(本文来自《直觉泵》第二十四章,是阿绽的第39篇读书笔记。)

接下来,我们将进入第三部分,关于计算机的思考工具。在这部分,丹尼尔·丹尼特通过大量的计算机知识,用四个章节的时间,详细阐述了和计算机有关的直觉泵。

在计算机或是人工智能方面,阿绽都属于初学者,很多知识都是现学现用,所以在做笔记的时候自然有不准确的时候,我力求只知识阐述简单、准确,这就是接下来这四章我的主要目标。

但也正是因为这样,阿绽认为可以比学熟悉的东西时更专注,学到的也会更多。我很期待接下来的章节,希望你也如此。接下来就让我们一起开启第24章的学习吧。

超个体--部分之和大于总体

蚂蚁是我们生活中最常见的昆虫之一,大大的屁股小小的腰,这种身材多少女孩子做梦都想要。一只蚂蚁东爬西爬,看起来碌碌无为,可是任谁都知道,蚂蚁是一种勤劳的动物,也是动物界的大力士,它能够举起超过自身体重400倍的东西。

蚂蚁和蜜蜂一样,一个蚁窝里只有一个蚁后。蚁后是专门负责产卵的,寿命可达5、6年之久,雄蚁专门负责和蚁后JP。工蚁,就是我们看见整天到处晃的那种,负责搬家、筑巢、寻找食物和照顾幼虫等。雄蚁和工蚁的寿命都是一年。这种组织分工明确的团体确保了蚂蚁组织内正常有序的生活,也确保了下一代延续的稳定。

蚂蚁的巢穴堪称自然界的一大奇观,我们以白蚁的巢穴为例。

每一个蚁穴都堪称一个蚂蚁王国,每个蚁穴都是由一个主巢和多个副巢组成。主巢相当于首都,蚁王、蚁后都住在主巢,顶部是拱形或者抛物线形,底部为水平的,十分宽大舒适。副巢相当于一些城市,巢穴之间有蚁路相连,道路十分发达,甚至让人叹为观止。一个蚁穴能够延最多伸到3.6米的宽度,巢穴中可以容纳9000到10000只蚂蚁居住,庞大非凡。

由此可见,蚂蚁族群是一个“超个体”,它们分工明确,组合在一起的能量大于部分之和。在我们生活中还有一种常见的类似蚂蚁的东西,那就是砖头。

你别看一块小小的砖头,四四方方的,一块砖只可以拿来砸东西或者压住在风中纷飞的塑料布,但当他们组合起来的时候,就不只是一堆砖那么简单。它可以成为形状各异的房子、大厦、道路、防护墙,就连在外太空也能看见它们的身影--长城。

因此,砖头和蚂蚁一样,都是部分之和大于整体的“超个体”。我们生活常见的“超个体”还有钟表,这里有一首儿歌为证:

有粗细,分长短,三根表针怎么看?

秒针快,分针慢,时间挪动看不见。

时间是多么神奇而神秘的东西啊,可是在这首儿歌里,我们看到的就算只有秒针、分针而已。不论是蚂蚁、砖头还是时钟,他们都有一个共同点,那就是智慧,它们都是一个超级个体。

因此我们可以认定,所谓的“超个体”就是部分之和大于整体的组织,但是秘密就藏于结构中,而非组成结构的元素。

大脑就是一个“超个体”,如果不懂,我们用计算机原理为你演绎

人类的大脑也是一个“超个体”,乍眼一看,大脑不过是神经元之和而已,可事实上大脑的复杂程度和宇宙不相上下。

你知道吗?我们对宇宙的了解非常有限,宇宙可以这样划分:我们了解的宇宙和不了解的宇宙,而我们了解的宇宙只有5%,还有95%的宇宙是我们所不了解,其中包括68%暗能量和27%的暗物质。并且,在我们所了解5%的宇宙中,仍旧有许多未解之谜,大脑也是其中之一。

暗物质是一种有质量但是不可见的引力,用于拉住高速自传的星系,使其不会飞出去,它是一种看不见的大质量的团块,和星系绑在一起,看不见也摸不着,因此很难研究。我们现在就生活在暗物质当中。其余未知。

暗能量也是一种力,来自空的空间的能量,它正在使宇宙不断膨胀。科学家已经证实,侏罗纪时期的恐龙看到的月亮,比我们现在看到的月亮要大得多,不只是因为恐龙比人类高大,更是因为那时的宇宙更紧致,星系之间距离更近。其余未知。

而我们对于大脑的探索,正随着人类的努力正在逐渐揭开神秘面纱,虽然不能窥其全貌,也不至于像暗物质和暗能量那般无知无解。

但是大脑又和其他东西不同,它精密而神奇,一旦将神经元组合成一个大脑,它的能量就是一个超级指数的增长。我们没有办法直接揭开有关大脑的秘密,但正是因为人类的大脑,我们想到了用逆向工程的方法,通过了解计算机工作原理,来找到大脑和计算机之间的共通之处,用以作为我们了解大脑的桥梁。

这样做的意义是让我们可以通过使用“上帝视角”,在更好的维度来理解我们所处的世界,从而反向确立自己定位、职责和使命。

逆向工程法和概念验证有着异曲同工之妙,概念验证是一个工程学术语,指的是要设计出一个非常精致、非常复杂的小玩意儿,可以先解决一个“玩具问题”,即在一个很简单的小东西上,让它严格按照简化的工作原理运行。而逆向工程类似概念验证,它的要旨就是探究一个复杂的系统,分析它能做什么,是怎么做到的。

结合二者,我们通过了解计算机的工作原理,对大脑进行演绎推理,以达到我们想要了解大脑秘密的愿望。

最简单的计算机--寄存器机

(接下来开启抓狂节奏,有懂行的欢迎来打脸啊。一本正经胡说八道中······)

在说寄存器机之前,我们先谈谈图灵机很有必要,要知道,图灵机可以算得上的现代计算机的老祖宗,因此接下来我们先谈谈图灵机。

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好,说完了图灵机,我们开始说寄存器机。

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嗯,现在我们知道了寄存器机属于最简单的计算机,是在1957年,由中国数学逻辑学家王浩发明的,所有更高级的计算机都是在寄存器机上面增长了速度和壮大了技能的变形体。

“寄存器机是最理想化、假想出的计算机,它是由有限的数量的寄存器和一个处理单元构成的。”

寄存器是计算机的中央处理器内的组成部分,它是一种储存单元,具有累加效果。丹尼特把它比喻为一个大盒子,用来储存豆子代表的数字,这个盒子里的豆子可以进行任意的加减,如果没有了,不可以跟其他盒子借,只有跳转到其他盒子继续执行加减程序。

一台计算机中有多个寄存器,也就是说计算机中有很多个这种盒子,主要用来暂存指令、数字和地址,也可以用来读写数据到周边设备,说人话就是具有复制功能。

王浩发明的的寄存器机只有三个基本功能:将自己关闭或停止,跳转到下一个盒子;增量,即加豆子;减量,即减豆子。在减量中值得注意的是,如果盒子里已经没有豆子了,不能是负数,也不能问其他盒子借,这时候就要将自己停止,跳转到下一个盒子去。

不要觉得这很简单,房子不也是从一块砖开始的吗?事实上,这部寄存器机可以做计算机能做的所有运算,只是时间长得离谱而已。

另外要注意的是,盒子里的豆子都代表数字,也就是说所有的运算、符号都是由数字代替,比如加减乘除分别用0123代替的话,520就是5x2,502就是5+2,其余以此类推。指令和地址也是用数字代替,因此我们常看见开机后出现一长串一长串的数字就是各种指令和地址。

计算机的这7个秘密,你应该知道

好了,对于寄存器机我们已经有了初步的了解,寄存器机作为最简单的计算机,我们可以从中了解到以下7个关于计算机的秘密:

1. 发挥能力,无需理解力。

也就是寄存器机发出的指令都是明确的数字,机器不需要理解这些数字背后有深意意图,他要做的就是发送和接收而已,也就是说,发送信息和接受信息的双方都对指令的定义理解100%一致。

2. 寄存器中的数字代表什么,取决于我们所编写的是什么样的程序。

换句话说,这些数字没有意义,是编写者赋予它们意义。

3. 寄存器中的数字可以表示任何事物。

在寄存器中,数字可以表示加减乘除,也可以表示圆点直线,还可以用来作画,因此,数字是一个变量,也是一个常数,它可以是任何事物的基本组成。

4. 既然数字可以表示任何事物,那么它一定可以表示一条指令和一个地址。

为啥特意指出指令和地址?因为重要啊。

5. 所有可行的程序都能用一个单独的数字指代,都可以被看做是一串指令。

这就跟咱们现在列的这些要点一样,在当下的语境中,单一数字都可以用来代表一长串意思,因为在这里,作为编写者的我赋予它们意义,我就是当下语境里的上帝。

6. 图灵机是现代计算机之父,自图灵机后,所有计算机的改善都在于提高运算速度。

这就跟照相机一样,我们称原始的相机为“傻瓜相机”,现在的不论是单反也好、数字相机也好,都是在傻瓜相机的基础上提高了像素和增加了存储量而已。

7. 就这样,没有更多的秘密了。

总的说来,计算机就是一个以数字运算为中心的运输、储存系统,数字在计算机里既是王,也是平民,它是计算机世界的能量来源。

我们的大脑功能和计算机类似,但是二者有着本质的区别,计算机是人类造出来的,人类能够完全掌控它,人类的大自然造出来的,人类对自身有着天然的认知障碍。

幸而通过计算机的工作模式,我们可以对人类大脑的工作模式管中窥豹,能够让我们打开大脑认知的半扇门,虽然只是大脑认知的一小步,但却是人类认识自己的一大步,对我们来说意义非凡。

我们能得到什么启发?

从我们一开始谈到的蚂蚁、砖头,再到后面的计算机,它们和我们的大脑都有着相似的特点,那就是他们都是一个部分之和大于总体的“超个体”。

在这些“超个体”中,我们可以看出,它们在特定的语境、环境下,会产生巨大的能量,这些能量甚至比他们所有加起来都要更多。于是我们不禁要思考,到底这种巨大的能量来自何处?

你没想错,对,系统,就是系统。我们提到的这些“超个体”,它们都在自己所处的系统里发挥这能量,蚂蚁对整个蚂蚁族群系统,砖头对整个建筑系统,数字对整个计算机系统,神经元对整个大脑系统,所有的这些“超个体”都和“系统”二字密不可分。

接下来我们就来了解系统这种神奇的东西。

一、系统是什么?

“系统论”和“还原论”是两种相互对立又相互补充的思考方式。

“还原论”的核心在于将一切事物进行更细致的拆解和还原,就能够通过研究更小的组成部分而推到整体属性。

“系统论”的核心在于系统中的每个组成部分相互关联和影响,整体将拥有独立组成部分没有的功能,了解系统的全貌才能完善思想。

因此,整个世界就是五十或简单或复杂的系统集合体。系统有三个明显的特征,即适应力、自组织和层次性。

适应力指的是系统需要不断调整自己,查漏补缺,让自己一直处于变化中,正所谓“问渠那得清如许,为有源头活水来”,就是适应力的强力佐证。

自组织,指的是组成系统的元素和整个系统都需要不断学习进化,并且要扩宽自己的格局,让自己在不利生存的环境下也有能力存活下来,完成整个系统留存的目标。

层次性,元素和元素之间会组成不同的分层,而分层和分层之间各有各的任务,就像我们提到的蚂蚁一样,蚁后负责生产后代,雄蚁(蚁王)负责帮助蚁后完成生产任务,工蚁负责采集、搬运、筑巢、哺育后代等任务,道路上车辆各行其道才能保证畅通,系统中也是一样。

二、培养系统思维等于扩展生命带宽,好,很好,非常好。

1. 系统思维让我们摆脱线性思维,多维度看事情更清晰。

我们的世界并非线性的,但是我们的思维很容易走线性道路,线性思维很容易让我们碰壁,也就是看事情只看到一面,因而就会多了一些危险、少了一份清明。

为什么人们那么推崇上帝视角,就是因为上帝视角能够让我们多维度关注事件本身,避免单维的线性思考。在这一点上,我们可以学习《第3种选择》一书中的思想,凡事不要轻易判断是或不是、对或不对,要想想有没有第三种解决方案,如果有,眼前的困局也就迎刃而解了。

比如天冷了,我要给孩子加衣裳,我问他加不加,他当然不愿意加,因为那样太累赘了。但是我换第三种方式问他,是要加帅帅的卡其色风衣还是暖和的大红色狐狸图案的毛衣,他就会选狐狸图案的毛衣,因为他喜欢动物。这就是多维度思考的好处,它来自系统思考。

2. 划清边界,明确责任和义务,减少不必要的风险。

边界感是人们待人处事的必要能力,如果把控不好,很有可能给自己带来灾祸。比如说同事之间各自有分工,A提早完成工作,闲来无事就把B没完成的做了,并且还完成的不错。你以为B会感谢A吗?

绝大多数情况下不会,在B眼中,A这种行为就是跨过了他们之间的边界,跑到自己地盘抢功来了,就是为了证明他比自己优秀来了。

这时候,A和B之间的感情不会因为A的帮助而变得更深,反而会让他们之间产生裂痕,如果B 不是一个大度的人,很有可能在接下来的工作中给A使绊子。这就是A跨过边界的惩罚。

我们常用“做一天和尚撞一天钟”来比喻一个人得过且过,可是换个维度想,这未尝不是一种在边界内执行自己义务的典范。做和尚不撞钟,难道就等着开斋吗?根据峰终定律,一个和尚做得再好,他最后一天忘了撞钟的这个行为,也会成为别人口中的把柄和自己一生的遗憾。

在系统之中,有明确的权利和义务,边界明确,只需要准确执行就好了。

3. 调整有限理性。

通常人们基于理性从利益出发,但是这种理性基于的是有限的不完整的信息,结果并非最优。要想调整这种理性,做出最优策略,就需要跳出所在系统的阶层,站到一个更高的高度,鸟瞰整个系统。

因此,如果我们有了系统思维,不但自己能够得到提升,也能使整个组织系统能力达到最大化。

三、怎样培养系统思维?

1. 增强个人能力。

“千里之堤毁于蚁穴”,如果个人能力欠佳,那由它组成的系统就会产生薄弱环,这对一个系统来说是非常危险甚至是致命的。少年强则国强,就是这个道理。

那我们怎么增强个人能力呢?

A、通过学习和锻炼,增加自己的知识技能储备,提高个人竞争力。

B、通过训练自己深入思考的能力,让个体称为系统的缓冲地带和盔甲,必要时候帮助系统渡劫或者强化。

C、训练自己动态思考的能力,让自己从线性思考走向多维度的环形思考。

D、增强个人与人协作的能力,这一点至关重要。

除此之外,我们还需要增强系统能力。

A、协作能力,即系统中元素之间配合度的提升。

B、粘合能力,即元素和系统之间共生共荣的粘合度。

C、应变能力,即拥有高度的灵活性,面对突如其来的变化能够进退有度。

不论是计算机还是大脑,抑或砖头、蚂蚁,它们都在自己的系统中转动。它们带给人类的不仅是便利,更多的还有智慧。

我们要学会从他物身上找优点,学习新知识,也要看清自己身上的优点和优势,如此一来,我们就离揭开宇宙另外95%的秘密不远了。(但这是不可能的)

因而,我们应该相信一点:人类就是一个“超个体”,组合之和大于整体。

注:本文应用材料包括《你一定爱读的古怪科学》、《一想到还有95%的问题留给人类,我就放心了》、《系统之美》、《系统思考》、《第3种选择》。