?? complexity05.htm
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<p class=MsoPlainText><span lang=EN-US><span style="mso-spacerun:
yes"> </span>這是一種共同的感覺。當蓋爾曼提及荷蘭德時,他用“才華橫溢”這個詞來形容——這可不是他隨意用來夸贊周圍的人的詞語,而且蓋爾曼也不是經常會為任何事驚詫得瞪圓眼睛的。在早些時候,蓋爾曼、考溫和研究所的其他創始人幾乎一直在用他們所熟悉的物理學概念來思考新的復余性科學,比如像涌現、集體行為、自組織等問題。而且,好像只要把這些比喻用于相同思想的研究,比如把涌現、集體行為和自發組織這些詞匯用于經濟學和生物學這類領域的研究,似乎早已能創造出豐富多采的研究計劃來了。但荷蘭德出現了,帶著他對適應性的分析,更不要說他的計算機模擬技術。蓋爾曼和其他人突然就認識到,他們的研究計劃有一個很大的疏漏:這些涌現結構究竟在干些什么?它們是如何回應和適應自己所在的環境的?</span></p>
<p class=MsoPlainText><span lang=EN-US><span style="mso-spacerun:
yes"> </span>在后來的幾個月中,他們一直在討論這個研究所的研究議題不能只是復雜系統,而應該是復雜的適應性系統。荷蘭德個人的研究計劃——理解涌現和適應相互牽連的過程——基本上變成了整個研究所的研究計劃。1986年8月,在由杰克·考溫和斯坦福大學生物學家馬克·菲爾德曼主持的研究所的一次大型會議,復雜的適應性系統研討會上,荷蘭德唱了主角(這也是將考夫曼介紹進桑塔費的那個研討會)。戴維·潘恩斯還安排帶荷蘭德去和約翰·里德和花旗銀行的其他成員進行交談,那是在和復雜的適應性系統研討會召開的同一天。在安德森的安排下,荷蘭德參加了1987年9月的這次大型經濟研討會。</span></p>
<p class=MsoPlainText><span lang=EN-US><span style="mso-spacerun:
yes"> </span>荷蘭德非常愉快地參加了這一系列的學術活動。他已經在適應性概念上默默無聞地進行了二十五年的研究,到現在他已經五十七歲了才被發現。“能夠和蓋爾曼和安德森這樣的人一對一地當面交談,與他們平起平坐,這太好了,簡直不可思議!”如果他有辦法讓他的妻子離開安·阿泊(他妻子是大學九個科學圖書館的負責人),他在新墨西哥呆的時間會比現在更長。</span></p>
<p class=MsoPlainText><span lang=EN-US><span style="mso-spacerun:
yes"> </span>但荷蘭德始終是個樂天派。他這一生始終在做他真正喜歡做的事,而且總是驚喜自己能有好運氣,所以他有一個真正快樂的人的坦率和好脾氣。不喜歡荷蘭德幾乎是不可能的。</span></p>
<p class=MsoPlainText><span lang=EN-US><span style="mso-spacerun:
yes"> </span>比如阿瑟,甚至根本就沒想過要抗拒荷蘭德對他的吸引力。第一天下午,當荷蘭德做完報告之后,阿瑟就迫不及待地上前去介紹自己。在后來的會期中,兩個人很快就成為好朋友了。荷蘭德發現阿瑟是個令人感到愉快的人。“很少有人能這么快地接受適應性的概念,然后這么快就把這個概念徹底融入自己的觀念的人,”荷蘭德說,“布賴恩對這整個概念都十分感興趣,而且很快就深入了進去。”</span></p>
<p class=MsoPlainText><span lang=EN-US><span style="mso-spacerun:
yes"> </span>同時,阿瑟覺得荷蘭德很顯然是他在桑塔費所結識的最復雜、最吸引人的知識分子。確實,他在經濟學研討會所剩的時間里之所以一直處于興奮無眠的狀態,荷蘭德是主要原因之一。他和荷蘭德有許多夜晚坐在他們合住的房子廚房的餐桌旁,一邊喝著啤酒,一邊討論著各種問題,一直到深夜。</span></p>
<p class=MsoPlainText><span lang=EN-US><span style="mso-spacerun:
yes"> </span>他尤其記得其中的一次談話。荷蘭德來參加這次經濟學研討會,是急于想知道什么是經濟學的關鍵問題。(荷蘭德說:“如果你想從事跨學科研究,進入其他人的學科領域,你最起碼應該做到的是,要非常認真地面對他們的向題。他們已經耗費了很多時間來研究這些問題了。”)那天晚上,當他們倆坐在廚房的餐桌旁時,荷蘭德很直截了當地問阿瑟:“布賴恩,經濟學的真正問題是什么?”</span></p>
<p class=MsoPlainText><span lang=EN-US><span style="mso-spacerun:
yes"> </span>阿瑟不假思索地回答道:“就像下國際象棋!”</span></p>
<p class=MsoPlainText><span lang=EN-US><span style="mso-spacerun:
yes"> </span>國際象棋?荷蘭德不解其意。</span></p>
<p class=MsoPlainText><span lang=EN-US><span style="mso-spacerun:
yes"> </span>嗯,阿瑟啜了一口啤酒,琢磨著用什么恰當的詞來表述。他自己都不太清楚他想說明什么意思。經濟學家一直在討論既簡單又封閉的系統,在這種系統中,他們能夠很快找出一組、兩組或三組行為方式,然后就不會再發生別的什么事情了。他們總是心照不宣地把經濟作用者假設成永遠聰明絕頂,在任何情況下總是能夠立即做出準確無誤的最佳選擇。但想想這在下國際象棋時意味著什么。在博弈游戲的數學法則中,有一個定理告訴你,任何有限的、兩人對抗的、結局為零的游戲,比如象棋,都有一個最優化的解,這就是,有一種選擇走棋的方法能夠允許執黑子的和執白子的雙方棋手都能走出比他們所做的其他選擇更好的棋步。</span></p>
<p class=MsoPlainText><span lang=EN-US><span style="mso-spacerun:
yes"> </span>當然,在現實中,沒人知道這個解,也沒人知道該如何找到這個解。但經濟學家所談論的這些理想化的經濟作用者卻能立刻就找到這個解。當國際象棋一開始,兩軍對弈,這兩個棋手就能夠在腦海中構想出所有的可能性,能夠倒推出所有可以逼敗對方的可能的棋著。他們能夠一遍遍地反推棋步,一直算計到所有的可能性,然后找到開始布局的最佳棋步。這樣,就沒有必要實際去下象棋了。不管是哪一方棋手掌握了理論優勢,比方說是執白子的棋手,反正知道自己總是會贏,就可以立刻宣告勝利。而另一個棋手知道自己反正總是會輸,那就可以立即宣告失敗。</span></p>
<p class=MsoPlainText><span lang=EN-US><span style="mso-spacerun:
yes"> </span>“誰這樣下國際象棋?”阿瑟問荷蘭德。</span></p>
<p class=MsoPlainText><span lang=EN-US><span style="mso-spacerun:
yes"> </span>荷蘭德笑了,他完全明白了這有多荒唐。在四十年代,當計算機剛剛出現,計算機研究人員剛開始設計能夠下國際象棋的“智能”程序時,現代信息理論之父,貝爾實驗室的克勞德·申農(Claude
Shannon)估算了一下國際象棋棋步的總數。他得出的答案是,10的120次方,這個數字大得無可比喻。自從大爆炸到現在的時間用微秒計算,也還沒有這么多微秒。在我們肉眼可見的宇宙中也沒有這么多的基本粒子。沒有任何一種計算機能夠算到所有這些棋步,當然這更不可能是人腦所及的。人類棋手只能根據實際經驗來判斷在什么情況下采取什么戰略為最佳,就是最偉大的國際象棋高手也得不斷探索棋路,就好像掉進了一個深不見底的黑洞,只能靠一個微弱的燈籠探路而行。當然,他們的棋路會不斷改進。荷蘭德自己也是個國際象棋棋手,他知道二十年代的象棋高手決無可能下贏像加利·卡斯帕洛夫(Gary
Kasparov)這樣的當代國際象棋大師。但即便如此,他們也好像只在這個未知世界里前進了幾碼而已。這就是為什么荷蘭德從根本上把國際象棋稱之為“開放”的系統:它的可能性實際上是無窮無盡的。</span></p>
<p class=MsoPlainText><span lang=EN-US><span style="mso-spacerun:
yes"> </span>沒錯,阿瑟說。“人們實際上能夠預測和采取行動的類型與所謂‘最佳化’相比是非常局限的,你不得不假設經濟作用者比經濟學家要聰明得多。”然而,“對最優化的假設就是我們目前對付經濟問題的方法。對日貿易至少和下國際象棋一樣復雜,但經濟學家卻仍然在那里說:‘假設這是個理性的游戲。’”</span></p>
<p class=MsoPlainText><span lang=EN-US><span style="mso-spacerun:
yes"> </span>所以,他告訴荷蘭德,這就是經濟學問題的實質之所在。面對并非盡善盡美,但卻十分聰明,不斷探索無窮可能性的作用者,我們應該如何建立這門科學?</span></p>
<p class=MsoPlainText style='text-indent:21.0pt'>“啊哈!”荷蘭德說,每當他弄明白一件事時總愛這么說。國際象棋!現在他理解了這個比喻。</p>
<p class=MsoPlainText style='text-indent:21.0pt'><b>可能性的無限空間<span lang=EN-US><o:p></o:p></span></b></p>
<p class=MsoPlainText><span lang=EN-US><span style="mso-spacerun:
yes"> </span>荷蘭德喜歡玩游戲,喜歡玩所有的游戲。他在安·阿泊的近三十年中,每個月都去玩撲克牌。他最早的記憶之一就是在他祖父家看大人們玩紙牌,那時他恨不得長大到也能坐在桌子旁一塊兒玩。上小學一年級時他就從他媽媽那里學會了下棋。他媽媽還是個橋牌高手。荷蘭德全家都熱衷于航海,荷蘭德和他媽媽經常賽船。荷蘭德的父親是個第一流的體操運動員,同時熱衷于戶外活動。荷蘭德上初中時練了好幾年體操。全家總是不斷變換游戲花樣:橋牌、高爾夫、槌球、圍棋、象棋、跳棋,凡能玩的,沒有他們不玩的。</span></p>
<p class=MsoPlainText><span lang=EN-US><span style="mso-spacerun:
yes"> </span>但不知為什么,對他來說,游戲早就不僅僅只是好玩而已了。他開始注意到,有一些游戲有一種特殊的吸引力,這股魔力超過了輸贏的問題。比如說,當他還在讀中學一年級的時候,大約是在1942年或1943年,他家住在俄亥俄州的凡·沃特時,他和他的幾個好朋友經常久久逗留在華利·普特家的地下室里發明新的游戲。他們最得意的發明是一個占用了大半個地下室的戰爭游戲,那是他們從報紙的頭條新聞中獲得靈感而發明的。這個游戲中有坦克和大炮,還有發射表和射程表。他們甚至還發明了一些把游戲圖的某些部分掩蓋住,來模擬煙幕。荷蘭德說:“這個游戲變得相當復雜。我記得我們還用我爸爸辦公室的油印機來印制戰爭游戲的圖紙。”(老荷蘭德在經濟蕭條時期在俄亥俄州的大豆生產帶創建了一系列的大豆加工廠,從而繁榮發展了起來。)</span></p>
<p class=MsoPlainText><span lang=EN-US><span style="mso-spacerun:
yes"> </span>荷蘭德說:“我們沒有像你這樣描述過下象棋,但我們實際上就是這樣下象棋的,因為我們三個人都對下象棋感興趣。國際象棋是個只有很少幾條游戲規則的游戲,但令人無法置信的是,在國際象棋中永遠不可能有相同的兩局棋。棋路的可能性簡直無窮無盡,所以我們就試圖發明具有同樣性質的游戲。”</span></p>
<p class=MsoPlainText><span lang=EN-US><span style="mso-spacerun:
yes"> </span>他笑著說,自從那以后他一直在以這樣或那樣的方式發明各種游戲。“我喜歡在事情發生變化時說:‘嘿,那真是我們假設的結果嗎?’因為如果結果證明我的假設是對的,如果事物主題進化的潛在規律確實是在某種控制之下,而不是由我說了算的,那我就會感到很驚奇。但如果結果并不令我感到驚奇,那我就不會感到愉快,因為我知道,得到這個結果是由于從一開始我就設置好了一切。”</span></p>
<p class=MsoPlainText><span lang=EN-US><span style="mso-spacerun:
yes"> </span>當然現在我們把這類事稱為“涌現”。但在荷蘭德遠還沒有聽到這個提法以前,他對涌現的迷戀就已經使他把畢生的熱愛都貢獻給了科學和數學。在科學和數學領域中他永遠都無法滿足。他說在他的整個中學時代,“我記得我去圖書館,將凡是與科學有關的書籍都涉獵遍了。我上中學二年級時就決心要當個物理學家。”科學之深深吸引他之處,并不是科學能使他將宇宙歸納成幾個簡單的規律,而是正好相反:科學可以告訴你,幾條簡單的規律是如何產生整個世界變幻無窮的行為表現的。“這真的使我感到非常愉快。在某種意義上,科學和數學是簡化的極至。但如果你反過來,觀察宇宙規律所囊括的各個方面,出人意料的可能性簡直可以是無窮無盡的。這就是為什么宇宙在一個極端上十分易于理解,在另一個極端上卻又永無可能理解的道理。”</span></p>
<p class=MsoPlainText><span lang=EN-US><span style="mso-spacerun:
yes"> </span>荷蘭德1949年秋季入學麻省理工學院。入校沒過多久他就發現,計算機也具有令他同樣驚奇的特質。他說:“我真的不知道計算機的這種特質從何而來。但我很早就迷上了‘思考程序’,也就是你只消在計算機內設入很少數據,就可以讓它做所有像整合這樣的事情。這在我看來,似乎是只需要放入極少東西,就能得到無限豐富的結果。”</span></p>
<p class=MsoPlainText><span lang=EN-US><span style="mso-spacerun:
yes"> </span>但不幸的是,起初荷蘭德能夠學到的計算機知識只有他在電機課上獲取的零星的第二手資料。電子計算機當時還很新奇,大多數計算機知識還處于保密階段。當然大學還沒有開設計算機課程,即使在麻省理工學院也還沒有開設。但有一天,當荷蘭德又像往常一樣在圖書館測覽書刊時,他翻到一個由簡單的論文封面套著的一系列活頁演講筆記。他在翻閱這些筆記時發現,這份筆記詳細談到1946年在賓夕法尼亞大學摩爾電機系舉辦的研討會內容,其中記載,戰時賓州大學為了計算大炮的射程表而發明了美國的第一臺數控計算機ENIAC。“這些筆記很有名,這是我第一次接觸到真正的關于數控計算機的詳細資料,里面包括對從計算機建構到軟件設計的詳盡記錄。這一系列演講就是在這個基礎上探討信息和信息處理的全新概念,并詮釋了一種全新的數學技藝:編程。荷蘭德立刻就買下了這個演講的復印稿,一頁一頁細讀了許多遍。事實上,這份演講稿他到現在還保留著。</span></p>
<p class=MsoPlainText><span lang=EN-US><span style="mso-spacerun:
yes"> </span>1949年秋季,當荷蘭德開始了他在麻省理工學院的大四課程,四處尋找學士論文題目時,他發現了旋風計劃(Whirlwind
Project):麻省理工學院將建一個速度能達到跟蹤空中交通的“實時”的計算機。由海軍資助的旋風計劃的年資助額為一萬美元,這在當時是一個令人目眩的數額。麻省理工為此雇用了七十名工程技術人員,這無疑是當時最大的計算機項目,也是最具發明性的研究之一。旋風將是第一臺采用磁心記憶和交互式顯示屏的計算機,它將產生計算機網絡和多程序(一次運作多個程序)。作為第一臺實時計算機,它將為計算機應用于空中交通控制、工業流程控制、以及計算機應用于預售票和銀行鋪平道路。</span></p>
<p class=MsoPlainText><span lang=EN-US><span style="mso-spacerun:
yes"> </span>但當荷蘭德剛聽說這個消息時,旋風還僅僅停留在實驗階段。“我知道麻省理工在研制旋風,它還尚未被研制成功,還在研制之中,但已經可以用了。”不知為什么,他一心想參與進去。他開始四處敲門,在機電系發現了一個名叫賽德奈克·考派爾(Zednek
Kopal)的捷克天文學家,曾經教過他數值分析。“我說服他主持我的論文評議委員會,又讓物理系同意讓電機系的人來主持我的論文評議委員會,然后我又說服了參與旋風計劃的人讓我能夠看到他們的操作手冊。當時操作手冊是保密的!”</span></p>
<p class=MsoPlainText><span lang=EN-US><span style="mso-spacerun:
yes"> </span>“那也許是我在麻省理工最快活的一年。”他說。考派爾建議他論文的題目是為旋風編一個程序來解拉普拉斯(Laplace)方程式。拉普拉斯方程式描述的是多種物理現象,從圍繞任何帶電物的電場分布,到緊繃的鼓面震動。荷蘭德立刻就著手這項研究。</span></p>
<p class=MsoPlainText><span lang=EN-US><span style="mso-spacerun:
yes"> </span>這不是麻省理工學院最容易做的畢業論文。在那時,還沒有人聽說過像Pascal、C或FORTRAN語言。確實,把對計算機的命令轉化為數字編碼的計算機編程語言直到五十年代中期才被發明出來。那時就連一般的十進制的語言都還沒有,還是十六進制的。他在畢業論文上所耗費的時間比他想象的要長,最后他不得不申請麻省理工學院寬限比通常完成學士畢業論文所允許的長兩倍的時間。</span></p>
<p class=MsoPlainText><span lang=EN-US><span style="mso-spacerun:
yes"> </span>但他非常熱衷于這項研究。“我喜歡這個過程中的邏輯本質,”他回憶說,“編程與數學有同樣的特點:你走了這一步,然后你就可以由此走下一步。”但更重要的是,為旋風編程序使他認識到,計算機并不只是實施快速計算。在一系列神秘的六位十進制數字中,他可以隨意設計震動的鼓面,或旋繞的電場等任何東西。在循環的數位中,他可以創造想象中的宇宙。所需要做的只是把適當的規律編碼進去,然后其他的一切就會自然展開。</span></p>
<p class=MsoPlainText><span lang=EN-US><span style="mso-spacerun:
yes"> </span>荷蘭德的畢業論文從一開始就只是個書面設計,他編制的程序從未真正在旋風上運作過,但在另一個方面,他的畢業論文卻收獲頗豐:他成了全美國少數幾個懂得一些編程的人之一。結果1950年他剛畢業就被IBM公司錄用了。</span></p>
<p class=MsoPlainText><span lang=EN-US><span style="mso-spacerun:
yes"> </span>這個時機真是再好不過了。當時IBM在紐約普夫吉普斯(Poughkeepsie)的巨大工廠正在設計第一臺商用計算機:國防計算機,后來被重新命名為IBM701。當時設計生產這臺計算機代表了一個前途未測的重大賭注。許多思想保守的行政管理人員都認為研制這種計算機是浪費錢財,還不如把錢投資于改良打孔機上。事實上,產品企劃部在1950年花了整整一年的時間堅持說,全國的市場對這類計算機的需要永遠不可能超過18臺。IBM公司堅持研制國防計算機的主要原因,是因為它是一個叫作小托馬斯的后起之秀的鐘情項目。小托馬斯是IBM公司年邁的總裁托馬斯·B·華生(Thomas
B.Watson)的兒子和當然繼承人。</span></p>
<p class=MsoPlainText><span lang=EN-US><span style="mso-spacerun:
yes"> </span>但荷蘭德當時只有二十一歲,對此知之甚少。他只知道自己已被置入圣境。“我已經到了這里,一個這么年輕的人,在一個這么重要的崗位。我是少數幾個知道IBM701正發生什么的人之一。”IBM的項目負責人將荷蘭德安排在由七個人組成的邏輯計劃小組。這個小組負責設計這臺新計算機的指令系統和一般性組織。這是荷蘭德的又一個幸運,因為這是一個實踐他的編程技術的理想的地方。“最初階段完成之后,我們得到了最初的機器原型,還必須用各種方式來測試。所以工程師們經常通宵達旦地工作,白天把機器拆卸開,晚上又盡最大的努力把它拼裝起來。然后我們少數幾個人就會從晚上十一點鐘開始,全夜運轉我們的程序,看看是否能夠正常運作。”</span></p>
<p class=MsoPlainText><span lang=EN-US><span style="mso-spacerun:
yes"> </span>在某種程度上,我們編的程序確實能夠運行。當然,用今天的標準來衡量,701機就像是石器時代的東西了。它有一個巨大的控制板,上面擠滿了各種鍵盤和開關,但還沒有屏幕顯示器的雛形。這部機器通過標準的IBM打孔機執行輸入和輸出命令,號稱足有四千個字節的記憶存儲量(今天市面上出售的個人電腦的記憶存儲量一般比這大一千倍)。它可以在三十微秒中算出兩個數字相乘的結果。(現在所有的手持計算器的功能都比這個強。)荷蘭德說:“這個機器也有許多缺陷。最好的情況下,平均每三十分鐘左右就會出現一次失誤,所以我們每次計算都要做兩遍。”更糟糕的是,701計算機是通過在一個特殊的負極射線管的表面產生光點來存儲資料的。所以荷蘭德和他的同事們必須調整算法,以避免過于經常地在記憶存儲的同一個點上寫入數據,否則就會增加這一個點上負極射線管表面的電荷,而影響到周圍的數據。“我們竟能使計算機運行了,這太令人驚喜了。”他笑道。但事實上他這是認為瑕不掩瑜。“對我們來說,701計算機就像是一個巨人。我們覺得能有時間在一臺快速運轉的機器上嘗試我們編的程序,真是太好了。”</span></p>
<p class=MsoPlainText><span lang=EN-US><span style="mso-spacerun:
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