《荒土帝国》佚名n

175、宏观测量

　　宏观世界中，存在另一种与微观世界不同的测不准现象——题记
　　“老板，猎杀者拦截了他们发射的导弹，但还是被冲击的余波毁伤了武器。”横断岭的一座山坡上，万江涛看着手中的平板说道。“地网探测的雷达系统还真让人有些意外。”
　　“这不全是那个雷达的功劳，在我们为猎杀者系统加载状态估计滤波算法之前，单凭他们的雷达并不能达到如此高的精度。”源常新说道。
　　“状态估计算法？我以前好像在哪里听过这个？”万江涛单手托住下巴，神情有些困惑。
　　“你和艾兰德研究院有过一段业务来往，想必你也清楚微观世界存在着一种测不准的现象。”源常新说道。
　　“是的，老板，那个院长还给我讲了一些听上去神乎其神的东西。”
　　“其实，宏观世界同样存在着一种测不准现象，这种现象严重影响着传感器测量的精度，也是雷达无法准确获取目标位置的重要原因。”源常新说道。“空间中的白噪声（高斯噪声）影响了传感器的测量精度，也会对系统模型造成明显的影响。”
　　白噪声是一种电磁噪声，在空间内的频率大小成正态分布，这是统计学得出的结果。由于雷达传感器使用电波测量目标位置，在接收信号时必然会受到空间噪声的干扰。
　　一个人拿出一张图片，让另一人辨识图片的颜色，当背景光不同时，他的辨识结果可能会发生一定的差异，这种差异并非感官的错觉，而是背景光中的噪声对识别产生了影响。
　　“在这种情况下，还想对机器实施精准的控制的话，需要用到状态估计算法（以卡尔曼滤波为例）。导弹在不同的位置上拥有不同的状态（速度、位置等），而下一刻，它的状态会按照物理定律进行变化转移。然而，由于噪声影响，导弹的状态并不能够与状态观测的结果完全相同，同理，传感器的测量结果也会因为噪声而产生测量精度的误差。
　　状态估计算法将每次传感器的测量值加上噪声，就得到了测量位置的概率密度函数。将系统的状态量加上噪声，就得到了系统状态的概率密度函数。将测量结果概率密度函数与状态观测的概率密度函数相乘，就得到了实际位置的概率密度函数，这时候，我们就知道了导弹位置的数学期望，也就是导弹位置的估计值。①
　　知道系统的初始状态量，可以根据物理模型和输入量递推下一刻的状态量。下一刻的状态量加入噪声（正态分布的噪声）后得到下一刻的概率密度函数。将其与传感器的测量值一起使用，可以递推估计系统当前时刻的状态。这些东西我们在工作中虽然不需要详细了解，但是我估计你也都略知一二，在这里我就不多讲了。”源常新说道。
　　“嗯，我勉强能够理解。”万江涛思索片刻后说道。“但在这种情境下，空间的噪声分布已知，我们仍然可以对系统进行比较准确的估计。”
　　“但是，如果这种噪声是人为制造的呢？”
　　“呃……那样的噪声没有规律，可能就没法估计了。”
　　“我们在宏观和微观都会使用电波对物体进行观测，那么，你有没有想过，如果微观作用和空间中的白噪声一样有迹可循，那么测不准现象也将不复存在。”源常新诡异的笑了笑。
　　“嗯……也许吧。”万江涛说道。“据我所知，斯坦豪斯院长就对可能具备这种能力的量子计算机很感兴趣，他甚至口出狂言，说是那种计算机可以仿真微观粒子在未来时间里的运行。
　　不过在我看来，他只是想找学会讨点经费罢了。东原帝国已经灭亡，学会的合作企业也都基本解散了，哪里还有经费投进那种空中楼阁的项目。”
　　“我看过他上传的文件，不知道是我们哪个愚蠢的工程师给他讲解了那些东西。他大概是想用多个可以观测的叠加态，来估计表示粒子位置可能的无限个叠加态。”源常新笑道。“这个弱智的东西，我们根本不知道不同叠加态的本质是否相同。即便相同，粒子的初始位置仍然不能确定。然而，就算他能够开挂一般的写出粒子的初始位置，它又想用什么办法把世界上的所有粒子信息输入电脑呢，吚嘿嘿嘿嘿嘿……”②
　　“你说的那些量子物理方面的东西，我并不是很理解。但是量子计算机本身就是一件很新颖的东西，我不清楚老板为什么这样对它不看好？”万江涛问道。
　　“为什么，嘿嘿嘿，为什么？”听到这里，源常新突然开始怪笑了起来。“量子计算机能干什么？我猜猜，除了大幅提升计算的速度外，似乎与普通计算机相比也没什么两样。
　　不过按照你的说法，它似乎还会变一些邪门歪道的小魔术。”
　　“提升计算能力还不够吗？”万江涛的脸上浮现了困惑的神情。“记得刚刚认识您的时候，新源天下还是一家小公司，那时的您似乎对这些精巧的东西都很感兴趣。但是不知为什么，老板，我感觉在后来某个时间起，您逐渐变了。您对那些让人热血的技术不再像以前那样的兴致勃勃。当我偶尔因为工作而踏入您的办公室时，时常看到您在办公桌前出神的思考，似乎是在凝望着另外一个世界，黑暗，而又令人难以捉摸。”
　　“公理的发现没有一次是因为算力的提升，就算机器能一秒计算万亿次一加一，在没有优秀逻辑智能的情况下，对我们来说又有什么意义？”源常新说着，从地面捡起了一块石头。“人类对世界的认知从来都只是一些无用的堆砌，怪客先生在很早以前就看明白了这一点。”
　　“大脑就是一台具备优秀逻辑算法的计算机，即便是帝国在联合项目中建立的神经模型，也无法将它进行取代。”源常新说着，将手中的石头抛出，任它在起伏不平的地面上翻滚，最后终于在一处地势低洼的地点停止了下来。
　　“但实际上，那个模型告诉我们，大脑所做的事情就是在问题中寻找最优解。如果它陷入了局部最优，就像那块陷入浅坑中的石头，这时我们就需要使用算法使其跳出去，并跌到山崖下的最低谷。”他顿了顿，脸上的神情也逐渐认真。“我看过怪客先生在学会资料中心上传的手稿，那些看似简单的文字却让我感受到了深深的震惊。
　　江涛老弟，我们在人工神经网络中使用的反向传播算法，其实和很久以前工业上提出的PID调节大同小异。后者是逐渐调节线性函数的自变量，让因变量趋近指定要求，而前者仅仅是逐渐调节非线性函数的自变量，让因变量的导数趋于0。而神经元模型之所以能够处理非线性问题，仅仅因为它在自适应控制模型的基础上，增加了一个激活函数而已。”
　　“是的，您当初给我讲述这些时，我同样感到十分震惊。整个世界仿佛都因此而变得一片混沌。好像我们之前所做的事情，只不过是在摆弄上天为我们提前准备好的玩具积木一样。”万江涛的神色认真的说道。“简单的积木拼凑出了美好的时光和有趣的玩具，但却没人意识到，一切都是世界既有的安排。
　　虽然，我并不喜欢那些超现实的东西，但是有时候，我不得不承认怪客先生的看法。我根本无法想象他那黑暗空洞的背后，究竟隐藏着怎样过往。极简的知识与冰冷的现实，让我感受到了一种极其真实的寒冷与战栗。”说到这里，万江涛有些颤抖的搓了搓双手。
　　他在不经意间抬头望向了天空。“等等，老板，天上的那些黑点是什么东西？”
　　此时此刻，横断岭上方的天空中，数驾战机正从远方飞来。
　　“一号发现目标，目标仍在活动。”战斗机上，飞行员望着稀疏林木间行走的机械说道。
　　“抓紧时间，在目标进入深林前将其击毁。”通讯的电音从对讲机中传来。
　　下一刻，天空中的战机侧向翻转，向着林中的机械疾飞而来。
　　火箭和导弹纷纷从舱内抛射而出，在一条条尾迹的蒸汽中，向着机械的方向疾驰而来。从机械的下方和四周飞过。与此同时，沉重的机械居然腾空而起，避开了第一轮的打击。
　　丛林的地面在猛烈的爆炸中燃起，冲天的气浪仿佛可以将整片大地掀开。
　　“竟然扛下了超载，吚嘿嘿嘿……继续跳，玩死他们这帮蠢货！”看着平板上方传回的画面，源常新面目狰狞狂笑道。“……”
　　“砰！”还没等他说完，爆裂的声音从平板中传来，整个屏幕瞬间被白色的蒸汽充斥。
　　“老板，猎杀者二号的液压杆，好像在刚才炸掉了……”经过了片刻的沉默后，万江涛开口说道。
　　此时此刻，横断岭以西数千米外，九霄市
　　“统领大人，那个机械好像在刚才启动了自毁。在这种情况下，我们可能会在进一步的逆向工作上遇到一些困难。”辰极宫的大殿内，工程监察官对殿上的贺建伟说道。
　　殿下的众人一时间都陷入了沉默，这个结果和他们原先预想的差距甚远。
　　“没有关系。犰狳，请你派人通知魏洪彬将军，告诉他和他的士兵，他们做的很好。”贺建伟泰然自若的坐在椅上，神色平静的说道。“我宣布，东部旧地的威胁至此解除。
　　从今天起，应对西部兴邦会威胁才是帝国的重中之重。”

　　注①：一种以数学期望代替准确位置的状态递推估计法，用传感器测量和模型估计值共同更新预测值。之所以可以以期望代概率，是因为估计和测量的误差分布有迹可循。
　　不是重点。
　　注②：量子世界的概念基本由测不准引出，比起宏观世界的观测，量子世界的观测对量子施加了一个不确定的影响，影响了其原本的运行状态。

作者有话说

　　宏观世界中，物体的运动从一个状态变化到另一个状态，这种变化可用一次线性变换（或非线性变换）表示：x1＝φx2，φ是状态转移矩阵（变换矩阵）。
在微观世界，因为无法直接观测，状态转移矩阵变成了跃迁振幅，即一个态变化到另一个态的概率幅。
输入规则（外源）的诺特流在系统的约束下生成的新变量（诺特流），在物理中称为生成泛函。这和性能指标约束下的系统运行是一样的。