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《发现》圆桌会议:计算机将取代工程师吗?

不久前,人们飞往月球,用计算尺、铅笔和方格纸规划航线。现在我们生活在一个如此复杂的时代,不仅我们的生活依赖计算机,而且只有计算机才能设计计算机。

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人物简介:1. 阿尔·阿霍,曾任职于贝尔实验室,现为哥伦比亚大学教授。2. 迈克尔·霍利,麻省理工学院特别项目主任。3. 鲍勃·拉基,曾任 Telcordia 应用研究公司副总裁。4. 特里·亨,摩托罗拉高级副总裁,负责全球软件集团。5. 劳伦斯·伯恩斯坦,新泽西州霍博肯史蒂文斯理工学院教授。6. 埃里克·哈塞尔廷,曾任华特迪士尼公司研发主管。7. 尼古拉斯·多诺夫里奥,IBM 技术与制造高级副总裁。8. 杰夫·哈罗,顾问,曾任康柏公司企业战略高级技术专家。

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埃里克·哈塞尔廷:我想先问大家一个两部分的问题:今天计算机做了哪些工程师过去手工做的工作?这个领域最令人兴奋的事情是什么?

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特里·亨:我得回到大约20年前,当时我是摩托罗拉4位微处理器设计团队的一员。那时候,光是布局处理器就花了我们几乎12个月。今天,你可以在不到10分钟内完成。所以,那些繁琐的绘图、布局、所有的麻烦都被计算机取代了。对我们来说,计算机设计领域最令人兴奋的事情是,我们正在努力彻底改变汽车行业。我认为你明天会看到的汽车会更智能。宝马在大约五年内将拥有大约150个微处理器。

迈克尔·霍利:对我来说,是电影。无论你对最新的《星球大战》电影有何看法,每一帧都是视觉艺术作品。但这不仅仅是艺术。它是一扇窗户,展现了惊人的计算量、工程创新和人才。所有这些东西过去都是手工完成的,非常费力。我认为最令人兴奋的是,电影可能是比其他任何需求驱动力都更能迫使机器拥有眼睛来理解声音和图像的力量。它们正在将这两种感官方面推向主流计算。

鲍勃·拉基:我想问迈克一个问题。你最近用手指赢得了范·克莱本业余钢琴比赛。计算机将取代你的手指吗?我们为什么非得担心人们不能像你一样灵巧地运用手指来创作美妙的音乐呢?

霍利:实际上,你问错人了,因为我就是那个曾经试图用一台电脑自动演奏钢琴参加柴可夫斯基比赛的人,因为你可以通过录音试听来申请。

拉基:结果怎么样?

霍利:我没有通过。但是你知道,巴赫曾经说过,弹奏管风琴并不难;你只需要在正确的时间按下正确的按钮。这诱人地可计算,但又……

劳伦斯·伯恩斯坦:我认为过去20年对我们生活影响最大的,是计算机在结构设计中的应用。在日本,你可以在一栋建筑物里安心居住,不用担心地震。得益于计算机,他们的建筑安全设计就是这么好。我认为用计算机探索DNA、RNA和蛋白质是令人兴奋的。我认为我们正处于生物工程领域又一次爆发的边缘,这将是未来10年的发展方向。阿尔·阿霍:今天你拿到一台计算机后做的第一件事是什么?你把它连接到网络上。让计算机变得有趣的是它们可以相互通信。我认为计算领域最大的变化是我们正在将世界变成一个地球村。我们现在可以通过计算机网络进行实时对话。我认为计算机和通信的结合是我在过去几十年里见过的最大事件。至于未来,最大的问题之一是人类是否是生物计算机。如果他们是,那么总有一天人类可以被图灵机模拟。如果丘奇-图灵假说成立,也许我们将生活在一个人类和机器可以互换的世界。

哈塞尔廷:你的意思是,计算机不仅将取代工程师,还将取代人类?

阿霍:是的。在未来20或30年内,由于摩尔定律,我们将拥有与人类具有相同计算能力和内存的机器。但我们还不知道如何编程它们与人类自然互动。所以这完全是一个软件问题。计算机还有一个令人担忧的方面:每年都会产生大量有缺陷的软件。假设世界上有1000万程序员,他们每人编写1万行代码。那是大量的软件。但我们不知道如何生产无缺陷的软件。因此它必须得到维护。谁来维护每年产生的数十亿行新软件?

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杰夫·哈罗:嗯,我将持相反的观点。我不认为计算机能取代工程师。计算机做的是繁琐的工作,大规模的体力活。计算机擅长记忆、做重复的事情。但它们没有创造力。总得有人指导它们做什么、在哪里做、何时做。

霍利:我不知道。也许在艺术行业,创意杀戮更容易得逞,但我们已经有了合成音乐伴奏、软件作曲算法、软件演奏者……

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拉基:你知道,约翰·皮尔斯多年前曾为《花花公子》杂志撰写了一篇名为《作为年轻艺术家的机器肖像》的文章。他假设未来计算机将创作所有艺术和音乐,但总会有人需要仔细筛选并决定哪些是好的,哪些不是,而那个人最终将被称为“艺术家”。

哈塞尔廷:杰夫,什么是创造力?

哈罗:创造力就是提出一些你面前并不明显的东西。

拉基:阿瑟·凯斯特勒写了一本名为《创造的行为》的书,深入探讨了这个问题。它指的是以不同的视角看待事物,或者两个不同领域或两个不同思想的交叉点,由此产生的意想不到的结果。笑话就是这样。有一个妙语。有一个转折。但我认为在创造力之前有一个阶段。Cycorp 的道格·莱纳特有一个关于这方面的网站。他一直在尝试开发常识推理的规则,以便计算机也能拥有这些规则,比如:你必须杯口朝上拿着一杯水。每个人都知道,但计算机不知道。所以他有大约60人专门阅读报纸,获取每个句子并试图找出解释一个句子需要知道什么。他们已经开发了大约300万条基本规则。你可以访问他们的网站,他们有一整套这些常识规则的语法。我希望有一天——他们已经为此工作了15年——他们能拥有所有规则。但是当你不知道如何拿一杯水的时候,思考创造力就有点多了。

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哈塞尔廷:杰夫,你还没告诉我们你认为当今计算机设计领域最令人兴奋的事情是什么。

哈罗:我认为是计算机在计算机领域之外的应用。我认为一个很好的例子是计算机辅助外科手术。我们现在有机器,不仅能通过缩小医生的动作来提供精细的控制,还能过滤掉颤抖,这样外科医生就能比以前更精细地操作。这也延长了外科医生在自然力量使他们的手指变得不稳很久之后,仍能帮助他人的能力。

哈塞尔廷:尼克,如今计算机在设计领域有哪些以前只有工程师才能做的事情?尼古拉斯·多诺夫里奥:首先,如今没有计算机就无法制造计算机。你无法设计系统,无法设计组件,从根本上你也无法设计软件。所以它是一个生产力工具。我认为在未来,我们看到的计算机将继续从其他空间和其他地方学习。它们将向我们学习。它们将从生命科学和生物科学中学习:我们如何将这些东西组合在一起,如何组织它们,如何自动化它们,如何使它们自主——这些都是重要的挑战。这个行业已经构建了一个如此极其复杂的混合物,以至于我们几乎无法管理它们。

哈塞尔廷:你是在说尼尔·斯蒂芬森在他的纳米技术书籍中提到的那种情况吗?即你取一个简单的东西种子,然后计算机自行生长并编程自己?

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多诺夫里奥:甚至在你达到那个阶段之前。我们需要构建字面意义上的自安装、自诊断、自修复的计算机系统。如果我们不这样做,我们就会陷入困境。技术将继续爆炸式发展,我们将无法为任何人提供真正的经济价值。就任务而言,我喜欢看到计算机取代的是数字世界和现实世界之间的界面——模拟。我们可以建造模拟汽车,并且无需实际建造或撞击真实的墙壁就能对其进行测试。我喜欢这种核不扩散的模拟理念。我知道它有一百万个问题,有一百万人支持它,也有一百万人反对它。但事实是,科学家现在可以将他们的实验视为在计算机中而不是在实验室中进行的事情。

拉基:我将持相反意见。人们一直在谈论计算机如何将我们提升到更高的台阶,那么让我谈谈它们如何将我们拉低。真正不同的是,20年前,当我想为演示文稿制作图表时,我只需要去艺术部门。现在我可以自己制作图表,自己打字,自己预订所有旅行。所以我的秘书升职了,现在做着真正的思考工作,而我却降级去做了所有的秘书工作。这正在改变工程师的思考和谈话方式。我们开始用要点思考,用 PowerPoint 讲话。现在我一天有多少时间真正花在打字和想方设法使用 PowerPoint 上?这正在把我们拉低。

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哈塞尔廷:但这还有另一方面。我记得大约八年前,当我第一次来到迪士尼时,我的老板说:“设计这个镜头。”我以前从未设计过镜头。于是我找到一个叫Zemax的程序,我基本上说:“嗯,这就是我想要的输出。”当时我对赛德尔像差或三级理论一无所知,更不用说傅里叶光学或任何类似的东西了。我只知道我想要这么大的出瞳和这么大的视场。然后我按下一个按钮,砰,镜头就设计好了。所有的规格都在那里。而我对我在做什么一无所知。这些东西现在遍布迪士尼乐园。游客们不知道是计算机设计了这些镜头。这对我来说意味着你将达到一个点,你真的不需要工程师,只需要一个对他们想做什么有非常笼统想法的人。

伯恩斯坦:别自欺欺人。那台机器不是工程师,你也不是。你只是个技术员。

哈罗:我建议,如果有一天我们到了没有人能理解计算机做了什么的地步,那我们就麻烦大了,因为那样我们就永远无法取得任何额外的进展。埃里克能够有效地使用工具来制造镜头,但他无法用存储在计算机中的程序来制造下一个新型镜头或下一个新型光学系统。我们必须有人从底层开始理解绝对的基础知识。工程师是绝对必要的。

亨:这些评论让我有点不安。它们预设了世界是以人类为中心的。回顾人类历史——我们经历了战争,我们磕磕绊绊地生活。也许计算机可以朝着不同的方向发展,拥有更可预测、更和平的不同智能。我们允许人类进化了数千年。我认为这是人类傲慢的一部分。我们正在限制计算机。

阿霍:鲍勃,你刚才说我们正在将工程提升到越来越高的抽象层次,但我们也在将其拉近现实世界。我认为工程的范围正在扩大,抽象层次也越来越高,它需要能够实时吸收这些新思想的人。你不可能在本科或研究生阶段学到所有东西。所以,未来既需要广度又需要深度的人才,以及能够持续学习的人。

霍利:对我来说,计算机最有趣的地方在于它们将一切都简化为相同的最低公分母——比特。这意味着从事生物技术的人可以与设计汽车的人共享代码,因为这一切都通过相同的数字滤网进行。我认为这很神奇。看,25年前,当卢卡斯发明《星球大战》时,他还没有文字处理器。他只有两根手指和一台Underwood打字机。而现在他的电影几乎完全是合成的。你不需要雇佣真正的演员。很难预测我们未来25年会走多远,但肯定会比过去25年有更大的飞跃。哈塞尔廷:但是,我们暂时假设你所说的是真的,我们正在设计一些过于复杂以至于任何人都无法理解的东西。这会带来什么影响?

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霍利:那你就需要更多的机器理解力。

哈塞尔廷:我们不应该关心没有人知道引擎盖下发生了什么吗?

伯恩斯坦:这种情况已经持续了100年,200年,500年。我的意思是,如果你回顾一下,从来没有人能理解所有事情。罗马人确保他们的桥梁正常工作的方式,就是我们对待软件工程师的方式。他们把设计师放在桥下,然后他们从桥上走过去。这就是为什么他们的桥梁至今仍屹立在罗马。

哈塞尔廷:今天,您会看到计算机由非确定性、非封闭形式的算法设计。例如,遗传编程或神经网络之类的东西,我们可能真的不理解我们在做什么。现在我们谈论的是新一代计算机——量子计算机——我们甚至不知道中间计算是什么,因为我们无法知道。所以让我们稍微推测一下未来。如果我们有一个系统,它是某个算法的涌现属性,那我们是不是开始接近迈克尔·克莱顿在《侏罗纪公园》中谈到的那种混乱复杂性,即我们不知道我们拥有的是什么以及它会走向何方?

阿霍:我不知道这里有多少人读过史蒂夫·沃尔夫拉姆的新书《一种新科学》。他指出,非常简单的程序可以表现出非常复杂的行为。我们计算机科学界的人几十年来都知道这一点。谁知道支配宇宙行为的底层程序究竟是什么样的?我认为存在偶然复杂性和本质复杂性,借用弗雷德·布鲁克斯在《人月神话》中使用的术语。而且我认为我们在科学领域拥有美好的未来,可以尝试发现底层过程。大统一理论可能不是数学方程的形式,而实际上可能是类似于程序的算法形式。

哈塞尔廷:互联网已经成为我们经济不可或缺的一部分,就像电话和电力一样。所以我们依赖于一些我们真正不理解的东西,而且它变得越来越复杂。这难道不令人担忧吗?

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拉基:我脑中一直回响着这个问题:我简直不敢相信我们能在1969年没有计算机的情况下登上月球。我认为我们现在可能做不到了。你上去,依赖计算机,然后在关键时刻它会崩溃。霍利:把这个想法映射到生物技术领域。我们是第一代从根本上工程化新物种的人类,也是第一代从根本上改变地球气候,而我们尚未开始理解其方式的人类。我们最好对此有一个可靠的把握,因为从那个大杂烩中冒出来的“陷阱”真是非同小可。

哈塞尔廷:迈克,你指出我们正在工程化新物种。在大多数生物学家的手册中,生命的定义是自我复制、从外部世界吸收能量、创造大分子等等。这些是一些重要的标志。现在麻省理工学院的安吉拉·贝尔彻最近制造了一种病毒,它能与某些无机化合物结合并生长液晶。因此,从理论上讲,它满足了所有生命条件。你认为未来的计算机能够繁殖吗?它们会活着吗?

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伯恩斯坦:那么,你认为计算机病毒是活的吗?我认为它也符合你的定义。它们从它们接管的机器中获取能量。它们自我复制。

哈塞尔廷:但计算机病毒不会创造自己的大分子。

哈罗:我想知道计算机最终是否会开始自我复制,特别是如果我们进入生物计算机领域。目前已经有利用DNA进行计算的实验,大约一年左右,我们将接近拥有与人脑相同原始计算能力的计算机。

亨:我认为最终的噩梦是软件能够自我重构,渗透到互联网和万维网中,并改变地球上的所有软件。而且你在硬件方面也无能为力。

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伯恩斯坦:我认为软件可靠性问题在于缺乏责任追究,即没有经济激励来开发可靠的软件。

哈塞尔廷:两年前,我听到当时微软首席技术官内森·梅尔沃德展示了一张图表,图表上写着“摩尔定律”,显示计算机能力每18个月翻一番,他说:“这是全球软件工程师生成的代码行数”,两条曲线几乎完全吻合。演讲结束时,我说:“你知道,内森,我没看到你展示软件工程师数量呈指数级增长。谁来编写所有这些代码?”像计算机这样的工具会增加还是减少对工程师的需求?

多诺夫里奥:更多的工程师。

霍利:嗯,每个人都得是工程师。

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哈罗:更多的工程师。

哈塞尔廷:好的,如果我们要同时是工程师和技术人员,为什么普通人,那些非技术人员,要关心计算机未来会做什么呢?

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哈罗:很简单,因为这些计算机正在驱动我们所有人的工作、生活和娱乐方式。

哈塞尔廷:举一些非常精辟的例子。 伯恩斯坦:嗯,你不会在这里。你将是一个全息图。你今晚可以在家吃晚饭,因为你可以作为全息图来到这里。我们将把这种概念扩展到各种虚拟现实中。

阿霍:我们无疑正在进入虚拟世界。我们如何与人与组织互动,使用谁的规则,谁的税法等等,这些都是完全未经探索的。我们需要更多具有技术理解能力的人。我们不必称他们为工程师,但他们必须理解技术原理,才能拥有一个高效的社会。

拉基:普通人应该关心,因为这将是他们赖以为生。随着工程师需要往更高的层级发展,这下面就留下了空白,普通人必须利用计算机来完成这些事情。

多诺夫里奥:实际上,如果你关心生命科学是21世纪的科学,如果你关心你的生命,你就必须关心计算机。没有它们,你将无法颐养天年。x

本次圆桌会议于2002年6月24日举行,作为IEEE INFOCOM会议的一部分。欲查看完整记录,请访问IEEE通信协会网站:http://www.comsoc.org/headlines/EngineerRTFINAL.pdf

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