人工智能的模糊边界和自动装置的古代渊源

江晓原    上海交通大学讲席教授
522 继电器和限位行程开关

20 世纪 70 年代初,我初中毕业进了上海一家著名纺织厂当电工。在纺织厂这样的“女儿国”中,电工近于“无冕之王”。当时谚曰:紧车工,慢钳工,吊儿郎当小电工。我们电工吊儿郎当踱进车间时,通常感觉颇为良好。为什么我们可以吊儿郎当?因为我们有技术,所以就有资格吊儿郎当。

那时,如果一条生产线需要某种程度的自动化,我们电工可以用电线连接若干个522继电器和限位行程开关(虽已过了半个世纪,这两种设备目前仍在广泛销售),组成一个自动控制网络,让生产线达到自动化——这就是技术。这种自动化功能,如今肯定只要一片很初级的小芯片就可以完成了(可能仍会需要若干限位行程开关作为伺服机构的一部分),而且肯定会被称为“人工智能”,至多加上“初级”二字稍作限定。

但是,如果用芯片完成自动化是人工智能,那么我们当年用522继电器和限位行程开关完成的自动化,有什么理由不被认为也是人工智能?

进而言之,初级人工智能和自动化之间的界限在哪里?事实上,在许多情况下,“人工智能+伺服机构”运行后的外在表现,就是自动装置。

那么,已有700-2000年历史的钟表,是不是一种自动装置?如果我们认可钟表是一种自动装置,那是不是意味着钟表就是“人工智能+伺服机构”?

估计有人已经打算拍案而起或嗤之以鼻了:你这不是胡说吗?

还真不是,请注意本文的大标题。我在这里讲的故事从来都是非虚构的,每个细节不是有事实依据(比如 522 继电器),就是有文本依据(比如下文)。

被新教扼杀的中世纪自动机械热潮?

人工智能和机器人都是极富现代感的话头,要追溯它们的古代渊源,必须照顾到读者的心理承受能力,所以我打算由近及远来追溯。我们追溯的第一个时间段是中世纪晚期至文艺复兴时期,大致在公元13~15世纪。

那时,欧洲各地的天主教大教堂有一种非常时髦的风尚——将《圣经》中的著名故事用自动机械装置搬演出来。

比如英国英格兰肯特郡的博克斯利修道院有一具带有耶稣塑像机械装置的“神圣十字架”,吸引着大批朝圣者前往参观。这个机械耶稣塑像会弯腰或起身,会摆动双手,会点头,会用手指向参观者,甚至还能呈现不同的面部表情。

自动机械也被用来表现恶魔,它们会向访客冲过来,发出吼叫……目的就是让访客受到惊吓。这类装置将现代人想象中庄严肃穆的大教堂搞得有点像现代的游乐场。还有一些自动机械装置更为复杂壮观。15世纪后期出现了演示“圣母升天”的宏大机械装置,比如图卢兹每年都要举行这样的表演:“圣母直入云霄,小天使环绕四周,最后消失在天堂。”

这一时期,自动报时的机械时钟在欧洲非常普遍。这些机械时钟往往在自动报时的形式上翻出很多花样,例如各种木偶人物出来敲钟打铃、天使吹响号角之类。直到今天,布拉格仍有一个这样的景点吸引游客,每到整点时游客会聚集在街角等着看小偶人出来报时并搬演故事,我也曾未能免俗地在现场看过,不过当时自然并未联想到人工智能。这类自动机械装置还被用来搬演人物更多的《圣经》故事,比如“受胎告知”“三王来拜”等。

大教堂里的自动机械风尚,很快扩展到世俗的贵族生活中。里斯金(J. Riskin)在《永不停歇的时钟》(The Restless Clock)一书中收集的大量材料表明,“这种自动装置也出现在非宗教场所:市政厅、市钟楼,以及高贵典雅的庄园里。早期的现代工程师喜欢将政治人物和宗教人员机械化”。而贵族庄园里的自动机械装置,“往往是教堂钟表的迷你版,而且是由同一个设计师设计而成”。

不过,按照里斯金的看法,欧洲各地天主教堂这一段百花齐放欣欣向荣的“早期人工智能”热潮,却在宗教改革运动中被新教残酷扼杀了。因为新教认为人类生活的物质世界和宗教精神世界之间,应该有“一套新的区别”,而教堂的自动机械则模糊了这两个世界之间的界限。于是随着宗教改革运动的兴起,拆毁教堂的自动机械装置又成为新浪潮。这一波“反人工智能”的宗教浪潮,活生生阻断了通向现代人工智能的道路约300年。

从《建筑十书》到《列子·汤问》

里斯金认为新教扼杀早期“人工智能”的看法能否成立,其实不无疑问。但这里我们要做的事情,是将自动机械装置的传统再上溯1000~1500年,到达公元前后几个世纪的世界。

格林尼治皇家天文台台长利平科特(K. Lippincott)和 艾柯(U. Eco)合著的《时间的故事》(The Story of Time)一书中,描绘了这样的历史图景:“公元前 3 世纪起,地中海各地就已经将传动机械用于制造提供天文信息的时计。这些通常由水力驱动的天空模拟器,显示历法日期,表明星辰相对于地平圈的位置,指示月相,且提供昼夜相对时长的信息。然而随着罗马帝国的崩溃,拉丁西方丧失了大部分这类技术。”

按照这样的历史图景,罗马帝国时代的自动机械传统达到了怎样的水准呢?留下来的史料显然不会像公元13~15 世纪欧洲天主教堂的自动机械装置那样丰富,但也已经可以让我们获得足够的推断依据。

例如,《时间的故事》中引用了古罗马维特鲁威(Vitruvius)《建筑十书》(Ten Books on Architecture)中的一幅插图,反映的是当时亚历山大里亚一具“齿轮水漏”(由水力驱动的钟表装置)。如果考虑到这幅插图出现在《建筑十书》公元 1567 年的威尼斯印刷本中,是后人所绘,尽管引用者认为它“成功地把握了维特鲁威的描述”,我们仍不敢轻信的话,那我们可以直接回到《建筑十书》的文本中寻找依据。

在通常认为成书于公元前 32—22 年的《建筑十书》中,第九卷记载了一些由水力驱动的自动钟表,有的水钟“把时刻刻划在圆柱或方柱上,人像从下面升起,在一日之间用小手杖指示这些时刻”。关于上面提到的亚历山大里亚的水钟,维特鲁威表示,它远非独一无二:“有许多机械……显示出由于水压和压缩空气而起着模仿自然的作用。例如借由水的运动而做成的黑色水鸟、自动行走装置、饮水偶像或相同的自动偶像以及其他以娱乐为目的的东西。”看来罗马帝国时代的自动机械装置,和十几个世纪之后欧洲大教堂中的类似装置相比也并不逊色。

罗马帝国自动机械传统的发端是公元前 3 世纪,如果再稍稍上溯两百年,就到了墨翟的时代(公元前478—392 年),那是中国的战国早期。相传墨翟“费时三年,以木制木鸢,飞升天空”,就是用木材制作了一具可以飞上天空的鸟形自动机械装置。

如果墨翟木鸢的故事,不仅能为《秦时明月》这样的动漫作品提供灵感,也能纳入科学史研究的视野,那么另一个更为迷人的传说又有什么理由不纳入呢?《列子·汤问》中记载:周穆王在远方遇见一个名叫偃师的人(在今天他就是设计制造机器人的工程师),偃师所造的机器人与真人无异,非但能歌善舞,甚至还和周穆王的妃嫔们眉来眼去调情。

考虑到《列子》的成书年代,很有可能还在《建筑十书》之后,《汤问》篇中的偃师造人故事,我们也许不宜信为周穆王时之事,但它有没有可能是和《建筑十书》同一时代的某些真实事件的传说呢?

作者简介:江晓原,上海交通大学讲席教授,博士生导师,科学史与科学文化研究院院长。任上海交通大学人文学院首任院长、中国科学技术史学会副理事长。1982年毕业于南京大学天文系天体物理专业,1988年毕业于中国科学院,中国第一个天文学史专业博士。1994年中国科学院破格晋升为教授。1999年春调入上海交通大学,创建中国第一个科学史系。

本文经授权节选自《科学外史IV》
作者: 江晓原
出版社: 中信出版社