本文节选自《为什么伟大不能被计划:对创意、创新和创造的自由探索》,上一篇链接:

《为什么伟大不能被计划》第二章:伟大的成就没有所谓的成功脚本

为什么伟大不能被计划:对创意、创新和创造的自由探索》,作者是肯尼斯·斯坦利(Kenneth Stanley)和乔尔·雷曼(Joel Lehman),他们是目前享誉全球的创业公司OpenAI科学家。两位作者持续多年扎根人工智能前沿领域,这本书是他们在科学研究的过程中蹦出的意外火花。他们在学校、TED、科研论坛等场合公开演讲,让这一新思维方式影响并激励了许多人。他们自身也凭借写入本书的“寻宝者思维”“踏脚石模型”“新奇性探索”等具体思维方法,在人工智能研发领域取得了飞跃式的突破和进展,产生了一系列惠及人类的伟大创造。

近期我将会在网易号平台将这本书的各个章节分享给大家,感兴趣的网友可以去买一本实体书。

第三章:繁育艺术的艺术

我不会追随小路的方向,而是前往无人踏足之地,留下自己的足迹。——莫瑞尔·史多德(Muriel Strode),《风中的野花》

本书的主题是质疑目标的价值,但拥有目标是如此普世和常见的做法,我们要如何开始挑战其根深蒂固的存在意义?撰写本书的灵感,事实上最近才开始闪现。在此之前,我们两位作者并不如诸位想象的那样,毕生的事业就是投入所谓的反目标运动(这样的运动既不存在,也没有蓬勃发展)。我们跟诸位一样,按部就班地做着自己的事情,并如普罗大众一般设定目标,满心欢喜地遵循设定的目标努力前行。唯一不同的是,我们是人工智能领域的研究者,目标就是找出让机器变得更聪明的方法。我们从人工智能研究转向专门撰写一本书来反对目标的设定是一个堪称离奇的故事。讲述这个故事,将帮助诸位了解一个同样离奇的想法从何而来,即为什么目标的设定往往带来很多害处,而非预想的好处。

本书的故事真正始于我们研究小组的一个决定,即创建一个名为“图片孵化器”的网站——一次非常独特的科学实验。一开始,设计图片孵化器网站背后的想法与目标之间的关系并不明确。我们其实最初希望将其设计为一个让用户可以真正“繁育”图片的网站。你可能完全无法理解,但它实际上很简单。我们的计划,就是让这个网站可以像动物一样繁殖,即网站上的图片能够像动物一样,繁衍出与父母一代略有不同的“孩子”(就像动物的幼崽那样,尽管与父母有着明显的相似之处,但仍具备自身的独特性)。我们希望,通过允许用户“繁育”他们认为最有趣的图片,随着时间的推移,用户们最终能够培育出令他们感到满意的艺术作品,哪怕他们不是专业的艺术家。

当然,一个繁育艺术的网站,乍听之下非常奇怪。艺术怎么可能被人工繁育呢?一幅毕加索的画总不能像动物一样吸引梵高画作的喜爱,然后结为夫妇,共同孕育后代吧!但事实上,我们已经找到了让艺术品繁育的方法。理解图片孵化器设计逻辑的关键在于,真实的动物在一起繁殖后代时,双方的基因会结合起来,共同形成后代的基因。事实证明,研究人工智能的科学家们已经找到了一种方法,为存储在计算机内部的图片创造了一种人工DNA。这使我们可以将图片的基因,像动物那样整合到一起。这项技术由理查德·道金斯(Richard Dawkins)在其著作《盲眼钟表匠》中首次提出 ㊟ ,有时候也被称为遗传艺术。自从道金斯首次展示这个想法以来,科学家们已经将其能力大大增强,这也是激发我们设计图片孵化网站的部分原因——让全世界的人都能参与到游戏中来,享受到它的乐趣。

了解动物繁育的过程,能够帮助我们理解遗传艺术。想象一下,如果你是一群马的饲养员,就可以决定让哪些公马与哪些母马交配,再等上11个月,你就拥有了一群新生的小马。小马的遗传特征,取决于你选择用来交配的公马和母马。如果你想要培育奔跑速度快如闪电的小马,育种的策略便是选择奔跑速度都很快的亲代来交配。当然,有时候育种的目的不一定如此实用,比如你只想要让最漂亮的公马和母马,或者最愚蠢的两匹马相互配对。不管育种的策略是什么,通过筛选亲代,你可以影响到子代小马的基因,它们会自然而然地成为父母基因的混合体。新一代的小马长大之后,就可以重复这个繁育的过程,经过多代的基因筛选,有一部分小马最终会比自己的祖先跑得更快,或变得更傻。经过多代基因筛选,动物的进化方式,最终其实反映了人类饲养者的喜好。

图片孵化网站上的遗传艺术程序的运行方式,与繁殖马匹基本相同,差别仅在于我们选择的对象不是动物,而是图片。图片“繁育”的过程是:屏幕上会显示一组图片(可能同时显示10张或20张图片),然后用户点击自己喜欢的图片,这些图片就成为下一代图片的“父母”。例如,大多数图片看起来都是圆形的,但用户点击了一张看起来更像方形的图片,那么下一代图片就可能包含许多类似方形的元素(见图3.1)。换句话说,方形的图片会“繁育”出方形的图片,就像你的孩子可能有一双与你十分相似的眼睛。但就像自然界的生物繁育那样,后代不会长得与父母一模一样,尽管你能够看到父辈与子辈之间的明显相似之处,但后代的基因中,仍隐藏着轻微的变异。

如果你一次又一次地重复这个过程,不停地点击自己喜欢的图片,让它们“繁育”出新的图片,那么经过多次迭代之后,最终生成的图片,将反映出你在这个过程中选择偏好的演变,就像马匹反映出饲养员的喜好那样。遗传艺术的游戏本身充满了乐趣,因为它将允许你探索从未想象过的许多可能性。

注:在这个图片“繁育”的简单示例中,用户在“亲代”图片群中选择了一张类似正方形的图片,结果,下一代的图片(右图,“子代”图片群)就包含了不同类型的方形图片,因为每一张图片都是用户选择的方形图片的后代。

但是,这与目标有什么关系呢?二者之间的确存在关联,但我们可能要费一番功夫才能理解。在考虑预期的育种方向时,目标就会出现,因为它就是你的育种目标。例如,在马匹繁育的案例中,饲养员的目标可能是培育一匹跑得快的马;在图片孵化器网站上,你可能希望“繁育”出一张带有人脸或动物特征的图片。但真正令人惊讶的是,用户培育出的令他们最满意的图片,往往并非他们最初设定的目标。换句话说,在网站用户对自己希望找到的东西保持开放的心态时,图片孵化器网站便能够提供出乎意料但最令人满意的结果。为了理解我们如何能确定这一点,以及为什么它最终与影响我们生活方方面面的诸多目标有关系,我们应该首先了解这个网站发展过程中的一些细节信息。

2006年,我们开发了一种全新的人工图片DNA,它能生成比以前更丰富、更有意义的图片(你将在下文看到)。更重要的是,这个全新的项目(也就是后来的图片孵化器网站)包含了使它变得尤为有趣的另一个因素,即任何一个互联网用户,都可以利用历史用户“繁育”的图片作为亲本,继续“繁育”下一代。这个功能对图片孵化器网站而言尤为重要,因为这种类型的系统的不足之处在于,用户可能玩了一小会儿之后,就会感到头昏眼花,不想继续了 ㊟ 。毕竟,你能一口气盯着满屏的图片多长时间?事实证明,大多数玩家在“繁育”20代图片(即连续选择20次图片)之后,就无法继续集中精力了。但是,只有经过多个代际的进化,才能取得最好的效果。这就意味着仅仅“繁育”20次,很难产生真正有趣的图片。

当时还是在读博士生的吉米·塞克雷坦(Jimmy Secretan)参加了研究小组的会议,提出了一个聪明的解决方案:将图片孵化器网站变成一项在线服务。这样一来,用户可以将自己之前“繁育”的图片分享给其他用户,而其他用户可以在此基础上继续“繁育”。换句话说,如果你在图片孵化器网站上“繁育”了一个三角形,然后将其发到网上,其他人可以在此基础上继续“繁育”,最终可能会得到一架飞机的图片。在图片孵化器网站上,这种从一个用户转移到另一个用户的过程被称为“支化”(branching)。支化的好处在于,它可以使繁育的过程持续进行下去,远远超过单个用户20个代际的极限。玩累了的用户,可以不断地将自己繁育的图片分享给新用户,为其血统的延续再增加20个代际。最终,经过用户们的前后接力,图片就能完成数百代的进化。

但是,总会有一些用户不想使用从其他用户手上繁育出的已有图片,那么他们可以选择从头开始“繁育”,这也是图片孵化器网站上的每一个有趣的发现开启的方式。从零开始随机构建人造图片DNA(从头开始“繁育”),最终会在你的电脑屏幕上生成一堆简单、随机的模糊斑点。你可以从这些圆形斑点中挑选出“亲代”,然后“繁育”下一代图片。图3.2展示了一位用户从零开始“繁育”的过程。你可以看到,该用户将一组扭曲模糊的斑块,进化成一组形状更圆的图片,里面包含类似嘴巴的弧形线条。这或许是一个有趣的结果,但也算不上什么惊天动地的发现。

但如果你以这种方式一代又一代地挑选亲本图片,你觉得这些图片最终会变得多奇妙呢?事实证明,这些图片最终会超乎你的想象。不管你是否相信,图3.3中的每一张图片,都是在图片孵化器网站上以不停繁育迭代的方式培育出来的,所有的图片最初都只是类似图3.2的随机斑点。更重要的是,培育这些图片的人,并非接受过专业培训的艺术家,而是因好奇才点进网站的普通用户。事实上,他们中可能很少有人能够仅凭一己之力,独立画出最终在网站上培育出的图片。

注:当用户选择图片时,他的个人喜好会影响图片进化的方向。星形标注的图片,就是用户选择的图片,也是后面显示的子代图片的亲本。

图3.3 图片孵化器网站生成的一些令人惊艳的图片

网站用户培育出的图片,激起了我们的好奇心,即使有了全新的人造DNA,我们也还没有意识到,这些图片会变得如此生动且富有内涵。从某种意义上说,图3.3中的每一张图片,都是一项独特的发现。同样需重点记住的是,图片孵化器网站的用户经常会利用彼此的选育成果,继续“繁育”新一代图片。例如,图3.3中第二行中间的骷髅头图片,就是这样选育而来的。它实际上是网站的两个用户,以彼此发布的图像为亲本,“繁育”五次后得到的结果(从最初的随机圆形斑点开始,总共“繁育”了74代)。因此,即使最后演化出惊艳图片的用户并不是“白手起家”,但他前面的用户一定是从头开始的,这意味着最终所有的东西,都可以追溯到最初随机的圆形斑点图片。这也会让你感觉到,所有这些令人惊叹的发现,是多么难得。

然后,故事开始变得有趣了。假设你想要在网站上“繁育”出一张类似法国埃菲尔铁塔的图片,你可能会觉得,只要登进图片孵化器网站,然后不断地选择越来越接近目标图片(埃菲尔铁塔)的图片来“繁育”,最终一定会得偿所愿。但有趣的是,最终的结果可能会令你大失所望,事实证明,以进化出一张特定图片为目标去“繁育”图片,是一个糟糕的想法。真相是,一旦你在图片孵化器网站上找到了一张图片,往往就不可能再从头开始“繁育”,并最终进化出同样的图片——哪怕我们知道,这张图片的确是网站繁育和进化出的结果!

为了验证图片孵化器网站这个矛盾的特质,我们启用了一项强大的计算机程序,并迭代了上千次。首先,我们从用户培育并发布在网站上的图片中,选择一张目标图片。然后,计算机程序根据这张目标图片,在每一次的“繁育”中,自动选择与目标图片越来越相似的亲本图片 ㊟ 。有趣的是,最终得到的图片,与目标图片完全不同——实验彻底失败了。这就意味着,如果我们将某张图片设定为目标,就绝对不可能将其培育出来。网站上所有的图片,之所以被发现,是因为它们本身并不是繁育和迭代的目标。发现了这些图片的网站用户,无一例外都是那些一开始并没有将它们设定为自己寻找的目标的人。

我们还可以提供一个更具体的案例,图3.3中第三行左侧的汽车图片,这张令人尤为惊叹的图片,是由本书的作者肯发现的,我们因此充分地了解了它被发现的过程和背景。最重要的是,我们很明确地知道,在发现它之前,肯的目标并不是要培育一张汽车的图片。相反,肯实际上选择了以前用户培育的酷似外星人脸的图片作为亲代(见图3.4),并在此基础上进行了支化操作。肯一开始的计划是,培育更多外星人脸的图片,但接下来发生的事情却出人意料——在图片孵化器网站上的所有重大发现,在最终出现之前,几乎都充满了偶然性。随机的突变使外星人的眼睛,在几次迭代之后逐渐下调了位置,乍一看就像是汽车的车轮(见图3.5)!这就是偶然性!谁能想到,一张外星人脸的图片,最终能演变为一张汽车的图片呢?但事实证明,前者的确是后者的踏脚石。

如果不是因为图片孵化器网站上几乎每张有吸引力的图片,都遵循了同样的偶然性轨迹,这个故事不过是一个有趣的轶事罢了。总会有那么一块意想不到的踏脚石,最终能带来出乎意料的发现。举个例子,请观察图3.6中所有怪异的图片,它们都可被视为一块块踏脚石。当我们开始注意到这个奇怪的趋势时,就难以忽视其背后的怪异现象,以及令人惊讶的寓意:如果你想在图片孵化器网站上通过图片培育找到一张有意义的图片,最好不要将其作为你的目标。

注:上图的圆圈标注和箭头说明了关键特征之间隐藏的相似性。

注:左边的图片是催生右边图片的踏脚石,尽管它们的外观不尽相同。

事实上,网站上的这些图片,之所以能被意外发掘出来,是因为用户每次在网站上发布的新图片,都在不知不觉中成了其他人的踏脚石。演化出外星人脸图片的用户,从未想过它有一天会变成一辆汽车,而最终演化出汽车图片的用户(本书的作者肯)也没有预料到这一点。没有人预测到汽车图片的出现。因此,有人进化出外星人脸图片,并将其分享到网站上是一件好事。如果没有这张图片作为踏脚石,也就不会有之后的汽车图片,甚至也就没有这本书了!这个软件系统作为一个整体,得以运作的前提便是它没有统一的目标,每个人都在遵循自己的本能。而最能玩出花样的用户,就是秉持开放心态的人,他们没有刻意地专注于只寻找某一张特定的图片。

换句话说,整个网站上最成功的用户,是没有设定目标的那些人。通过研究网站上的图片并最终得出这个结论后,我们的确感到出乎意料。按照最初的设想,那些最好的图片培育者,应该是先构思了一个目标形象(即他们想要演化出的图片),然后朝着这个目标不断前进的人。但事实证明,情况恰恰相反——图片孵化器网站上最令人惊叹的发现,往往出自那些无任何事先规划者之手。而这个初步的观察结果,被证明不仅仅适用于图片生成,还适用于生活的其他领域。

归根结底,图片孵化器网站上的实验过程,与生活中其他事情的演变过程并无本质的不同。你或许有一些想要创造或实现的东西,于是你开始努力寻找能够达成目标的踏脚石,但你又如何能够确定,这些踏脚石真的能够通往设定的目标呢?如果它们最终变得像上文的外星人脸图片那样充满了潜力,但与最终生成的目标图片(汽车图片)完全不同,又该怎么办?在这种情况下,如果我们过于专注希望实现的目标,最终反而可能忽略了实现目标的最关键步骤。我们不禁会想,这个从不起眼的图片孵化网站上分析出的原理,是否真的会影响到生活中与实现目标有关的方方面面?如果是这样,那么这个原理一定很重要,因为目标在生活中无处不在。正如你在上一章看到的所有例子,同样的故事似乎无时无刻地在生活的许多领域反复上演。

但不管我们呈现了多少个情节类似的故事,它依然无法真正地回答:为什么世界会如此运作?因此,我们将在下一章回答这个问题。“放弃目标”有时候往往是最好的决定,这个结论并非空穴来风,不管你是否制定了计划,踏脚石几乎从来不会通往最终目的地。换句话说,不管看起来多么诱人、多么有说服力,遥远而宏伟的目标并不能指引你来到它的身边。宏伟的目标本身就是最不可靠的指南针。