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就有这么凑巧的事:上周还在看侯世达 (Hofstadter)先生的《集异璧》,这周就在电影院里看到了书中概念的演绎版——哈,说的当然是日前火爆酷炫的高分电影Inception啦。废话少说,赶快剧透。还没看过的同学们海涵了,虽说透穿了剧情也不会影响你观影的效果。

Inception抓人眼球的是它“梦中做 梦”和盗梦的情节设计。在层层深入的梦境里,人的意识逐步放松警惕,入侵者便可以趁机盗走储存在大脑中的信息。控制梦中的意识,“我做你的梦”,两个 人的思想在同一个大脑中争斗……这都是令人看得过瘾的狂野想象。然而身为一个业余程序员和《集异璧》忠实读者,看到人在梦里死了掉进迷失域(limbo) 再也出不来,我第一反应还是忍不住叫出来:“哇,堆栈溢出!”

堆栈是一个计算机术语,我看来看去,觉得Cobb这群人在剧中完成任务的方法就像出自程序员的手笔。你看每个梦,都是同样的一组人物,抱着同样的目标,只是换到了不同的场景里。这多像一个函数调用的过程啊。

也许你没听说过函数调用,但你也许炒过青菜。 通常我们会先热锅、放油,然后爆炒、加盐、出锅。那么从热锅到出锅的一整套动作就可以写一个名为“炒”的函数。如果我们为白菜调用这个函数,就完成了“炒 白菜”的任务;如果为空心菜调用这个函数,就完成了“炒空心菜”这个任务。你还可以自由发挥,为各种包菜、韭菜、胡萝卜调用同一个函数,就把它们都炒了。

Cobb先生当然不在乎炒的是什么菜,他的任 务是在Fisher的脑中播种下拆分公司的念头。他为Fisher先生设计的函数就是梦,让Fisher的潜意识瓦解的梦。在计算机程序中,一个函数内部 可以调用另一个函数,在第二层函数运行的过程中,第一层的函数就在等待,直到第二层函数返回了运算结果,第一层函数再利用这个返回的值来继续它自身的运 算。这么一比较,Cobb的精心设计实际上就是用一个梦去调用另一个梦,上一层梦境中熟睡的人们都在等待下一层梦境中的人完成任务。一旦成功,就用音乐或失去平衡的方式返还(在迷失域则是死亡),来结束上一层梦境。

就像程序员喜欢在函数中调用函数来使问题步步细化,这些嵌套在一起的梦也起到了步步逼近Fisher内心深处的作用。但是这样层层的调用也有个风险,万一信息链被破坏,函数不知道自己身处的是哪一层,事情就要乱套。这样就使得“堆栈”这个概念变得重要了。

在计算机语言里,“栈”是内存中的存储区,它保存着正在运行中的程序的临时信息,在程序完成后就被新的程序信息覆盖。“堆栈”就是向这些存储区写入信息,好让系统知道现在哪个函数在等待返回值,以及返回来的值要到哪里去读取。

但是计算机的内存容量是有限的。当函数调用的 层数过多,新调用的函数信息在写入内存的时候空间不够,就把一些老的信息覆盖了。麻烦的是,被覆盖的那层函数还在等待下层函数的返回值来完成暂停的任务。 这样虽然新的函数成功运行,老函数却没法正确找到返回值,整个程序就出错了。这种因为空间不够而产生的错误覆盖,就是开头提到的堆栈溢出。

这和情节有什么联系呢?当然有啊,Cobb的 老婆Mal不就是堆栈出错的受害者嘛。根据影片情节设计,Mal在迷失域中就因为待得太久而失去了对现实的记忆。她一直在最底层的函数里,却认为活在最顶层的现实,不需要返回到任何地方。而Cobb的“栈”还是完好的,他还记得 现实中的孩子,知道应该返回到顶层去。

这个时候,如果Cobb直接带着Mal卧轨, 不和她说那些有的没的,两人也许就安全地从底层返还了。但是Cobb犯了个错误,他对Mal的潜意识进行了修改,这就相当于故意在Mal的“栈”里放置了 错误的但是有意义的数据。这样当Mal回到最顶层的现实时,本来整个大程序应该宣告结束,但因为她的“栈”被改写了,这个程序就错误地认为自己并不在顶 层。于是Mal就失去了对梦境和现实的分辨力,觉得自己应该再死一次才回到现实。

“悲剧啊!”看见Mal坠下高楼,我不由叹息,一出内存出错的惨剧。

与其说这是一部关于梦的科学幻想,倒不如说是 利用人类的算法对意识进行的一次设计。据说影片的灵感有部分来自侯世达先生的《集异璧》。这是本涉及甚广的奇书,试图综合各学科的知识来探讨意识的机制。 侯先生虽然也不能完全回答自己提出的这个问题,但他猜想意识的关键之处在于“我”这个概念的产生。而这个概念来自自我和外界的区分,来自人类和外界不断的 信息交流。于是对“我”的认知从出生时起就一层层叠进脑内,这种交流积累终其一生循环往复。书中曾把这个过程类比于函数对自身进行循环调用,那么影片中的 故事设计与计算机原理相似的情况倒也不太出乎人意料。

咦,那么有没有可能,导演在试图把计算机科学的知识植入到我们的潜意识里面?银幕前面的你,被他的Inception施中了吗?

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注:已发于《开啦》电子杂志,此处为修改版。写作过程中参考了凍啡走甜的博文,Albert_JIAO和白鸟老师提供了非常好的修改建议,特此感谢。

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  1. 小弟三年前看了《集异璧》,在看电影时也是连连叫爽。除了堆栈概念之外,书中关于现实与虚拟的讨论也是在电影中引人思考的一个元素。

  2. 哈 用计算机的角度来解释比用数学的角度解释来得直观

  3. 递归、递推、迭代分别是什么意思,有什么区别?

  4. 还没看电影,不过感觉某些概念跟攻壳机动队很多类似:ghost,意识潜入,攻性防壁,防壁迷宫...

  5. 当下层的梦在执行时
    上层的梦依然在运行

    当上层终止时,不管下层终止与否,都会自动结束

    这更像是多线程,而不是函数

  6. 在我看来层层梦境不过是一个数学式中的大括号中括号小括号罢了

  7. 我也认为这个电影受到《集异壁》的影响

    电影中看到cobb训练那个女孩的时候,带她走了一段四边形的楼梯,那个楼梯就跟埃舍尔的画里面那个楼梯是一样的,当时我就想到《集异壁》里面也有这个场景。

  8. 喜欢用程序的函数思想描述这个~恩 不错
    哎 好久没写程序了~

  9. 这个我梦境认为不是函数与堆栈,是虚拟机,见我的博文:

    《盗梦空间》算是2011年的神奇电影了,很多人看完都说这是给程序员看的,一层层的梦境就像函数的调用。不过我倒不同意梦境就相当于函数的调用,因为当函数嵌套在一起时,里面的会比外面的先运行,而梦境则是同时运行的。比尔盖子认为梦境更像是虚拟机,下面比尔盖子就和大家一起分析一下,并用虚拟机的思想来解决《盗梦空间》中的一些问题。

    问题1:为什么人被造梦时难以发现自己在做梦?

    这其实就是一个关于虚拟机的基本知识题。虚拟机,可以虚拟出一切电脑硬件(虽然有些是和真实电脑共享的):显卡、声卡、内存、硬盘、网卡、主板、USB控制器……所以说在虚拟机里的程序会像在真实电脑里的程序一样正常运行。

    问题2:为什么有些人发现了自己是在做梦?“图腾”是怎么回事?

    当人发现梦中有些情况与现实不符时,就会醒来。而在虚拟机里,这也是成立的,如果有程序不想再虚拟机里运行,它会检查CPU主频,如果发现虽然主频是2Ghz(假设),但是实际效率远远离这个数差远了,就会认为自己身处虚拟机。

    另外,在《盗梦空间》中,造梦师都会有一个自己的“图腾”,因为梦中空间的有限性,“图腾”在梦中就会失去某种随机性,这样造梦师就可以知道自己在梦中了。在虚拟机中也是一样,VMtools(虚拟机使用辅助工具)就是“图腾”,它也是虚拟机的唯一标识。

    问题3:多层梦境是怎么回事?

    在《盗梦空间》中,有一些高级的造梦师可以制造多层梦境,这在虚拟机中也是完全可以的。既然虚拟机和电脑别无两样,在理论上我们完全可以在虚拟机里运行一台虚拟机,也可以在虚拟机的虚拟机里运行一台虚拟机,只要硬件性能合格。但是,在虚拟机中,虚拟机软件会检测到它身处虚拟机,于是就会禁止你安装和运行虚拟机软件(虚拟机用的方法是“问题2”的第一种方法)。但这是人为故意导致的结果,其实完全可以这么做。而且有人已经做到了:在VMware虚拟机中运行虚拟机。

    问题4:为什么在梦中的时间很慢?

    这可以用虚拟机的性能下降来解释,当你运行一个虚拟机时,它的性能会比物理主机的性能出现一定程度的下降,这样虚拟机的运算能力也会下降。往往需要花比物理主机数倍的时间来完成一件事,也就是运行速度变慢了。让我们回到梦中也是一样,梦中的运行速度越慢,里面的时间就会越慢。

    问题5:用音乐来同步各个梦境时间可行吗?

    因为虚拟机是共用一个声卡的,所以这个是可行的(当然,你说你在一个虚拟机里听歌,其它虚拟机里不会有音量显示,这说明你把输入输出弄混了。在《盗梦空间》里,现实世界的人会给梦境里的人输入音乐,而不是让梦境里的人输出音乐)。我们可以来验证这个事实,让我们用麦克风说话,这时无论是物理主机、虚拟机、虚拟机中的虚拟机将都会有输入音量的指示,使用声卡的“输入”插口也能达到一样的效果。

    这么一说,看来我们的虚拟机理论相当完美啊!

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