正文 第十一章 男孩和他的計算機

1986年夏天的一個清晨,在馬薩諸塞州坎布里奇,創辦電子計算機公司的30歲科學家丹尼爾·希利斯正倒在椅子里,犯愁地凝視著一面空白的電視熒屏。他在鍵盤上輸入了一些指令,屏面上顯示出像一塊投鏢板的黑白線條圖像。當希利斯按動按鍵時,設在大廳一間房間里的一個黑色光滑得像玻璃的5英尺高的立方體——希利斯設計的名為連接計算機——斷斷續續地出現大量狂亂閃亮的小紅光,形成無法辨別的圖像。

這種明顯的隨機性,也許就是計算機的未來。他說:「昨晚我們有個突破。這個計算機確實學到了,是它自己學會的,我從未告訴它是對還是錯。」

希利斯和一個同事花了整個晚上編製連接機程序,把已經輸人的有些變形的黑白線條圖像加以分解清理。這是人們能做得很出色的被稱為是視覺適應的原始範例。希利斯說:「如果我悄悄地給你戴上一副古怪的眼鏡,使你視覺變形,你能學會正常地看東西。」但是大多數計算機不像人,它們不能從經驗中學習。

那晚那個連接機是個例外。它收到一個變形圖像之後,會顯示它認為真正的圖像是什麼樣子。希利斯從未告訴過它,它工作得多麼出色。它與國際象棋計算機不同,國際象棋計算機不會後一盤棋比前一盤棋下得更好,除非程序編製員對程序加以改進,而連接機每次都有改進。經過幾百次試驗之後,它把圖像顯示得相當正確。

經過3分鐘或500次試驗之後,它完全糾正了變形。

對希利斯來說,這一突破並不是說連接機能做到視覺適應——雖然這種技術可能對解釋模糊的照片有用,甚至可以想像對清理雜亂的密碼電文也很有用,而是說它已經學會做這件事。如果它能學會做此事,無疑它也能學會做其他事。希利斯認為,假如人工智慧模擬有一日不再是個夢想,這可太重要了。

連接機是新近出現的一種最引人注目的計算機,帶有一個並行處理機,它正開始改變計算機科學。傳統計算機,即使是功率大的,也只靠單獨的處理機進行計算。連接機則根本不同;它利用65,536個小處理機,或叫做微型電腦的總體功率,一起工作,解決一個問題。

並行處理機僅僅是一個帶有一個以上處理器的計算機,其基本原理較簡單:2個頭比1個強,那麼,如果2個頭比1個強,為什麼不用4個,或16個,甚至是65,536個頭呢?從理論上說,增加的頭,或處理器,加速計算機的轉速,使它不僅能解決有關視覺和言語理解的人工智慧模擬的問題,而且也能解決物理學家、工程師和軍事策劃家每日都面臨的許多數學難題。

在某種程度上,伯利納的國際象棋計算機是個並行處理機,它有64個晶元,每一晶元對應於棋盤上的一個方格。不過這些晶元只能求出象棋的步法數值,而希利斯的處理機的靈活性足以處理各種計算問題。

並行處理的概念聽起來簡單,但要把這種想法變成硅,就有難以克服的障礙。帶有多少處理器才是最理想的呢?每一個處理器該有多靈巧呢?處理器應該如何連接起來,才能有效地聯絡和一起工作?

還有個困難就是如何編製程序或指示處理機解決某個具體問題。有些問題就像湯姆·索耶油漆圍籬的工作,很容易看清楚可以分配給幾個工人去做。其他工作則更像馬克·吐溫的《哈克貝利·費恩歷險記》,看不出吐溫能從別的作家的幫助下得到什麼益處。

連接機是對付這些困難的一種方法。 1986年8月,電子計算機公司向第一個商業顧客佩金-艾爾摩公司交付了一部按比例縮小的帶有16,384個處理器的連接機,價值100萬美元。這部連接機安裝在維吉尼亞州奧克登MRJ公司的佩金·艾爾摩智囊機構。這家公司承包美國國家航空和航天管理局和國防部的工程。MRJ公司職員湯姆·克雷說:「在使用這部機器幾周以後,我們解決了一個重要的軍事問題。」假設你知道敵人雷達的位置和你要達到的目標,你應該選擇哪條航路,才能把被敵人發現的機會減到最低程度?克雷說:「這個問題經常出現,如同我們轟炸利比亞時那樣。」這雖然是件普通的事,但數字分析卻是大量的,而且總體解決辦法是難以捉摸的。

希利斯的電子計算機公司於1983年5月成立。那時,有些公司從事研製人工智慧模擬機,人們喜歡稱它為智能計算機。那些公司在研製專家系統,模擬人類專家們某一特定活動,例如決定走哪一步棋、買什麼證券、或在什麼地方勘探石油。專家系統仍在流行,儘管新聞媒介和華爾街大肆宣傳人工智慧機,最好的專家系統只不過是愚蠢的學者;例如一個國際象棋計算機,除了下棋之外,不能做其他事。

成立電子計算機公司的長遠目標不是研製專家系統,而是希利斯所說的業餘系統,是一種有普通思考能力的計算機。正如該公司漂亮的宣傳手冊所說:「總有一天我們會製造出一種能思維的電子計算機,它將是一台具有真正智能的機器。它既能聽又能說,是一台令我們驕傲的計算機。」如果這種誇張僅僅是公司要努力獲得的東西,它可能還沒有開始這項工作,但是作為達到其理想目標的手段,電子計算機公司有它製造第一部大規模並行處理機的短期目標。

即使這個目標非常宏大,但希利斯至少有如何實現它的主意。此外,那些對智能模擬曾經持懷疑態度的人,對並行處理的可能性也有興趣。電子計算機公司的30多歲的女總裁雪利爾·漢德拉認為,為了達到這些目標,最好的辦法是集中一些超級科學家,組成一個顧問班子。漢德拉曾經協助首創了生物工程公司——遺傳學研究公司。今天,計算機公司的顧問有麻省理工學院教授、人工智慧的先驅之一,馬文·明斯基;諾貝爾獎獲得者物理學家理查德·費因曼,他曾執行過總統委派的調查「挑戰者」號事故的任務;原麻省理工學院院長、前總統約翰·肯尼迪和林登·約翰遜的科學顧問捷隆姆·魏斯納;還有斯蒂芬·沃爾弗勒姆,他是一位曾在高等學術研究院工作過的青年物理學家,他15歲時發表過他第一篇科學論文。就連希利斯等人吃維希式胡蘿蔔湯、沙拉、葡萄乾蛋糕和巴甫洛娃佳肴的公司美食食堂的職工也都很聰明,其中一個廚房工人因獲得富布賴特獎學金而離開了公司。

隨著電子計算機公司不斷雲集一批學術精英,許多外界人士視之為一個有高度文化修養的智囊機構,對智能模擬充滿浪漫思想,卻缺乏製造打蛋機所需的那種簡易技能,更不用說是一種新穎的計算機了。然而,該公司得到哥倫比亞廣播公司創始人威廉·佩雷和其他投資者的1,600萬美元投資、國防部先進工程研究局的470萬美元投資後,只花兩年半時間就制出了連接計算機。

身高六英尺、目光炯炯的頑皮的希利斯,不像是開創計算機結構革命的人。他的辦公室距離他的母校麻省理工學院只有幾個街區,看上去不像是個高科技工作場所,卻很像是嬰兒圍欄。他的辦公桌旁有一堆日本機械玩具、一個像牛一般大的卡紙板恐龍和一件推進器式防濕衣,穿上這種衣服可以在水上行走。這種防濕衣可能不是他的得意之作;他上大學時曾用釣魚用具和許多修修補補的玩具,製成過一個巨大發滴答聲的機械玩具。他說,玩具和小機件能使他渾身放鬆,頭腦清醒。

希利斯說:「我要按照人腦的結構製造計算機,即使不夠精確。人腦不像傳統計算機只有一個處理機。它有很多東西——神經原——並行工作。那就是我把連接計算機設計成大規模並行工作的原因。」

希利斯並不是惟一給計算機增加處理器的人。可能有一些大學或公司正計畫製造其他上百種多頭計算機,這些機構主要是由企業提供小規模經費的科研單位。許多公司都宣稱它們在賣並行處理機,但工業分析家對誰能提供真正的東西還有不同意見。所謂真正的東西就是一組處理機必須能夠共同投入一項工作,而不是各自單獨地處理不同的工作。(真正的並行處理等於在家務中媽媽和爸爸一同做飯;但媽媽做飯的時候,爸爸卻在結算支票本,不管他做這事有多少用處,也是不行的。)國際商用電器公司是世界上最大的計算機公司,它也在花千百萬美元在此領域進行研究工作,並希望在1987年搞出兩個實驗性的計算機設計和試驗。可是,希利斯已成功地比其他人多連接好幾萬個處理器。

儘管在並行處理領域中存在一陣風的活動,其技術還處在萌芽狀態。然而,對於計算機科學廣泛一致的意見是,並行處理是將來的技術。1980年,日本宣布了其第五代計算機規劃,國家10年投入10億美元製造一種新型計算機,能容易地與人交談和與環境相互作用。日本人說,這項工作的中心就是並行處理。美國政府和工業界對此做出了警惕的反應。美國國防部先進工程研究局是在蘇聯人造地球衛星發射成功後成立的,以確保美國在尖端技術領域永不落後。美國公布了其計算機戰略,即第五代計算機規劃。作為這項規劃的開始部分,美國國防部先進工程研

上一章目錄+書簽下一頁