转自UACG
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在《刀剑神域 Alicization 》的世界观中，日本自卫队将数位人类婴儿的量子资讯置入
虚拟世界“UnderWorld”中，并使其在虚拟世界中学习、生存。最终目的 发展出得以在
战争中应用的“自律学习型高适应性人工智能（Artificial Labile Intelligence
Cyberneted Existence， A.L.I.C.E.）”
简单说就是创造完全人工再制人类灵魂的高阶 AI，使用这个系统大量生产 AI 人造人类
士兵。这样一个架构在（科幻）轻小说下的虚拟技术，是否有可能具备现实科学世界的理
论基础呢？根据《刀剑神域》作者川原砾在小说中提供的脉络，我将以当代深度学习技术
以及量子物理学的角度，浅谈这个“自律学习型高适应性人工智能”的理论 论述基础和
可行性。
■ 关于“自律学习型高适应性人工智能”的小说性脉络
在故事中提及，人类的脑细胞中存在有一种称为微管（Microtubule）的结构，在微管中
可以找到一种被称为摇光（Fluctlight）的光子，而光子的量子态的集合即是人的灵魂。
所以只要能够读取摇光光子的量子态资讯，便能读取人的灵魂。
小说设定了由日本军方持有的名为拉斯（RATH）的公司开发出一种名为灵魂翻译机（
Soul Translator）的设备机器。该机器即是一个能够读取摇光光子的量子态资讯的机器
；并且在读取到这些资讯后，拉斯将其复制入一个称为光量 子闸（light club）的装置
。
也就是说，拉斯公司具备完整复制一个“灵魂”并且储存的能力。
在《刀剑神域》的世界观中已经拥有脑机接口（完全潜行技术）以及与其对 应的虚拟实
境。于是拉斯复制婴儿的摇光灵魂，并将其放置在一个被打造 好的虚拟原始世界（
UnderWorld）中，由少量的拉斯工作人员经由完全潜行技术进入虚拟世界，花费数年时间
培养这些婴儿摇光。
并且在这些婴儿摇光成人后任其结婚、并再放入第二代的摇光婴儿由第一代的摇光扶养。
不断不断 的重复这个过程。在 UnderWorld 的内部时间经过 300 年的时候，这些摇光组
成的社会已经发展成拥有 8 万人口的中型都市。首先稍微统整一下这一段过程：
1｜读取并复制婴儿脑中摇光的量子资讯
2｜将这些复制来的摇光婴儿放入 UnderWorld，由工作人员花费数年扶养
3｜在摇光成长后让其继续扶养下一代的摇光，以此完成世代传承
小说认为经过这一连串的过程后，这些摇光已经成为真正意义上的“自律学习型高适 应
性人工智能”了。其行为、效能皆与人类相仿，这便是川原砾在作品中所 提及的打造逻
辑。接下来我将继续剖析 这一套逻辑的可能性。
■ 当代 AI 技术的运作方式
在小说中，川原砾将他提出的这种 AI 建构方式称为“Bottom-Up” 型 AI，这个名子并
非无中生有，可见作者在创作设定前也查阅了不少相关资料。这个词汇是为了与当代现实
主流的“Top-Down”型 AI 做出区隔。
Top-Down 型 AI，也就是现实世界所说的“机器学习（Machine Learning）” 技术，是
一种基于模拟大脑神经网络运作的算法。这个算法的做法是用一个非线性的可微分严
格递增函数模拟大脑细胞的输入与输出。
并且将一个像这样的人造脑细胞多个并排在一层中，并造数个放置多层如此的结构，并将
邻层之间的每一个互相以一线性函数的方式连结。我们把这样的结构称之为 人工神经网
路（Neural-Net）。
接着我们导入一个作为样本的数据集，用于训练这个神经网络。因为初始的神经网络与婴
儿无异，所以输出的结果一定是无意义的，但是我们可以借由第一批次输出的结果与样本
答案计算出“资讯熵” （Information entropy），并且用张量微积分求出人工神经网络
中每一个参数对资讯熵的偏导微。有了偏导微之后，我们就能借此修正神经网络中的每
一个参数，使其输出之结果趋向正确。
重点在于：因为现实世界的人工神经网络必须要经过样本数据集的反复训练，才能成为关
于那个数据领域的 AI，所以不经过反复的学习就不可能自发性的对该领域有知识。因此
川原砾必须另外创造一个词“Bottom-Up”型 AI，就是为了与需要数据集才能被动学习的
“Top-Down”型 AI做出区隔。
接下来说明这两种不同的 AI 构成方式，并比较他们的异同：
uBottom-Up”型 AI （刀剑神域中的 AI）
“Bottom-Up”型 AI 是基于量子态应对外在世界而做出量子态演化的结果而 塑成的 AI
。因此他模仿人类的方式是基于量子态层次上的模仿，所以很有 可能能够精细的还原人
类大脑的性能与表现，达成我们想要的“自律学习型 高适应性人工智能”。
uTop-Down”型 AI （现实世界的 AI 技术）
“Top-Down”型 AI 是基于模拟人脑神经网络构造的算法，将资讯熵最小化的结果所塑
成的 AI。这种 AI 模仿人类的方式是一种数学上的近似，并且只能应对已经喂食过样本
数据的情况。这个做法在现实世界被广泛采用，但是我们目前无法根据这种技术造出我们
想要的“自律学习型高适应性人工智能”。
但是即使这两个做法看似有极大差异，我们还是能够找到他们深层的共通点。一个最至关
重要的点就是对于“熵的极小化”。对于一个无知的脑，我们能够想像它拥有的可能状态
有无数多个，对应熵的定义就是一个极大的熵。
但是对于一个有知的脑，它拥有的可能状态就会被限缩，因为这样才能使 AI 锚定在可以
输出正确结果的情况，对应熵的定义就是一个较小的熵。“Top-Down”型 AI 是直接在其
自身的数学结构上就以熵的极小化为出发点，而“Bottom-Up”型 AI 则是在量子态随时
间演化的过程中逐渐减小其熵。
■ 人脑量子资讯的当代理论的可行性
《刀剑神域》中设定了“人的意识是由摇光的量子态决定的”这一前提，也就是人类的意
识和灵魂是可被测量、采集、观察与处理的，这使得“灵魂”从宗教哲学的层次进入到科
学领域，这样的论点可以被解释吗？所以我接下来就想来讨论关于这个设定的实际理论
。
首先，在量子力学的公设中，量子态公设表述了这么一个命题：量子系统在任意时刻的量
子态（Quantum State）完备地给出这量子系统的所有资讯。 也就是说，当 Soul
Translator 复制了人类摇光的量子资讯时，就已经完备的复制了人意识的所有资讯。
这一可能性是否可能？刚好现实中有一篇这样的论文可以作为探讨： 〈1998 Hameroff
Quantum Computation in Brain Microtubules The Penrose Hameroff Orch OR model
of consciousness〉
量子态随时间演化的描述可以由薛丁格方程式描述。如果我们借用这个概念放到这里，就
意味着在作品中人工摇光的成长实际上指涉的就是量子态的时间演化。 而这一切推论建
立在复制人脑中部份量子资讯就能完备的复制人的意识这个假设上。
所以我们现在来把这个说法切分成两个部分来看。一个是脑中属于意识的量子资讯，一个
是量子态的复制。 Hameroff 的论文提及了《刀剑神域》所提“摇光”的可能性。因为
Hameroff 认为脑细胞理的微管（Microtubule）中存在处与量子相干态（Coherent State
）的光 子，这些光子在大脑中的运作类似于量子计算机，以此组成人类的意识。
并且根据不确定性原理的计算，这个量子去相干（Decoherent）的时间，也就是这个量子
态应外刺激而做出反馈的时间，与神经生物学中测量到的细胞活动 （
Neurophysiological Activities）拥有一样的周期，这可能成功的解释了神经 细胞的运
作方式。
用白话一点来说就是，如果假设神经细胞的运作中枢是处于量子相干态的光子，并在去相
干后输出结果，那神经生物学的测量结果很不可思议地符合了量子力学的计算结果。因此
我们有足够的可能性可以假定这个学说可行。
但是关于这个“量子态”构成“灵魂意识”的学说即使成立，要将其复制到外界却又是另
一 个问题。在量子力学中实际上有一个不可复制定理（None-Cloning Theorem）， 该定
理表述任何一个量子态都不可能在另一个量子态上再造，除非先将原有的 量子态湮灭。
也就是说当我们试图将人类脑中的量子态复制到另一部机器上时，将会遇到理论上的不可
能；这就如同人类不可能打造出永动机一样，是属于原理上的不可能。如果要将量子态进
行复制，那意味着原本的量子态转移到另一个量子态上，则原本的量子态必须湮灭（
Quantum Teleportation）。简单说：如果我们真的打算将脑中的量子态转移到机器接口
上，那势必意味着我们 必须牺牲原有的人脑。
■“自律学习型高适应性人 工智慧”实践的可能性
将当代的 AI 技术和人脑量子信息论结合探讨如上文，但若是想实行像这样的“自律学
习型高适应性人工智能”（作品中的摇光 AI系统）是否可行？
首先会遇到的第一个问题就是量子态的读取与复制。如同前述量子态的复制并不可行，但
我们可以借由湮灭原本的量子态作为代价实行。不过这些都只是 关于理论的讨论，实际
技术的建构又是另一门问题了。
如果我们仔细的思考当代存在的 AI 技术和川原砾在作品中所假设的 AI 技术之间的差异
，我们很就会发现“量子电脑”的存在是不可或缺的。因为这个假想的 AI 技术是基于在
机器上运作量子态时间演化的前提，但是现实中的电脑不可能有足够多的运算资源可以支
援拥有无限多可能性的量子态运算。
所以我们需要靠量子电脑才能进行摇光 AI 的执行运算。我们可以将量子去相干，也就是
前面曾提到的“摇光的输出”设为人工神经网络的脑细胞模拟中枢，用以取代传统机器
学 习采用一个数学函数就代表一个细胞的做法。
除此之外，我们还必须要让摇光 AI 进行成长训练、减小该 AI 的熵值。为了提 供一个
像这样的环境，我想或许有两个解决办法：一是如同作品中所述，创造一个如同
Underworld 的虚拟世界，并且将摇光 AI 们放入虚拟世界中进行扶养。
但是要如何打造一个像这样的虚拟世界又是一个巨大的技术问题了，另一个可能性是制作
一个高度模仿人类的机器 人，并将摇光 AI 嵌入作为其运算思考核心。然后将他放入现
实的人类社会进 行适应，假以时日（这个时间不知道要多久）也能完成我们想要的“自
律学习型高适应性人工智能”。这边遭遇的难处除了技术外，就是道德和社会的问题了。
■ 结论
我们如果要创造出如同川原砾所描述的“自律学习型高适应性人工智能”，需要以下条件
：
1、意识是由处于量子相干态的光子所运作的，因此只要能读取该量子态，就能读取意识
。
2、我们能够有读取量子态并将其送至机器接口上的技术。
3、我们必须拥有量子电脑以用于执行量子态时间演化的运算。
4、我们必须能准备一个能让摇光 AI 成长的环境（虚拟世界或仿人机器人）
以上的四个条件目前都超出我们现实世界的技术水准，所以目前是不可能完成这 个“自
律学习型高适应性人工智能”的，但是未来则未必不可能。 我自从在小说上读到摇光和
AI 的这个构想就一直觉得很吸引人，在写这篇文章时一直出现某种“啊其实我可以这么
做”、“喔这个 AI 好像真的做得出来”的感觉。
尤其当我读到 Hameroff 的那篇论文时，这种感觉来到了高潮“其实科幻和科学的鸿沟仅
仅如此而已吗”。 我本人是物理系的学生，同时也在天文所的 Cosmology Group 里是天
文学研究最前线上冲锋陷阵的研究者之一。
我的研究内容就是关于深度学习（就是在文章中提过的 Bottom Up 型 AI）在星系类型识
别上的应用 XD。所以关 AI 这个领域算是我情有独钟也颇有心得的领域。不过这和川原
砾在作品 中所设想的“自律学习型高适应性人工智能”其实相去甚远,甚至可以说是完全
不一样的两种技术。
真要说只有目标，也就是打造泛用 AI 是一 样的而已。在写这篇文章时也查到了一些令
我感到十分惊奇的新闻，例如说目前已经有完成并且商转的量子电脑问世了。也许很快的
，我在结论里提出 的四个“完成摇光 AI 的四个条件”将一一被满足,而我们将有能力创
造出 今天还存在于科幻小说/动漫中的场景。然后人类的劳动力将真正意义上的被解放，
不需要工作的伟大时代将会降临（哈哈哈）。
本文是我们清华大学课程讨论作业的成果之一。透过主题与问题的提出，加以解释与观察
，提供学生作为参与者和观看者的一种练习与发表尝试，也与我们推广的“轻学术”有相
连结之处。我们希望透过这种方式，得以有机会以较长篇幅的方式来讨论与写作，进而获
得练习的机会。
本文作者｜物理系陈柏翰
编辑｜ U-ACG 小编

怕啦

深奥推

刀剑的题材一直都不错，像是VR应用心理治疗、安宁照护，这次也讨论到AI，但作者重点永远是我是桐人我超帅ㄏㄏ

刀剑都是抛一个题材出来然后浪费他

不管怎么说，UW至少在设定上是迷人的，而且远超过先前的作品讨论层次和规模……只是川原最后还是把它演成了跟以前一样的龙傲天八点档可是我还是觉得人造遥光的设定真的有达到惊艳的地步

刀剑的设定真的都不错，可是这作者驾驭不了

uw世界观也都只是桐人的踏脚石==

然而终究是龙傲天怒砍强奸变态的老梗

川原真的很妙，喜欢用一些先进的设定玩龙傲天

刀剑真的可惜，他在虚拟技术题材上创意超强，但格局就是写不出来，只能被定格在龙傲天轻小，老实说就题材方面，我觉得更胜之前的一级玩家

当年VR现在又结合AI，都是当红科技话题

有光鲜的壳子，没有灵魂

不只当红，还有结合虚拟杀人、VR心理治疗，VR安宁照护，其实都满有深度的XDDD

工三小= = 看起来很有想法但剧情怎么会是那样= =

因为无法驾驭啊，有创意不代表有能力啊

我觉得是川原根本没考虑那么多 是读者想多惹==

反指标

写论文？

没人说他剧情有深度，在说题材啦高级食材也能煮的很难吃，这不冲突

回23楼，他当然没想那么多阿，从剧情侧重就知道了，只是他丢出一个虚拟技术题材，我们觉得确实有趣可以讨论，就这样而已

有些设定真的不错，恶一就是这样才拿他ggo的设定去玩

当然没想那么多啊，SAO本质上还是普通的冒险故事而已

他的题材真的不错，但是编剧很糟糕XD有点像提建议的责任编辑超强，然后作家不行XD

去米其林餐厅借厨房做了一碗路边的卤肉饭

恶一是什么

我个人很喜欢UW的设定和世界观 但川原心中只有桐人XD

其实这篇开头，瑶光这设定跟现实不符，后面就都废话了.

老实说，川原不要那么爱搞强奸跟后宫，刀剑算是不错的作品

这篇文我还以为在看小论文 XD

川哥这个真的猛

动画UW篇一开始真的有震撼到我，有种回到当初看SAO篇的感动，只是后面……唉

uw为一能看的地方要结束了

修了一门日本文选翻译课，是日本AI协会大老写的AI科普看了后发现川原对AI真的有下功夫考究，观念不少正确。

刀剑我先推一个

川原想设定跟写剧情用的脑是不同颗吗XD 设定很有内容剧情就yy到爆

好长

其实SAO有拿诺贝尔文学奖的潜力？

UW世界的这个设定是真的蛮有趣的