作為一個(gè)喜歡歷史的工程師，我覺得人類的歷史，其實(shí)是一部人和機(jī)器共同進(jìn)步的歷史。人類和猴子的區(qū)別在于會(huì)不會(huì)使用工具，有了手中的骨片、石片這樣的工具，人類才開始被稱為人類;成百上千年過去，人類手中的工具從石器變成青銅器、鐵器、合金，再到如今的電器、未來大家暢想的智能機(jī)器人。一萬年前的猴子會(huì)想，“嗯，我把這個(gè)石片綁在木棒上，砍樹會(huì)快很多，這樣就能騰出時(shí)間去打獵了”。而一萬年后的谷歌工程師會(huì)想，“嗯，我把這個(gè)自動(dòng)駕駛汽車的智能寫好，坐車不用開了，這樣就能騰出時(shí)間去看書寫代碼了。” 因此不管工具怎么變化，“人使用工具提高生產(chǎn)力”這件事始終是人類進(jìn)化的第一目標(biāo)。

　　如果把我們手頭所有人造出來的物品，都看做是提高生產(chǎn)力的工具，那么縱觀人類的歷史，我們在用工具開發(fā)自然的同時(shí)，其實(shí)也是在把人和自然隔絕?，F(xiàn)在社會(huì)的人和五百年前，或者五千年前的人相比，對自然的了解肯定是差了很多。因?yàn)槲覀兊淖嫦蕊L(fēng)餐露宿，必須熟知天氣和周圍環(huán)境的特點(diǎn)才不會(huì)死掉;封建時(shí)代的人雖然形成了農(nóng)耕或者放牧的文明，但是食物和飲水的質(zhì)量常常還是要靠自然賜予，農(nóng)民掌握著豐富的自然知識(shí)以保證糧食的生產(chǎn)，就算不做苦工的王侯將相，也需要根據(jù)氣候和季節(jié)的特性安排國家大事;而現(xiàn)代文明社會(huì)中的人則可以整天坐在寫字樓里，使用各種工業(yè)化生產(chǎn)的工具制造、運(yùn)輸生命補(bǔ)給品，不用擔(dān)心食物和水是從什么地方生產(chǎn)出來的，任何時(shí)候都能吃到任何季節(jié)和地區(qū)生產(chǎn)的蔬果。我想用下面的圖片來表示這一變化：

　　我想用這個(gè)圖感性地表達(dá)，隨著工具和人類的一同進(jìn)步，人和自然的接觸(粉色和藍(lán)色的邊界)會(huì)越來越少。按照這個(gè)趨勢發(fā)展下去，未來的人類根本不會(huì)直接去接觸自然的風(fēng)、雨、陽光、植物和綠色動(dòng)物，而是全部通過機(jī)器和其六分儀怎么用他工具把自然的原材料加工成生活必需品。那個(gè)時(shí)候人類是怎樣一種生活狀態(tài)?是工具在服務(wù)我們，還是工具在撫養(yǎng)我們?黑客帝國里說的人類生活狀態(tài)，不就是這個(gè)樣子的嗎?我現(xiàn)在常常想，一地鐵上人都盯著手機(jī)一言不發(fā)的場景;大家到了什么地方都先找wifi的場景;幾個(gè)號(hào)稱工程師的人交談的時(shí)候沒人知道小麥和谷子有什么區(qū)別的場景……都在預(yù)示著這樣的未來。然而讓我稍稍寬慰一些的推斷是，正因?yàn)槿擞辛斯ぞ卟疟环Q為人，工具離開人也不會(huì)被稱為工具。就像在黑客帝國里說的那樣，機(jī)器統(tǒng)治世界以后，依然在費(fèi)勁心機(jī)地研究怎么能培養(yǎng)一個(gè)穩(wěn)定的人類精神社會(huì)，不然機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)也會(huì)出現(xiàn)問題。所以人類不會(huì)徹底滅亡，而是與機(jī)器繼續(xù)共生，雖然可能不是處在主宰的地位。但是因?yàn)槲覀兒蜋C(jī)器必須相生相伴，所以還是有很多談判的權(quán)力嘛，嘿嘿。

　　這種對社會(huì)發(fā)展的抽象和預(yù)測，其實(shí)不是我自己臆想出來的。在眾多的科幻小說、機(jī)器人學(xué)和人工智能學(xué)相關(guān)的書籍文章中，大家都多多少少表露了這個(gè)觀點(diǎn)的一部分。我只是做個(gè)總結(jié)。一旦接受了這種設(shè)定，感覺還挺科學(xué)的。在《文明5：超越地球》這款地球人殖民外星的策略游戲里，玩家可以選擇三種方式發(fā)展自己的文明并且達(dá)到勝利：

　　【和諧】和外星生命和諧相處，發(fā)展出共生的文明

　　【純正】保持地球人純正的血統(tǒng)，在外星也要保持和地球一樣的文明

　　【至高】和自己制造出來的機(jī)器共生，進(jìn)化成生命-機(jī)械混合體我每次都選擇第三種方式，因?yàn)橛X得放棄自己的人類形態(tài)、和機(jī)器共生，肯定是大勢所趨嘛。而且我可是一個(gè)機(jī)器人學(xué)家，我的工作就是推動(dòng)人類進(jìn)入這種狀態(tài)。一旦接受了這種設(shè)定，那么就有幾個(gè)問題要問了：

　　人和工具(或者說人和機(jī)器)從現(xiàn)在怎么變到未來那樣的狀態(tài)?

　　什么樣的工具可以說是把人類和自然徹底隔絕開了?

　　如何制造這樣的工具?雖然我們并不能一下制造出這樣的工具，但是根據(jù)上面對于社會(huì)發(fā)展的分析、人與自然關(guān)系的推理，這種工具有以下的特點(diǎn)：

　　可以代表人類與自然交互

　　必須與人類相生相伴

　　所以說回題主的問題，其實(shí)這種工具就是破銅爛鐵當(dāng)中運(yùn)行的人工智能，也就是機(jī)器人。一言以蔽之，一個(gè)能夠代表人類與自然交互、和人相生相伴的機(jī)器，肯定是需要具備相當(dāng)豐富的人和自然交互的知識(shí)，才能夠做好它的工作。這些“人和自然交互的知識(shí)”其實(shí)就是機(jī)器人學(xué)和人工智能領(lǐng)域大家談到的“perception”(感知環(huán)境)，“planning”(規(guī)劃推理)，以及“control”(運(yùn)動(dòng)控制)。機(jī)器人學(xué)家和人工智能學(xué)家干的事情，其實(shí)就是把人類對自然的知識(shí)變成數(shù)學(xué)工具和程序而已。

　　2011年我去麻省理工學(xué)院的CSAIL實(shí)驗(yàn)室參觀Daniela Rus的機(jī)器人研究組，赫然看到一堆機(jī)器人正在一些種植西紅柿的溫室里忙碌。編程的博士學(xué)生告訴我說，因?yàn)橐阕詣?dòng)種植機(jī)器人，六分儀怎么用他現(xiàn)在已經(jīng)很熟悉種西紅柿過程中的各種農(nóng)業(yè)知識(shí)了。我想，如果不是為了教機(jī)器人學(xué)會(huì)種西紅柿，現(xiàn)代文明社會(huì)中的大部分人根本不需要自己去研究怎么種西紅柿。而近年來大部分的機(jī)器人研究，比如疊毛巾、上樓梯、開車……無一不是在期望把人類對自然的知識(shí)變成穩(wěn)定跑在CPU上的程序。未來的很多年里，我們會(huì)見到越來越多的工程師和科學(xué)家為了讓機(jī)器人學(xué)會(huì)挖礦、檢修水管、產(chǎn)線生產(chǎn)等等技能，自己先去做一陣子礦工、水管工和工廠工人。如果不是為了研究機(jī)器人和人工智能，他們根本不需要自己去做這些工作。

　　那么具體一點(diǎn)來說，我們可以透過把人類對自然的知識(shí)變成數(shù)學(xué)工具和程序這個(gè)過程怎么更好地認(rèn)識(shí)人類自己呢。這個(gè)問題太大了，我只想挑一個(gè)比較小的點(diǎn)去說說我自己的見解。把人類對自然的知識(shí)變成數(shù)學(xué)工具和程序中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，也是過去幾十年中人工智能學(xué)界爭論不休的問題：常識(shí)知識(shí)的表達(dá)(common knowledge representation)。大部分讀者可能已經(jīng)很熟悉人工智能的歷史了，早期人們設(shè)計(jì)了邏輯系統(tǒng)和專家系統(tǒng)，不太有效;后來設(shè)計(jì)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，不太會(huì)用;再后來發(fā)現(xiàn)了機(jī)器學(xué)習(xí)這種統(tǒng)計(jì)學(xué)技術(shù)，回頭發(fā)現(xiàn)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一些特性，覺得哇神器啊，于是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)迅猛發(fā)展。

　　尤其是在物體和人臉識(shí)別的領(lǐng)域。識(shí)別物體和人臉就是一個(gè)幾十年來非常困難的“常識(shí)知識(shí)的表達(dá)”的問題。給定一張人臉的照片，怎么判斷是人臉?我們需要表達(dá)“一個(gè)物體是人臉”這樣一個(gè)對人來說輕而易舉，但是對機(jī)器來說非常困難的問題，就需要把是不是人臉這個(gè)問題量化出來，變成機(jī)器可以識(shí)別的數(shù)字。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)量化的機(jī)制，給定一張人臉的照片，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)會(huì)輸出這個(gè)照片里“物體是人臉”這件事情的概率，用一個(gè)確定的數(shù)值來表示。從一個(gè)照片變成一個(gè)數(shù)字，這其中付出了無數(shù)科學(xué)家和工程師的心血。相似的問題和解決方案出現(xiàn)在其他各個(gè)學(xué)科的方方面面，人類無時(shí)無刻不在給周圍的物體尋找量化的方式。長度、重量、距離……人類發(fā)明了各種工具去量化周圍的物體，以及人類自身：血壓不可直接測量，于是人類發(fā)明了工具把血壓轉(zhuǎn)換成血壓計(jì)的數(shù)值;人類的力量不可直接測量，于是人類發(fā)明了各種健身器材把人的力量轉(zhuǎn)換成器材的重物數(shù)值。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，雖然高大神奇，但是也只是一種量化的工具，量化一個(gè)物體是不是具有某種特定的屬性，更重要的是，把人類的感覺判斷的過程用一層層的數(shù)學(xué)模型量化出來。

　　這兩年機(jī)器人學(xué)的各種主要研究熱點(diǎn)，也都是量化環(huán)境的工具。為了準(zhǔn)確知道物體的姿態(tài)，我們發(fā)明了IMU、后來又發(fā)明了多傳感器融合系統(tǒng)。為了準(zhǔn)確知道機(jī)器人關(guān)節(jié)的角度，我們發(fā)明了碼盤、磁反饋傳感器等等不同的傳感器，這些機(jī)器人設(shè)備變成能夠輔助人的可穿戴設(shè)備之后，還要增加更多的傳感器。量化環(huán)境的傳感器的研究和制造，是一個(gè)歷久彌新的工業(yè)領(lǐng)域，也是人工智能和機(jī)器人學(xué)的主要研究熱點(diǎn)。借用我司技術(shù)扛把子大哥的說法：“最牛逼的工程師，都是在搞傳感器?！比祟惡苡幸馑?，人類智能的本身沒有量化的屬性，但是人類有對量化的渴求。人類身上的一切生物傳感器都只有“感覺”的反饋，而沒有數(shù)值的反饋。你不知道自己的腦電波有多強(qiáng)，不知道自己胳膊轉(zhuǎn)動(dòng)了多少度;但是你看到那些能夠量化你的設(shè)備(比如微軟的hololens和Google的Project Tango，可以記錄你在空間中的精確位置;比如各種外骨骼裝備，可以畫出你胳膊在空間的運(yùn)動(dòng)軌跡)，你會(huì)覺得很新奇。

　　一個(gè)人第一次拿起project tango，看到自己走過的軌跡被精確畫出來的的喜悅心情，很可能和幾百年前第一次帶著六分儀駛向大海、通過六分儀記錄下自己精確航線的船長的喜悅心情是類似的。

　　所以人類追求對周圍世界的量化表達(dá)，如果不能夠量化表達(dá)世界，人類會(huì)對自然有恐懼感。再借用一個(gè)類似航海的例子：想象一下把你突然丟在地球上某個(gè)陌生的角落，你會(huì)不會(huì)非?；牛词鼓闶且粋€(gè)像貝爺那樣的生存高手?但是如果再告訴你一個(gè)GPS的坐標(biāo)，這一個(gè)數(shù)字就可以減少很多的恐懼感，特別是如果這個(gè)坐標(biāo)是某個(gè)富裕安定的國家。而量化表達(dá)世界的能力人類本身不具備，所以人類通過制造更加智能的工具去獲取這種能力。我們的工具越智能，對自然的量化程度越高，因此人類面對自然的時(shí)候，更加相信我們的智能工具給出的量化判斷，而不是人類本身感官的感覺判斷。所以，人類對“量化信息”的渴求，決定了人對智能工具的渴求，也決定了人會(huì)和自然不斷割裂。

　　最后，再舉一些從上面的思考中反過來印證的人類的特點(diǎn)：我們看一個(gè)人是不是有權(quán)力，看他的“級(jí)別”，一個(gè)量化的參數(shù);我們看一個(gè)人是不是有錢，看他身家財(cái)產(chǎn)的數(shù)值，又是量化的參數(shù);我們比哪個(gè)孩子學(xué)習(xí)好，看他的考試成績，還是量化的參數(shù)。而互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，連人的談吐和見識(shí)也都可以量化了(社交網(wǎng)站的關(guān)注度、活躍度、知乎的贊數(shù)和粉數(shù)……嗯好像混進(jìn)了奇怪的東西)。我們對人的感覺判斷，無時(shí)無刻不會(huì)被各種量化的判斷所改變。綜上所述，人類有對量化世界的渴求，這樣的渴求帶動(dòng)了機(jī)器人學(xué)、人工智能學(xué)以及很多學(xué)科的發(fā)展，并且讓人類社會(huì)不可逆轉(zhuǎn)地走向一個(gè)和機(jī)器共生的時(shí)代。

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