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      打造永生的数字生命、重启全球网络根服务器……

      中安在线   2023-02-08 10:12:49   来源:科技日报    作者:张盖伦   编辑:焦明仁

        数字生命是计算机科学的前沿研究领域,不过与影片中的概念不同,它指的是用计算机来模拟生命的行为和某些关键特征,让机器自行迭代,呈现初级生命的遗传变异和演化过程,而非试图模仿或者数字化人类本身。

        正在热映中的《流浪地球2》,对“数字”与“智能”做了深入探讨。生与死,真实与虚拟,延续人类文明是否一定需要人类……这部科幻大片,在贡献视觉奇观之外,还引发了许多思考。

        近日,《流浪地球2》科学顾问、中国计算机学会科学普及工作委员会主任助理崔原豪博士接受了科技日报记者专访,详细解读了电影中一些较为关键的概念。这些概念,有的离现在很远,有的则是已来的未来。

        电影内外的数字生命并不一样

        《流浪地球2》影片开头,就呈现了科研人员关于数字生命的研究。

        近几年大热的概念——“数字人”,大多是用相关互联网资料完成“数字重生”或制作“数字化身”,但它显然和电影里的数字生命相去甚远。简单地说,电影中的数字生命,指的是把人的心智“数字化”后转移到不同载体上。不过,这一技术即使是在电影中地球遭遇危机的遥远未来,也并不成熟,并且还在探索阶段就因社会和伦理等因素遭到了禁止。

        在《流浪地球2》科学顾问团队看来,制作数字生命需要一系列前提条件:要有完全准确的大脑结构快照,可以通过记录神经元连接来存储记忆;有完美的脑机接口,可以实现与被试大脑的长期脑波交互,记录各种意识与活动对应的大脑活动模式;拥有全脑仿真技术,可以顺利完成思维拟合,进而重建一个人的意识,而且这种意识要与原有意识完全相同。

        显然,这样的高难度任务,目前还只存在于科幻电影中。

        不过,现实中也有许多研究方向能够跟这个宏大目标产生一些“共鸣”。崔原豪介绍,数字生命是计算机科学的前沿研究领域,不过与影片中的概念不同,它指的是用计算机来模拟生命的行为和某些关键特征,让机器自行迭代,呈现初级生命的遗传变异和演化过程,而非试图模仿或者数字化人类本身。

        同时,数字生命的实现也高度依赖脑机接口技术。目前脑机接口分为侵入式和非侵入式两种,主要是研究脑电波和外物的交互,还远没有达到扫描人类大脑、拟合人类思维的程度。

        电影中,影片主角图恒宇将濒死的女儿图丫丫的意识进行了上传。成为数字生命的图丫丫,目光会随着人的动作移动,能跟人交流,这里用到的是大家熟悉的计算机视觉和自然语言处理技术,“这一部分技术已经相对比较成熟。”崔原豪说。

        维持数字生命需要强大的算力和能源

        《流浪地球2》中,一开始数字图丫丫只有两分钟生命。她会觉得“为什么那么黑”,感到恐惧,需要“爸爸抱抱”。崔原豪说,这是因为算力不足以支撑数字空间长时间地拟算。

        所以,图恒宇的研究致力于两点:降低数字生命对算力的依赖,以及找到更强算力的设备。后来他将图丫丫的数字生命备份卡,插入了拥有更强算力的智能量子计算机。

        电影中的数字生命备份卡,就像是两个U盘绑在一起,它长成这个样子,其实是有讲究的。

        崔原豪介绍,《流浪地球2》科学顾问团队推测,单纯的大脑结构存储并不一定能完美地还原意识,还需要通过与大脑交互来记录思维过程中的大脑活动。所以,数字生命的载体不应当是一个简单的储存设备,而应该至少存在部分计算(也就是仿真大脑)功能。

        所以,数字生命备份卡由两部分组成:记忆存储部分和思维存算部分,后者是一个专用计算芯片。虽然它看起来像个即插即用的U盘,但其实是一个专门从事“全脑仿真”的专用硬件。

        然而,数字生命也并非“永生”,它需要消耗一定的资源,尤其是能量和算力,同时它还必须依赖某种载体存在。总而言之,数字生命的存续离不开稳定的现实世界,只有当其载体坚固完好、能源永续不绝,数字生命才有可能一直延续,这也印证了电影里的那句经典台词——没有人类的文明是没有意义的。

        关掉根服务器全球互联网不会“瘫痪”

        影片中的另一大“燃点”,是重启全球互联网。在影片设定里,要重启全球互联网,就需要重启3台分布在不同国家的根服务器。

        崔原豪提醒,影片中的根服务器和我们通常所说的根服务器并不一样。

        根服务器,在现实世界里的全名是根域名服务器,主要用于管理互联网主目录,是互联网领域中最重要的战略基础设施之一,其最主要的功能是顶级域名解析服务,对于网络安全、运行稳定至关重要,被称为互联网的“中枢神经”。

        只要上网,就一定会接触域名。我们熟悉的“.com”“.cn”都是域名。域名好比单位名称,写上单位名称,信件就能寄送。但实际上,邮差会将单位名称转化为具体街道门牌号投递信件。把单位名称转化为地址的过程,就是域名解析,承担这一职责的是域名服务器。

        全球域名系统是一个层次化的服务体系。自上而下分为域名根服务器、顶级域名服务器和二级域名服务器。域名根服务器是域名查询的起点,是域名服务的中枢神经系统。全球只有13个根服务器,其中10个在美国境内,英国、瑞典和日本各有1个。

        中国下一代互联网工程中心领衔发起了“雪人计划”,旨在打破现有的根服务器困局,为下一代互联网提供更多的根服务器解决方案。

        电影中也考虑了“雪人计划”,将需要重启的3台根服务器设定在了中国北京、美国杜勒斯和日本东京。崔原豪表示,电影里的“根服务器”,其实应该理解为域名解析服务器+骨干路由器的集合体。

        现实世界没有电影中这么“刺激”,很难有这类令人激动的决定性瞬间。全球互联网不会像电影一样,因为切断一两个根服务器就被关闭。真实互联网采用非中心化的分布式部署方式,不存在绝对中心,网络基础设施坏掉了,也只会影响局部网络。

        相关链接

        “雪人计划”突破13个根服务器限制

        “雪人计划”是基于全新技术架构的全球下一代互联网(IPv6)根服务器测试和运营实验项目,旨在突破现有国际互联网13个根服务器的数量限制,克服根服务器在扩展性、安全性等技术方面的缺陷,制定更完善的下一代互联网根服务器运营规则,为在全球部署下一代互联网根服务器做好准备。

        “雪人计划”首次提出“一个命名体系、多种寻址方式”的下一代互联网根服务器技术方案,可以引入更多根服务器运营者,同时还能保证一个命名体系不被破坏,从而真正实现多方共治的愿景。

        2015年6月23日,国际互联网名称与数字地址分配机构(ICANN)在第53届会议上正式对外发布了由中国下一代互联网工程中心领衔发起的“雪人计划”。

        2019年6月26日,工信部同意中国互联网络信息中心设立域名根服务器及运行机构。“雪人计划”于2016年在美国、日本、印度、俄罗斯、德国、法国等全球16个国家完成25台IPv6根服务器架设,其中1台主根和3台辅根部署在中国,形成了13台原有根加25台IPv6根的新格局。

        2017年,25台IPv6根服务器在全球范围内累计收到2000多个递归服务器的查询,主要分布在欧洲、北美和亚太地区,一定程度上反映出全球IPv6网络部署和用户发展情况。(张盖伦)

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