難題中唯一基本沒人敢碰的,難度太可怕)。
上個世紀希爾伯特問題集公佈時,有人感慨要想知道數學的發展程度,就只需要看看希爾伯特問題的解決進度。本世紀的七大數學難題在數量上無法與希爾伯特問題相比,意義卻毫不遜色――它們在很大程度上,代表著人類已經發展到了哪個程度,以及還能夠走多遠。
ps:這章中的一部分是為某位似乎產生了一些誤解的讀者增加的。圖靈機是一個數學概念,本身無關人腦,讓計算機模擬人腦也並不是以人腦作為基礎,這是另一個純粹建立在數學概念的內容。希望這章的解釋能夠讓這位讀者能夠多少理解一些。
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