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第十章:幾種通訊機器及其未來

第十章:幾種通訊機器及其未來

正是因為這個原故,麻省理工學院電子學實驗室的維斯納(J.B.Wiesner)教授同我一起討論過製造向性機器或裝人單一固定的目的的機器之可能性問題,要求這種機器的各個部分能夠調節到足以說明隨意反饋的基本現象,足以說明我們剛才講到的姿勢反饋的基本現象以及它們被破壞時的情況。在我們的建議下,H.辛格萊頓(Henry Singleton)先生解決了製造這種機器的問題,並且得到了輝煌成功的結論。這部機器有兩種主要的活動樣式,其一是正感光,即趨光的;另一是負感光,即避光的。我們把機器的這兩種功能分別叫做「飛蛾」和「臭蟲」。機器是由一個小小的三輪推車組成,推車后軸上有一推進器。前輪是一個小腳輪,由槓桿來操縱。車上裝有一對方向向前的光電管,其中一個檢查左半邊是否有光,另一個檢查右半邊。這兩個光電管是一個小橋的兩個扶手。橋的輸出是不可逆的,它進入一個可以調節的放大器。放大器的輸出通向一個伺服電動機,以調節與電位計相連的一個接頭的位置。另一個接頭也是由一個伺服電動機來調節的,這個何服電動機還推動著那根操縱前輪的槓桿。電位計的輸出表示兩個同取電動機的位置之差,這個輸出經由第二個可調節的放大器通到第二個伺服電動機,由是來調節那根操縱前輪的槓桿。
在若干時候以前,我曾經提出一種方法,用現代計算機來下象棋,這棋下得至少還是過得去的。在這項工作中,我所追隨的思想線索有其不可忽視的歷史背景。A.坡(Poe)曾經探討過梅爾澤爾(Maelzel)的騙人的奕棋機,並且揭露了它,指出機器之能下棋是由一個斷腿的殘廢人在裏面操縱著。但是,我所指的那種機器是真有其事的,它利用了計算機發展中的最新成就。要製造一部只能按部就班下棋而棋品低劣的機器,那是容易辦到的;而要試製一部下棋本領完美無缺的機器,那就毫無希望了,因為這樣的機器要求有過多的棋步組合。普林斯頓高級研究所的馮?諾意曼教授就曾經討論過這個困難。但是,要製造出一部機器,能夠保證它在每著的以後有限幾步之內,譬如說,兩步之內,都能有最好的走法,從而保證它按照某種比較容易的估算方法使自身處於最有利的地位上,這雖然不容易,但不是沒有希望的。
讀者也許奇怪:我們為什麼對奕棋機竟然減到興趣。難道它們不就是設計家藉以要向人世顯示他們的本領,希望人們對其成就瞠目結舌、減到驚奇萬分的一種於人無害的小玩意兒嗎,作為一個老實人,我不否認,在我身上至少有著某種得意揚揚、自我陶醉的因素的。但是,你馬上可以了解到,這種情緒並非我在這裏講述這個問題的唯一因素,再說,這種本領對干不是職業奕棋的讀者講來也不具有頭等重要的意義。
總的說來,人的種種現實問題是不能作出象數字計算數據那樣明確的決定的。我們只能決定它們的可幾值。因此,一部處理這些過程以及與此有關的種種問題的機器一定得具有那種幾率論的思想,而不是決定論的思想,譬如說,就象現代計算機所表現的那樣。這就使得機器的任務更加複雜了,但這並不是不可能的。決定高射炮效能的預測機就是這方面的一個例子。從理論上說,時間預測不是不可能的,最優決策的確定也不是做不到的,至少在一定範圍內就是如此。一部象奕棋機那樣的博奕機之具有製造的可能性就是為了建立這種預測的。至於作為政府管理對象的種種人事過程,那是可以和馮?諾意曼用數學研究過的那種意義的博奕相融合。雖說這類博奕已經有了一個不完全成套的規則,但還有其他的博奕,有大量博奕者參加,其數據極為複雜。國家管理機器可以把國家定義為在每一特定階段都能以最優方式取得信息的博奕者,而國家又是一切局部決策的唯一的最高調節者。這些都是絕無僅有的特權;如果這些特權都是科學地使用的,那它們就會使國家在一切情況下擊敗自身以外的所有參与人事博奕的博奕者,這隻要提出下列的兩端論法就足以說明問題:要末立即毀滅對方,要末有計劃地跟對方合作。這就是不受外界干預的博奕自身的必然結果。熱愛美好世界的人們確實是有某些東西讓他們到夢鄉中去尋找的。
我講的是機器,但不限於那些具有銅腦鐵骨的機器。當個體人被用作基本成員來編織成一個社會時,如果他們不能恰如其分地作為負著責任的人,而只是作為齒輪、槓桿和連桿的話,那即使他們的原料是血是肉,實際上和金屬並無什麼區別。作為機器的一個元件來利用的東西,事實上就是機器的一個元件。不論我們把我們的決策委託給金屬組成的機器抑是血肉組成的機器(機關、大型實驗室、軍隊和股份公司),除非我們問題提得正確,我們決不會得到正確的答案的。肌膚骨骼組成的猴掌就跟鋼鐵鑄成的東西一樣地沒有生命,瓶裝妖魔作為描述整個團體的綜合形象時,就跟驚心動魄的邪法一樣地可怕。
我們三人把這一種巴金森震顫同某種形式的反饋聯繫起來,該反饋與完成目的的反饋略有區別。人們為了成功地達到一個目的,他的許多關節部位雖然與合目的的運動沒有直接的聯繫,但也必須保持適度的強直成緊張狀態,以便使肌肉的最後的合目的的收縮剛好跟上。為了做到這一點,就必須有一個第二級的反饋機構,這個機構在腦中的位置好象不是小腦,因為小腦是那種機構的中央控制站,如果它受到損害,就會引起目的震顫。這種第二類的反饋叫做姿勢反饋。
但是,還有一種比「懂得如何做」更加重要的品質,而這,我們就無從責備美國有任何不當之處了。這個品質就是「懂得做什麼」,我們不僅據此來決定如何達到我們的目的,而且據此決定我們的目的是什麼。我可以舉出一個例子來說明二者之間的區別。若干年前,有位知名的美國工程師買了一架高價的鋼琴。一兩個星期以後,事情明白了,該物之被購買並非因為他對鋼琴演奏的音樂特別減到興趣,而是因為他對鋼琴的機械結構有著不可抗拒的好奇心。對於這位先生講來,鋼琴這種樂器並非產生音樂的工具,而是給某位發明家提供機會來表明他在樂器生產中如何巧妙地克服若干困難的工具。這種態度對於中學二年級學生講來是值得尊敬的,但對於國家的整個文化前途賴以決定的人物之一講來,這種態度如何值得尊敬,我留給讀者去考慮。
人的震顫還有另外一種類型,它在某些方面和目的震顫的情況正好相反。它叫做九_九_藏_書巴金森症候群(Parkinsonianism),是我們大家常見的屬於老年人的一種麻痹性震顫。患有這種癥候的人甚至會在休息的時候出現震顫,事實上,如果病症不太嚴重,震顫就只在休息時發生。當患者企圖完成確定的目的時,這種震顫便會在相當程度上平息下來,以致早期的巴金森症患者甚至可以成為一個成就卓著的眼科醫生。
這種反饋傾向於達到趨光或避光的目的。它是隨意反饋的模擬,因為我們認為,人的隨意活動本質上就是在種種向性之中作出一項選擇。當這種反饋由於放大倍數增加而過載時,這個小推車,即「飛蛾」或「臭蟲」,將按照其向性方向以振蕩方式覓光或進光,而且它的振蕩愈來愈大。這和小腦受傷所引起的目的震顫現象極為類似。
我們現在回到普通的言語上來。我們知道,正常人的講話過程和聽話過程決不是分離開的;而言語的學習自身就取決於每個人都聽得到自己在講話這個事實。如果一個人只是零零碎碎地聽到自己所講的話,靠記憶來填補這中間的空隙,那是不足以取得最好的講話效果的。僅當講話是處於連續不斷的自我監督和自我批判的情況時,它才能取得良好的質量。任何一種供全聾者使用的輔助工具都必須利用這個事實,雖然這種工具的確可以求助於其他感官,例如觸覺器官,而不求助於已經殘缺了的聽覺器官,但它必須製造得和目前手提式的、經久耐用的電動聽覺器相似。
博奕論依其本質而言乃是以博奕者之間的協議或結合為基礎的,每個博奕者都力圖制訂一種策略來達到自己的目的,都假定自己的敵手和自己一樣地為了爭取勝利而各自使用最優的策略。這種大規模的博奕已經機械地實現了,而且大量製造出來了。縱使這種理論所依據的哲學也許不為我們的對手共產主義者所接受,然而,有種種明顯的跡象表明:在俄國也象在我們這裏一樣,對於它的可能性已經作了研究,俄國人不滿足於接受我們所提出的理論,已經在它的若干重要方面作了可能的修正。具體說,我們在博奕論上所完成的大部分工作(雖然不是全部工作)都是以下述假定為依據的:敵我雙方都有無限的才幹,我們博奕所受到的限制唯一地決定於分配到我們手上的牌或者棋盤上的明顯局勢。有相當數量(事實方面而不是文字方面)的證據表明:俄國人給世界賭局的這個態度補充了一個看法,即考慮到了博奕者的心理限制,特別是考慮到了他們作為賭局自身的組成部分的疲勞性。因此,現在世界矛盾的雙方本質上都在使用著某種國家管理機器,雖然它從任一方面說來都不是一部獨立的制訂策略的機器,但它卻是一種機械技術,這種機械技術是適應于那群醉心於制訂策略的、象機器般的人們的緊急需要的。
還有部分原因在於,言語所傳送的有用信息可以壓縮在如此之小的界限以內,以致它不會超出觸覺器官輸送能力的範圍。
彌補聽覺缺陷的進一步理論和有效地用於聽覺的信息量有關。最粗略地估算一下這個量的最大值,它能在一萬赫芝聲頻和8O分貝左右的振幅範圍內傳送。通訊的這個負載量雖然標志著耳朵所能做到的最大值,但用這個量來表達實際言語所給出的有效信息,那就未免太大了。首先,通過電話進出的言語就沒有三千赫芝以上的聲音,其振幅範圍肯定不超過5至10分貝;但即使在電話中,雖然我們沒有把傳送給耳朵的聲音範圍誇大了,我們還是大大誇大了耳朵和腦為了重建可理解的言語而使用的聲音範圍。
一個人如果懷著這種悲劇感去對待另一種力之本源的顯現,不是火,例如,去對待原子分裂,那他就會懷著畏懼顫慄的心情。他不會冒險進入天使都害怕涉足的地方去的,除非他準備接受墮落天使的折磨。他也不會心安理得地把選擇善惡的責任託付給按照自己形象而製造出來的機器,自以為以後不用承擔從事該項選擇的全部責任。
在著名的巴黎雜誌《世界》(Le Monde)1948年12月28日出版的那一期上,有一位多明我會的修土P.杜巴勒(Pere Dubarle)寫了一篇內容深刻的文章來評論我著的《控制論》一書。下面我引用他的幾段話來說明他對奕棋機所促成的並且包藏在軍備競賽中的可怕後果的若干想法。
悲劇感意味著世界不是一個快樂的、為了保護我們而創造出來的小窩巢,而是一個具有巨大敵意的環境,在這樣的環境里,我們只有反抗諸神才能取得偉大的成就,而這種反抗又必然地給它自己帶來了譴罰。這是一個危險的世界,在這個世界里,除了謙卑順從、知足常樂可以得到某種消極的安全外,再也沒有任何安全了。我們的世界是這樣一個世界,其中理所當然的譴罰不僅要落到有意犯罪者的頭上,而且要落到其唯一罪過就是對諸神和周圍環境措然無知者的頭上。
時已近矣,善惡抉擇之機已經迫在眉睫了。
在我們童年時代讀過的神話故事中,我們學到了一些比較單純、比較淺顯的生活真理,例如,當我們發現瓶中裝有妖魔時,最好的辦法是把瓶子扔下;如果漁夫在自己妻子的唆使之下向上天祈求恩賜的次數太多時,那他就要回到原先由之出發的狀態的;如果讓你滿足三個願望,那你就要對你所希望得到的東西十分當心。這些單純淺顯的真理是從兒童語言表達出來的人生悲劇感,它是希臘人和許多現代歐洲人都具有的觀點,但它不知何故卻是這個富饒國家所缺少的東西。
即便現在還沒有P.杜巴勒的國家管理機器,但就本世紀五十年代的種種發展所已經表明的情況看來,我們還是發展出了新的戰爭概念,新的經濟競爭概念以及以馮?諾意曼的博奕論(它自身就是一種通訊理論)為依據的宣傳概念。我在前面的一章中已經講過,這種博奕論有助於語言理論的研究,但是,現在有些政府機構卻熱衷於把它應用在軍事和半軍事的攻守目的上面了。
我最近收到英國布里斯托爾的布登神經病學研究所G?瓦爾特(Walter)博士的一封信,他在信中表示對「飛蛾」和「臭蟲」感興趣,並且告訴我他已經製造出一種類似的機器,這部機器和我的機器不同之處就在於它具有一個確定的然而又是可以改變的目的。
看來前途很有希望但迄今還沒有得到任何真正發展或最後鑒定的一種彌補生理缺陷的儀器就是人造肺。在人造肺中,呼吸馬達的引動是由病人的雖然衰弱但尚未毀壞的肺肌所發出的電信號或機械信號來決定的。這個情況說明了:可以把健康人的脊髓和腦幹中九*九*藏*書的正常反饋應用到中風病人身上來幫助他控制呼吸。因此,所謂鐵肺也許不再是一個使病人忘卻如何呼吸的監獄了,它將是一種練習工具,用來保持病人殘存的呼吸活動的能力,甚至有可能把這種能力提高到使他能夠獨立呼吸而不需要機器來幫助的程度。做到這一點是有希望的。
乍看起來,飛蛾和瓦爾特博士的進一步發展的向性機器似乎都是工藝技巧方面的課題,或者頂多是哲學論題之機械詮釋。但雖然如此,它們都有某種確定的用途。美軍醫療隊曾把「飛蛾」的照片同神經震顫的實際病例的照片作過比較,他們竟然肯定到這個地步:這些照片有助於訓練神經病學方面的軍醫。
在利用聾子的其他感官時,我們必須認識到這一點;除視覺外,所有其他感覺都低於聽覺,亦即它們在單位時間內所傳送的信息是少於聽覺所傳送的信息的。要使象觸覺器官這樣比較低級的感官工作起來達到最大的效率,唯一的辦法就是不把我們通過聽覺得來的信息全部發送給它,而只把加工了的部分即適於理解言語的那一部分聽覺發送給它。換句話說,在信息通過觸覺接受器以前,我們就用信息過濾器來代替大腦皮質在接受聲音后通常所執行的那一部分的功能。我們就是這樣地把腦皮質的部分功能轉嫁到人造的外在皮質上。在我們正在研究的那個儀器中,我們為了實現這個目的而用的詳細方法就是象自動語音合成器那樣把言語的幾個頻帶分開來,然後,在這些頗帶用來調製其頻率易為皮膚所知覺的振動之後,就把這些過濾后的不同頻帶輸送到空間分隔的各個觸覺區域。例如,五個頻帶可以分別發送給一隻手上的大拇指和其餘四個指頭。
在能學習的機器中,我們應當分清哪些東西是機器能夠學習的,而哪些不能。在製造一部機器的時候,要末使它具有完成某類行為的統計傾向而又不排斥其他行為的可能性,要求就把它的行為的某些特性嚴格不變地決定下來。我們把第一類決定稱為選擇性的,把第二類決定稱為限制性的。例如,如果我們不把規定的棋規作為限制而加進奕棋機中,又如果機器造得具有學習能力,那麼這部奕棋機就會不知不覺地變成一部執行完聖不同任務的機器。反之,製造具有規則限制的奕棋機在下棋的戰術和戰略方面還是一部學習機。
不管這一切怎樣,值得慶幸的也許是:國家管理機器不會在不久的未來出現。因為除有種種非常嚴肅的問題仍需搜集大量信息並從速處理外,預測的穩定性問題仍然處在我們的控制能力所能認真夢想的範圍之外。這是因為人事過程可以比擬為規則不完全確定的博奕,尤其可以比擬為規則自身為時間函數的博奕。規則的這種變化,既取決於博奕自身所發生的種種情況的有效細節,又取決於博奕者們每一瞬間面對所得結果的心理反應所構成的系統。
我願意接受申農所作的如下的推測:這種機器所下的棋可以達到業餘優秀棋手的水平,甚至可以達到優秀棋手的水平。它下棋下得生硬而乏味,但比任何人所下的棋都穩健得多。如申農所指出的,在機器的操作中,我們可以加進足夠多的機遇來防止在純粹系統化了的方法中由於走棋次序生硬不變而經常遭到的失敗。這種機遇或不確定性可以加進走兩步后的終極棋勢的估算方法中去。
我們也曾研究過第二類機器,這類機器有著更加直接得多和重要性更為明顯的醫療價值。這些機器可以用來補償四肢殘廢或官能不全的種種缺陷,也可以給那些本來健全的器官提供新的可能的危險能力。我們可以把機器的用途加以推廣,製造出性能良好的人造肢;設計出盲人助用器,把視覺模式轉變為聽覺信號,藉以逐頁地閱讀普通書籍;又可以設計出其他類似的輔助工具,使盲人意識到何處有危險並使他們行走方便。特別是,我們可以用機器幫助全聾。這一類的輔助工具也許是最最容易製造出來的;部分原因在於,電話技術已經研究得十分完善了,而且它在通訊技術中是大家最為熟悉的東西;部分原因在於,聽覺的喪失在絕大多數的情況下就是自由參加與人交談這種能力的喪失?
希臘人是以極端矛盾的情緒來對待大的發現這樁事情的。一方面,他們和我們一樣,認為火是給予全人類的巨大恩益。另一方面,把火從天上取到人間乃是對奧林普斯諸神的反抗,而這就不能不因冒犯諸神的特權而受到他們的譴罰。於是,我們看到了取火者普羅米修斯的偉大形象——他是科學家的原型,一位英雄,然而卻是應該受罰的英雄——被鎖在高加索山上,讓兀鷹來啄食他的肝腸。我們都讀過伊斯奇拉斯(Aescnylus)的音韻鏗鏘的悲劇詩章,詩中講到,這位被囚禁的神在祈求著陽光普照之下的全世界為他作證,證明他在諸神手中遭受到何等的苦難。
舵的定位機構含有第二級反饋在內,這種反饋可以看作姿勢反饋。這個反饋經由的途徑是從電位計到第二個電動機再回到電位計的,而其零點是由第一級反饋的輸出來調節。如果這個反饋過載,舵就開始出現第二類震顫。第二類震顫是在無光的時候發生,即當我們不給機器安排目的時發生。從理論上講,這是由於下述事實所致:就第二種機制而言,它的反饋是跟第一種機制的活動相對立的,因此後者傾向於減弱前者。這種現象在人的身上就是我們所描述的巴金森症候群。
能學習的奕棋機可以表現出差距很大的下棋才能,這是由過去與它對奕的棋手的本領來決定的。要造出一部優秀的奕棋機,最好的方法也許就是讓它同下棋手段變化多端的奕棋能手對奕。另一方面,一部設計得很好的機器可以因為沒有慎重選擇敵手之故而遭到或多或少的損壞。一匹馬也會被騎壞的,如果讓拙劣的騎手會糟蹋它的話。
申農先生曾經提出幾個理由,說明他的研究為什麼比起僅僅設計一種只能使博奕者減到興趣的玩意地具有更加重要的意義。在這些理由之中,他指出了這樣一點:這種機器可以成為製造用來估計種種軍事情勢並決定其中任一特殊階段的最優行動的機器的前身。沒有人認為他講得不夠認真嚴肅。馮?諾意曼和摩根斯坦(Morgenstern)的名著《博奕論》曾經給世人以深刻的印象,在華盛頓,這種印象也不淺。當申農先生講到軍事技術的發展時,他不是談論一項荒誕無稽的空想,而是探討一樁迫近眉睫而又極端危險的事變。
我們可以夢想有那麼一天,政府管理機器(machine a gouverner)可以補充——不論是行善還是作惡——目前我們的九*九*藏*書腦子在參預一般政治機構時所表現出來的那種明顯的不適應性。
機器也會象人那樣利用標準的以守為攻和關於絕招的學識去走那種以守為攻的棋並使出可能的絕招來的。一部比較完善的機器會在紙帶上把過去下過的每一盤棋都紀錄下來,並且會對我們所已經確定下來的種種走棋過程作出補充,而這些走棋過程則是機器研究過去所有的棋局而後找到的某種訣竅的。簡單地說,這是依靠機器的學習能力。雖然我們現在已經知道:會學習的機器是能夠製造出來的,但是,製造和使用這些機器的技術仍然很不完善。按照學習原則來設計奕棋機器的時機還沒有成熟,雖然需時也許不長。
用他自己的話說,「我們已經把除負反饋外的種種特性都考慮進去了,負反饋使機器對宇宙具有一種探究的態度和道德的態度就象它具有一種純向性的態度一樣」。關於行為模式發生這種變化的可能性,我已經在本書關於學習的一章中討論到了,這個討論和瓦爾特的機器直接有關,雖然我現在還不知道他確實是用什麼工具來取得這種行為類型的。
P.杜巴勒籲請科學家注意世界上的軍事和政治方面的日益增長的機械化,其情況就跟一部巨大的按照控制論原理進行工作的超人般的機器一樣。為了避免這種機械化所帶來的多方面的(外在的和內在的)危險,他之強調需要人類學家和哲學家是十分正確的。
還有比這些情況甚至變化得更加迅速的情況。在1948年的選舉中,蓋洛普民意測驗所發生的情況看來就是一個極好的例子。這一切,不僅使得種種預測因素受到影響的複雜性增大,它也許還使得人事狀況的機械操作根本破產。就我們所能作出的判斷而言,這裏只有兩個條件可以保證人事問題取得數學意義上的穩定性。這兩個條件是:一方面,廣大的博奕者是十分愚蠢無知的,他們受到一位精明的博奕者的愚弄,而他甚至還可以計劃出麻痹群眾意識的方法來;或者,另一方面,有足夠的善意允許某人為了穩定全局起見而把自己的決定提供給一位或為數無多的幾位在全局中具有任意特權的博奕者作為參考。這是一門艱苦的課程,其中都是冷冰冰的數學,但它可以對我們這個世紀的冒險事業——彷徨於人情世事變幻莫測和可怕的大海獸的到來之間——指點迷津。和這種情況比較起來,霍布士《利維坦》只不過是一個有趣的笑話而已。今天,我們去創建一個龐大的「世界國家」是冒著風險的,在這樣的國家中,能使群眾統計地得到幸福的唯一可能條件恐怕就是存心蓄意作出粗暴不公之舉了:對於每個頭腦清楚的人講來,這是一個比地獄還要壞的世界。對於目前正在創建控制論的人們而言,給他們的技術幹部增加上述的思想也許不無好處,這些技術幹部現在已經從所有各門科學的地平線上出現了,其中有些是嚴肅的人類學家,也許還有一位對世界問題表現出某種好奇心的哲學家。
在過去兩年中,麻省理工學院由於種種原因使得聽覺手套的製造工作很難得到開展,雖然製造的可能性還是存在的。這其間,理論的研究導致了儀器的改善,能夠做到讓盲人通過錯綜複雜的街道和建築物,雖然儀器的細節還沒有設計好。這項研究主要是C.M.維特策(Clifford M.Witcher)博士的工作,他本人就是先天盲,但他在光學、電工學和其他為這項工作所必需的領域中就是一位卓越的權威和專家。
由是在我們面前展開了最魅人的遠景之一,這就是人類事務的理性的管理,特別是那些有關社會利益而且看來具有某種統計規律性的事務的理性的管理,譬如說,社會輿論發展的現象就是具有統計規律性的。難道人們不能想象有這樣一部機器,它能夠搜集這種類型或那種類型的信息,例如,關於生產的信息、市場的信息,然後把它作為人的平常心理作用,作為某些在確定場合下可以測量到的量的作用;從而來確定何者是事態的最可幾的發展嗎?難道人們不能進一步設想有這樣一部國家機器,它在地球上許多國家共同組成的政體的控制之下,或者在這個行星的人類政府這種顯然簡單得多的政體的控制之下,統轄著一切政治裁決制度嗎?目前並沒有什麼東西阻礙我們去作這樣的思考。
粗略的估計表明:可見言語這種工具所用的原理有可能轉用到觸覺上面,而這,我們決定,應當就是我們儀器的基礎。
通過除聽覺器官外的其他感官,例如觸覺器官來解釋言語的問題,可以從語言的觀點作出如下的解釋。如前所述,我們可以在外界和接受信息的主體之間大體區分出三個語言階段和兩個中介過程。第一階段是聲學符號階段,從物理上說就是空氣振動的階段;第二階段又稱語音學階段,就是在內耳與神經系統的有關部分中所發生的種種現象;第三階段又稱語義學階段,此時聲學符號轉變為關於意義的經驗。
對於聾子,一、三兩階段還是存在的,但第二階段付缺。然而,完全可以設想,第二階段可以繞過聽覺器官而用其他器官來代替,例如,用觸覺器官來代替。這時,第一階段向新的第二階段的過渡不是通過我們天生的物理-神經儀器來完成的,而是通過一個人工的,即人所製造的系統來完成。新的第二階段向第三階段的過渡,不是我們所能直接檢查到的,它代表形成習慣和反應的新系統,例如,我們學習駕駛汽車時所養成的那些習慣和反應。我們所設計的儀器的現狀是這樣的:第一階段和新的第二階段之間的過渡已經完至能夠控制了,雖然還有若干技術困難有待于克服。我們正在研究著學習過程,即研究第二階段向第三階段的過渡;按照我們的意見,這些研究極有成功的希望。到目前為止,我們所能證明的最好結果是:在使用由12個單字所組成的學習語彙時,80次隨機重複的過程中只有6次錯誤。
我們把言語中的有用信息和無用信息作出區分,也就是把耳朵接受言語的最大編碼能力和通過耳朵與腦所組成的各個相繼階段的級聯網的最大編碼能力作出區分。前一種能力只和言語通過空氣和通過象電話之類的中介工具的傳遞有關,電話只是模仿耳朵,而不是模仿人腦中任何用來理解言語的器官的。後者涉及空氣-電話-耳朵-腦這整個複合系統的輸送能力。當然,可以有音調變化的細微差別無法通過我們講話時所使用的整個窄頻帶的傳送系統,而要估價這些細微差別所帶來的信息損耗量則是一樁難於做到的事情,但這個損耗量看來是不大的。這就是自動語音合成器所依據的觀念。過去的工程學對信息九_九_藏_書的估價是有缺點的,他們忽視了從空氣到腦這根鏈條的最後環節。
為了彌補感官的缺陷,我們必須把整個言語過程看成一個構成單位。當我們考慮聾啞人的言語時,這一點的重要性是馬上可以觀察出來的。對於大多數聾啞人講來,讀唇術的訓練既不是不可能的又不是極端困難的,所以聾啞人之接受他人發出的言語信號可以達到極其精通的地步。另一方面,除了極少數的例外,最良好和最新式的訓練方法所得到的結果是:雖然絕大多數的聾啞人都能學會使用口唇發音,但他們所發的都是奇怪的刺耳的音調,這是一種高度無效的發送消息的形式。
當我說到機器對社會的危險並非來自機器自身,而是來自使用機器的人時,我的確得強調一下S.巴特勒的預見。在《愛理翁》中,他認為,機器只有被人用來作為自己的附屬器官時才能征服人類,否則,它就無所作為。但雖然如此,我們還是不宜把巴特勒的這個預見看得過分認真,因為事實上在他的那個時代,他和他周圍的任何人都無法理解自動機行為的真正性質,而他所講的話,與其說是科學方面的評論,勿寧說是言詞方面的尖銳誇張。
在我們的工作中,我們總是記住某些事實。如前所述,其中的第一個事實是:聽覺不僅僅是一個通訊器官,而且是一個其主要用途在於承擔和他人建立交往的通訊器官。
最簡單的障礙類型就是在尋求目的物的過程中所發生的振蕩,這種振蕩僅當該過程是主動地激發起來時才會發生。這種現象同人的所謂目的震顫(intention tremor)現象頗為近似,例如,當患者用手去取一杯水時,他的手會擺動得愈來愈厲害,以致他拿不到杯子。
我在上一章中專門討論了某些控制機器對於工業和社會的影響,這些機器在代替人的勞動上已經開始顯示出種種重要的可能性了。但是,還有許多問題和下述的自動機有關:它們和我們的工廠體系沒有任何關係,它們或是用來說明和揭示一般通訊機制的種種可能性,或是為了半醫療的目的供作某些不幸患者所喪失了的或衰老了的生理機能之補充或代替物。我們下面將要討論的第一類機器就是為了理論目的而設計的,它是我在若干年前和我的同事A.羅森勃呂特(Rosenblueth)、J.畢格羅(Bigelow)兩位博士合寫在一篇論文上的早期工作的實例說明。在這項工作中,我們猜想,隨意活動的機構是反饋性質的,據此,我們在人的隨意活動中尋求反饋機構在負載過度的情況下所表現出來的發生障礙的特徵。
它又是一個作用於我們方面的某些通訊活動即言語活動的器官。聽覺的其他用途也是重要的,例如,接受自然界的聲音和欣賞音樂,但它們並沒有重要到這樣的地步:如果一個人除用言語參加人與人之間的日常通訊外,他的聽覺不作其他用途時,那我們就得非要把他看成是社會上的聾子不可。換言之,聽覺具有如下的性質:除了用作同他人交談的通訊工具外,如果我們的聽覺的全部其他用途都被剝奪掉的話,那我們還是會由於這種最低限度的缺陷而減到不方便的。
自從我們不幸發現了原子彈以來,我們的報紙一直在大事渲染美國人「懂得如何做」。
讓我們記住:猴掌型的和瓶裝妖魔型的博奕機都是存在的。任何一部為了制訂決策的目的而製造出來的機器要是不具有學習能力的話,那它就會是一部思想完全僵化的機器。如果我們讓這樣的機器來決定我們的行動,那我們就該倒霉了,除非,我們預先研究過它的活動規律,充分了解到它的所作所為都是按照我們所能接受的原則來貫徹的;另一方面,瓶裝妖魔型的機器雖然能夠學習,能夠在學習的基礎上作出決策,但它無論如何也不會遵照我們的意圖去作出我們應該作出的或是我們可以接受的決策的。不了解這一點而把自己責任推卸給機器的人,不論該機器能夠學習與否,都意味著他把自己的責任交給天風,任其吹逝,然後發現,它騎在旋風的背上又回到了自己的身邊。
數學能夠表明,在這兩種震顫的場合中,反饋都是過頭了。現在,當我們研究在巴金森症候群中具有重要意義的那種反饋時,我們弄清楚了,就姿勢反饋所調節的那部分器官的運動而言,調節主要運動的隨意反饋和姿勢反饋的方向相反。因此,目的的存在就有阻止姿勢反饋過分加強的趨勢,並且可以使它完全避免發生振蕩。這些事情,我們在理論上已經知道得很清楚了,但是,直到最近之前,我們還沒有決心去造出一個關於它們的活動狀況的模型來。然而,我們是愈來愈希望去製造出一部能夠證明它是按照我們的理論來工作的機器的。
這種機器過於粗糙,過於不完善了,它不足以表現人類合目的的獨立行為的千分之一。
貝爾電話實驗室的C.申農先生曾經提出一種機器,其原理和我所思考過的能算兩步棋的機器的原理相同,但他作了相當多的改進。首先,他的關於走兩步后的最後棋勢的估算方法就包括了棋局的控制、棋子之間的相互防護等等因素的估計在內,也包括了棋子的數量、將軍和將死。然後,如果在走完兩步后,由於將軍或者由於一個重要的棋子被吃掉或者由於「兩頭將」而使棋局顯得不穩定時,機器棋手就會自動地再動一子或兩子,直到棋局獲得穩定為止。這樣做會使整盤棋延長多少時間,每走一步棋會超過規定時間多少,我不知道;雖然我是不相信我們能夠遵循這個方向走得很遠而不會在我們現有速度下遇到時間問題的困難的。
換句話說,作為科學家,我們一定要知道人的本性是什麼,一定要知道安排給人的種種目的是什麼,甚至當我們一定得去使用象軍人或政治家之類的知識時,我們也得做到這一點;我們一定得知道為什麼我們要去控制人。
我們在開始從事這項工作后,很快就發現了貝爾電話實驗室的研究人員也考慮到了用觸覺接受聲音的可能性,並且已經把它列入他們的專利申請書中。他們十分好意地告訴我們,他們還沒有對它做過任何實驗,並且讓我們隨意進行我們的研究。於是,我們把這項儀器的設計和製造工作交給L.拉芬奈(Leon Lavine)先生,他是電子學實驗室的一位工程師。我們預見到,要使我們的器械具有實際的用途,就有必要進行許多工作,其中訓練使用這個儀器的問題將居於主要地位,在這上面,我們取得了我校心理萊A.巴弗拉斯(Alexander Bavelas)博士的幫助,他出了許多主意。
到目前為止,我們討論過的機器都是一般公眾所read.99csw.com關心的機器,要末它們具有理論科學中直接與人有關的特點,要未它們肯定是有益於殘廢者的輔助工具。現在,我們再來討論一類具有某些極為不祥的可能性的機器。十分奇怪的是,這類機器包括了自動象棋機在內。
我們講過,在估計信息量的問題上,曾經做過的最有成績的工作就是貝爾電話實驗室關於自動語音合成器的工作。這項工作可以用來說明:如果把人語作適當的劃分,使其不超過五個頻帶,如果這些頻帶經過檢波使得被覺知的只是它們的外形式外貌,再把這些外形或外貌用來調製它們頻率範圍內的完全任意的聲音;又如果這些聲音最後都迭加起來,那麼人們還是可以辨識出原來的言語是一種言語,甚至可以辨識出它是某人的言語。然而,這時可能輸送的有用的或無用的信息量已經減縮到不及原來可能提出的信息的十分之一或百分之一了。
不過,它的真正危險卻是完全另一回事,那就是,這類機器雖然自身不會興風作浪,但可以被某人或某一伙人所利用,以之來增強他們對其餘人類的控制;或者是,某些政治領導人不是企圖藉助機器自身來控制人民,而是企圖通過政治技術來控制人民,這種政治技術對人的可能性顯得如此之狹隘,如此之漠不關心,就好象它們事實上是用機器制訂出來的一樣。機器的最大弱點——正是這個弱點使我們遠不至於被它統治住的——就是它還計算不出表徵人事變化幅度甚大的幾率性。用機器來統治人類就預先假定了社會已經處在熵增加的最後階段,其中幾率性可以略而不計,各個個體之間的統計偏差等於零。幸而,我們現在還沒有達到這樣一種狀態。
自從本書初版發行以來,通訊理論方面的其他工作者已經製造出了一些新的專門儀器,據此闡明了通訊理論的若干基本原理。我在前面某一章中已經講到阿希貝博士的穩態機和瓦爾特博士在某些方面的頗為類似的機器。這裏讓我再談談瓦爾特博士早期發明的幾種機器,它們和我的「飛蛾」或「臭蟲」頗為類似,但它們是為了不同的目的而製造出來的。就這些向光機器而言,每一元件都有光,所以它能刺|激其他元件。因此,一系列元件同時動作就表現為若干群體和相互反應,如果動物心理學家發現這些元件不是裝在鋼和銅之中,而是裝在血肉之中的話,那他們大多數會把這種現象解釋作社會行為的。這是一門新的關於機械行為的科學的開端,雖然它的全面展開則有待于未來。
若干時候以前,維斯納教授曾經告訴我,他對製造一種工具以輔助全聾的可能性感到興趣,他想聽聽我對這個問題的意見。我說了我的意見,結果說明,我們的看法大都相同。我們都知悉貝爾電話實驗室關於可見言語(visible speech)所曾做過的工作,以及該工作同早先關於自動語音合成器(Vocoder)的工作的關係。我們已經知道,自動語音合成器的工作給了我們一種比以前任何方法都要優越的度量信息量的方法,這是傳輸言語可懂度所必需的。但是,我們覺得可見言語有兩個缺點,那就是,它似乎不易製成手提式的,同時,它對視覺的要求太高了,而視覺對於聾子比我們一般人更為重要。
這個儀器究竟趨向光線較強的半邊或是避開它,要著橋的輸出的方向而定。但無論是哪一種情況,它都自動地使自身趨於平衡。因此,這是一種取決於光源的反饋,即光行進到光電管,再從光電管行進到舵控制系統,儀器就是通過這個系統最後來調節自己的運動方向並改變光的入射角的。
我們可以非常容易地給正常人模擬出這種情況來,這隻要我們給他一個電話通訊系統來跟別人交談,讓這部電話機不把他的言語傳送到他自己耳朵中來就行了。要製造這樣一種其傳聲器不起作用的傳送系統是非常容易的,實際上,電話公司已經研究過它們了,這些系統之所以棄置不用,只是因為它們引起了極大的混亂感,特別是不知道自己的聲音究竟有多少送入線路的那種混亂感。使用這類系統的人們總是大喊大叫地把自己的嗓門提高到頂點,唯恐線路的他端聽不到他們發出的聲音。
現在的快速計算機可以改裝得象奕棋機那樣地來工作,但如果我們決心要機器下棋,也可以去製造一部更好的機器,雖然它的造價可能很貴。這些現代計算機的速度是足夠快的,它們能夠在每走一著棋的規定時間之內估算出後面兩著棋的各種可能性。棋步組合的數目大體是按幾何級數增加的。因此,計算出兩步內的一切可能性和計算出三步內的一切可能性區別極大。要在任何合理的時間之內計算出一盤棋,譬如說一盤要走五十步的棋,那是機器辦不到的事。然而,對於活得足夠長的生物說來,如馮?諾意曼所指出的,這是可能辦到的,而雙方都下得盡善盡美的棋局,不言而喻的結論,或是白子常勝,或是黑子常勝,或是,最可能的情況,經常下成平局。
困難在於這個事實:對於聾啞人說來,談話活動已經分裂成兩個完全分離的部分。
以上就是我們所需的儀器的基本思想,即通過電學方法把聲音振動轉移給觸覺來接受可以理解的言語。我們早已充分了解到了,大量詞彙的模式彼此是十分不同的,而它們在許多講話人之中又是十分一致的,所以用不著太多的言語訓練就可以認清它們。從這一點出發,研究的主要方嚮應當是比較全面地去訓練聾啞人辨識聲音和再生聲音。從技術觀點看來,擺在我們面前的就是儀器輕便與否以及降低其能量需求而不損害其基本性能等問題,這些問題迄今還處在討論階段。我不想在那些有生理缺陷痛苦的人和他們的親屬中間散布虛無飄渺的希望,特別是不成熟的希望,但我認為這樣講是有把握的:製成的前景決不是沒有希望的。
我講過,現代人,特別是現代美國人,儘管他可以有很多「懂得如何做」的知識,但他的「懂得做什麼」的知識卻是極少的。他樂意接受高度敏捷的機器決策,而不想較多地追問一下它們背後的動機和原理為何。他這樣做,遲早是要把他自己置身於w.W.賈可布斯(Jacobs)的《猴掌》(The Monkey』s Paw )一書中那位父親的地位上的,這位為父者企望得到一百金鎊,結果只是在他家門口碰到他兒子工作的那家公司的代理人,給他一百金鎊作為他兒子在廠里因公死去的撫卹金。或者,他還可以象《一千零一夜》中阿拉伯漁翁在那隻裝有憤怒妖魔的瓶子上揭開所羅門的封印時所做的那樣地做去。
P.杜巴勒的國家管理機器並不因為它有自動控制人類的任何危險而令人感到恐怖。