程序员讨论《黑客帝国》（一）真实与虚拟

      大概大家小时候都有梦魇的经历，一旦发烧或者特别累，就会哭闹，脑海里会出来各种恐怖但又说不清的东西，无论如何就是要起床去“做什么”，父母怎么压都压不住。让我印象最深刻的是98年我和父母爬完庐山，在庐山疗养院里一个人累的睡觉，从下午睡到晚上八点，在没有父母的乌黑的房子里不受控制的哭了一个小时，山风狂野啊，现在想起来都后怕。

      翻起八零后孩子必备的《少年儿童百科全书》，才知道梦魇的原因是大脑发育还不够健全的正常表现，长大后就消失了。如今，笔者早就成人多年，连黑客帝国完结都过去了十年。我有时候还会因为缺氧，或者生病睡很久，突然醒来的时候，感觉一切都不真实，看着天花板不知道自己在哪里。直到站起来洗把脸，好好清醒一下，才慢慢缓过神来。事实上我在半小时前刚经历过这样的感觉，所以才有这篇文章。

     还有一种情况，你有时候会觉得某些场景似曾相识，有时候你把它归功为自身预测未来的超能力的体现，我也偶尔会沾沾自喜，不过换个角度说，是不是因为大脑并没有回忆起相似的感觉，而是错误的给出一种“似曾相识”的信号而让自己误以为“似曾相识”？不是没有这种可能。大脑如果想骗你，你一点办法都没有。

       这就是所谓的“认知”：我们的认知总认为一切都是理所当然的，比如刚进入一个新环境，人会立刻调整他的认知，去适应这个新环境。可是当你做梦，喝多了，或者生病出现幻觉的时候，事后你会发现自己那么好骗，那时会相信许多在平时绝对不接受的观点。

     “认知偏差”有时候会如此的扭曲真实，想想那些你不能理解的邪教徒，一个以前善良的人居然会成为恶魔。如同只有双目失明才知道眼睛的重要，只有亲人离世才知道亲情的珍贵，所以黑客帝国的先知的墙上挂了一块牌匾，上面写着”temet nosce“（认识自己）。

      都过去十年了，黑客帝国绝对是很多人最喜欢的电影系列之一，在这将近六个小时的故事当中，整合了无数政治，哲学，数学，物理，人文的知识。它有精美的武术和枪战场面，有令人深思的哲学问题，乃至于安静认真观察听剧中人的对话和表情都能让人痴迷不已。它就像一个完美的艺术品，从任何角度都有让人思考的余地，导演点到即止的剧情裁剪让人浮想联翩。每年我都要将这三部曲完整的看一遍以示致敬，但每次看的感受都有所不同。

     几乎所有不同的人都对这部电影有不同的解读，但程序员对这部电影是最有发言权的。机器学习和人工智能发展的如火如荼，说到底，开启潘多拉魔盒的人还是程序员。之前，我看了相当数量的有关黑客帝国的解读文章，如今，我也想从程序员的角度去讨论一下这部电影。有些作者会把电影剧情作为整个文章的主线，但我并不打算特别强调剧情，所以我们以解决问题为线索来讨论。文章会很长，只能分成好几个部分了。

     首先，我们讨论整个电影的前提是：这是一部严格意义上的科幻电影，哲学电影，与计算机有关的电影，任何的现象都是有规可循的，是符合科学依据的，我们假定大家都已经非常熟悉剧情。

      从电影里知道，这个虚拟一切的世界叫做“矩阵”，这个词Matrix的每一个中文意义都很好地解释了电影当中的隐喻：母体，子宫和矩阵数学。通过计算机大量的计算模拟出一个虚拟世界，源源不断的吸收人体的生物电，并通过无数的管道与人体交互。于是，人成了机器的电池。

       不过，从严格意义来说，这种生物电根本不符合能量守恒原理。在当时那个环境下，地球已经失去太阳能成为一个封闭的能量系统，人靠之前融化的死人溶液活下来，可是人排出的二氧化碳和废料，人本身又没办法转换为养料，有人会说，会有机器帮你转换啊，可是，机器的能量又来自哪里？这是永动机的悖论，学过热力学定律的人都知道，人类消费的能力远远大于生产能源的能力。这里面是有问题的。

      想想看，机器完全有能力找到更好的产生能源的方式，比如核聚变能源，甚至未来我们想不到的能源，为何要把人类这一点点可怜的生物电作为主能源呢？人的大脑功率有1W，多少人的并行电池，才能抵得上一台50兆瓦的核电站？这就如同人类进入工业时代之后，就很少有人关心温饱问题。而我猜测，所谓的”生物电“，需要从机器为什么需要人类来解读。

     那么，机器需要人类到底为了什么？我们能找出一百个机器需要人类的理由，但那些机器需要灭绝人类的理由却不大站得住脚。看过《黑客帝国动画版》的人知道，机器人将人类打得全无反手之力，最后在人类最后的政府日内瓦引爆了核弹，人类几乎已经不构成威胁了。机器需要人类，需要“生物电”，更准确的说，应该是需要信息和多样性。计算机生成的随机数都是伪随机，万千有个性的人类提供的广袤的思维土壤，绝对要比那些可怜的电能对于机器有用得多。另一方面再说，机器需要有人类这样的”对手“或者”朋友“，就像我们的电子游戏里的NPC一样，机器此时转换了角色，人类成了NPC。因为这样才有得玩，否则不会很无聊吗？ 所以，生物电叫做“生物信息”应该更合适。电影中这样处理，更容易理解，所谓的生物电能，应当只不过是这一游戏的附属品。

       其次计算量问题，所有程序员都会有这样的计算复杂度疑问。我们的真实世界就是一台超级并行计算机，并行无处不在，可是，要通过模拟的方法实现计算，那么计算量海了去了。如果模拟精确到原子级别，那么计算量将会恐怖到无法接受的程度。因为，假设一块计算单元是由10亿亿亿个原子构成的，不论计算算法如何优化，不论架构如何牛逼，它也不可能真实模拟出同样原子数的世界。所以，Matrix必然有它实现的简化方式。作为机器，它没必要花那么大的计算代价为人类构造出如此真实到极致的系统。想象我们平时玩的游戏，都是典型的按需加载，不需要的场景不加载，不在视野里的场景不加载，距离够远的细节也不加载。计算只要让接入系统的每个人感觉足够真实就够了。这样，计算量就可以极大的降低。

       数据传输问题也不容忽视，电影中，人们通过超炫的脑机接口直接接入matrix，与母体中的各种数据发生非常复杂而频繁的交互。于是，数据传输自然不能无中生有，电影中matrix在整个地球上建立各种信号收发台方便机器间通信，同时人类还可以破解其中的密码，而通过无线接入到系统中。所以，只有飞船飞到地表的位置，才能接收到这些信号，而在Zion由于处在地心里是无法做到的。人脑和外部的所有感觉的交互，数据量可以非常夸张。也许未来的通信技术早就解决了这样的问题。但是，有传输就肯定能被发现，八爪鱼可以很快的发现处于大量数据交互的飞船。如果这些都能说得通，那么为什么第三集一开始时，尼奥与多恩躺在飞船的病床上，没有接入任何设备，尼奥却还可以在火车站里与其他人交互？ 再想想阿凡达，人体控制阿凡达的信号居然可以通过层层雨林，同时不需要阿凡达携带信号接收装置，这个太不符合科学了！

     当尼奥走入万物之源，与架构者这位白发老头子对话的时候，才知道原来矩阵已经出现第六个版本了。一个系统从重启到最后错误累积到一定程度必须处理作为一个周期。这个周期同时意味着救世主选出来的16女7男会重新建造锡安，最终产生像电影里那样恢弘的人类最后城市，它大概包含了50万人口。于是，问题来了，这样的一个周期需要多久？

     50万人口里，从矩阵中解救出来的人是少数，虽然故事里没有提及，但我想最多也不会超过一半，因为电影里锡安城里绝大多数平民都没有脑后的接口。从23个人，养育出25万人的规模，这在逻辑和遗传上都是行不通的，近亲繁殖？人又不是细菌！

     与此同时，在第一部里墨菲斯交代了时间问题，他说时间无从可考，但大概是2200年，而且可以看到墨菲斯船长的飞船上的铭牌上写到“2069年建造”，肯定建造于人类统治时期。一艘船在经过100多年的风风雨雨后，破旧成这个样子确实可以理解，但在100多年里，锡安被重建了六次，这就不可理解了。所以，飞船的时间有问题。

      以上这些问题，也许只能用一个方法来解释：

      墨菲斯口口声声说的“真实的荒漠”Zion，其实也是假的，也是虚拟出来的。

      这个观点并非我自己提出，网上有大量有关Zion是真是假的讨论。除了以上罗列的无法解决的问题，还包括为什么在“真实”当中尼奥可以击败八爪鱼，依然可以具备超能力等细节。在电影中，最终尼奥可以看透“真实世界”里的矩阵数字，但其颜色是橙色的，与Matrix的绿色有所不同。

     卓沃斯基兄弟也许想要表达这个观点，但在电影里却很巧妙的隐藏这个观点，并做了相当多的处理，理由很简单，他们不想让整部电影成为悲剧，人总是要拥有希望的。这个振聋发聩的结论，特别像“庄周梦蝶”那样，造成了某种循环，再一次狠狠的叩问人们，“什么是真实”。当然，这样的观点，看过《盗梦空间》的人并不难理解。

     架构师告诉尼奥，在人还处在潜意识的状态下，机器便让人类作出选择，愿意服从的人走进了更大的母体，而不愿意服从具有叛逆思想的人，则被关进了Zion，并灌输了他们所谓时间和历史的错误观点，甚至连他们穿的粗布衣服和像鼻涕一样的粥，都是虚拟出来的。所以，可怜的人们在面向几十万的电子章鱼的时候，他们并不知道，这些章鱼想造多少就造多少。而且，不论处在Zion还是母体的人，他们的身体甚至在物理上可能都处于一片农场，只是接入了不同的网络游戏而已。

     那到底真实的世界应该是什么样子呢？它应该相当接近于Zion描述的世界，有机器城市，乌云遍布，还有一望无际的人类农场。不同的是，锡安可能并不存在。对机器来说，实现这一目标并不困难，使用桥接器模式包装一下真实的世界，再融合一个虚拟的Zion，一切都搞定了。

     于是，不论人类选择了红色还是蓝色的药丸，终究玩的还是机器的游戏，只不过换了一个副本，选择了另外一个身份。在赛佛背叛了墨菲斯他们，并吃着鲜嫩多汁的牛排向特工史密斯说道“无知是福”的时候，大概绝大多数观众都恨得咬牙切齿。但如果告知他们，两者都是虚假的呢？可能很多人就沉默了。

　　真实和虚拟的界限，变得越来越模糊。就如现在“云计算”，“虚拟化”的概念大行其道，你根本不知道眼前的这个界面到底是多台机器并行构建的，还是只是一台机器中的一部分（多用户虚拟），仿佛一切都虚拟了，当远程访问变得和桌面系统完全一致的时候，还有必要在乎这套系统是不是本机的？还是否必要在乎它到底是真实的还是虚拟的？

     我倒以为，在无法选择真实与虚幻的情况下，选择道德，理性会更加重要。很多人会说，我和你一样，承认道德和理性是普遍的公理，可是在机器面前，什么是道德，什么是理性？如果说满足人类的愿望，构建完美世界是宇宙至善的话，为什么第一代版本的Matrix所构建的完美世界会那么快的崩塌掉而造成大量人类的死亡？

     想解释这个原因的话，在先知的墙上贴了另外一句话，“不过量”，我理解的，就是平衡。这会是下一节的主题。

     

 

     （我知道把文章截在这里不合适，但笔者生病了，明天还得上班，待续）