firstlight

人工智能的发展再次遭遇寒冬，我在导师们的引导下开始关注视觉研究。此后，它将成为我一切学术旅程的主线，成为我世界的中心。

想象一下这样的情景：这个世界上不存在任何感觉，甚至都不能用“黑暗”一词来描述，因为与之对应的“光明”概念尚未被构想出来。在这个世界里，什么都看不到、听不到、感觉不到，而所谓的“活着”不过就是新陈代谢的过程。再进一步想象：这个世界的生物只有进食、繁殖等毫无感情的机械性本能，甚至没有最基本的自我意识，更不用说身份、群体或广阔世界等更加复杂的概念了。现在，进一步想象一下整个星球都是如此——这个星球充满了生物，但它们还没有意识到自己的存在。

这就是5.43亿年前地球生命的状态。当时，地球的大部分地区都被原始海洋所覆盖。相比现在充满感官刺激和智力活动的世界，5.43亿年前的生命形态极其原始，近乎抽象，用苏格拉底的话说，它们完全生活在一种“未经审视”的状态中。那个世界完全不被看到，海水深邃而本能粗浅。

我们的远古祖先形态简单，考虑到当时的环境，这也是很自然的事。它们居住的水下空间生物稀少，无须为了食物相互竞争。在三叶虫出现之前，生物捕获猎物主要靠运气，而猎物也采取了同样漫无目的的方式来躲避捕食者，双方均靠运气生存。只有当食物近在咫尺、无须付出任何主动努力时，生物才会进食。

然而，这种感官剥夺的影响是深远的。由于什么都看不到、听不到、摸不到，早期的生命形式没有任何可思考的对象。现代人类在日常生活中已经对外部世界的存在习以为常，而远古时期的生命体跟外界现实世界没有任何联系，根本接触不到刺激，因此完全没有大脑。大脑尽管很神秘，但本质上只是一种有机的信息处理系统。在一个没有感官输入的世界里，生物没有能力收集关于世界的信息，因此大脑完全没有存在的必要。

我们无法想象这样一个有机体的内部活动，但如此尝试却能带来启发。它让我们意识到，我们从不知道与外界没有感官联系是一种什么体验（即使还在子宫的时候，我们就已经能够感受到外部世界了），我们也不能简单地抛开意识，去想象无意识的状态是什么样子。毕竟，我们的思考不就是对外界直接刺激或间接刺激的反应吗？即便是最抽象的思考（甚至是像心算等瞬间思维），也是建立在推理的基础上的。而我们的推理能力则源于多年在实体空间中生活的经验。无论我们的大脑多么复杂，其中的思维活动最终都可以追溯到来自其边界之外的刺激。

接着，整个地球在极短时间内发生了翻天覆地的变化。这一时期至今仍让进化生物学家们感到困惑：生命体的复杂性呈现出爆发式增长，进化速度达到了令人难以置信的水平，估计是后来所有时代的四倍。随之而来的是前所未有的竞争氛围。这是一场争夺主导地位的持久战。随着生存挑战的加剧，每一代生物都被迫逐渐进化和适应。为了应对这个敌意倍增的世界，生物的身体变得坚硬起来，它们用防御性的坚韧外骨骼保护身体的软组织，也演化出了牙齿、下颚和爪子等攻击性器官。

这就是我们现在所说的“寒武纪生命大爆发”时期。在这一时期，生物进化秩序经历了一次大洗牌。虽然寒武纪生命大爆发是地球生命历史上的关键篇章，甚至可以说是最重要的篇章，但其确切原因至今还没有定论。有人认为是由气候突变引发的，也有人推测是由于海洋酸度发生了巨变。动物学家安德鲁·帕克（andrewparker）的观点与众不同，尽管许多生物学家对其持怀疑态度，但他的假设却深深影响了我对人工智能的看法。帕克认为，与其说带来改变的是一种外部力量，不如说是一种内部力量。他认为，引发寒武纪生命大爆发的导火线是一种能力的出现：光敏感性，这也是现代眼睛形成的基础。

对光的感知迅速发展，其核心在于一类被称为“视蛋白”的蛋白质。这种蛋白质具有独特的性质，比如在吸收光子时会改变形状（本质上是对光的物理反应），并连接成一种叫作“离子通道”的链条，将这种反应转化为生物电信号，传输到身体的其他部位。

尽管早期的视觉发展非常简单（至少相对于今天无比复杂的眼球来说是简单的），但它们为进化提供了立足点，带来了感知能力的迅速提升。接下来是在感光区周围形成一个浅浅的凹陷，不仅可以辨别附近光源的亮度，还可以辨别光源的方向。经过进一步的进化迭代，这个凹陷变得越来越深、越来越窄，最终演化成了类似针孔相机的光圈形式。

早在公元前400年，中国古代思想家墨子就首次在其著作中描述了“小孔成像”。后来，亚里士多德也独立观察到这一现象。小孔成像简单利用了暗箱效应这一自然现象，光线通过箱子侧面的小孔，将外部世界的清晰图像投射到箱子内部。光圈大大增加了光敏感性，将视觉体验从对光线的简单感知扩展到了对整个场景的认识。

最后，随着晶状体的出现，现代视觉的器官基础就此形成。晶状体增加了进入眼球的光线量和清晰度。关于晶状体究竟是如何形成的，至今仍存在很多猜测。许多假设都认为，晶状体最初与视觉无关，纯粹是一个保护结构。无论确切的起源如何，晶状体在进化记录中反复出现，在所有生物门类中独立演化。晶状体很快进化成为一个精致的透明表面，能够在不同世代中灵活地适应各种光学特性，从而急剧加速了眼睛的进化。光敏感性的出现是地球生命史上的一个转折点。

仅仅通过让光线进入体内（无论光线多么昏暗、多么模糊不清），远古生物就第一次认识到，在它们自身之外还存在着某种事物。更紧迫的是，它们意识到自己需要努力求生，而面对的结果不止一种。它们开始感觉到，周围的环境无比严酷，威胁与机会并存，对资源的竞争日益激烈，而它们的行为决定了自己是捕食者还是被食者。

对光的感知打响了进化军备竞赛的第一枪。在这场军备竞赛中，哪怕是拥有最微小的优势（即使是稍微提升深度或略微改善敏锐度），都是幸运的，因为这样的生物及其后代可以在不断寻找食物、栖息地和配偶的竞争中处于领先地位。微弱的竞争优势是进化压力的游乐场，通过一次又一次的突变和快速迭代，对生态系统产生了近乎即时的影响。

当然，大多数变异都是无用的，有些甚至是有害的。但是，即使是微不足道的优势，也能引发巨大的变化，在一连串的动荡中颠覆自然秩序，然后在新的基线上稳固下来，并很快在此基础上建立起更强大的能力。随着一代又一代的生物登上历史舞台，进化过程也在不断加速，在短短的1000万年时间里（帕克诙谐地称之为进化史上的“眨眼之间”），地球上的生命涅槃重生。

感官意识和行动能力之间的关系在调节竞争局面上起着重要作用。即使是最早期的视觉形式，也能让生物获得关于周围环境的零星信息。这些信息不仅能指导生物的行为，还能以前所未有的即时性，驱使生物采取各种行为。有了视觉，饥饿的捕食者越来越能够确定食物的位置。它们不再被动地等待食物的到来，而是主动出击，追逐食物。反过来，在面对捕食者时，生物也会利用自身的模糊意识做出躲避反应。

很快，生物创新的闪光绽放成为集体之舞，随着不断丰富的生命分类进入一个新的时代，力量的平衡来回摇摆。今天，化石记录揭示了这一狂热时期自然选择的成果；有证据表明，仅仅是三叶虫的进化就在寒武纪末期达到顶峰，有数万个物种分布在10个目中。

与此同时，触觉的出现使进化变得更为复杂，很快就与不断发展的视觉形成了互补与平衡。与早期的光敏感性一样，新生的神经末梢也遍布原始生物的体表，传递触觉信号。

这些神经细胞不断生长并相互连接，形成了所谓的“神经网络”。这种分散的网络是中枢神经系统的前身，而中枢神经系统最终将成为更高级生命形式的特征。神经网络是一种生物电系统，原理简单，但功能强大。神经网络将对运动功能和感觉功能的控制融合到同一个反应机制中，这种机制适合执行“应对身体攻击”和“觅食”等基本任务。在进化过程中，神经网络虽然原始，却是与竞争日益激烈的外部世界保持同步的权宜之计，即使今天也依然存在，尤其是在水生生物中，例如某些种类的水母。

但是，仅仅将眼睛、神经末梢和四肢连接起来是不够的，尤其是因为随着眼球不断进化，看到的世界越发广阔、细致，同时，四肢也发展出了新的自由度和更强的关节。要在复杂的环境中有效行动，需要的不仅仅是条件反射，这就带来了另一个适应性挑战，促使生物体在“所见所感”和“如何反应”之间发展出日益复杂的中间环节。

随着感官所提供的信息深度和数量不断增加，生物体处理信息的工具也面临着增长的压力，类似我们需要更多更加复杂的计算设备来管理现代世界中的海量数据。为了处理五花八门的信息，神经系统不断发展，最终形成一个集中枢纽，其中的组成部分被越来越密集地压缩到一个器官里。我们把这个器官称为大脑。

因此，大脑并不是内部某种神秘的智力火花的产物，而是对外部世界的反应。愈加清晰和纷杂的外部世界影像，通过感官到达生物体内部，感知周围环境的能力促使我们发展出了整合、分析并最终理解这种感知的机制。视觉就是感知系统最为活跃的组成部分。

随着第一批新觉醒的生物踏上陆地，进化大戏再起高潮。这些生物随着海浪的翻涌被冲到岸上，发现了一个陌生的世界。在这个世界中，移动的基本原理变得陌生，需要一个全新的模式。例如，运动不再是毫不费力、可以朝着任何方向进行的动作，而是被限制在平面上，并受到重力和摩擦力等物理力的制约。

在另一方面，生物的视线范围得到了极大的扩展。在海洋表面，大气层毫无遮挡，与幽闭黑暗的深海形成了鲜明对比。世界不再是模糊的流体，而是一幅宏伟开阔的景象，从海岸线的边缘到山峰，甚至更远的地方，都变得明亮而清晰。视野从几英寸扩展到了几英里，这对早期陆地生物的思维提出了相应扩展的挑战。

环境的变化对“计划”这一概念产生了尤其深远的影响，因为现在的行动可以在更大的范围内展开，同时还要应对更多的不确定性。随着视野广度和深度的扩大，大脑不得不以更强大的智能来适应环境，逐渐融入了对因果关系、时间流逝，甚至对操纵环境本身的影响的认识。这不仅为强大的捕食者和灵活的被食者创造了条件，也为真正的智能、为现代人类的出现奠定了基础。

数亿年后，我们很难不被这个进化转折点所创造的世界所震撼。几千年的文明进程见证了人类的发展，从灵长类动物到游牧部落，从农业社区到工业化城市，再到现在的科技和信息处理超级王国。

这一惊人进程的本质是我们与世界的感官联系，即便到了现在也是如此。尽管科技为我们提供了巨大的帮助（从我们口袋里的移动设备到地球轨道上的卫星），我们依然依赖与日常现实的联系来应对生活中的种种任务。

与此相对，远古时期的化石记录已经开始影响我们自己的文化记录。从预示着新交流形式黎明的洞穴壁画，到文艺复兴时期迸发的创造力洪流，再到今天的摄影、电影、电视，甚至电子游戏世界，艺术发展史有力印证了视觉的首要地位，也让我们看到，几个世纪以来，我们辨别视觉细微差异的能力越来越强了。

在卡拉瓦乔的明暗对照画法与维米尔和左恩的柔和阴影之间的强烈对比中，我们可以看到视觉理解的齿轮在转动。我们可以超越现实主义，从凡·高和卡洛的风格化肖像中提炼出日常生活的意象。我们甚至可以从现代主义画家奥基弗以及抽象表现主义画家马瑟韦尔和罗思柯相对晦涩的作品中感受到它的存在。无论是现实主义还是概念主义，无论是感性主义还是政治主义，艺术都利用了这几亿年来来之不易的进化结果，享受着创作的纯粹乐趣，通过个人的眼睛，也就是个人的感受来诠释这个世界。

“飞飞，当一名大学毕业生的感觉如何？你马上就毕业了。”琼收拾完桌上的餐盘，一边切着放在台面上冷却的布朗尼蛋糕，一边问道。

大概在四年前，我第一次到萨贝拉家做客，也是我记忆中第一次吃美国的甜食。我尝了一口，不禁面露惊喜。我的反应让琼非常开心，所以每次我来做客，她都会专门烤这种蛋糕，这已经成了一种惯例。其实蛋糕粉是商店买的现成的，但这并不重要。在我看来，她的布朗尼蛋糕就是最好吃的。

“挺兴奋的。但我没想到下一步这么难选。”

“你有没有再考虑过我们之前说的那些选择呢？读研？找工作？或者先出去玩一圈？”萨贝拉先生问道。

“再给她一点儿考虑的时间吧，鲍勃！”琼笑着端上我们的甜点。

“没关系的。其实我一直也在想这些事。”

那是1999年，我在普林斯顿大学的学习生涯即将结束，再次面临科学抱负与现实生活之间的抉择。读研的诱惑与开启职业生涯的压力让我左右为难。这次是一个真正的两难困境：当时网络经济正在蓬勃发展，盛况空前，拥有数学头脑和名校学位的人成了金融界热切追捧的对象，甚至像我这样学物理的，也受到了华尔街的大力招揽。包括高盛和美林在内的众多知名企业向我抛出了橄榄枝（可以想象，这些公司的名字都刻在庄严的大理石板上）。他们提供了一切：福利、晋升机会、令人艳羡的起薪，当然还有真正的医疗保险。他们承诺免除我们的债务，结束干洗店的劳累，在母亲的健康状况日益恶化的情况下为我的家庭提供保障。而对我的唯一要求就是放弃科学。

在自己斟酌了大半个星期之后，我终于在干洗店的片刻闲暇中向母亲提起了这件事。我们各自坐在平常的位置上：她在缝纫机前，嘴里夹着两根别针，一脸专注地检查着手中的衣物；而我则在她旁边，扮演裁缝助手的角色，正在给一条她准备加长的裤子拆线。

“妈妈，我在考虑几个选择。我面试了几家‘公司’，中文是叫‘公司’吧？就是华尔街巨头。我必须得承认，他们给的条件很诱人。”

“华尔街巨头？”

我意识到，她并不熟悉这些美国文化术语。

“就是股票、交易什么的。搞投资的。当然，还有很多东西要学，不过如果我真的下定决心，我觉得还是能学会的。”

“嗯。”她平淡地回答，“这是你想要的吗？”

“我的意思是……光是薪水就足以改变我们的生活了，而且——”

“飞飞，这是你想要的吗？”

“你知道我想要什么，妈妈。我想成为一名科学家。”