《机器崛起》| 赛博空间：高科技对现实的思考与映射

 

20世纪50年代至90年代是世界格局非常动荡不安的一段时期，美苏两个超级大国之间的军事对峙多次将地球置于核武器的威胁之下，太空、深海、高峰等极端环境也成为双方竞夺的重要资源。为使人体更加适应并去探索各种极端环境，美军最初设想借助机械化力量扩展人类体能（如图1所示）（详情请参见“《机器崛起》赛博格： 是带来光明的技术，还是不可容忍的人体改造？”），但这一尝试并没有成功；在经历了一系列的失败之后，空军最先转变思路，在地面建设大型极端环境模拟设备（如图2所示），让飞行员在上天之前得到充分的锻炼和调整，以更好地应对可能出现的极端环境问题。这也是目前载人航天训练的主流思路，许多人都已经习以为常。但它并不是一开始出现就被大众所接受的。同时，正是这一思路的转变，真正开创了我们今天所谓的“赛博空间（Cyberspace）”。这一机器内部的空间，甫一出现就成为了英法俄众多国家的新战场。它是怎么出现的？和我们赖以生存的物理世界又是什么关系？本期德先生《机器崛起》专题，与您共同探索这一人类生存不可或缺的新空间。

图1. 1960年，美国《Life》杂志展示克罗兰州立医院两位医生—科莱恩斯和克莱恩—设想的赛博格，展示通过对人体进行改造，使其适应月球的环境。

图2. NASA在地面进行水浮试验模拟太空环境（图片来源于网络）

赛博空间之诞生

科幻小说作家威廉·吉布森(William Gibson)在其1981年出版的小说《Burning Chrome》（《整垮苛萝米》或《燃烧的铬合金》）中首次提出了“赛博空间”的概念，该词随着1984年出版的《Neuromancer》（《神经漫游者》）的流行迅速风靡世界。其实，早在威廉·吉布森提出“赛博空间”之前，美国空军已在赛博空间里进行飞行和战斗了。美国空军的工程师们是20世纪70年代初第一批阐明虚拟空间想法的人，这是一种强有力的控制论理念：一个独立的 36 42186 36 15262 0 0 2601 0 0:00:16 0:00:05 0:00:11 2937虚拟的、与现实物理空间截然不同的计算机生成的空间——即后来众所周知的赛博空间。

20世纪50年代困扰了维纳的那个问题：如何预测处于压力之下的飞行员的驾驶行为？同样也使得空军在70~80年代痛苦不堪。这一问题的触发器是越南战争。到了20世纪70年代，曾经纵横二战沙场的F-4和F-105战斗轰炸机将要退出舞台，而新研发的F-15而鹰”式战斗机和F-16和战隼”不但没有优化驾驶舱的设计，反而使问题变得更糟。驾驶舱内成为了开关和显示器的海洋，要找到正确的控制按钮就很费劲了，万一再按错了呢？飞行员们也抱怨，他们的脑浆都要从指尖上渗出来了。

图3. F-15解剖图（图片来源于网络）

当时，人机交互革命的时机已经成熟。空军的工程师们决定把他们对驾驶舱的设想搬上画板，设计“理想的驾驶舱”。这个问题很明确，但也令人望而生畏：“该如何把信息输入给一个机组人员，才能帮助他快速地做出决定？”空军的工程师们已经有了一种指导性设想：“解决这些问题的关键是使机器界面更加‘人性化’，而不是要求人类更加‘机器化’。”

赖特-帕特森空军基地对此的回应是，在1976年研发了“视觉耦合机载系统模拟器(Visually Coupled Airborne Systems Simulator)，或称为VCASS（如图4所示）。他们的愿景是通过VCASS显示器，在视觉、听觉和触觉上将信息“输入”到飞行员的大脑里，然后,使用脑磁电描记法(magnetoencephalography)测量大脑内部由神经系统诱发的神经电势把从飞行员大脑皮层“输出”的信息返回到计算机。空军希望，所有这一切都能够在高压环境下的空中作战中发挥作用。通过这样直接的“生物反馈”，空军希望这些飞行机器“将能具备人类力所不能及的能力”，最终目标是仅通过设想军事演习和发射导弹即可赢得空中混战的胜利。

图4. VCASS外观与内部景象

该实验室研发的复杂头盔式显示器原型机在1981年正式投入运作。工程师们后来称其为超级驾驶舱。这个耦合了视觉感官的VCASS头盔是人类迄今为止制造的最为复杂的虚拟现实系统。虽然它的名字中带有“模拟”的含义，但它实际上被设计成了一种空中飞行系统(in-flight system)，能够控制一架真实的战斗机并攻击真实的敌方飞机。这个超大型的头盔能够以四种方式与飞机进行交互：通过简单地转动头部并注视目标从而使飞机调动相应武器进行瞄准；通过对着麦克风说出命令，语音控制实现如“选定”、“缩小”、“放大”等功能；通过一个触控式感应控制板，调用虚拟的开关进行控制；以及通过移动带着电子手套的双手进行控制（手套中的电磁跟踪器可以感知手的部位和方向）。由于飞行员们对该机器太过依赖，甚至导致了“显示器入魔”的现象，相比于现实世界，飞行员们更乐意将VCASS作为自己的默认生活空间。

最初它看起来相当丑陋和笨拙，但科学家们请来了制作《星球大战》影片的工业光魔电影特效公司来帮忙。在1975年上映的《星球大战》中，达斯·维达的头盔给许多科幻影迷留下了深刻的印象，可谓是超越了人类想象力般的存在，但它仅仅存在于科幻小说中；而这个耦合了视觉感官的VCASS头盔却是真实被制造出来的，它的功能甚至比达斯·维达的头盔的功能还要强大。这一次，科学的发展超越文学了想象。

图5. 《星球大战》中达斯·维达的头盔（图片来源于网络）

文学作品中的赛博空间

科幻是人类技术的先锋，许多事情是科幻小说家们首先描述出来的。面对科技的反超，文学作家们当然不甘落后，在这些技术的产生背景下，也带来了很多人们对机器内部空间的思考，从而衍生了一些代表性的反主流文化文学作品。最典型的是文奇的《真名实姓》与吉布森的《神经漫游者》。

图6. 弗诺·文奇的《真名实姓》

尽管威廉·吉布森的《神经漫游者》首次提出了“赛博空间”的概念，但是在许多技术人员的眼中，关于虚拟空间最早具有影响力的书并不是吉布森的长篇小说《神经漫游者》，而是弗诺·文奇发表于1981年的中篇小说《真名实姓》。 《真名实姓》发生在想象中的未来，它讲述了一群过着双重生活的计算机黑客的故事。一重生活是在“现实世界”；另一重生活是在“另一平面(the Other Plane)”，一个存在于计算机、处理器和开关之中的虚拟世界。

在文奇的故事里，“另一平面”中的各种景观和特征以一种梦幻般的方式描述现实世界中的现象。例如，一片沼泽“代表商业和政府数据库”；而重达2000吨的卫星在印度洋上空的地球同步轨道上运行，并产生900毫秒的通信延迟，则被表示为“一道5米宽的岩石平台”，靠近了耸立于沼泽之中的一座山峰的峰顶。平台是密谋反对“控制一切的政府”的一个安全碰头点。《真名实姓》清楚地表达了赛博朋克的主导主题之一：逃进计算机网络。从小说本身而言，《真名实姓》讲述的故事并不复杂，篇幅也并不长。但是其中超级英雄斗智斗勇的战斗描写和气氛渲染，完全可以用“荡气回肠”来形容。

图7. 威廉·吉布森的《神经漫游者》

威廉·吉布森的《神经漫游者》完全是从另外一个角度进行思考，与计算机科学相比，他与反主流文化有更紧密的联系。本书刻画了嬉皮乌托邦和核毁灭反乌托邦之间的紧张气氛——这表现为一种逃避主义的反主流文化，以朋克、未来主义、超现实主义贴画、迷幻视觉艺术、虚拟现实技术迷恋、工业和电子音乐以及药物等令人迷醉的混合交融为特征。

对吉布森来说，“赛博空间”意味着一个虚拟且没有实体的计算机网络世界，用户可通过控制台和门户“进入”其中。吉布森的小说有它自己的美学观念。人们生活在拥挤、坚毅而又阴暗的不规则生长的城市空间里。被淘汰的计算机牛仔和有着异形文身、墨镜和神经植入物的皮条客们在模糊着人类身体和计算机部件之间的界限。威廉·吉布森称这个由计算机生成的虚拟世界为cyberspace。《神经漫游者》自出版后，一炮而红，先后获得科幻文学三个大奖。cyberspace一词也随之家喻户晓。

图8. 弗诺·文奇，数学家出身的科幻小说作家（图片来源于网络）

图9.威廉·吉布森（图片来源于网络）

相较之下，文奇的《真名实姓》吸引的是一群范围更小的、只有经历长期的发展才会变得具有影响力的团体，他们热衷于工程实现、游戏、加密技术和隐私。吉布森的《神经漫游者》吸引的群体范围更广且在短期内更具影响力，但这些群体热衷于反主流文化、美学、虚拟现实和药物。前者与后者，共同塑造了硅谷的文化。

在电影领域，同样衍生出了许多脍炙人口的描述赛博空间的佳作，从1992年到2002年，前后至少有6部电影说到赛博空间或者干脆就是一部赛博空间电影。1994年的《披露》、1995年的《捍卫机密》、2000年的《X档案》、2001的《睁开你的双眼》、2002的《少数派报告》......都或多或少带有VR的桥段。而最为著名的，莫过于1999年上映的《黑客帝国》，它成为了最全面呈现VR场景的电影，展示了一个全新的世界。异常震撼的超人表现和逼真的世界一直是虚拟现实行业梦寐以求希望能实现的场景。

赛博空间中的虚拟现实浪潮

上世纪70年代和80年代是虚拟空间繁荣也是虚拟现实设备爆发的十年。在“机器内部的空间”出现之后，人们热切地希望穿过“观赏玻璃”，真正进入计算机内部，与其交融为一体（如图10所示）。

图10. 20世纪90年代对于渴望穿越计算机屏幕进入赛博空间的图形化表示（图片来源于网络）

当时，以杰伦·拉尼尔(Jaron Lanier)为代表的赛博朋客（Cyberpunk）致力于这一领域的研究，他们不仅研究赛博的手套和服装，甚至在不满足鼠标和键盘对虚拟世界的操控的情况下，提出了一种可视化编程语言——VPL。但是，屏幕、键盘和鼠标的传统组合成为了可视化编程的一个限制因素：当时不仅缺少合适的人机接口，而且没有可用于移动周围物体的硬件。托马斯·齐默尔曼(Thomas Zimmerman)研制的“数据手套”成为了一个有效的输入设备，但是要创建对虚拟空间的感知，还需要一种输出设备——某种将机器的输出展示给人们的头盔式显示器。因此拉尼尔的VPL初创公司研发了一种名为“眼机(eye phone)”的设备，成为了虚拟现实的开山之作。

图11. VPL公司研发的满墙的虚拟光感手套和数据服装，以及“眼机”。

1990年，凯文·凯利举行了第一届赛博颂（The First Cyberthon）。大会上第八感觉、欧特克(Autodesk)和拉尼尔的VPL参展，这些公司是这次的智能设备浪潮中的代表人物。就在赛博颂结束不久之后，势头最盛的VPL公司便破产了。原因是设备会引发较为强烈的眩晕，同时过度的媒体炒作已经威胁到了技术的进一步发展。

实际上，一种技术的成熟需要几个因素：拥有足够的预算、技术精湛的工程师、恰到好处的时机以及一个明确的目标。尽管开发者们已经对产品有了一个模糊的概念，但并没有一个明确要解决的问题，即没有定义目标，而这一时期VR的几个公司，对于吉布森的“交感幻觉”的理解太过表面化了，这是硬伤。

面对赛博空间未来广阔的发展空间以及现阶段面临的巨大挑战，人们开始思考：是时候围绕赛博空间的可能性展开探讨并召开一场大型的学术会议了。1990年，在德克萨斯州佛劳恩学术中心召开了第一次关于赛博空间本质讨论的会议。人们对于“赛博空间”到底是什么，意义何在展开了讨论。在这次的探讨下，赛博空间超越了VR的概念，真正成为一种开放式、共享、实时的新兴人机交互以及人与人交互的空间。

赛博空间，未来走向何处？

20世纪90年代后，赛博空间正成为人们日常生活不可或缺的一部分。随着90年代第一次互联网公司热潮的兴起，政府也加强了对于赛博空间的管理。饱受争议的《1996年电信法案》(Telecommunications Act of 1996)因为限制了公民的网上言论自由招致了大批充满理想与反叛精神的人的反对。

约翰·佩里·巴洛（John Perry Barlow）就是其中的代表人物，因为反叛，他向世界宣布了“赛博空间独立宣言”（Declaration of the Independence of Cyberspace），以表达自己的愤怒。宣言的开篇段落已成经典：

“工业世界的政府，你们这些令人生厌的铁血巨人们，我来自赛博空间——一个崭新的思维家园。作为未来的代言人，我要求来自于过去的你们不要打扰我们。在我们这里，你们不受欢迎。在我们聚集的地方，你们没有主权”。

这篇作品中已经暗含了日后对网络空间主权的争夺。对于巴洛来说，赛博空间是一个充满自由的空间，一个“世外桃源”般的乌托邦。他是那种更倾向于从科幻小说中了解科学和技术的“门外汉”。

图12. 约翰·佩里·巴洛（图片来源于网络）

进入21世纪后，赛博空间逐渐得到了各国政府和军方的高度重视。2006年美国空军赛博空间司令部的成立，使赛博空间以一种前所未有的强悍姿态，登上了军事的舞台。赛博空间对抗的理论和技术也随之应运而生。

今天，赛博空间已经成为信息化战争的一个新领域，已被美军列为与陆、海、空、天同等重要并需维持决定性优势的五大领域之一。它既相对独立又嵌入其他领域之中。与传统领域相比，赛博空间具有边疆界限模糊、涉及范围广泛、态势复杂多变等特性。随着人们认识的深化，发展赛博能力、打赢赛博战争已成为各国谋取军事优势和维护国家安全的重要途径。

我国国防军事领域的首位“千人计划”专家王飞跃教授早在2009年就提出了跨越社会空间、网络空间和物理空间的"明战、暗战、观战"三战合一的“跨域作战”新概念，提倡逆克劳塞威茨原理的“和平战争”理念，在此基础上创立的“平行军事”新体系甚至被外媒成为“中国军事的秘密武器”。（详情请参见“诺伯特·维纳奖获得者王飞跃 | 面向赛博空间的战争组织与行动: 关于平行军事体系的讨论”）赛博空间作战与传统的制权领域作战具有很大不同，后者侧重于动能打击和硬摧毁，而前者侧重于势能打击和软杀伤。其作战的主要目的是削弱和剥夺敌方赛博空间行动自由，同时保护己方行动自由。与传统作战领域相比，赛博空间作战具有手段隐蔽、发起突然、目标广泛、行动可控等优势。

夺取赛博空间制权已然成为打赢信息化战争的必要条件。目前世界各大军事强国都已向赛博空间进军，未来战争的发展，又会是怎样的一副情形？敬请继续关注德先生《机器崛起》专题系列。

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