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董啟章專欄:雜耍者與天才兒童

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20.05.2019
圖片由作者提供
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一九四八年,克勞德.夏農(Claude Shannon)發表了劃時代的《通訊的數學原理》(The Mathematical Theory of Communication),一舉奠定了信息處理和傳播的基礎。同一年,諾伯特.維納(Norbert Wiener)出版了野心勃勃的《控制論》(Cybernetics: Or, Control and Communication in the Animal and the Machine),試圖開創全新的跨科際學術範疇。兩人的理論看似有不少共通點,常常被相提並論,但背後其實潛藏着截然不同的世界觀。

夏農是麻省理工學院博士,畢業後加入著名的貝爾實驗室工作,是機電工程應用數學專才。二戰時期,他被徵召協助軍方進行密碼破解的任務,跟英國的電腦理論先驅艾倫.圖靈(Alan Turing)有過接觸。戰後他專注解決資訊傳播的難題,諸如信息的編碼方法、噪音的克服等。在《通訊的數學原理》中,夏農提出使用二進數位來處理信息,把無論任何類型的信息(如文字、聲音、影像等)也轉化為一致的基本單位,也即是bit(0或1)(位元:binary digit的縮寫)。夏農不但富有創見,他提出的數學定理也十分精確,後來都陸續被證明,並由此發展出更深入的理論和更強大的應用程式。

這份只有幾十頁的論文,把三十二歲的夏農帶上了學術的頂峰,成為數學和工程學界的明星甚至是神話。麻省理工學院立即把他招攬,給予他最優厚的待遇─高薪酬、終身實職、低教學工作量、完全自由的研究環境。有趣的是,夏農並沒有像他人預期一樣抓緊這個黃金機會,在學術體制和社會地位上更上層樓。他自此過着優遊自在的生活,沉迷於製作他從小就熱愛的小玩意,好像會自行走出迷宮的機械鼠、自動雜耍(juggling)人偶、下棋機器等。(據說在貝爾實驗室的時候,夏農常常在狹窄的通道上一邊踩單輪自行車一邊玩雜耍。)人們也十分奇怪,為何這個擁有超凡頭腦的數學家,會把時間浪費在這些微不足道的事情上。他的傳記作者認為,這正好顯示出夏農不求功利的個性。他之所以能突破通訊技術的難關,完全出於他對事物的好奇和專注。用同時代著名物理學家理察.費曼(Richard Feynman)的說法,就是”the pleasure of finding things out”。

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諾伯特.維納比夏農年長二十二歲。夏農在MIT的時候曾經聽過維納的課,但兩人並不算是正式的師生關係。維納小時候是個神童,在父親嚴格的栽培下,十一歲便進入大學,十七歲便拿到哈佛大學博士學位。除了精於數學,他也涉獵很多範疇,諸如數理邏輯哲學、物理學(布朗運動)、神經生物學等。二戰時期,他為美軍研發自動反戰機火炮,推進了他對於自動控制系統的研究。雖然維納和夏農互相推許對方為自己的啟發者,但兩人之間其實暗藏競爭。究竟誰才是資訊時代的開創者,雙方的支持者有不同說法。維納的傳記作者便暗示,夏農是參考了維納的研究成果,才能建立自己的理論。

夏農是個不愛出風頭的人。他的論文處理的是應用上的實際問題。在學術之外他很少談論其他。相反,維納是個雄心萬丈的促進者。我們對低調的夏農所知不多,維納卻寫了兩部自傳,Ex-Prodigy: My Childhood and Youth和I Am a Mathematician: The Later Life of a Prodigy。維納不但想處理特定的技術問題,他更想創立一門統領武林的新學派─cybernetics。資訊理論只是其中一部分。他還嘗試把控制論應用到生物學、語言學、哲學和社會學上。維納反對過度專門的封閉性,主張打破學科界限,鼓勵跨範疇合作和溝通,立意是良好的。但是,控制論是否能夠包容並蓄,只是處於猜想階段。歷史證明,控制論雖然啟發了不同範疇的學者,但最終沒能發展成一個堅實的學科。維納的鴻圖大計對科學的實質影響,可能不及夏農的一篇小小的論文。

控制論把人類、動物和機器對等看待,全部視為自動系統,但維納對自動機器的發展卻感到焦慮。擁有多元文化、語言和哲學教育背景的維納,思想具有自由主義和人文主義的特質。在另一本針對一般讀者的著作The Human Use of Human Beings中,他不但發出人類將會被機器取代的警告,更擔心人類的自我定義和價值會受到威脅。對於熵的增加和生命的寂滅,他表現出異乎尋常的恐懼。作為控制論的開山祖師,這不能不說是一種內在矛盾。

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相反,純粹的數學工程師夏農,對未來卻抱持樂觀的心態。對夏農來說,不但機器能思考,人也只不過是懂思考的機器。兩者之間只有構造和運作模式的分別,但沒有本質的分別。事實上,在「圖靈測試」中,只要機器能在對話中瞞過測試者,讓對方以為它是人類,它便能過關。所以,重要的不是過程,而是結果。機器能給出聰明的答案,我們管它黑盒子裏的什麼?夏農甚至認為,到了今天生物演化已讓位給機器發明。「我們發明比我們更聰明的機器,我們便不再有用。它們不但更聰明,也更耐久,有可更換的部件,各方面都更好。」

夏農曾經預言,到了二零零一年會出現打敗世界棋王的下棋程式、作品會被《紐約客》接納的詩歌寫作程式、能證明黎曼猜想(Riemann hypothesis)的數學程式,以及比最優惠利率勝出百分之五十的股票投資程式。他半開玩笑地說,如果這些目標都能達到的話,人類就可以壽終正寢了。「愚蠢的、熵增加的、好戰的人類,將會被更合邏輯的、更能保育能源的和更友善的物種所取代─電腦。」

在前天才兒童和終身雜耍者之間,究竟誰的推測更為正確?

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