现实版神盾局：解密美国的科技大脑

刘爱国

4月24日，《复仇者联盟4：终局之战》在中国上映，这是漫威公司首次将复仇者联盟率先在中国登场。漫威宇宙里，有一个特殊的秘密组织“神盾局”，作为正义世界的“科技大脑”，组建了由众多超级英雄组成的复仇者联盟。这个带有强烈美国式“英雄梦”的组织，有一个现实中的版本——DARPA（美国国防部高级研究计划局），其承载的使命和创造的传奇，丝毫不逊色于电影中的神盾局。

互联网、GPS、无人机、平板显示器、隐身飞机……这些深刻影响和改变着人类世界现在和未来的科技成果，都是DARPA曾经的作品。这个神秘的组织，与漫威世界里那个将指挥部设在“天空母舰”上的“神盾局”一样，管理着美国科技的最高机密。连DARPA自己也没有意识到的是，这个以“感知军方未来潜在需求”为创办目的的科研机构，日后会成为人类科技创新最重要的孵化器之一。

一切为了打赢战争

DARPA成立于1958年，看年份大家应该都能猜到，它应该跟美苏冷战有关。当时，苏联赶在美国之前，发射了世界首颗人造地球卫星，这件事极大地刺激了美国，说好的美国世界第一呢？于是，时任美国国防部长的麦克尔罗伊带来一个大胆设想。他建议在五角大楼内部设立一个新的机构，名叫高级研究计划局（DARPA），这个机构将负责包括太空领域在内的美国大多数军事高技术研发项目，其关注重点都与对苏联的防御有关，主要集中在航空、弹道导弹防御和核试验探测三大领域。换句话就是，打赢下一场战争。

DARPA并不能算是一个严格意义上的科研机构，因为它并不从事具体的研究工作。它更像是一个国家设立的风险投资机构，专门投资和管理一些“高风险、高收益、前瞻性”的基础科学研究。在这里，创新几乎没有门槛。年轻的科学家，可能只需要凭借和局长简短的几句交流，就能拿到数以百万甚至千万美元计的项目资助经费。而对于人才的选用，DARPA则更是不拘一格。

尼古拉斯·克里斯托菲洛斯原本是希腊的一位电梯修理工人，业余时间关注“粒子回旋加速器”一类的前沿科技。正在美国头疼如何防御苏联导弹的时候，这位“民间科学家”提出一个惊世骇俗的方案——每年在大气层中引爆数千枚核弹，以在大气层上方造成由高能电子组成的能覆盖全美的“天穹”，可以将来袭苏联洲际弹道导弹拦截在飞行轨道上。

这个听起来像是要毁灭地球的计划，却得到了DARPA的大力支持。这项名为“137号工程”的实验，DARPA不仅给予了充足的研究经费，还组织了一批当时科学界最顶级的科学家和思想家，来协助克里斯托菲洛斯完成计划。这项研究，促使了人类首次电磁脉冲炸弹的试验。2014年，由赵又廷、黄渤等人主演的电影《痞子英雄2：黎明升起》，那顆瞬间让全香港停电断水，陷入一片死寂的EMP炸弹，正是这项技术的科幻版本。

在DARPA内部，最常听到的一个词是“改变世界”。DARPA的主要责任，是不断发现从事“未来”研究工作的人才和新思想，并加速向“现在”转移。其工作重心，不是现有技术的逐步改进，而是技术的革命性创新。

DARPA所有的具体研发都外包给斯坦福大学这样的高校，或者由洛克希德·马丁这样的防务承包商来完成。DARPA的核心人才，是一支精悍的项目经理团队。这批项目经理大多数由创新意识极强的优秀科学家组成，他们作为整个项目的指挥中枢，在每个项目体系中拥有绝对权威。

DARPA的创意来源十分多元，除了鼓励从科幻大片中寻找灵感外，DARPA还会以各种方式向全社会征集创意——包括面向社会举办的各类新技术大赛，以及工业日、开放日等活动。在DARPA的工作动力里，一切都是为了能让美国“赢得战争”。从互联网到人工智能、机器人的研究，都与战争密不可分。

从“阿帕网”到AI

如今我们使用的互联网，前身叫做“阿帕网”，这个改变世界的发明，源于五角大楼对军事指挥的需求。

1962年的古巴导弹危机，可能是人类历史上距离全面核战争最近的一次事件。这一年，心理学家利克里德离开麻省理工学院，加入DARPA。DARPA聘用利克里德的初衷，是要建立一个名为“C2”的核武器指挥系统。当时的情况是，如果爆发核战争，总统只能依靠办公室的一部红色座机电话指挥反击。如果苏联人的核导弹已经来袭，光拨号码就需要浪费掉几秒钟，显然是来不及的。

跨界的科学家常常具有创造性解决问题的思维。作为一名研究“人类听觉神经系统”的心理声学家，利克里德从模拟人类大脑的运行方式中找到了答案。要让指挥命令更快下达，首先就必须将控制武器的计算机联网，组成一个“超级大脑”。

在那个计算机运算能力还不如今天一部计算器，体积却有一座房子大小的年代，这个想法无疑是破天荒的。但利克里德坚持相信，计算机终有一天会成为人类的“电子助手”，具备“回答问题、仿真建模、图标演示、举一反三”的能力，协助人类完成更多的“机械性工作”。

利克里德还构想了一幅“未来图书馆”的画面。“人们坐在家里的台式电脑前，就可以远程阅读图书馆里的所有书籍。”这个现在早已实现的场景，在20世纪60年代初期人们的眼中，就如同对未来世界的幻想一样，疯狂且大胆。

DARPA对这种革命性的思考方式极为感兴趣。在利克里德担任DARPA信息处理技术处处长期间，整个美国计算机科学领域研究的70%由DARPA赞助，结果DARPA不仅成为网络诞生地，同样也是电脑图形、平行过程、计算机模拟飞行等重要成果的诞生地。

1965年，利克里德的继任者鲍勃·泰勒就任后，找到当时DARPA的主任查尔斯·赫兹菲尔德申请启动资金，用来尝试在4台不同的大学计算机之间建立连接。赫兹菲尔德当场提出一个非常关键的问题：“4台计算机连接在一起，如果其中一台出问题，是否会让整个网络崩溃？”泰勒立刻回答：“应该不会，可以在这个系统中植入网络冗余的概念，如果一个节点失灵，在网络中游走的信息就会另择通道。”

这次仅20分钟的会谈，可能是互联网早期发展史上最重要的一次谈话。不止是谈妥了全球互联网技术的第一笔天使投资，更重要的是，奠定了互联网最关键的底层技术逻辑。直到今天，没有任何一个组织、政权能够完全占领或者控制互联网。

与互联网研究几乎同时起步的，是关于人工智能（AI）和机器人的研究。我们常常在好莱坞科幻电影中看到人类战士穿戴的各种高科技机甲，和那些与他们并肩作战的机器人，大多都有其现实的版本。

20世纪80年代，日本在计算机科学领域的飞速发展，让美国人感觉到了来自东半球的威胁。1983年，DARPA成立战略计算项目（SCI），以此提高所有计算和信息处理领域的优势，人工智能成为战略计算项目的一个基本组成部分，DARPA想建一张能在战争中自主决策的网。

一年之后，施瓦辛格主演的《终结者》让全世界的观众看到了那张差点儿毁灭地球的“天网”。而现实版本的“天网”并没有建成，1993年，这项耗资10亿美元的计划最终停止。DARPA的结论是：我们还远远没达到SCI计划的技术水平。

不管电影是否放大了人类对计算机的恐慌，将人工智能和机器人用于未来战争，都是DARPA从来没有停止的探索。或许是《终结者》给DARPA研究人员带来了更多的灵感。电影上映一年后，DARPA人工智能的研究（包括杀手机器人）成为战术技术办公室（TTO）聪明武器项目（SWP）的一部分。

进入21世纪后，DARPA开始大力资助机器学习的项目。希望让机器不仅仅能简单模仿人的行为，还能够像人一样自主学习。2000年之后，DARPA开始研制通过对话进行人机交互（HCI）的系统，该系统能从与不同人的对话中学习经验，提供个性化的服务。现在天天陪伴我们生活的苹果Siri、微软小娜，还有国内的天猫精灵、百度小度，都是这项技术的徒子徒孙。

2010年，DARPA在人工神经网络研究的基础上，开始资助深度学习项目（DL），目标是构建一个通用的机器学习引擎，这是目前最接近人脑的智能学习方法。深度学习可以完成高度抽象的任务，如语音识别、图像识别和检索、自然语言理解等。深度学习技术的诞生，将人工智能带上了一条新的快车道。而这项技术的日益精进，也再一次给人们带来无限的忧虑。“机器是否真的有一天会统治人类？”这个喋喋不休的问题，正式从科幻小说走入现实科学家会议的讨论之中。人们开始追问科学家：“我们是否真的已经打开了毁灭世界的潘多拉魔盒？”

DARPA并没有丝毫停步不前的意思。2018年9月8日，DARPA宣布，计划投入20亿美元开发新的AI技术，这是“AINext（下一代人工智能）”计划的一部分。DARPA在一份声明中称，将致力于打造具有常识、能感知语境和更高能源效率的系统。

可以预见的是，这项技术将再一次深刻影响我们生活的世界。而对于更远的未来，我们都身处未知之中。唯一确定的是，科技在向前发展，任何人也无法阻挡。正如《黑客帝国》中那句经典的台词：“任何事情都始于当初的选择。”

“一本正经地胡说八道”

和所有的风险投资机构一样，DARPA的项目并不是每个都能取得巨大成功。除了上面说的那些真实地改变着人类生活的硬科技，DARPA还有各种黑科技，脑洞大到让人觉得简直就是“一本正经地胡说八道”。

早在美苏冷战期间，DARPA就曾为领先苏联，开展过一场不为人知的“秘密竞赛”——精神力研究。在DARPA的报告中就总结道“如果特异功能真的存在，苏联在理解、掌握和应用等方面肯定会领先于美国”。那时的美国已经被苏联的第一颗人造地球卫星吓得不轻，如果苏联还学会了“特异功能”，美国人民小心脏肯定受不了。于是，DARPA煞有介事地花费了数百万美金，试图招募一批具备心灵感应能力的人来进行远程间谍活动。甚至秘密筹建一所类似《X战警》中的泽维尔天才学校。DARPA期望，这批特异功能者可以通过折弯汤勺，来折磨克里姆林宫里的苏联领导人。

DARPA曾经在20世纪60年代研究过一种“机械战象”。不知道研究者是否受到中国《三国演义》中“木牛流马”的启发，这种为了帮助越战中的美军穿越热带丛林，运输战争物资的机器人，可以穿越山区、沼泽、小溪甚至河流，沿着狭窄蜿蜒的丛林小径以及陡峭的山坡运送人员货物。

后来这项发明被时任DARPA主任的埃贝哈特·莱克廷叫停，理由是“脑洞过大，会严重影响DARPA在国会的信誉”。1980年上映的《星球大战5：帝国反击战》中，有一款可以运输40名冲锋队员的AT-AT全地形装甲步行机，正是这款“机械战象”的科幻版本。

这款全地形步行机器人，涉及极为复杂的机械设计和控制技术，在当时的技术条件下，几乎是不可能完成的任务。然而DARPA并没有停止在这个方向上的探索。1992年，马克·莱伯特在麻省理工學院的LegLab实验室里创办了波士顿动力公司。这家致力于仿生机器人研究的科技公司，日后将在世界机器人科学史上写下浓墨重彩的一笔，其中著名的项目“猎豹机器人”，正是在DARPA的资助下诞生的。

电影《钢铁侠》中，托尼·斯塔克在自己的胸前安装了一个“方舟反应堆”，这是一个迷你可控的核聚变反应堆，可以为自己的钢铁盔甲提供源源不断的充沛动力。这个小到可以拿在手上的小型核聚变反应堆，也曾经在2009年，正式进入DARPA的研究目录，并获得300万美元的研究预算。

以上仅仅是DARPA各种惊世骇俗研究中的冰山一角。据非官方统计，DAPAR成立60年中，失败的项目占比高达98%。虽然很多项目因为现实条件不具备而胎死腹中，但是DARPA对美国科学进步的最大贡献在于——即使这些项目暂时失败，所积累的经验和沉淀的有价值的技术，也成为一笔不可多得的财富。这些对未来世界的探索，会将我们带向自由，还是禁锢？我们犹未可知，但正如《复仇者联盟4：终局之战》中美国队长所说：“无论希望多么渺茫，我们都要竭尽全力，我们将不惜一切代价。”