2.7 网络是二十一世纪的图标

禅宗大师曾经指导新入门的弟子以一种无成见的「初学者心态」悟禅。大师告诫学生,「要消除一切先入之见」。要想领悟复杂事物的群体本质,需要一种可以称为「蜂群思维」的意识。群体大师教导道,「放下一切固有和确信的执念。」

一个带有禅意和群体特性的看法:原子是20世纪科学的图标。

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通行的原子标志是直白的:几个点循极细的轨道环绕着一个黑点。原子独自旋转,形成单一性的典型缩影。这是个性的象征——原子的个性,是最基本的力量基座。原子代表着力量,代表着知识和必然。它如同圆周一样可靠而规律。

行星似的原子图像被印在玩具上,印在棒球帽上。旋转的原子渐渐出现在公司的商标图案和政府的印章上,出现在麦片盒的背面,出现在教科书中,并且在电视广告中扮演着主角。

原子的内部轨道是宇宙的真实镜像,一边是遵守规则的能量核,另一边是在星系中旋转的同心球体。其核心是意志,是本我,是生命力;一切都被固定在其适合的旋转轨道上。原子那符号化的确定轨道以及轨道间分明的间隙代表了对已知宇宙的理解。原子象征着简单所代表的质朴力量。

另一个带有禅意的思想:原子是过去。下个世纪的科学象征是充满活力的网络。

网络的图标是没有中心的——它是一大群彼此相连的小圆点,是由一堆彼此指向、相互纠缠的箭头织成的网。不安分的图像消褪在不确定的边界。网络是原型——总是同样的画面——代表了所有的电路,所有的智慧,所有的相互依存,所有经济的、社会的和生物的东西,所有的通信,所有的民主制度,所有的群体,所有的大规模系统。这个图标很具有迷惑性,看着它,你很容易陷入其自相矛盾的困境:没有开始、没有结束、也没有中心,或者反之,到处都是开始、到处都是结束、到处都是中心。纠结是它的特性。真相暗藏于明显的凌乱之下,要想解开它需要很大的勇气。

达尔文在其巨著《物种起源》中论述了物种如何从个体中涌现而出。这些个体的自身利益彼此冲突,却又相互关联。当他试图寻找一幅插图做此书的结尾时,他选择了缠结的网。他看到「鸟儿在灌木丛中歌唱,周围有弹跳飞舞的昆虫,还有爬过湿地的蠕虫」;整个网络形成「盘根错节的一堆,以非常复杂的方式相互依存。」

网络是群体的象征。由此产生的群组织——分布式系统——将自我撒布在整个网络,以致于没有一部分能说,「我就是我。」无数的个体思维聚在一起,形成了无可逆转的社会性。它所表达的既包含了计算机的逻辑,又包含了大自然的逻辑,进而展现出一种超越理解能力的力量。

暗藏在网络之中的是神秘的看不见的手——一种没有权威存在的控制。原子代表的是简洁明了,而网络传送的是由复杂性而生的凌乱之力。

作为一面旗帜,网络更难与之相处——它是一面非控的旗帜。网络在哪里出现,哪里就会出现对抗人类控制的反叛者。网络符号象征着心智的迷茫,生命的纠结,以及追求个性的群氓。

网络的低效率——所有那些冗余,那些来来回回的矢量,以及仅仅为了穿过街道而串来串去的东西——包容着瑕疵而非剔除它。网络不断孕育着小的故障,以此来避免大故障的频繁发生。正是其容纳错误而非杜绝错误的能力,使分布式存在成为学习、适应和进化的沃土。

网络是唯一有能力无偏见地发展或无引导地学习的组织形式。所有其它的拓扑结构都会限制可能发生的事物。

一个网络群到处都是边,因此,无论你以何种方式进入,都毫无阻碍。网络是结构最简单的系统,其实根本谈不上有什么结构。它能够无限地重组,也可以不改变其基本形状而向任意方向发展,它其实是完全没有外形的东西。类鸟群的发明者克雷格·雷诺兹指出了网络这种可以不受打断而吸收新事物的非凡能力:「没有迹象表明自然鸟群的复杂性受到任何方式的限制。有新鸟加入时,鸟群并不会变得『满载』或『超负荷』。当鲱鱼向产卵地迁移时,它们那数百万成员的队伍绵延可达十七英里。」我们的电话网络能够达到多大?一个网络理论上可以包容多少个节点仍能继续运转?这些问题甚至都不会有人问起过。

群的拓扑结构多种多样,但是唯有庞大的网状结构才能包容形态的真正多样性。事实上,由真正多元化的部件所组成的群体只有在网络中才能相安无事。其它结构——链状、金字塔状、树状、圆形、星形——都无法包容真正的多元化、以一个整体的形式运行。这就是为什么网络差不多与民主和市场意义等同的原因。

动态网络是少数几个融合了时间纬度的结构之一。它注重内部的变化。无论在哪里看到持续不断的不规则变化,我们都应该能看到网络的身影,事实也的确如此。

与其说一个分布式、去中心化的网络是一个物体,还不如说它是一个过程。在网络逻辑中,存在着从名词向动词的转移。如今,经济学家们认为,只有把产品当做服务来做,才能取得最佳的效果。你卖给顾客什么并不重要,重要的是你为顾客做了些什么。这个东西是什么并不重要,重要的是它与什么相关联,它做了什么。流程重于资源。行为最有发言权。

网络逻辑是违反直觉的。比如说,你要铺设连接一些城市的电话电缆。以堪萨斯城、圣地亚哥和西雅图这三个城市为例,连接这三座城市的电话线总长为3000英里。根据常识,如果要在电话网络中加上第四个城市,那么电话线的长度就必将增加。然而,网络逻辑给出的答案截然相反。如果将第四个城市作为中心(让我们以盐湖城为例),其他城市都通过盐湖城相连,电缆总长就可以减少至2850英里,比原来的3000英里减少了5%。由此,网络的总展开长度在增加节点后反而得以缩短!不过,这种效果是有限的。1990年在贝尔实验室工作的黄光明[1]教授和堵丁柱[2]证明,通过向网络引入新的节点,系统所能够获得的最大节省大约为13%左右。在网络中,更多代表了不同的含义。

另一方面,1968年,德国运筹学家迪特里希·布拉斯[3]发现,为已经拥堵的网络增加线路只会使其运行速度更慢,现在我们称其为布拉斯悖论。科学家们发现了许多例子,都是说增加拥挤网络的容量会降低其总产量。上世纪六十年代末,斯图加特的城市规划者试图通过增加一条街道来缓解闹市区的交通拥堵问题。当他们这样做了的时候,城市的交通状况更加恶化,于是,他们关闭了那条街道,交通状况却得到了改善。1992年,纽约在地球日关闭了拥挤的42街,人们曾担心情况会恶化,但结果却是,那天的交通状况实际上得到了改善。

还不止于此。1990年,三位致力于脑神经元网络研究的科学家报告说,提高个体神经元的增益——响应度——并不能提高个体检测信号的性能,却能提高整个网络检测信号的性能。

网络有其自己的逻辑性,与我们的期望格格不入。这种逻辑将迅速影响生活在网络世界中的人类文化。从繁忙的通信网络中,从并行计算的网络中,从分布式装置和分布式存在的网络中,我们得到的是网络文化。

艾伦·凯[4]是个有远见的人,他与个人电脑的发明有很大关系。他说,个人拥有的图书是文艺复兴时期个人意识的主要塑造者之一,而广泛使用的联网计算机将来会成为人类的主要塑造者。我们甩在身后的不仅仅只是一本本的书。一天24小时、一周七天的全球实时民意调查,无处不在的电话,异步电子邮件,五百个电视频道,视频点播:所有这一切共同交织成了辉煌的网络文化、非凡的蜂群式王国。

我蜂箱里的小蜜蜂大约意识不到自己的群体。根据定义,它们共同的蜂群思维一定超越了它们的个体小蜜蜂思维。当我们把自己与蜂巢似的网络连接起来时,会涌现出许多东西,而我们仅仅作为身处网络中的神经元,是意料不到、无法理解和控制不了这些的,甚至都感知不到这些东西。任何涌现的蜂群思维都会让你付出这样的代价。

Frank Hwang黄光明(Frank Hwang):毕业于台湾大学外语系,获美国纽约市大学管理学硕士、美国北卡罗莱那大学统计学博士。1967年进入贝尔实验室工作,达29年之久。1996年迄今任台湾交通大学应用数学系教授。

堵丁柱(Ding Zhu Du, 1949~):中科院应用数学所研究员,1990年2月到美国普林斯顿大学作访问学者。一个多月后,即4月10日,他就和美国贝尔实验室黄光明研究员合作攻克了吉尔伯特-波雷克猜想,即斯坦纳比难题,被列为1989年~1990年度美国离散数学界和理论计算机科学界重大成果。堵丁柱现在是德州大学达拉斯分校计算机科学系教授。

迪特里希·布拉斯(Dietrich Braess):德国鲁尔大学数学学院教授。

艾伦·凯(Alan Kay, 1940.05.17~):美国计算机科学家,以其面向项目的程序设计和视窗用户界面设计而著名。