生命信息与生态思维

是人发明了机器人，而在发明机器人的过程中，人们通过不断研究人类的思维习惯，又不断改变对自身的理解。

一、信号与机器人

计算机的发展，是无数人推进的结果，在二战前后历史上，先后在英国和美国诞生了计算机。战争当然是催生计算机的重要原因，而计算机代替人类进行科学计算成为人们自然而然的最初想法。在计算机的发展史中，冯·诺依曼和图灵对计算机信号和推理的发展起到了重要的作用。冯·诺依曼是一个科学全才，是他提出冯·诺依曼架构：把程序本身当作数据来对待，程序和该程序处理的数据用同样的方式储存。冯·诺依曼理论的要点是：数字计算机的数制采用二进制，计算机应该按照程序顺序执行。人们把冯·诺依曼的理论称为冯·诺依曼体系结构。而二战期间的密码英雄图灵在计算机运行逻辑方面提出了图灵机：这是一种抽象计算模型，即将人们使用纸笔进行数学运算的过程进行抽象，由一个虚拟的机器替代人们进行数学运算。图灵设想和实现一个抽象的机器，它有一条无限长的纸带，纸带分成了一个一个的小方格，每个方格有不同的颜色。有一个机器头在纸带上移来移去。机器头有一组内部状态，还有一些固定的程序。在每个时刻，机器头都要从当前纸带上读入一个方格信息，然后结合自己的内部状态查找程序表，根据程序输出信息到纸带方格上，并转换自己的内部状态，然后进行移动。

冯·诺依曼和图灵奠定了信号和计算机的基本逻辑结构，至今仍是基本的基本。从机器出发，信息学走向了信号和机器人的发展之路。沿着这条路，今天焦点的信息前沿技术包含：无线技术、人工智能、计算机视觉、先进机器人机敏性、传感器（雷达、激光雷达、GPS）、分布式机器人、机器人式外骨骼、机器对机器的通信。

外在骨骼的机器人技术，将解脱未来人类的负担。

机器人代替人力是第一初衷，在今天的美国，仍然比中国体现出更多的机器代替人的工业化特点：拔树机、扫雪机、葡萄灌溉机、收水果机，在中国人看来举手可干的事，随着工业化和人力成本的提升，都会被机器代替，而机器代替人靠两个：机械和物理的实体运动以及驱动运动的信号系统。机器人是发展的热点，而机器人开发的产业化的标志是开发平台的公共化和开发软件的开源化。3D打印技术能够部分替代原先的流水线生产，最新的技术是加州大学圣巴巴拉大学正在尝试的3D打印心脏器官的研究。

机器人是人们最容易理解的计算机人工智能技术。除了服务机器人、儿童机器人、性爱机器人等像人的技术研发，一些工业机器人如电焊机器人、缝纫机器人等，虽然长得不像人，但是作用更大。不仅长得像，科学家还要求功能上更接近人和动物。在卡内基梅隆大学，我见到了能完成松鼠的爬、跑、飞、跳功能的机器人，谷歌的机器牛和机器狗目前也已经非常仿真了。

二、信息符号学

信息符号学的发展，才真正将电脑脱离了机械运动而变成一种逻辑运算。在信息符号学的历史中，来自计算机、信息学、数学等各种专家的达特茅斯聚会成为了人工智能的创始点，那次会议，来自卡内基梅隆大学的西蒙和纽厄尔带来的程序成为开山之作。信息符号学不太研究机器人和计算机的仿生现象，而是完全抽象出来程序、算法、语言之类的东西，将人类的逻辑放到计算机中进行运算，计算机长得越来越不像人和动物，只是具备人的部分思维和运算能力，我们今天称之为电脑。信息符号学发展的50多年来，软件和硬件相互促进，形成了至今仍起作用的摩尔定律。从IBM的深蓝到沃森，信息符号学已经逐步逼近甚至全面超越人的思维能力。

三、人脑反向工程

按照信息符号学走下去，似乎计算机迟早能够超越人，然而人们发现计算机处理简单大量的运算的时候没有问题，可一旦处理非常复杂的智能事物，似乎总是欠缺一口气。有一个学派从人脑的思维逻辑研究：模式、方法、处理步骤等，提出另外一种路径：人脑反向工程。这中间在近10多年取得巨大进展：研究人眼睛的分布、研究人思维的分层、研究人脑的分区等，再用数学模型模拟这种仿生的算法，科学家已经开发出了：语音识别、图像识别、手势识别等基于例如神经网络之类的算法支撑的计算模式。

西安工程大学的染色质量检测实验室，背后的原理就是神经网络，与人眼识别类似。

四、神经信号与脑电波

从60年前开始，生物学家开始研究生物体的神经信号传导机制，科学家们逐步发现人体的信号传输是模拟混合数字信号的传输机制，科学家们还破解了很多蛋白质的秘密、人脑的秘密、神经传输的秘密、记忆细胞的秘密并制造出逐渐复杂的一些思维交互的科技成果：人脑与蟑螂的互动、猴子与机械手的互动、残疾人的意识控制产品、人与人之间的简单思维交互。

五、信息技术前沿催生生态思维

人类的科技进步，是在前人的肩膀上不断创新的结果。而机械时代的人们总是认为，这种前人的肩膀越来越高，人类的科技就会越走越高。但是信息科技的进步，尤其是科学家通过研究人以后得到的进步，使人们重新思考人类进步的阶梯方式。研究生命信息相关的人工智能，人类的进步并不是在一个方向上总能取得突破的，甚至于取得突破的往往是跨界的：人工智能中往往集合了数学、物理、机械、哲学、心理学、生理学等诸多方面的人。除了进步的方式外，人们通过对进步结果的观察和对人资深的研究发现，用机械论研究人、研究人的智能高低，是一件无解的事情：用生命信息的角度看待高等生物、低等生物、病人、智商等，往往会让人们颠覆以往的三观：什么是病、什么是好、什么是创新、什么是高级，以上的一切，站在机械论的角度是有明确的结论的，而以生命信息的角度，往往我们能看到一片森林、一个完整的生态，它们彼此关联，并无优劣，却实实在在影响我们的生活。通过生命信息的研究，我们逐步加强了生态思维意识，其主要包含本书第一章所提到的以下的一些方面：顺应天性、病者生存、宽容偏执、协同进化、纯粹性、适时学习、不确定、去道德化等等。

记忆存储是最离奇和最束手无策的科技方向之一。