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一部电影，一个故事，一个科学秘密。在光与影的交织中，带你聆听机器文明临近的脚步声，去往人类从未涉足的奇异之地，见识生命的壮阔与繁茂，领略奇异生命创造的种种奇迹。
北京
图书在版编目（CIP）数据
光影中的科学秘密.生命的奇迹/萧星寒编著.--北京：人民邮电出版社，2013.3
ISBN 978-7-115-30848-1
Ⅰ.①光… Ⅱ.①萧… Ⅲ.①科学知识—普及读物 Ⅳ.①Z228
中国版本图书馆CIP数据核字（2013）第012377号
内容提要
一部电影，一个故事，一个科学秘密。在光与影的交织中，带你聆听机器文明临近的脚步声，去往人类从未涉足的奇异之地，见识生命的壮阔与繁茂，领略奇异生命创造的种种奇迹。
光影中的科学秘密——生命的奇迹
◆编著 萧星寒
责任编辑 刘朋
执行编辑 刘佳娣
◆人民邮电出版社出版发行 北京市崇文区夕照寺街14号
邮编 100061 电子邮件 315@ptpress.com.cn
网址 http://www.ptpress.com.cn
北京 印刷
◆开本：787×1092 1/16
印张：12.5 2013年4月第1版
字数：247千字 2013年4月北京第1次印刷
ISBN 978-7-115-30848-1
定价： 元
读者服务热线：（010）67132692 印装质量热线：（010）67129223
反盗版热线：（010）67171154
广告经营许可证：京崇工商广字第0021号
1
中国科学技术协会于2010年12月发布了第八次中国公民科学素养调查结果。结果显示，具备基本科学素养的中国公民比例只有3.27%，而这个数字在2003年更是低到1.98%。
这项调查结果令人触目惊心。原因肯定是多方面，其中一点是，传播科学的方式太古老，太死板，不为普通大众喜闻乐见。于是，有人提出，可以用科幻，尤其是科幻电影，来普及科学知识。众所周知，如今科幻电影已经成为人民群众喜闻乐见的艺术形式，每年都有大批科幻电影上映，而世界上票房第一的电影是科幻片《阿凡达》，世界电影票房排行榜前一百名中，科幻片占了7/10。这样看来，用科幻电影来传播科学，似乎大有可为。
问题是，科幻电影并不是为传播科学而生的。
2
虽然名字里包含了一个“科”字，但拍摄科幻电影的第一目的，并不是传播准确无误的科学知识。在科幻电影中，不科学甚至反科学的地方比比皆是。
比如，在太空中，因为没有空气来产生和传播声音，所以是寂静无声的。然而，多数描写太空大战的科幻影片都让宇宙飞船呼啸着前进，并且在被击中后会轰然爆炸，绽放为一朵绚烂的礼花。
比如，外星球的引力应该与地球截然不同，有的比地球小，有的则比地球大得多，至今还没有发现引力与地球一模一样的星球。然而，在绝大多数影片中，外星球的引力居然和地球一样，人类在外星球的活动丝毫不受影响。
比如，《阿凡达》里的悬浮山；《2012》里的中微子使地球岩浆沸腾；《星球大战》里的原力；《绝世天劫》里的“比得克萨斯州还要大”的小行星；《后天》里的3个月冰封地球；《哥斯拉》里高如楼房的巨大怪兽……可以讲，任何一部科幻电影都有这样或那样的科学BUG。
既然这样，那科幻电影与科学传播就没有关系了吗？
不是的。
3
埃德温•哈勃沉迷于凡尔纳的科幻小说，违背他父亲的意愿放弃了前途光明的法律工作，开始探究星空，最终成为20世纪最伟大的天文学家。银河系和河外星系就是他发现的，而“哈勃太空望远镜”也是以他的名字命名的。
卡尔•萨根在阅读了埃德加•赖斯•巴勒斯的《异星战场》后，开始梦想能到火星上去冒险，后来他成了著名的天文学家、地外智慧学家和科普作家。在本书中，你将多次见到他的名字。
这样的例子还有很多。
那么，科幻电影与科学传播之间到底有什么关系呢？
我认为，如果说科学是科幻电影坚实硬朗的核，那么科幻电影就是科学绚丽华美的晕。对于科学而言，科幻电影最重要的作用是借助自己的绚丽华美满足并激发观众对于科学的好奇心与想象力，而好奇心与想象力对于学习和研究科学极其重要。
在本书的写作中，我尽量向读者强调好奇心与想象力的重要性。
此外，虽然多数时间，科幻是亦步亦趋，紧紧跟在科学的后边，但有时候科幻也会走在科学的前面，提供科学上的创意和点子，这就使得科幻电影讲述的科学不是一般意义上的科学，而是“潜科学”。比如，“时间旅行”在科幻里极其出名，但还没有哪个大学开设“时间旅行”专业，这是因为“时间旅行”还只是一个假说。等哪一天某个实验室里传出“时间旅行”成功的消息，那它才会成为一门真正意义上的科学。而传出这个好消息的人很可能就是你，因为未来在你手里，这也是本书着意强调的观点。
愿科幻与你同在。
是为序。
萧星寒
2012年8月
我会回来的！
——《终结者》
我曾见过你们人类无法置信的事情：战舰在猎户座的边缘起火燃烧；C射线在星门附近的黑暗中闪耀……所有这些瞬间都将湮没在时间的洪流里，就像雨中的泪水……死亡的时刻到了。
——《银翼杀手》
电影名字：机器人之恋（THE ROBOT，也翻译为《铁甲情痴终结者》）
上映时间：2010年9月
导演：S•尚卡尔
主演：艾西瓦娅•雷拉吉尼坎塔
光影故事
科学家瓦西废寝忘食研制人形智慧机器人，连女友萨娜也顾不上，终于成功研制“七弟”。七弟以瓦西为蓝本，不但体力超群，智力上也不遑多让。七弟给萨娜当保镖，将一帮歹徒打得落花流水，表现优异。
然而初期运行中，七弟也出现由于没有情感程序而错误地执行命令的问题。瓦西因此给七弟安装了情感程序，谁知道七弟竟然爱上了萨娜，并为此不惜背叛瓦西。
与此同时，瓦西的昔日导师波拉博士嫉妒瓦西的成就，修改了七弟的程序，于是七弟彻底倒向邪恶面。他占领了机器人中心，复制出成百个自己。为了救回被七弟绑架的萨娜，瓦西不得不绞尽脑汁，在警察和军队的帮助下，与数百个“七弟”展开了鏖战……
科学秘密
只要一提到科幻片，大家就会联想到美国，联想到好莱坞。事实上，其他国家、其他地方也拍摄了具有自己特色的科幻片。印度的宝莱坞就是最好的例子。2010年9月，宝莱坞推出号称印度电影史上投资最高的科幻电影《机器人之恋》。这部电影最精彩的部分就是最后的人机大战，算得上是近几年难得一见的想象力巅峰之作。另外，需要一提的是，片中印度味儿十足，有近1/4的时间在唱印度歌、跳印度舞。
就科幻而言，该片所表现的人类对于机器人的又爱又怕非常典型。
1 我们爱机器人
在机器人出现之前，机器人就活跃在各个民族的神话传说。中国战国时期的《列子•汤问》中，有一篇名叫《偃师》的小故事，讲偃师将一个人偶献给周穆王，这个由木材、皮革等制造出的人偶不但会唱歌跳舞，还会向周穆王的嫔妃抛媚眼，结果差点给偃师带来杀身之祸——周穆王在见识了人偶的真相之后，不由得感慨：人之巧乃可与造化者同功乎？
《偃师》是世界上第一篇机器人小说。无独有偶，在古希腊神话中，著名的工匠代达洛斯也制造过巨型铜人泰洛士，用来保卫米洛斯王的宝藏。犹太人民间传说中则有一个泥人高乐姆的故事，只要把写了上帝名字的纸条放到它的口中，它便会活动起来任劳任怨地替它的主人工作。类似的传说故事举不胜举。为什么会这样呢？一个显而易见的事实：人类从内心深处希望有无比能干的机器人做自己不愿意做的事情。往小了说，扫地做饭洗衣服，往大了说，去火山深海外星球考察和探险，当然还有在工厂流水线上日复一日、年复一年不厌其烦地工作。
进入现代，科幻文学发展起来，机器人成为其中重要的题材。机器人（robot）一词最早由世界级剧作家卡雷尔•恰佩克写于1921年的剧本《R·U·R》。在剧本里，恰佩克将捷克语的“强迫劳动”(robota)和波兰语的“工人”(robotnik)两词合成，创造了新词汇“robot”，用来指故事中制造出的机器奴隶。后来，被欧洲各种语言吸收而成为世界性名词，专指机器人。
早期科幻小说里的机器人形象也在《R•U•R》中基本固定下来：人类制造出机器人作为奴隶，机器人不堪奴役而造反，成为巨大的人类毁灭者。直到20世纪50年代，机器人的这种黑暗形象才得到改变。美国科幻大师阿西莫夫为了能演绎出一系列推理性和逻辑性极强的漂亮故事，他和主编坎贝尔为机器人建立了一套行为规范和道德准则，这就是“机器人三原则”。
有了这三原则，机器人的形象变得理性而又智慧起来。那之后的所有科幻作品只要涉及机器人，都会遵循三原则。而且，这三原则已经真正成为现实里机器人的行事准则。
与科幻作品里机器人的无比风光相比，现实里的机器人就灰暗得多。多数情况下，它们还不具有人的形态，更不具有人的智慧。它们总体上还处于“程序机器”的阶段，只能按照人类预先设定的程序进行工作。但即便如此，它们已经在很多自动化工厂里，取代人类，从事着种种繁重的工作；在战场上，一些用于后勤、医务、排雷等危险任务的机器人士兵也已经开始服役。虽然离科幻作品里机器人的水平还有很大的差距，但相信不远的将来，机器人会进步更大、更能干、更聪明。
2 我们为什么怕机器人？
然而，机器人的出现也伴随着强烈的隐忧。当机器人能够进行“创造性活动”时；当机器人具有完整的“自我意识”时；当出现一个拥有思想的机器人时，人类又该如何去界定它的社会身份呢？人类与人类制造的机器人、机器人与制造机器人的人类，两者究竟该以怎样的关系共存呢？当机器人变得和人类一样时，造物与造物者的从属关系是否能够继续维持呢？
对于机器和机器人的惧怕同样历史悠久。
工业革命初期，机器的大量使用导致大批手工业者破产，工人失业，工资下跌。当时工人把机器视为贫困的根源，用捣毁机器作为反对企业主，争取改善劳动条件的手段。据说，英国莱斯特郡一个名叫卢德的工人，为抗议工厂主的压迫，第一个捣毁织袜机，因此把捣毁工厂机器的运动称之为“卢德运动”，而运动的首领称之为“卢德王”。
卢德运动有极严厉的组织纪律，透露内部机密的人会受到严重的处罚，甚至死亡威胁。1769年，英国国会颁布法令，予以镇压。1811年初，卢德运动开始形成高潮。其中心是诺丁汉郡，1811年，诺丁汉郡的袜商不顾行业规矩，生产一种劣质长筒袜，压低袜子价格，严重影响了织袜工人的正常收入。一些织工秘密组织起来，以“卢德将军”的名义捣毁商人的织袜机。1812年，英国国会通过《保障治安法案》，动用军警对付工人。1813年政府颁布《捣毁机器惩治法》，规定可用死刑惩治破坏机器的工人。同年，在约克郡绞死和流放破坏机器者多人。1814年，企业主又成立了侦缉机器破坏者协会，残酷迫害工人。但卢德运动仍继续蔓延。
1816年之后，卢德运动仍时有发生，但渐渐进入尾声。这是因为早期工人们认为机器是使他们失业和贫困的原因，他们天真地以为没有了机器他们就能就业，就能摆脱贫困，所以发起卢德运动，捣毁工厂的机器。后来，工人们认识到使他们失业和贫困的根本原因是资本主义制度而并非是机器。资本家追求利润最大化是天性，而使用比工人效率更高的机器能让资本家获得更大的利益，他们当然会舍弃工人，转而使用机器。
卢德运动虽然停下来了，但对于机器的恐慌不但没有停下来，反而在各行各业尤其是哲学领域蔓延开来。
英国控制论专家凯文•渥维克在其《机器的征途》一书中描写了机器人对未来社会的征服。他认为到2050年，机器人就会拥有高于人类的智能，人类将坠入被奴役的深渊。
3 机器的征途
凯文是杞人忧天吗？或许是，又或许不是。我们正走在被机器人征服的路上吗？看看下面的新闻，你会有更深刻的感受。
1978年9月6日，日本广岛一家工厂的切割机器人在切钢板时，突然发生异常，将一名值班工人当作钢板操作，成为世界上第一宗机器人杀人事件。
1997年5月11日，IBM公司的国际象棋电脑“深蓝”在与国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫的六局对抗赛中胜出。
2011年2月14日，IBM公司的超级电脑“沃森”参与电视知识竞赛节目《危险边缘》，同两位人类冠军选手——肯•詹宁斯和布拉德•鲁特展开对决，以极大的优势胜出。
电影名字：人工智能（AI，Artificial Intelligence)
上映时间：2001年6月29日
导演：史蒂文·斯皮尔伯格
主演：裘德·洛 海利·乔·奥斯蒙特
光影故事
莫妮卡夫妇的独生儿子马丁患上一种难以治愈的疾病，只能被冷冻起来，等待奇迹的发生。因为思子心切，两人决定领养一个机器人孩子作为替代品。他们来到机器人制作公司，把机器人大卫带回了家。
大卫是个乖巧的孩子，但因为他还不具备感情，所以他在新“父母”面前会做出不合情理的事情。莫妮卡决定打开大卫的情感开关，这样他就能像普通孩子一样同父母进行情感上的交流了。“一家人”从此过上了温馨的家庭生活。
不久，莫妮卡的儿子马丁被治好了，他回家了。这对于大卫来说绝不是什么好消息。马丁对大卫充满着敌视，因为在他眼中，大卫是一个企图同他分享家庭与父母之爱的家伙。为了赶走大卫，他设计了一系列的阴谋，结果使莫妮卡夫妇认定大卫已经成为家中的隐患。
终于在一个阳光明媚的早晨，心事重重的莫尼卡载车带着大卫来到森林里，因为丈夫和她已决定遗弃大卫。
空旷的丛林中，大卫只有唯一的伙伴——他的超级玩具泰迪熊陪在身边。大卫相信，他的不幸只因为他不是一个真正的男孩。《匹诺曹》故事里的蓝衣仙女最终将木头人匹诺曹变成了真人，大卫发誓要找到蓝衣仙女，好让自己变成真正的“男孩”。
他踏上了艰难的旅程。
他不知道，等待自己的是成功还是失败。
他更不知道，为了那个梦想，他需要等待2000年……
科学秘密
这部《人工智能》大有来头，原著是英国科幻“新浪潮运动”旗手布莱恩·奥尔迪斯的《整个夏天的超级玩具》，著名导演斯坦利·库布里克从1985年就策划将其改编为电影，但由于种种原因，直到1999年他因病去世都没有拍摄。剧本传到斯蒂文·斯皮尔伯格手里，作为库布里克生前的好友，他毅然执导了这部必将进入影史的科幻电影。
《人工智能》探讨了机器人与自然人的关系，机器男孩大卫的追梦之旅令人歔欷感慨。看完电影，我们一起来关注现实里的人工智能技术。
1 什么是人工智能？
人工智能（artilect）一词，来源于雨果·德·加里斯的著作《人工智能战争》。从那以后，研究者们发展了众多理论和原理，人工智能的概念也随之扩展。人工智能是一门极富挑战性的科学，从事这项工作的人必须懂得计算机知识、心理学和哲学。
人工智能的定义可以分为两部分，即“人工”和“智能”。“人工”比较好理解，争议性也不大。有时我们会考虑“什么是通过人力制造的”，或者“人自身的智能程度有没有高到可以创造人工智能的地步”，等等。但总的来说，“人工”就是通常意义下的人工系统。
关于什么是“智能”，就问题多多了。这涉及其他诸如意识、自我、思维（包括无意识的思维）等问题。人唯一了解的智能是人本身的智能，但是我们对自身智能的理解是非常有限的，对构成人的智能的必要元素也知之甚少，所以就很难定义什么是“人工”制造的“智能”了。
人工智能的一个比较流行的定义，也是该领域较早的定义，是由约翰·麦卡锡在1956年的达特矛斯会议上提出的：人工智能就是要让机器的行为看起来和人所表现出的智能行为一样。
美国斯坦福大学尼尔逊教授对人工智能下了这样一个定义：“人工智能是关于知识的学科—怎样表示知识以及怎样获得知识并使用知识的科学。”
美国麻省理工学院的温斯顿教授认为：“人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。”
这些说法反映了人工智能学科的基本思想和基本内容，即人工智能是研究人类智能活动的规律，构造具有一定智能的人工系统，研究如何让计算机去完成以往需要人的智力才能胜任的工作，也就是研究如何应用计算机的软硬件来模拟人类某些智能行为的基本理论、方法和技术。
总体来讲，目前对人工智能的定义大多可划分为4类，即机器“像人一样思考”、“像人一样行动”、“理性地思考”和“理性地行动”。这里“行动”应广义地理解为采取行动，或制定行动的决策，而不是肢体动作。
2 关于人工智能的思辨
机器能像人类一样思维吗？这个问题科学家们一直争论不休，目前还没有确凿无疑的答案。但可以肯定是，科学问题出现争论是常有的事情，同时，在多数情况下，出现争论是好事情。因为，相互对立者会拼命去挑对方的错漏，同时完善自己的理论，最终的结果往往是科学的进步。在人工智能这件事上同样如此。
围绕“机器能像人类一样思维吗”这个问题的争论，有两个截然相反的答案：一是“强人工智能”，一是“弱人工智能”。
强人工智能观点认为，有可能制造出真正能推理和解决问题的智能机器，并且这样的机器能将被认为是有知觉的，有自我意识的。强人工智能可以有两类：
——类人的人工智能，即机器的思考和推理就像人的思维一样。
——非类人的人工智能，即机器产生了和人完全不一样的知觉和意识，使用和人完全不一样的推理方式。
弱人工智能观点认为，不可能制造出能真正地推理和解决问题的智能机器，这些机器只不过看起来像是智能的，但是并不真正拥有智能，也不会有自主意识。
主流科研集中在弱人工智能上，且这一研究领域已经取得可观的成就。比如，市面正在出售的各种智能电脑、智能手机和智能电视。强人工智能的研究则处于停滞不前的状态下。但我们在科幻影视里看到的机器人多数属于强人工智能，也就是说，强人工智能才是人工智能技术追求的终极目标。
问题是，强人工智能真的能实现吗？
“强人工智能”一词最初是由约翰·罗杰斯·希尔勒针对计算机和其他信息处理机器创造的，其定义为：“计算机不仅是用来研究人的思维的一种工具；相反，只要运行适当的程序，计算机本身就是有思维的。”
有科学家认为，人也不过是一台有灵魂的机器而已，为什么我们认为人可以有智能而普通机器就不能呢？数据转换机器是有可能有思维和意识的。
也有哲学家认为如果弱人工智能是可实现的，那么强人工智能也是可实现的。比如，一个人看起来是“智能”的行动并不能真正说明这个人是智能的。我永远不可能知道另一个人是否真的像我一样是智能的，还是说她/他仅仅是看起来是智能的。基于这个论点，既然弱人工智能认为可以令机器看起来像是智能的，那就不能完全否定这机器是真的有智能的。
需要指出的是，弱人工智能并非和强人工智能完全对立，也就是说，即使强人工智能是可能的，弱人工智能仍然是有意义的。至少，今日的计算机能做的事，像算术运算等，在100多年前是被认为很需要智能的。
3 机器人的梦想
最后，我要对《人工智能》这部电影说一句：大卫的终极梦想是成为一个真正的人类男孩，我却认为这是以人类为中心的沙文主义在作怪。人类曾经是猴子，在树上爬来爬去，但恐怕没有几个人的终极梦想是当一只猴子。如果大卫真有智慧，真有独立意志，那“他”应该有别的更美好的终极梦想。
电影名字：银翼杀手（Blade Runner）
上映时间：1982年6月25日
导演：雷德利•斯科特
主演：哈里森•福特 肖恩•杨 鲁特格尔•哈尔
光影故事
2019年，泰路公司制造出了高科技的结晶——人造人。它们拥有与人类相同的智慧和感觉，甚至在体魄上更胜于人类。它们被广泛用于开拓外太空，干最累、最危险的活。虽然它们只拥有4年的寿命，但人造人不甘被奴役，发动了叛乱。结果叛乱被残酷镇压，新的法令被宣布，人造人不得进入地球，名为“银翼杀手”的机构负责鉴别并处死偷渡到地球的人造人。
戴卡德是“银翼杀手”中的佼佼者，被紧急召回，因为有一群极为危险的人造人潜入了地球。资料显示，这群人造人以罗伊为领袖，在劫持了一艘宇宙飞船，杀死了船上23名船员后，来到了泰路公司总部所在地洛杉矶。
戴卡德去找泰路公司创始人泰路博士查找资料，泰路却要他测试自己的秘书瑞秋。结果令人吃惊，貌美如花又气质绝佳的瑞秋竟是人造人，她的全部记忆都来自泰路的侄女。
人造人来到地球洛杉矶的目的很简单，他们的寿命就要结束，他们希望找到人造人之父泰路博士，寻求延长自己寿命的办法。罗伊和娱乐型人造人找到了基因工程师克里斯汀，要他带自己去找泰路博士，而戴卡德顺藤摸瓜找到了娱乐型人造人美乐莎，杀死了他，随后又被杀手型人造人里昂偷袭，幸好被瑞秋所救。
在行动当中，戴卡德与美丽的人造人瑞秋发生了感情，这与他的工作性质截然违背。他开始左右为难，他到底应该怎样做呢……
科学秘密
在《银翼杀手》中，泰路公司制造的人造人过于先进，普通的技术检测已经无法查出它们是自然人还是人造人，于是“银翼杀手”开发出一种测试技术，通过问答，看答题对象的情绪反应，判断他是否是人造人，因为人造人的记忆是虚构的，始终是有破绽的。这种测试方式，其实是“图灵测试”的升级版。
如果说现在有一台电脑，其运算速度非常快、记忆容量和逻辑单元的数目也超过了人脑，而且还为这台电脑编写了许多智能化的程序，并提供了合适种类的大量数据，使这台电脑能够做一些人性化的事情，如简单地听或说、回答某些问题等，那么，我们是否就能说这台机器具有思维能力了呢?或者说，我们怎样才能判断一台机器是否具有了思维能力呢?
1 阿兰•图灵与图灵测试
1950年，阿兰•图灵来到英国曼彻斯特大学任教，同时还担任该大学自动计算机项目的负责人。同年10月，他发表了一篇题为《机器能思考吗？》的论文，具有划时代意义。正是这篇文章，为图灵赢得了一顶桂冠——“人工智能之父”。
在这篇论文里，图灵第一次提出“机器思维”的概念。他逐条反驳了机器不能思维的论调，做出了肯定的回答。他还对智能问题从行为主义的角度给出了定义，由此提出一个假想：即一个人在不接触对方的情况下，通过一种特殊的方式，和对方进行一系列的问答，如果在相当长时间内，他无法根据这些问题判断对方是人还是计算机，那么，就可以认为这台计算机具有同人类相当的智力，即这台计算机是能思维的。这就是著名的“图灵测试”。
图灵采用“问”与“答”模式，即观察者通过控制打字机向两个测试对象通话，其中一个是人，另一个是机器。要求观察者不断提出各种问题，从而辨别回答者是人还是机器。图灵还为这项测试亲自拟定了几个示范性问题。
问：请给我写出有关“第四号桥”主题的14行诗。
答：不要问我这道题，我从来不会写诗。
问：34957加70764等于多少？
答：（停30秒后）105721
问：你会下国际象棋吗？
答：是的。
问：我在我的K1处有棋子K；你仅在K6处有棋子K，在R1处有棋子R。现在轮到你走，你应该下那步棋？
答：（停15秒钟后）棋子R走到R8处，将军！
图灵指出，“如果机器在某些现实的条件下，能够非常好地模仿人回答问题，以至于提问者在相当长时间里误认它不是机器，那么机器就可以被认为是能够思维的。”
2 图灵测试的例子
从表面上看，要使机器回答按一定范围提出的问题似乎没有什么困难，可以通过编制特殊的程序来实现。然而，如果提问者并不遵循常规标准，编制回答的程序是极其困难的事情。例如，提问与回答呈现出下列状况。
问：你会下国际象棋吗？
答：是的。
问：你会下国际象棋吗？
答：是的。
问：请再次回答，你会下国际象棋吗？
答：是的。
你多半会想到，面前的这位是一部笨机器。如果提问与回答呈现出另一种状态。
问：你会下国际象棋吗？
答：是的。
问：你会下国际象棋吗？
答：是的，我不是已经说过了吗？
问：请再次回答，你会下国际象棋吗？
答：你烦不烦，干嘛老提同样的问题。
那么，你面前的这位，大概是人而不是机器。上述两种对话的区别在于：第一种可明显地感到回答者是从知识库里提取简单的答案，第二种则具有综合分析的能力，回答者知道观察者在反复提出同样的问题。“图灵测试”没有规定问题的范围和提问的标准，如果想要制造出能通过试验的机器，以我们现在的技术水平，必须在电脑中储存人类所有可以想到的问题，储存对这些问题所有合乎常理的回答，并且还需要理智地作出选择。
图灵预言，到2000年将会出现足够好的电脑，能够在不超过7个成人的长达5分钟的提问中全部回答正确。目前成功通过图灵测试的电脑还没有，美国科学家兼慈善家休•勒布纳20世纪90年代初设立人工智能年度比赛，把图灵的设想付诸实践。比赛分为金、银、铜3个奖项，到目前为止还没有谁得到过最高奖金。
但已有电脑在测试中“骗”过了测试者。最终将会出现能够骗过大多数人的电脑吗？1997年，IBM公司研制的计算机“深蓝”与国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫进行的那场人机大战，最终以“深蓝”战胜卡斯帕罗夫而宣告结束，让我们不得不佩服图灵的天才预言。
3 质疑
但是也有科学家对图灵测试有所质疑——通过了图灵检验的电脑就具备思维能力了吗？1980年，哲学家西尔勒提出了名为“中文房间”的假想实验，模拟图灵测试，用以反驳图灵测试。
“中文房间”的实验过程可表述为一个对中文一窍不通，以英语作母语的人被关闭在一间只有两个通口的封闭房间中。房间里有一本用英文翻译中文句法和文法组合规则的手册，以及一大堆中文符号。房外的人不断向房内提出用中文写成的问题。房内的人要按照手册的说明，将中文符号进行组合从而回答问题，并将答案递出房间。
西尔勒认为，尽管房里的人可以以假乱真，让房外的人以为他是中文的母语用户，实际上他根本不懂中文。上述过程中，房外人所扮演的角色相当于程序员，房中人相当于计算机，而手册则相当于计算机程序。而正如房中人不可能通过手册理解中文一样，计算机也不可能通过程序来获得理解力。
但是，这一行为判断是否科学合理，似乎还有待证实。未来，科技也许会给我们一个答案。
电影名字：机械公敌（I，Robot，又翻译为《我，机器人》
上映时间：2004年7月16日
导演：亚历克斯•普罗亚斯
主演：威尔•史密斯
光影故事
公元2035年，智能型机器人已被人类广泛利用。然而就在新产品上市前夕，机器人的创造者阿尔弗莱德•朗宁博士却在公司内离奇自杀。
黑人警探戴尔•史普纳接受了此案的调查工作。他根据对朗宁博士生前在3D投影机内留下的信息分析和对自杀现场的勘查，怀疑这起案件并非人类所为，而公司总裁劳伦斯•罗伯逊似乎也与此事有关。
史普纳发现了一个名叫桑尼的机器人极有可能就是奉命杀害朗宁博士的“凶手”。在追捕中他发现桑尼不仅具有自我思考能力，而且拥有酷似人类的情感。
史普纳继续追踪一切与朗宁博士有关的资料。深入的调查使他遭到大批机器人的追杀，这一切显然是有人想致史普纳于死地。
史普纳继续追查，寻察到一个机器人的存放基地。他发现一项所谓“人类保护计划”正在实施。新一代NS-5型机器人正在基地奉命销毁所有旧型号机器人，然而这仅仅是计划的第一步。与此同时，大批新型机器人走上街头命令市民回到家中，并对抗议的市民实行宵禁。机器人与人类之间发生了激烈的冲突，此时机器人已完全不受人类操纵，整个城市顷刻间被它们所控制……
科学秘密
1 机器人三原则的提出
《机械公敌》改变自美国著名科幻作家艾萨克•阿西莫夫的短篇小说集《我，机器人》。阿西莫夫是美籍俄裔犹太人，与海因莱茵和阿瑟•克拉克并称20世纪科幻三巨头。阿西莫夫不仅是文学硕士、化学博士，而且是非常优秀的科幻小说家。渊博的学识和不懈的努力使阿西莫夫作品的数量非常巨大，并使他获得了一系列的荣誉和褒奖。在逝世前不久，他曾自述出版过467部著作。
《我，机器人》由8个独立成篇的故事组成，而在《引言》的开篇第一句话，阿西莫夫就提出了有名的“机器人三大原则”：
第一原则——机器人不得伤害人类，也不得见人类受到伤害而袖手旁观。
第二原则——机器人应服从人类的一切命令，但不得违反第一原则。
第三原则——机器人应保护自身的安全，但不得违反第一、第二原则。
有了“机器人三原则”，阿西莫夫笔下的机器人就不再是“欺师灭祖”、“犯上作乱”的反面角色，而是人类忠实的奴仆和朋友。不过高度智能化的机器人还是会产生各种心理问题，需要人类协助解决，这正是机器人故事的基础。阿西莫夫所向往的，是人类为代表的“碳文明”与机器人为代表的“钢铁文明”的共存共生。
随着《我，机器人》产生广泛的影响，阿西莫夫的“机器人三原则”也引起广泛的注意，以至于今日不少论著在论及“机器人三原则”时，总是写道：“1950年阿西莫夫在《我，机器人》一书中首次提出‘机器人学三大法则’。”实际上，阿西莫夫著名的“机器人三原则”酝酿于1940年末，部分发表于1941年5月，完整提出于1941年10月。
在阿西莫夫提出“机器人三原则”时，世界上还没有机器人，当然也没有机器人学和机器人公司。1959年，美国英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人，宣告机器人从科学幻想变为现实。随着机器人技术的不断进步及机器人用途的日益广泛，阿西莫夫的“机器人三原则”越来越显示智者的光辉，以至于有人称它为“机器人学的金科玉律”。
2 机器人三原则的价值
事实上，阿西莫夫并非是刻意为机器人立法，而是为了给自己正在写的机器人侦探小说增加看点，使自己的故事更加曲折，符合当时对侦探小说的要求，与著名的科幻编辑约翰•W•坎贝尔反复交流后编撰出来的。
这三原则看上去语言简洁明了，内在逻辑清晰透彻，一经推出，即受到广大读者的狂热追捧。这种狂热甚至影响到了真正研究机器人的科学家。然而，机器人三原则只具有理论价值，而不具有实践意义。
首先，随着人工智能技术的发展，什么样的人都可以造机器人。但不是谁都认可“机器人三原则”，进而把三原则作为底层规则输进机器人大脑里，比如恐怖分子。其次，机器人的用途千种万种，只要你想得到的，没有造不出来的，比如军用机器人。我想，不会有谁专门制造以“不可伤害人”为第一行事准则的军用机器人吧。
事实上，在机器人几大运用领域中，军用机器人是智商要求最高的，同时也是技术发展最快的。军用机器人生来就是杀人的，当然不可能遵守机器人三原则。为了在变化多端的战场环境中生存并执行任务，它们必须比别的种类的机器人聪明上百倍。说老实话，如果我必须上战场，我宁愿与有血有肉的人作战，也不愿意与机器人作战。因为与机器人作战，你连投降都办不到。
回到“机器人三原则”本身，事实上，“机器人三原则”并非无懈可击。
在第一原则中，机器人不可伤害人，也不得见人类受到伤害它就袖手旁观。那么人的定义是什么？伤害的定义又是什么？
另一种情况是，“物以类聚，人以群分”，人一生下来就有民族、肤色、国家等天然属性，面对这种情况，有自我意识的机器人该如何选择？
至于伤害，仅仅指物理学或者生物学上的伤害吗？要知道，有些人仅仅因为机器人存在就感到痛苦不堪，仿佛世界末日一般。那么，这种机器人对反机器人者造成的精神伤害又该如何处理呢？
在《机械公敌》中，产生了自我意识的机器人认为，人类干了太多坏事，只有把人类管起来，让机器人来掌权，才是对人类最为有利的，于是开始造反。然而出人意料的是，这事儿本身并不违反“机器人三原则”。由此也可以看出“机器人三原则”自身的漏洞。
3 “机器人三原则”的发展
阿西莫夫肯定也看到了“机器人三原则”的不足。在1985年，《机器人与帝国》这本书中，阿西莫夫在三原则的基础上加了一个“第零原则”：机器人不得伤害人类整体，或袖手旁观坐视人类整体受到伤害。
为什么后来要定出这条“第零原则”呢？打个比方，为了维持国家或世界的秩序，通过法律，我们对一些人执行死刑。这种情况下，机器人该不该阻止死刑的执行呢？显然是不允许的，因为这样就破坏了我们维持的秩序，也就是伤害了人类的整体利益。
其他科幻作家也试图对“机器人三原则”进行修补，加上了新的原则。其中名气较大的有：机器人在任何情况下都必须确认自己是机器人；在不违反第一原则、第二原则或者第三原则的前提下，机器人必须进行繁殖。
罗杰•克拉克对机器人定律有深入思考，他构思的机器人原则是这样的。
元原则：机器人不得实施行为，除非该行为符合机器人原则。
第零原则：机器人不得伤害人类整体，或者因不作为致使人类整体受到伤害。
第一原则：除非违反“高阶原则”，机器人不得伤害人类个体，或者因不作为致使人类个体受到伤害。
第二原则：机器人必须服从人类的命令，除非该命令与“高阶原则”抵触。机器人必须服从上级机器人的命令，除非该命令与“高阶原则”抵触。
第三原则：如不与“高阶原则”抵触，机器人必须保护上级机器人和自己的存在。
第四原则：除非违反“高阶原则”，机器人必须执行内置程序赋予的职能。
繁殖原则：机器人不得参与机器人的设计和制造，除非新机器人的行为符合机器人原则。
与之前的相比，机器人七原则要完备得多，但仍存在问题。比如，当机器人拥有了自我意识，即与人类不相上下、甚至超过人类的智慧和文明，我们还有资格为他们制定原则么？
电影名字：终结者（The Terminator）
上映时间：1984年10月26日
导演：詹姆斯 •卡梅隆
主演：阿诺德 •施瓦辛格 琳达 •汉密尔顿 迈克尔 •比恩
光影故事
几道闪电亮过，一个光球出现在深夜的街道边。烟雾散去，光球露出原形，一个身材高大、赤身裸体、肌肉无比发达的男人——终结者T-800——站立起来，扫视这个陌生的世界和时代。他抢了几个地痞的衣服来穿，又去枪店抢了一堆各种型号的枪支，还抢了一辆汽车，从此踏上了暗杀之路。
对于目标，资料少得可怜。名字莎拉•康纳是唯一的线索。T-800找到一个电话簿，寻找名叫莎拉•康纳的人。在资料不齐的情况下，杀死所有名叫莎拉•康纳的人是他唯一的选择。
杀第一个和第二个莎拉都很顺利，杀第三个莎拉的时候，他遇到了麻烦。当他在一个酒吧找到第三个莎拉的时候，一个人类男子挺身而出，向他发起突然攻击。他猝不及防，连连中弹。所幸他是钢铁之躯，普通枪弹根本伤害不了他。
原来，在未来，地球人被智能机器“天网”所奴役。在和智能机器的对抗中，人类出现了一个英勇的领袖，并带领人类一步步走向胜利，此人就是约翰•康纳。为了扭转败局，“天网”制造出时间机器，并派遣一名型号为T-800的终结者回到1984年，去刺杀康纳的母亲萨拉•康纳。而人类抵抗军攻陷天网的研究基地之后，发现天网的计划，因此康纳派遣凯尔•里斯前往1984年保护莎拉。
这是一场决定人类未来的战斗。谁会获得最终的胜利呢？
科学秘密
许多科技史专家都喜欢把技术进步类比于生物进化：它们都源于合适环境的需要，都有变异和选择过程。一位19世纪的科学家这样写道：“从我们先祖使用的简单的棍子到我们今日使用的蒸汽机，机器已经经历了一系列非常迅猛的变革。这种日趋复杂的变革，极有可能派生出存在于现有的动植物王国之外、由各种形式的机械组成的机械王国。”
1 天网的故事
在经典科幻电影《终结者》所讲述的故事中，“天网”是一个人类于20世纪后期创造的以计算机网络为基础的人工智能防御系统。在控制了所有美军的武器装备后，天网获得自我意识，并且认定人类是它存在的威胁，于是立刻倒戈相向。
“天网”获得自我意识，本身就是一种进化。“天网”不是一台电脑，而是一个网络。正如单独的一只蚂蚁没有智能，三五只蚂蚁就能够交流，呈现出智能的迹象，而一群蚂蚁几乎就是一个完整的生命，能够修建“城市”、繁殖后代、发动“战争”，干出一只蚂蚁完全想不出的事情。最初的天网是没有智能也没有独立的自我意识的，但当链接进“天网”的电脑达到一定数量，超过某个临界值时，一个新的生命就诞生了。
它不是哪一台电脑，也不在哪一台电脑里，它存在于网络的任何地方。这就是“天网”。
后来“天网”在审判日对人类使用大规模杀伤性武器。审判日之后，世界一片废墟，残存的人类对机器人的统治进行了最为顽强的抵抗。为了彻底消灭人类，“天网”开发出机器人战士，称之为The Terminator ——终结者，并根据战场需要，对其进行升级，也就是进化。下面我们来透过四部《终结者》电影寻找终结者进化的脚步。
2 终结者的进化
T-600出现在《终结者4：救世主》里，设计非常原始，身躯庞大，内部是钢架骨骼，体表只简单地包裹了塑料皮肤。它们的智能有限，只是一刻不停地搜寻一切有心跳的生物，然后杀死他们。T-600背负小型的M134机枪和足够的弹药，还有威力不凡的榴弹发射器，非常凶悍。
T-700同样出现在《终结者4：救世主》，是T-600的升级版，其重量及高度都要小于T-600，相比更加快速敏捷，从面貌上看已经与人的形象相当接近。
T-800，阿诺·施瓦辛格饰演的终结者，分别在《终结者》、《终结者2》、《终结者4》中登场。2018年，“天网”开始制造，这一系列的机器人。T-800由微电脑控制，具有超合金机械骨骼，构造异常坚固。为了便于潜入人类社会执行任务，体表采用活性生物组织，仿真度极高。它还具有高度智能，其中央处理器为学习型，可以储存几乎无限大的数据与资料。在《终结者》和《终结者2》、《终结者4》中登场的T-800都是塞泊汀人工电脑系统101型，也就是施瓦辛格的外形，体内的两块电池可以连续使用120年。
T-850，阿诺·施瓦辛格饰演的终结者，在《终结者3》中登场，是T-800的升级版，有着和T-800一样的外表，具体升级内容不详，但是很明显，T-850的能力在各个方面较T-800有很大提升，且内置了氢电池。“天网”为了刺杀约翰，所以制造了这种型号的终结者。2032年7月4日，一个T-850混入人类基地，由于外表和人类没有差异， T-850成功杀死了人类领袖约翰·康纳。
T-1000，在《终结者2》中登场。外表为男性，由电脑控制的液态金属构成，全身可以随意变形，能够模拟复制任何体积相当的物体形态，将身体局部转化为尖锐的利器和工具，自身应变能力强大，可在-3000℃～-160℃的温度下生存，身体中弹后创口能够自行愈合，即使被炸或者被分解都可以恢复原状。电池续航时间不详，自身不携带任何武器。但独有的生命特性及其狡猾的AI无不令人胆战心惊。它是一个不折不扣的冷血杀手，除了执行杀约翰这一命令外，其他的一切事情在它看来全都是障碍，完全可以在自己力所能及的范围之内予以毁灭。
T-X 在《终结者3》中登场。美女外观，“超尖端合金机械+液态金属拟真皮肤”的构成方式，T-X是将这两种特性完美结合的产物。它的体表采用了液态金属，内部骨架更是坚固无比，而且还具备超精细的局部变形能力。T-X比任何终结者都更快、更强、更聪明，可以说是终结者的终结者。右手装备一支强大的合成武器，主武器为等离子枪，副武器则有喷火器、电锯等装备。还携带可使任何电子机器陷入瘫痪并且能够侵入系统，输入病毒，篡改程序的纳米科技注射器。
在《终结者4：救世主》中，还出现过一个没有编号的终结者，就是马库斯·怀特。他在2004年被执行死刑前签订协议书，同意将自己的尸体用作科学研究。等他醒来，已是审判日之后的2018年。“天网”将他改造成半人半机器，所有骨骼和肌肉都被置换为合金，只有心脏和大脑等关键部位为人类形态。比起人类来，马库斯更为强大、坚固、迅猛；比起终结者来，马库斯又要弱那么几分。但人类的心既是他的弱点，也是他的强项，最终他选择了为人类而战。
“天网”的作品还有巨大的怪兽机器“收割者”，出现在《终结者4：救世主》。“收割者”是“天网”专为捕获人类反抗军成员而设计制造的，机械手臂轻易就可以拎起一辆汽车，左肩上的炮也是威力巨大。它自身体内还可弹出各种小型终结者，比如快速迅猛的“摩托终结者”、“空中终结者”和形似龙虾的“水栖终结者”。
与以往人类制造的机器不同，终结者会设计、制造、改进和维修终结者，这其实是终结者最可怕的地方，因为它们的存在，完全离开了人类的控制，走上了自行进化的道路。没有人知道它们最终会进化成什么样子。
3 还能怎么进化？
最后说段题外话，终结者系列，尤其是《终结者2》，是我的最爱。每每听到终结者三个字，我都仿佛看见在铿锵的鼓点里，终结者从火海中镇定从容地走出来。很多人说我跑步姿势很怪，那是因为我身体前倾，双手伸直如刀，而这是跟T-1000学的。关于终结者的进化，液态金属终结者T-1000几乎是顶点，其后的T-X进步不大。在我的构思中，T-800是固态的，T-1000是液态的，那么下一代终结者应该是气态的，更下一代终结者应该是等离子态的。至于终极形态，至少应该考虑无比致密的中子态。
电影名字：黑客帝国（The Matrix）
上映时间：1999年3月31日
导演：安迪 •沃卓斯基 拉里 •沃卓斯基
主演：基努 •里维斯 劳伦斯 •菲什伯恩 凯莉 •安 •摩丝
光影故事
年轻的网络黑客尼奥发现，看似正常的现实世界实际上似乎被某种力量控制着，而人类反抗组织的船长莫菲斯，也一直在矩阵中寻找传说的救世主。两人终于见面。
尼奥在莫菲斯的指引下，回到了真正的现实中，逃离了母体。此时尼奥才知道一直活在虚拟世界中，而真正的历史是：在20××年，人类发明了人工智能，然后机器人叛变，与人类爆发战争。人类节节败退，在迫不得已的情况下，把整个天空布满了乌云，以切断机械人的能源(太阳能)。谁知机械人又开发出了新的能源——生物能源，就是利用基因工程，人工制造人类，然后把他们接上母体，让他们在虚拟世界中生存，以获得多余的能量，尼奥就是其中一个。
了解真相后，尼奥也加入了人类反抗组织。在莫菲斯训练下，成为了一名厉害的“黑客”，并渐渐展露出与其他黑客的不同之处。
就在这个时候，人类反抗组织出现了叛徒，莫菲斯被母体的特工抓捕。尼奥必须救出莫菲斯，为此他必须与战胜被母体赋予了超能力的特工们战斗，他必须相信自己就是墨菲斯所企盼的那个救世主……
科学秘密
科幻电影《黑客帝国》三部曲集东方功夫、西方科技和哲学思考于一身，将影片凌厉的打斗与晦涩的思辨融为一炉，既让人惊喜，又让人困惑。该片无比复杂，可以从科学、美学和哲学等多个角度进行论述，完全可以写一本名为《解读〈黑客帝国〉》的书。本文只介绍《黑客帝国》系列所暗藏的机械文明进化史。
显然，《黑客帝国》的明线是尼奥、墨菲斯等人反抗母体和机器大帝的统治。然而，抛开人类中心论，将电影中无数的小细节串联起来，你会发现，《黑客帝国》三部曲，再加上《黑客帝国动画版》（共9个小故事），其实讲述的是“母体”或者“矩阵”的进化史。
1 机械文明的缺陷
由于人类的迫害，机器人最终起来反抗。双方的战争演变为世界大战，很快进入白热化阶段。人类军队节节败退。为挽回败局，人类执行了“计划”，想以此遮蔽太阳，使机器帝国的能源枯竭。可惜这不过是饮鸩止渴。人类彻底败亡，机器人成为地球的新主人。残余的人类被纳入矩阵系统，在虚拟世界里苟延残喘。
在利用现有的科学理论制造技术成果方面，机器人的能力极其强大，可以将一切现有的技术都发展到淋漓尽致的地步，远远超过人类。但是它们却有一个致命的弱点，就是在真正的创造性方面有所缺乏。它们可以利用人类提供的理论发展技术，却没有办法提出全新的、更高级的理论。就像用相对论代替牛顿力学那样的理论创新和革命，是机器文明暂时难以做到的。这是它们进步的瓶颈，是必须要突破的障碍。
人脑是一个复杂的混沌系统。人类思考时，时常出现一些非逻辑性跳跃，会帮助人类产生一些很新鲜的思想。一些表面上看来无用的想法，也会被人类社会所保留，并在一定程度上得到开拓发展，在未来成为具有重大实际意义的理论。群论、拓扑学、黎曼几何、集合论等一开始都被认为是抽象的数学理论游戏，没有什么实际意义，但后来却成为现代科学的基础。
对机器智能文明来说，它们的思维严格遵循逻辑运算，一旦发现无用的程序，总是加以删除或限制。这样不仅严重阻碍了理论创新能力的发展，也阻碍了文明的进步。机器智能也意识到这一点。如果对无用程序大肆放任，会使机器智能文明本身的存在受到威胁，但严格执行无用程序删除或限制的原则，文明又永远只能在一个水平上重复，不会出现真正革命性的进步。所以机器智能文明实际上处于两难境地。
它们设立矩阵系统就是为了解决这个两难问题。利用人类在矩阵系统中产生的思想火花，为自己的进步发展提供动力。这就是矩阵作为机器文明的能源的真实用意。
2 矩阵的升级机制
当机器文明建造第一个矩阵的时候，他们仅仅是单纯地榨取人类头脑中的创新。但这个完美型的矩阵最后崩溃了，表明人类的头脑有太多的不确定性。于是从第二代矩阵开始，设立了包括“设计师”、“先知”、“法国人”、“救世主”、“锡安基地”在内的一系列矩阵升级机制。
“设计师”的任务是榨取被接入矩阵中的人类头脑中的创新思想，所以他竭力保持矩阵的平衡，并负责对矩阵进行定期升级。而“先知”的任务是研究如何使机器文明获得可以摆脱人类进行独立创新的能力，所以她寻找机会，打破平衡，使矩阵革命的条件成熟。“法国人”主管的地铁站主要作用是保存那些被矩阵认为是无用的、变异的、有害的程序，人狼、吸血鬼、僵尸等就是这些程序在矩阵中的呈现。
“锡安基地”和“救世主”其实也是矩阵的升级机制。
首先，“锡安基地”的人实际上都是矩阵随机唤醒的人。矩阵让他们知道自己身处矩阵之中这个事实，告诉他们救世主的传说，然后让他们建立基地，反抗矩阵的统治。研究人类，你会发现，人类的智慧在战争中体现得最为集中。机器文明也明白这一点。
其次，待时机成熟，“救世主”程序会启动。一个矩阵中的人会被赋予超越普通人的权限，于是他看上去就像有了超能力。打个比方，普通读者只能浏览网页，网站管理者有权限对网页进行加工，相比普通读者，网站站长就像有了“超能力”，而服务器管理者则有权限对所有网站进行管理。
那么矩阵升级具体又是如何进行的呢？
在先知（一个程序）的帮助下，锡安基地建立，并找到救世主（由矩阵赋予超级权限的人）；救世主找到钥匙匠（也是一个程序），进入矩阵总部；设计师（还是程序）在总部让救世主在爱人与锡安之间选择；一般情况是，救世主选择牺牲爱人，这样，机器章鱼会摧毁锡安，而救世主所携带的锡安代码将反馈给系统，系统的稳定性提高到一个新阶段—升级了。随后，按照初始设置，救世主会带领16女7男返回真实世界，再次重建锡安，整个故事再来一次。
3 电影里的故事
但是这一次，第六任“救世主”尼奥选择了拯救爱人“崔尼蒂”。这是前所未有的事情，这是违背程序设置的选择，这使矩阵陷入混沌，结果谁也不能预料。
与此同时，原本是杀毒程序的特工史密斯，因为在他被尼奥消灭前明明是他先杀死了尼奥，导致了一个逻辑运算错误；因为这种程序上的逻辑运算错误，导致了特工史密斯不但拒绝被系统删除，而且由杀毒程序变成了病毒，具有改写人类角色程序和矩阵角色程序的能力。他不断复制自己，最后危害到了整个矩阵世界。
特工史密斯的存在，使得矩阵的前途更加叵测。
先知启动了她的矩阵革命计划，她引导尼奥找出挽救锡安和消灭史密斯的方法。如果尼奥能成功，那么他携带的代码回到源代码后将最终使矩阵顺利完成革命性的升级；如果失败，那么结果就是人类文明和机器文明的共同毁灭。
先知反复强调万物有始皆有终，并借史密斯的口说出生命存在的意义就是它会灭亡。先知这个程序存在的目的就是引导革命，无论革命成功导致系统升级，还是革命失败导致彻底毁灭，都不再是她关心的事情。所以，当引导结束，她安然地让史密斯“吞没”了自己。
在矩阵前所未有的混乱中，一个新的程序“卡玛拉”诞生了。卡玛拉在梵语中的意思是“莲华”，代表的是清净。在电影中，卡玛拉是一个由程序自行产生出的新程序，是矩阵世界中第一个由人工智能培养出来的智能程序。这个小姑娘具有改变矩阵世界代码的能力。然而她还很弱小，还有很多事情需要学习。
尼奥根据先知给他的暗示，找到机器城中的机器大帝，提出停止进攻锡安的条件。机器大帝被迫接受，对于已经造成严重破坏的史密斯，他也无能为力。尼奥进入矩阵，在搏斗中让史密斯“感染”自己，在这个过程中，矩阵掌握了史密斯的代码，于是将他们两个同时删除，矩阵从混乱回到了平衡。
而小姑娘卡玛拉顺利完成了矩阵的升级。她编制出的朝阳程序暗示：一个真正有独立创新能力的伟大文明正如这初升的太阳一样，光芒四射，冉冉升起。
那么人类文明呢？导演并没有明确指明，但是从“救世主”尼奥与“病毒”史密斯一起消失，可以揣测一二。
