【零壹视界】区块链、人工智能和物联网之间是什么关系?

标签:行业研究 / 2018年2月8日

【零壹视界】为Ftrans飞驰传输联合创始人/CTO王泽瑞的知乎专栏,Ftrans飞驰传输官方网站将同步转载专栏文章。

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最近,随着比特币的涨跌起伏,区块链技术大火,势头已经压过了前几个月AlphaGo阶段的人工智能,而如今也鲜有人提及前两年大热的物联网技术了,技术的风口看起来飘得是越来越快,人们热情冷却的速度也越来越快。

看起来,这些新兴技术各自未来的应用场景都是革命性的并且激动人心,那么这些技术仅仅是独立发展的吗?它们之间又有怎样的内在联系呢?

一个有趣而又让人不寒而栗的的结论是:
人工智能、物联网和区块链,将成为驱动未来机器社会形成的三大基石。
探讨机器社会之前,我们先来看看人类社会是怎么回事。
 

人类社会形成的基础是什么?

智人、语言文字和群体契约的出现共同推动了人类社会的形成。

智人,作为独立的智能个体,具备了制造工具、使用工具的能力,学习和思考能力成为了持续进化和发展的基础。

语言和文字的出现,实际上是满足了人与人之间的通讯需求。语言文字作为一种群体共识的信息承载格式,将信息以标准化的格式展现,从而支持了人与人之间的信息交换,也成为了信息记录和知识沉淀的载体。

群体契约的形成,让人类群体可以在统一的目标和规则下工作和生活,使得人类达成更大规模的群体成果成为可能。大到道德、宗教和法律,小到规章、制度和约定等等,都是人类社会群体契约的表现形式。

正是由于智人、语言文字和群体契约这三个要素共同影响、相互促进和迭代,人类社会才从原始社会一步步演进,直到如今的互联网和智能时代。所以,这三个要素的出现以及相互连接,是人类社会形成的前提。

那么我们再来看看,人工智能、物联网和区块链,与智人、语言文字和群体契约之间,又存在怎样的关系。
 

人工智能、物联网和区块链分别是什么角色?

人工智能,目前更多是代表智能的个体,能够智能地完成单点决策,并且自身具有持续的学习和迭代能力。

物联网所倡导的万物互联,本质上是解决单点个体的通信能力问题。万物互联让所有个体可以相互连接,个体与群体之间形成了可协同的底层基础。

区块链的本质,实际上是机器之间自动形成的群体契约。区块链模式上的革新是从中心化转为去中心化,本质上是不需要一个集中的并且可信的单点来做决策和下发指令,仅通过不可信的、平等的多个单点就可以形成共同契约,并且这个契约是参与者可信的、不可篡改的。

说到这我们就会发现一个有趣的事情,人工智能、物联网和区块链在技术领域的作用和角色,与智人、语言文字和群体契约之于人类社会是非常类似的。

当然,这些新兴的技术目前普遍还处于比较早期的阶段,各自也还都有比较多的困难和障碍。那么,我们一起来看看它们都遇到了哪些问题,以及潜在有哪些方式可以解决。
 

人工智能需要数据

我们可以横向比较一下人类的情况,人类做出一个决策,大体上是基于历史经验和当前信息。

历史经验,是从历史数据的汇总、归纳和分析而来,继而不断的迭代循环,从而形成了某些定理、常识、规则等等。当前信息,是人类对于需要解决的具体问题获取到的客观信息。人类正是不断地基于自身的经验,结合实际情况,做出一个又一个的决定。

人工智能亦是如此。当前机器学习和深度学习领域的算法研究热火朝天,但是大家普遍认为最终巨头们的算法会是公开的。算法不是秘密,拥有数据以及如何使用算法才是关键。

人工智能需要的数据也是两部分,一部分是历史数据,历史数据是用来形成机器经验的,另一部分是实时数据,实时数据是收集来做实时决策的。

人工智能将会遇到的问题也正是在这里。
 
历史数据会爆炸。
因为机器经验需要由大量的历史数据来得出,所以数据收集无处不在,数据的增长会是几何级数的。使用当前集中式的存储和集中式的通信模式,在未来是无论如何都无法通过一个巨型单点支撑如此大的体量,存储和通信能力都是瓶颈,而且效率会非常低下。

出路在哪里?存储和通信的去中心化。而这正是区块链试图去解决的问题。
 
实时数据要及时。
智能个体做出决策时,需要获取尽可能多的实时的相关数据作为参考。如果没有足够的实时数据或者数据不够实时,那么这种人工智能也只能是有限智能。

如何解决?在所有的地方广泛地收集实时数据,并且能够以最快的速度相互交换。你一定看出来了,这正是物联网要解决的问题。
 

个体智能决策不能取代群体决策

一个人再聪明,也不等于一定有能力协调一群人形成正确的共识,以及合理的群体目标,以达成更大规模的群体任务。

黑客帝国等科幻电影中对未来的畅想,大多是整个世界存在一个超级智能的母体,这个母体是一个超级智能的中心点,所有的决策都是由它来下达。而实际上,这种单点超级智能形态,会存在巨大效能瓶颈,也是不可达成的。所以科幻电影中也往往会给母体安排一个超现实的超级能量来源,要比核能更高效,比如外太空的超级能量陨石之类的,捣毁了能量源也就捣毁了母体,这都是母体模式不合理的体现。

人工智能也是如此,最终会从个体智能走向群体智能。而分布式节点的群体智能决策,是群体智能形成的基础。只有能够形成智能群体决策,才能够让智能个体享受到群体经验的结晶,从而不断进行个体及群体的良性迭代。

而区块链将会成为群体智能决策的基础设施,智能合约、机器投票等机制将会驱动分散智能节点之间的协同协作,并且成为机器经验形成和记录的载体。
 

物联网需要去中心化

不谈成本只谈技术的话,让所有的东西都具有网络接入和通信能力,不是一件困难的事情。难点在于如何让如此海量的节点高效地进行通信以及如何对这些节点进行控制。这可不是增加带宽以及升级到IPv6就能解决的问题。

实际上,我们当前所使用的互联网,从基础结构上说并不是真正“互联”的网状结构。互联网的每一个局部都是个棵树,所有的设备都是这棵树上的叶子,通过多层树枝与树干相连。而整个互联网由很多这样树组成,更像是一个森林。所以如果一片叶子要与另一片叶子说话,很可能需要通过多级树枝传到自己的树干,再由树根传导到另一个树干,再经过多级树枝到达另一片叶子,这个过程实际上是非常低效的,而且资源耗用非常大。

在军事领域,由于会假想战时所有的通讯基站甚至卫星都会被摧毁,所以会更强调点对点通信和自组织网络。比如,遍布于战场的由无数个微型传感设备组成的传感器网络,如何在能源有限的情况下,自动形成高效自组织网络,从而具备宏观的信息传递和组织控制能力。

物联网的深度应用,当前亦是受到中心化模式的困扰,中心式的信息交换和控制,成为了物联网真正发挥效用的瓶颈。

而区块链正是推动去中心化的有效工具,只有去中心化,让海量分布式的节点更灵活地交换信息,才能够大大降低综合管控成本,避免任意环节的瓶颈出现。

另外,人工智能技术的成熟也将大大加快去中心化场景下技术演进。一个典型的例子是,当前在社会学和经济学的很多领域,是很难做实验的。不像物理、数学等领域,只要规定好模型,就可以很方便地进行演算和实验。而许多学科的模型是个体范围的动态模型,很难进行海量个体模型构成的宏观维度实验。

而人工智能恰恰可以很大程度上解决这样的问题,所以,我们可以期待在不久的未来,社会学和经济学等领域会出现大踏步的进展。
 

区块链需要分布式节点

区块链的去中心化,需要众多具备通信能力、拥有资源的分布式节点参与,很显然,这个基础设施应该由物联网来提供。
 
区块链的决策速度很重要。
当前,比特币的交易速度广受诟病,所以才有了以太坊等其它方案的出现。然而这不仅仅是虚拟货币场景下区块链的特有问题,实际上区块链的决策速度,决定了其最终可应用场景的广度和深度。

能够快速进行群体决策的区块链,才能够将高效地协同智能个体进行智能合作。这一方面需要区块链自身技术不断演进和完善,另一方面也需要物联网能够提供更高效的信息交换机制。
 
区块链的链会越来越长。
比特币采用了一种比较巧妙的方式进行记账,历史的交易账目合并为最新账目后会被标记为无效。这样在进行交易的时候,只判断最新账目就可以了,而不用不停地在链上查找历史。

然而,即便通过其它手段将大体量的信息存储在链外,链中只记录核心信息,终究,链会越来越长。并且,保存在链外的主体数据又如何保存、管理和快速交换,这又是一个新问题。

只要把区块链看成是一个分布式的可信数据库,就要解决数据体量增长带来的新问题,而这一切,看起来是需要物联网体系下海量的拥有局部资源的节点们支撑和解决的。
 

以无人驾驶为例,说说人工智能、物联网和区块链的作用

汽车上配备的各种雷达、摄像头、传感器以及通信设备,应该属于物联网范畴,也就是所谓的“车联网”。

特斯拉电动车上,不管是否开启了“自动驾驶套餐”,都会默认配备车载传感器,实际上就是为了收集“历史数据”。收集到足够多的历史数据以后,特斯拉就可以通过深度学习等方式,集中、统一地发现规律,形成群体经验。然后,这些经验又被下发到每一辆车上。车在自动驾驶的过程中,不断通过车载传感器收集实时的路况数据,再配合上群体经验,以人工智能的方式进行实时决策,不断地进行加速、减速、避让等驾驶控制。在这个过程中,又会有新的历史数据产生,如此迭代,循环往复,不断升级。

值得注意的是,特斯拉这种模式依然是中心化模式。所以,即便是在现有特斯拉汽车总量不大的情况下,也不可能做到将车上收集到的所有原始数据都上报给中心。将来,也不可能存在一个巨型的中心,能够将全世界所有无人驾驶汽车的数据归集到一起。所以,可能也需要每一个索取群体经验的个体,贡献自身的资源去保存和分析数据,以便获取到更多的群体经验。

另外,单点通行设备的智能化,并不能解决整体上智能交通的大问题。在所有的车都能够自动驾驶的情况下,如何做到智能的交通调度呢?这就需要区块链的参与了,让车与车之间能够自动地进行群体决策。

比如,如果有一段路因为下雪路滑,在附近的车辆就可以通过区块链的方式,迅速地进行自组织协商,作出一个临时的限速40码的群体决策,并且所有经过的车都会自觉遵守。未来不可能存在一个巨型的交通管控中心,精确地掌握所有汽车的实时信息,集中地作出所有微观决策,并且能够及时地下达指令。只有通过分散的群体决策,才能形成真正的智能交通。

我想,这应该是Uber和滴滴这些关注交通调度的公司们需要考虑的问题吧。
 

区块链所带来的机器协同效应已经隐约可见

因为比特币中掺杂了不少经济学因素,观察起来干扰项会比较多。我们拿最近也比较热门的IPFS和FileCoin为例来说一说。2017年8月,FileCoin打破全球ICO记录,融资超过2.5亿美元。

首先我们简单介绍一下IPFS。

星际文件系统(InterPlanetary File System,缩写IPFS)是一个旨在创建持久且分布式存储和共享文件的网络传输协议。IPFS是点对点的超媒体协议,可以让网络更快、更安全、更开放。它是一个面向全球的、点对点的分布式版本文件系统,试图将所有具有相同文件系统的计算设备连接在一起。

Filecoin是一个由区块链和原生代币构成的去中心化存储网络。

通俗地讲,IPFS是一个全球范围内的分布式数据存储系统和数据分发系统,而FileCoin这种虚拟货币是IPFS之上的激励层。只要你有存储及网络资源,你的设备就可以加入到IPFS的网络中来,通过为“陌生的其他人”提供数据存储和数据交换的服务,基于你所贡献的资源价值,获得对应的FileCoin酬劳。

有所了解的朋友可能知道,迅雷最近在搞的星域CDN和链克与IPFS/FileCoin是非常类似的东西。

如果我们把IPFS的模式抽象出来看,这实际上是众多的陌生机器,以一种预先定义的投入及产出的共识,协同地完成一个群体任务,同时,机器的工作本身可以获得劳动报酬,而在这个过程中,是不需要人来参与的。而机器的主人,也就是资源的持有者,负责提供和承担机器工作过程中所需要的存储、网络、硬件、电力等后勤保障资源。

这种模式与传统的机器集群、云模式的最大区别在与:陌生的机器、持续协同工作、有报酬。

如果我们从“社会”的视角来看,这种模式让我想起了南北战争前美国南方的奴隶主。黑奴们在奴隶主的驱使下种棉花、采棉花,棉花交易市场实际上就是投入和产出的规则共识,而奴隶主需要购买奴隶,并且也需要提供奴隶生产、生活中所需要的物资材料。

在无人驾驶技术成熟以后,现在已经可以预想到,汽车的主人可以让自己的汽车加入到某种联盟(投入产出契约,比如Uber),让汽车为自己“打工赚外快”,也是一个类似的例子。

整体上我认为这显现了新兴技术对于生产力、生产关系、生产资料的影响,将是一种人类社会与初级机器社会的混合形态。
 

结论是什么?

人工智能解决智能个体的问题,物联网解决信息交换的问题,区块链解决群体共识和社会契约的问题。

而它们在各自领域遇到的困难与瓶颈,很大程度上都可以被另两种技术解决,从而能够形成交叉支撑、循环进化的良性迭代。

人工智能、物联网和区块链,必将成为机器社会的三大基石。

所谓机器社会,就如同人类社会一样,机器具备了智能,并且能够自主通信,自动形成机器社会的法律和规则,无需借助人类的外力,就可以自行迭代和进化。
 

机器社会距我们还有多远?

那么,这三项技术现在发展到什么阶段了呢?机器社会距我们还有多远?

我们先来看一下Gartner 2017年的技术成熟度曲线。

这里先科普一下技术成熟度曲线。

技术成熟度曲线(The Hype Cycle),又称技术循环曲线,炒作周期。
Gartner将每一项技术的生命周期都分为五个关键阶段:
1. Technology Trigger(技术触发点)
一项潜在技术的突破开始崭露头角。早期概念型的故事和媒体的关注引发了公众极大的兴趣。往往尚无可用的产品,其商业可行性也还未经证实。
2. Peak of Inflated Expectations(过高期望的峰值)
早期公众的过分关注演绎出了一系列成功的故事——当然同时也有众多失败的例子。对于失败,有些公司采取了补救措施,而大部分却无动于衷。
3. Trough of Disillusionment(理想破灭的低谷)
实验和部署失败,公众的兴趣减弱。技术生产者自动出局或是以失败告终。幸存的供应商只有通过改进产品使早期的采用者满意,才能继续获得投资。
4. Slope of Enlightenment(斜坡启蒙)
多个企业已经明显从该技术中获益,这些实例也开始广为人知。技术供应商开始推出第二代和第三代产品。更多的企业投资试用,保守型企业仍持谨慎态度。
5. Plateau of Productivity(生产力平稳期)
主流应用开始快速发展。评估供应商生存能力的指标更加明确。该技术广泛的市场适用性和针对性开始初显成效。

为了看得清楚,我们将中文版标注一下。

区块链、机器学习和深度学习、物联网平台,当前整体上都还是处于过热的泡沫期,区块链可能很快会进入幻想破灭的低谷期。而这几项技术普遍还需要5-10年的时间进入成熟期,然后才能进入这些技术相互融合、正向促进的发展阶段。

所以,保守地估计,10-20年以后,我们能够初步看到机器社会的雏形。
 

未来已来

如果再配合上基因和生物科技,以及虚拟现实和增强现实技术,科幻电影般人类的未来已经隐约可见:

生物科技将人类送进保温箱,人类躲入虚拟世界,机器接管真实世界。

I am serious.
 
 

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