本文作者是 DARPA 國防科學(xué)辦公室副主任，文章討論了人機(jī)共生關(guān)系的機(jī)會(huì)和潛力以及與之相關(guān)的計(jì)算機(jī)教育，提出如愛因斯坦所言，如果人類要生存下去，我們將需要一種全新的思維方式，而作者認(rèn)為人機(jī)合作是這種新的思維方式的核心。

“我們希望，在不久的將來，人類的大腦和計(jì)算機(jī)將會(huì)緊密地耦合在一起，由此產(chǎn)生的合作關(guān)系將會(huì)促使人類大腦以前所未有的方式進(jìn)行思考，并以超越現(xiàn)在我們所知的處理信息數(shù)據(jù)的方式來處理數(shù)據(jù)。”

--J.C.R.Licklider，《人機(jī)共生》(Man-Computer Symbiosis)，1960年

56年前，J.C.R.Licklider 闡述了計(jì)算機(jī)與人類大腦相結(jié)合的理念，人類的思維將能夠思考人類獨(dú)自無法達(dá)到的想法。這個(gè)愿景影響了一代科學(xué)家和工程師，并且在很大程度上是我們今天的計(jì)算經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)。然而，我并沒有覺得我和現(xiàn)在的機(jī)器建立了合作關(guān)系，而且我經(jīng)常發(fā)現(xiàn)自己需要苦苦思索，或屈服于自己的意志去適應(yīng)機(jī)器。這難道不應(yīng)該是反過來嗎?我錯(cuò)過了“人機(jī)共生”嗎?

當(dāng)然，我們的計(jì)算機(jī)已經(jīng)比1960年代的更加用戶友好。人因工程學(xué)領(lǐng)域在創(chuàng)造交互技術(shù)方面取得了很大的進(jìn)步，這些技術(shù)可以更好地讓人類和機(jī)器合作。這在人機(jī)交互(HCI)的主流計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域以及最近的人本計(jì)算(human-centered computing)中體現(xiàn)出來。這些進(jìn)展已經(jīng)有一些結(jié)果，比如F-35第三代頭盔顯示器系統(tǒng)，微軟的Kinect，以及低成本傳感器和大量計(jì)算能力所帶來的眾多新型輸入技術(shù)。但是，共生意味著比交互技術(shù)更重要的東西。

人機(jī)共生的潛力經(jīng)常見于藝術(shù)作品，在這些藝術(shù)作品中，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)能夠創(chuàng)造以前無法實(shí)現(xiàn)的表達(dá)形式。計(jì)算技術(shù)賦能了一大批新的藝術(shù)家群體，如沉浸式和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)游戲、動(dòng)畫電影、音樂作曲和表演等。以前需要錄音棚的工作，現(xiàn)在GarageBand就行了;以前需要暗房的工作，現(xiàn)在有Photoshop就行了;以前需要電影膠片的地方，現(xiàn)在只需要Blender和RenderMan。在這些領(lǐng)域，我們開始將人類和機(jī)器視為藝術(shù)創(chuàng)作的完全合作伙伴。當(dāng)我們利用人類和機(jī)器(畢竟，大腦只是一個(gè)可替代的計(jì)算平臺(tái))，我們不僅使從前不可能的問題變得容易處理，而且也創(chuàng)造出截然不同的方法。我們得以構(gòu)想新的創(chuàng)作，思考以前不可能的想法。我們的目標(biāo)應(yīng)該是加倍在這些系統(tǒng)的工作，增強(qiáng)我們作為人類的能力，賦予我們不同的觀察和思考的方式。

人本計(jì)算的新興領(lǐng)域已經(jīng)開始在這個(gè)方向揭示一些驚人的機(jī)會(huì)。卡內(nèi)基梅隆大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系副教授 Luis von Ahn 展示了我們?nèi)祟悓?duì)游戲和謎題偏好可以如何用于完成驚人的任務(wù)，例如通過ESP游戲在互聯(lián)網(wǎng)上標(biāo)記圖像，以及通過CAPTCHA “OCR”處理大量書籍。在這些情況中，我們正在改變用戶、計(jì)算和正在解決的整個(gè)任務(wù)之間的關(guān)系。

就我個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)而言，作為DARPA 移動(dòng)邊緣網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目的一名研究人員，我的團(tuán)隊(duì)使用陸軍野戰(zhàn)手冊(cè)中的操作訓(xùn)練原則來構(gòu)建以內(nèi)容為中心的網(wǎng)絡(luò)模式。我們重新考慮了基于用戶的任務(wù)動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)范式。我們的方法與其他希望使用機(jī)器學(xué)習(xí)、情緒分析和其他數(shù)據(jù)分析技術(shù)來“了解”用戶的內(nèi)容類型的研究者形成了對(duì)比。學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)的方法在數(shù)學(xué)上很優(yōu)雅，算法上也很復(fù)雜。但它解決了一個(gè)人工的問題。相比之下，通過聚焦于人類用戶及其信息需求和任務(wù)目標(biāo)(所有這些目標(biāo)在一開始就已眾所周知)，許多算法上的難題都消失了，結(jié)果是我們的作戰(zhàn)人員的聯(lián)網(wǎng)能力類型截然不同。

這就是共生關(guān)系的核心:理解人類在人機(jī)系統(tǒng)中的最優(yōu)、最理想的角色。這些問題成為人類和計(jì)算機(jī)共同解決的問題，而不僅僅是計(jì)算機(jī)自身解決的問題。也許這正是我們所缺失的:我們經(jīng)常要求機(jī)器自己解決問題，而不是作為人機(jī)團(tuán)隊(duì)的一部分。例如，對(duì)于一些傳統(tǒng)的工程師來說，計(jì)算機(jī)僅僅是一個(gè)更強(qiáng)大的計(jì)算器;MATLAB已經(jīng)取代了幻燈片的規(guī)則，但是人為驅(qū)動(dòng)的任務(wù)本質(zhì)上是一樣的。這是計(jì)算機(jī)科學(xué)之外的現(xiàn)實(shí)，在他們看來，數(shù)據(jù)庫仍然只是一個(gè)Excel電子表格，而文字處理器僅僅是打字機(jī)的替代品。為了充分實(shí)現(xiàn)信息革命，帶來“第二次機(jī)器革命”(Erik Brynjolfsson & Andrew McAfee)的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，我們需要重新思考計(jì)算機(jī)科學(xué)家的工作重點(diǎn)，以通過人機(jī)合作來解決社會(huì)問題。(我不知道這是不是計(jì)算機(jī)科學(xué)多樣性問題的根源之一:我們把機(jī)器視為與人類分開的，那么它們把我們與我們的人性分開，而不是增強(qiáng)人類能力。)

從這個(gè)角度來看，計(jì)算機(jī)教育至少有兩方面的含義。首先，除了一小部分修讀HCI、認(rèn)知心理學(xué)，或某些軟件工程學(xué)的學(xué)生之外，計(jì)算機(jī)科學(xué)本科畢業(yè)生很可能不必接觸 任何的用戶需求就能獲得學(xué)士學(xué)位，更不用說處于復(fù)雜或混亂的科學(xué)或工程領(lǐng)域的用戶。在我們的本科計(jì)算機(jī)課程中，使用啟發(fā)和以用戶為中心的思維方式已經(jīng)變得越來越普遍，我們應(yīng)該尋求這些復(fù)雜或混亂的科學(xué)和工程問題來解決我們的技術(shù)問題。

其次，在幾乎所有傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)科學(xué)教育中，計(jì)算機(jī)通常被視為一個(gè)孤立的盒子。它是處理器、數(shù)據(jù)和內(nèi)存的地方;是算法的數(shù)學(xué)偽碼;是提供銀行交易、飛行控制、視頻游戲或工廠規(guī)劃的軟硬件“網(wǎng)絡(luò)物理”系統(tǒng)，等等。我們?nèi)绾巫寣W(xué)生理解人類在人機(jī)系統(tǒng)中所扮演的角色呢?我們希望培養(yǎng)學(xué)生去設(shè)想如何從根本上改變問題的性質(zhì)，使問題能夠被人機(jī)結(jié)合的團(tuán)隊(duì)解決。

我認(rèn)為這對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)研究的影響同樣是激進(jìn)的;我們花費(fèi)了大量的精力來推進(jìn)我們假設(shè)的基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)科學(xué)，然而我們可能錯(cuò)過一個(gè)更大的機(jī)會(huì)，因?yàn)槲覀儧]有提出正確的問題。

提出正確的問題是亨利·福特(Henry Ford)和他的團(tuán)隊(duì)工業(yè)創(chuàng)新的關(guān)鍵。他們不是簡(jiǎn)單地?cái)U(kuò)大現(xiàn)有的勞動(dòng)實(shí)踐，而是系統(tǒng)地把人類勞動(dòng)和機(jī)器勞動(dòng)之間的關(guān)系作為共享生產(chǎn)體系的一部分。我們這個(gè)時(shí)代面臨的挑戰(zhàn)是培養(yǎng)新一代的科學(xué)家和工程師，他們嚴(yán)格地探索人機(jī)共享勞動(dòng)的潛在機(jī)會(huì)，不是為了取代人的勞動(dòng)，而是以各種形式增強(qiáng)人類勞動(dòng)。

愛因斯坦在1949年發(fā)表的一篇社論中反思了科學(xué)對(duì)社會(huì)的影響，他總結(jié)道:“如果人類要生存下去，我們將需要一種全新的思維方式。”在我看來，人機(jī)合作是這種新的思維方式的核心。鑒于今天這個(gè)科技快速發(fā)展、社會(huì)快速變革的時(shí)代，我們要思考得“更快”，思考新的點(diǎn)子，唯一的方法就是與我們的計(jì)算機(jī)伙伴合作，這是我們賴以生存的。

關(guān)于作者

William Regli 是 DARPA 國防科學(xué)辦公室副主任。他在德雷塞爾大學(xué)(Drexel University)任教17年后，于2014年開始在 DARPA 工作。Regli已經(jīng)發(fā)表了250多篇技術(shù)文章，涉及在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人工智能、機(jī)器人、無線網(wǎng)絡(luò)、組織工程學(xué)、以及工程設(shè)計(jì)和制造方面的研究。他是ACM、IEEE以及AAAI的高級(jí)會(huì)員。