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技术研究 · 2026 · 006

算法同构
—— AI 在1965年已经写好了

我们今天称之为"AI生成模型"的所有核心组件——潜空间、约束采样、迭代生成、奖励建模、演化搜索、具身表征——都不是2017年之后的新发明。它们在1960—1995年间被一群艺术家在大型机房里以非神经网络的形式独立实现过一次。

七组对照 30—60年代差 同一个数学
论点
神经网络的真正贡献,不是发明这些概念,而是把它们的参数从手写的几十个,扩展到可学习的几十亿个。
1959
2025
对照 01 / 约束采样
从伪随机数到 Diffusion 采样
"纯随机不产生美,有约束的随机才产生美"——这个直觉今天叫条件生成。
+
先驱期
Frieder Nake / Georg Nees
1965 · Zuse Graphomat Z64
AI时代
Stable Diffusion / DDPM
2020 · Latent Diffusion Models

Nake 在斯图加特用 Zuse Graphomat Z64 绘图仪创作《Hommage à Paul Klee》时,使用的是线性同余生成器(LCG)产生伪随机数,再通过变换函数把均匀分布映射到他想要的几何分布。这是被驯化的随机——不是任意性,而是被规则塑形的偶然。

HOMMAGE À PAUL KLEE · 1965 ALGOL 60
% 均匀分布伪随机数 → 几何约束变换 real procedure rand; seed := (a * seed + c) mod m; rand := seed / m; % z ~ U(0,1) for i := 1 step 1 until N do begin x := transform(rand); % 映射到目标分布 y := transform(rand); % 约束在画布几何内 draw_line(x, y, ...); end;

Diffusion 模型从高斯噪声 z ~ N(0,I) 开始,通过去噪函数 fθ(z,t) 逐步映射到图像分布。采样数学是同一个——只是 Nake 的 f 是手写的几何变换,Diffusion 的 f 是几亿参数的 U-Net。

STABLE DIFFUSION · 2022 PYTORCH
# 高斯噪声 → 通过学习的变换映射到图像分布 z = torch.randn(batch, 4, 64, 64) # z ~ N(0,I) for t in reversed(range(T)): eps = unet(z, t, condition=c) # 学习的变换函数 z = denoise_step(z, eps, t) # 约束在条件 c 内 image = vae.decode(z)
均匀/高斯噪声 z ~ p(z) → 变换 f(z) → 目标分布样本 x

两者的数学骨架完全相同:定义一个易采样的简单分布,定义一个变换函数,得到复杂分布的样本。Nake 1965 年的 ALGOL 程序和 2022 年的 PyTorch 代码,在概率论意义上是同一个过程。

同构关系
Nake 直觉到的"有约束的随机才产生美",今天的术语叫条件生成 p(x|c)。CLIP guidance、ControlNet,本质上是把 Nake 的"约束"变量化、可学习化。
对照 02 / 潜空间
想象机器 (machine imaginaire)
薇拉·莫尔纳 1959 年那句"机器在我脑中运行",本质上就是今天 latent space 的定义。
+
先驱期
Vera Molnár
1959 · 无计算机
AI时代
StyleGAN / VAE
2018 · 512维潜空间

莫尔纳 1959 年在没有计算机的情况下,定义了一个有限规则集 R = {r₁, r₂, ..., rₙ},每条规则是一个变换算子(平移、旋转、删除某条线、改变角度的扰动量)。她在脑中遍历参数组合,生成大量变体。

她的《(Dés)Ordres》系列(1974)就是 latent space interpolation 的纸面版——同一规则的有序版本和打乱版本,中间有过渡形态。她在用纸笔做今天 StyleGAN demo 里最经典的演示。

(DÉS)ORDRES · 1974 PSEUDOCODE
# 莫尔纳的"想象机器"——脑中运行的规则系统 parameters = { "grid_size": 16, # z₁ "line_count": 4, # z₂ "rotation_range": 15, # z₃ "disorder_amount": 0.3 # z₄ ← 沿这个维度滑动 } # 沿 disorder 维度连续变化 → latent walk for d in [0.0, 0.1, 0.2, ..., 1.0]: parameters["disorder_amount"] = d draw(parameters) # 输出图像 = g(z)

StyleGAN 的潜空间 Z = R512。在 Z 中沿任一方向走,解码器 G 输出的图像连续变化。这就是"latent space walk",是所有 StyleGAN 演示视频的标配。

STYLEGAN2 · 2019 PYTORCH
# StyleGAN 的潜空间漫游 z_start = torch.randn(1, 512) # 起点 z_end = torch.randn(1, 512) # 终点 for t in torch.linspace(0, 1, 60): z = (1-t) * z_start + t * z_end # 线性插值 image = generator(z) # 输出连续变化 save(image, f"frame_{t}.png")
潜空间 Z = Rn  |  解码器 g: Z → X  |  采样策略 π

莫尔纳的 Z 维度大约 5–20,StyleGAN 的 Z 是 512,Stable Diffusion 的 Z 是 4×64×64 = 16384 维。核心相同:都是先定义一个低维可控空间,再定义一个解码器,再决定怎么采样。

"我有一台机器,它在我的脑中运行。" 薇拉·莫尔纳,1968
同构关系
莫尔纳的"想象机器" = 今天的生成模型:都由 (参数空间, 解码函数, 采样策略) 三元组定义。她用纸笔,我们用 GPU——同一个数学对象。
对照 03 / 演化与强化学习
Evolved Virtual Creatures
Karl Sims 1994 年的论文今天被 RL 和机器人领域引用上千次——大部分不是艺术论文。
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先驱期
Karl Sims
1994 · Connection Machine CM-5
AI时代
OpenAI / DeepMind / NVIDIA
2019 · PPO + Isaac Sim

Sims 在 SIGGRAPH 1994 上展示的虚拟生物,从零开始演化出能游泳、行走、跳跃、争夺方块的三维关节结构。每个生物自带一个递归神经网络作为控制器——这就是今天机器人控制里的 policy network

EVOLVED VIRTUAL CREATURES · 1994 C / LISP
// Sims 的算法栈,完整可执行 population = init_random_genotypes(N=300); for generation in 1..100: for creature in population: body = expand_phenotype(creature.genotype); brain = build_neural_net(creature.genotype); fitness = simulate_physics(body, brain, T=10s); // fitness = 移动距离 / 抢到方块次数 survivors = select_top(population, k=N/5); population = mutate_and_crossover(survivors);

OpenAI 训练机器人手转魔方(2019)、NVIDIA Eureka 让 LLM 自动生成奖励函数(2023)——架构和 Sims 1994 完全同构。区别只是把"遗传算法"换成了"梯度下降"。

PPO ROBOTIC CONTROL · 2019 PYTORCH
# 现代 RL 训练机器人——和 Sims 同构 policy = PolicyNetwork(obs_dim, act_dim) for epoch in range(N_EPOCHS): trajectories = [] for agent in parallel_envs: body = sim.load_robot() # = expand_phenotype brain = policy # = neural_net reward = sim.rollout(body, brain) # = fitness trajectories.append(reward) policy = ppo_update(policy, trajectories) # ↑ 用梯度下降替代 mutate_and_crossover

genotype → phenotype = neural architecture search
brain network = policy network
physics simulation = Isaac Sim / MuJoCo
fitness function = reward function
genetic algorithm = PPO / SAC / 任意 RL 算法

同构关系
Sims 1994 那篇 SIGGRAPH 论文,是今天具身智能(embodied AI)和强化学习的祖先文档。当年他在做"艺术",今天同样的代码框架被 OpenAI、DeepMind、Boston Dynamics 重新发明,叫"AI"。
对照 04 / 神经符号系统
AARON——活了40年的专家系统
Cohen 在自己的程序里独立得出了和整个 AI 学界相同的结论:只用规则做不出真正"看起来对"的东西。
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先驱期
Harold Cohen · AARON
1973—2016 · LISP/C
AI时代
Neuro-Symbolic AI
2023 · AlphaGeometry / DreamCoder

AARON 从 1973 年开始迭代,Cohen 一直工作到 2016 年去世。这 40 年的程序演化史,几乎完整复现了 AI 研究的主要路线——从符号主义 → 具身表征 → 放弃纯规则

AARON (EARLY) · 1973 LISP
(defrule add-shape (canvas ?c) (shape-count ?n) (test (< ?n 12)) (color-used ?colors) (test (< (length ?colors) 5)) => (find-empty-region ?c) (draw-shape :type (choose-from-rules) :color (pick-color ?colors)))

这是经典的 GOFAI(Good Old-Fashioned AI)。同时期 MIT 的 Minsky、CMU 的 Newell & Simon 在用同样的产生式规则做"专家系统"。AARON 是世界上最长寿的专家系统,而且是少数几个真正"运行了40年还在产生有趣输出"的。

1990 年代,Cohen 给 AARON 加入了人体内部表征——不是图像里的人,而是程序对"人怎么站立"的拓扑理解。这在 AI 术语里叫 embodied representation(具身表征),是今天 Boston Dynamics 和具身智能研究的核心命题。

DeepMind 2024 年的 AlphaGeometry 把符号求解器(经典AI)和神经网络(现代AI)结合,在国际数学奥赛几何题上达到金牌水平。架构上是 AARON 晚期路线的工业化版本:符号约束系统 + 神经感知模块。

NEURO-SYMBOLIC · 2024 PYTORCH + Z3
# 神经网络生成假设,符号求解器验证 while not solved: hypothesis = neural_net(problem) # 直觉 proof = symbolic_solver(hypothesis) # 规则 if proof.valid: return proof # 用符号反馈训练神经网络 neural_net.update(proof.feedback)
同构关系
Cohen 在 1990 年代私人地撞上了"纯符号系统无法处理连续优化"这堵墙——这正是符号主义 AI 在同一时期撞墙的同一面墙。今天的神经符号 AI是在重新走 Cohen 的路。
对照 05 / 损失函数
信息美学 → RLHF
"美学不是哲学问题,是工程问题。"——Bense 1965 年这句话,60 年后被 OpenAI 用 RLHF 实现了。
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先驱期
Max Bense / Abraham Moles
1954 · Stuttgart School
AI时代
VAE / β-VAE / RLHF
2017—2023 · Reward Modeling

Bense 和 Moles 用 Shannon 信息论形式化了 Birkhoff 1933 年的美学公式——美学度量 = 秩序 / 复杂度。这不是隐喻,是可计算的指标。

M = O / C   其中   H = -Σ p(xi) log p(xi)
O = 1 - H/Hmax   (秩序 = 冗余度)   C = H (复杂度)

斯图加特学派——本泽、Nake、Nees——把这个公式作为他们整个艺术实践的理论基础。每一件计算机图形都被理解为"信息系统",审美判断被视为可量化的工程问题。

β-VAE(2017)的损失函数就是 Bense 公式的可学习版本:

L = Eq[log p(x|z)] - β · KL(q(z|x) ‖ p(z))
重构精度  -  β · 复杂度惩罚
β-VAE LOSS · 2017 PYTORCH
# Bense 公式的可微分版本 def vae_loss(x, x_hat, mu, logvar, beta=4.0): # 重构 = 秩序 O recon = F.mse_loss(x_hat, x) # KL = 复杂度惩罚 C (Shannon 熵的对偶) kl = -0.5 * torch.sum(1 + logvar - mu.pow(2) - logvar.exp()) return recon + beta * kl # ↑ β 正是 Bense 的"秩序-复杂度权衡"权重

Bense 在 1965 年说:"美学不是哲学问题,是工程问题。" 60 年后,OpenAI、Anthropic 用 RLHF(从人类反馈中强化学习)把这句话彻底实现了——奖励模型就是可微分的、被训练出来的"信息美学度量"。

RLHF REWARD MODEL · 2022 PYTORCH
# 训练一个神经网络,学习"什么样的输出符合人类美学" def reward_model_loss(chosen, rejected): r_chosen = reward_net(chosen) # 高 M 值 r_rejected = reward_net(rejected) # 低 M 值 return -F.logsigmoid(r_chosen - r_rejected) # ↑ 整个函数 = 可学习的 Bense 美学度量
同构关系
CLIP score、感知损失(perceptual loss)、reward model——所有这些"对齐"工作的本质,都是 Bense/Moles 信息美学命题的工程化延续。区别在于:Bense 的指标是手写的,RLHF 的指标是从数百万人类标注里学出来的。
对照 06 / 对齐问题
二阶控制论与 Alignment
von Förster 在 1960 年代就说过:这个问题原则上无解,只能持续协商。
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先驱期
Heinz von Förster · BCL
1958 · UIUC
AI时代
Constitutional AI / Superalignment
2023 · Anthropic / OpenAI

海因茨·冯·福斯特在伊利诺伊大学的生物计算机实验室(BCL),提出"观察者必须被纳入其所观察的系统"——这是二阶控制论的核心命题。

一阶控制论假设:有一个客观系统,有一个外部观察者测量它,反馈控制它。

二阶控制论指出:观察者本身的偏好和测量行为,改变了系统的动力学。没有"客观"反馈,只有"被观察者塑造的"反馈。 Heinz von Förster, 1974

这正是 RLHF 的全部理论基础。当我们用人类标注者训练奖励模型,我们就在做 von Förster 说的事:

ALIGNMENT FEEDBACK LOOP · 2023 CONCEPTUAL
# RLHF 的循环——正是 von Förster 描述的二阶系统 system_output = LLM.generate(prompt) # 系统 human_pref = annotator.judge(system_output) # 观察者 reward_model.update(human_pref) # 反馈塑造系统 LLM.finetune(reward_model) # ⚠️ 但... # 标注员的偏好本身被系统塑造: # - 标注疲劳 # - 风格漂移 # - 规范偏移 (norm drift) # - 模型行为反过来定义了"什么算好" # → 没有 "客观" 的对齐,只有持续协商

这正是 Anthropic 的 Constitutional AI、OpenAI 的 Superalignment 团队在拼命研究的"对齐问题"——von Förster 在 1960 年代就说过:这个问题原则上无解。因为观察者(我们)和被观察者(AI)处于同一个反馈环里,任何"对齐"都是循环定义的。

同构关系
档案里 von Förster 的 BCL 实验室,实际上是世界上第一个"AI 对齐研究中心"。今天 Anthropic 和 OpenAI 投入数十亿美元研究的对齐问题,在 1960 年代已经被这位维也纳物理学家完整描述过——结论是它无解
对照 07 / 迭代生成
绘图仪笔尖 = Diffusion 步数
绘图仪艺术家比任何人都更早理解一件事:生成不是一次决定,而是一系列条件决策的累积。
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先驱期
Verostko · Mohr · Molnár
1970s—2000s · Plotter
AI时代
Score-Based Generative Models
2020 · Song & Ermon

Roman Verostko、Manfred Mohr、Vera Molnár 都使用 Zuse Graphomat 或 Calcomp 绘图仪。物理过程是:程序生成路径 → 笔尖逐点落下 → 累积成图像

Verostko 的《Pearl Park Scriptures》系列要画 6—8 小时一张。图像不是一次性出现,而是路径累积出来的

VEROSTKO PLOTTER · 1980s HOPC / FORTRAN
! 绘图仪——逐步累积 state = initialize_canvas() do step = 1, N_STEPS decision = algorithm(state, rules) state = apply_pen_stroke(state, decision) ! 每一步都基于当前状态做条件决策 ! 笔尖物理移动 → 真实物质累积 end do ! 8 小时后:完成

Diffusion 模型从高斯噪声开始,通过 50—1000 步反向去噪,逐步揭示图像。数学上是同一件事——从 T 步逐步 reverse 到 0 步,每一步都是一次"采样轨迹的延伸"。

DDPM SAMPLING · 2020 PYTORCH
# Diffusion——逐步累积 state = torch.randn(1, 3, 256, 256) # 初始噪声 for step in reversed(range(T)): decision = unet(state, step) # 学习的算法 state = denoise_step(state, decision) # 每一步都基于当前状态做条件决策 # 数字状态累积 → 像素逐步明确 # 50 秒后:完成
xt-1 = f(xt, t, decisiont)    for t = T, T-1, ..., 1

这就是 trajectory-based generation——通过一条路径在空间中的演化,逐步揭示最终图像。Verostko 用宗教经院哲学的术语描述这个过程("formal coherence emerging from sequential decisions")——今天 diffusion 论文里叫"score-based generative modeling"。

同构关系
一个用了 40 年笔尖,一个用了 50 步去噪,但在做同一件事:把生成视为一系列条件决策的轨迹。绘图仪的物理执行精度,和 Diffusion 的数学执行精度,在艺术哲学层面是同一种克制。
结论
今天 AI 能做的所有事——生成、演化、自主、对齐——都是六十年前一群艺术家在大型机房里第一次提出来的问题。

工程师后来给了答案,
但问题是艺术家先问的。
1959
薇拉·莫尔纳
第一台"想象机器"
2014
Goodfellow
第一篇 GAN 论文
55
两者之间的
时间差
0
数学结构上的
本质差异
本文涉及的艺术家 · 档案词条
Vera Molnár匈牙利 Karl Sims美国 · 1962 Harold Cohen英国 · 1928—2016 Manfred Mohr德国 Roman Verostko美国 · 1929—2024 Max Bense德国 · 1910—1990