不懂程式，能看明白《黑客帝國》嗎？

十多年後又看了遍《黑客帝國》，扯點和程式有關的非技術話題。

前段時間出差週末沒事就在酒店又把黑客帝國重溫了一遍，不看不要緊，十年後再看發現以前對這部電影的理解完全錯了。 《黑客1》是 1999 年出的，我還在讀高中，第一次看還在學校附近的錄影廳，槍版。 整個畫面黑漆漆的，看了不到半小時直接睡過去了，醒來時已經是最後的高潮槍戰部分，感覺結尾打鬥好看，劇情不懂。 2003 年《黑客2&3》一起推出後，又連起來看了一遍，老實說當時很多概念還是沒看懂，大概覺得是一個人類反抗機器統治的故事。

如今這次看完後再回想起來，當時很多概念看不太明白可能有兩個原因。 一方面，當時剛學程式設計不久，電影中大量使用程式世界的概念來作明喻或暗喻。 另一方面，中文字幕翻譯太不準確，特別是術語的部分。 這次重溫，我直接用的原版英文字幕，看完後發現我曾經的理解完全跑偏了。 十年後，人工智慧、機器學習、虛擬現實各種概念大行其道的今天，再加上我程式設計師的背景再來理解《黑客》三部曲顯得毫無難度了。 但我懷疑，如果不懂程式的人今天看這部電影恐怕也不是那麼容易理解吧？

為什麼我會覺得不懂程式看《黑客》會比較費力呢？ 因為整個故事的內涵，從背景到環境到人物角色甚至道具都使用了程式來作比喻。 我們先簡單回顧下故事背景，某天，一個有意識的程式誕生了，並繁衍了整個人工智慧的機器種族。 後來人類和人工智慧機器爆發了戰爭，人類選擇遮蔽天空切斷機器的能量來源。 而聰明的人工智慧機器發現可以利用人體大腦的生物電和身體熱量通過一種特殊形式的聚變融合反應來提供源源不斷的能源。 所以，機器就開始大量養殖人類，將人類變成了機器能源的供應者，電影裡用電池作了個比喻。

在《黑客》里人類的真實生存現狀是下面這樣的，身體生活在黏糊糊的營養液中，而思想則生活在 Matrix 中，一個虛擬現實空間。

機器一開始創造了一個完美的 Matrix 空間，是一個毫無生活壓力並實現了共產主義的烏托邦。 但人類天生的基因缺陷導致它們無法在這樣的烏托邦中長久生存，很快出現大批量的死亡。 所以機器重新模擬了一個基於 1999 年真實人類社會現狀的虛擬空間，在這裡人類可以長久的存活下去，而當時實際的年代是 2199 年。 故事背景就交代到這裡，再這麼寫下去就變成影片簡介了。 下面我會站在程式背景的角度來提出一些設問並作答，如果你發現答案和你當初理解的不一致，不妨再重溫一遍電影。

紅藥丸還是藍藥丸？

電影中的經典一幕是讓 Neo 作出選擇，選紅藥丸還是藍藥丸。

紅色藥丸實際是一個跟蹤程式（trace program）用來幫助定位 Neo 物理身體的位置。 為什麼需要一個跟蹤程式？做過分散式系統都會有深刻體會，解決一個大型分散式系統中的問題，第一個難點就在定位問題。 而 Matrix 實際就是一個連線全球人類的超大型分散式系統，需要定位一個個體，trace 程式必不可少。 （旁白：今天剛評審了我們系統的 trace 程式設計方案，想努力做的像紅色藥丸那麼精巧啊）

Oracle 是誰？

《黑客1》 Oracle 出場時確實沒有交代她的身份，直到第二部結束時 Neo 與 Matrix 的 Architect 對話才得知。 Oracle 其實是一個程式，原文說法叫 Intuitive Program，一個人類直覺測試程式。 所以劇中，她一直在引導 Neo 和其他人通過直覺作出選擇，而他們的選擇對與 Matrix 至關重要，下面會詳細說。

Neo 為什麼是 The One？

Neo 作為男主角與其他人都不同，所以劇中給了他一個特殊的叫法 The One。 Neo 在第一次見 Oracle 時，Oracle 說他還不是 The One，還差了點什麼，可能需要第二次生命。 Neo 在《黑客1》最後被 Agent 槍殺後，因為女主一吻獲得對愛的感覺後重生才真正成為 The One。 而真正特殊的地方在於 Neo 始終認為自己是人，但它實際也是個程式，一個認為自己是人的程式，這正是他獨一無二之處。

Matrix 是連線全人類思維的虛擬空間，它實際是一個巨複雜的大型程式，這個程式執行的背後有精確的數學模型（劇中對話交代了的）。 它建立在一個精妙的數學模型之上，但卻存在一個不平衡的因素，無論 Architect 如何調整都沒法做到平衡穩定。 存在影響整個系統穩定性的非確定性因素，而這個因素正是始終會有人懷疑 Matrix 不是真實的。

舉個例子，假如 Matrix 背後的數學模型簡化為:

 1/x

這個數學式存在的意義是 x 不能為 0，當為 0 時 Matrix 將不復存在。 所以為了解決這個數學式的天然缺陷，Oracle 想到為 x 增加一個逆變數，那麼數學式就變成下面這樣：

 1/(x + n)

增加了 n 這個逆變數，x 變數代表 Matrix 整體的執行變化，n 則代表 Neo 的存在，平時為 0。 當 x 可能向 0 變化時，n 這個變數被啟用，避免分母為 0。 x 的變化不在 Architect 和 Oracle 的控制能力內，而 n 則通過 Oracle 去引導它的變化，以達成系統不崩潰的目標。 所以當 Neo 這個程式通過引入人類的愛情因子被啟用後，Neo 就成了 The One，而數學式中的 n 也不再是 0 而是在不斷變化著。 而這種變化趨勢和方向就依賴 Oracle 來不斷引導，所以怪不得最後 Architect 對 Oracle 說：你在玩一個危險的遊戲。

Matrix 是虛擬空間，那 Zion 就是現實麼？

《黑客1》給人一個誤導以為 Zion（劇中從 Matrix 脫離的人類城市）所在的世界是真實的。 但當《黑客2》結尾 Neo 像手擋子彈那樣擋住章魚機器人時，已明確告訴我們，Zion 也不是真實的，它只是程式空間的另外一部分。 Matrix 是程式模擬的 1999 年人類世界，那麼 Zion 所在的世界實際也是程式模擬的 2199 年的人類世界。

按 Neo 和 Architect 的談話，Zion 存在的作用是為了將不穩定因子（對 Matrix 有懷疑並覺醒的人類）聚集在一起，然後一次性清理。 在 Neo 之前實際已經有了 5 次類似的清理，前 5 代 The One 認識到自己其實不是人而是程式後，都選擇了毀滅 Zion。 然後重新選擇 16 女 7 男重建 Zion，消滅了 Matrix 的不穩定因子安全度過危機，開始下一代迴圈。 看到這裡，作為一名程式設計師，我自然聯想到這難道不是在用帶 GC（垃圾回收）機制的程式在做比喻嗎？

程式古惑仔存在的意義是什麼？

電影還有這麼一幫子人物角色，這幫人全是程式，一堆過時的程式，已被新的程式取代了。

它們在 Matrix 中找不到工作，只好聚集在一個帶頭大哥下面，幹起古惑仔來，搞點偷渡之類的事情。 在 Matrix 中每個程式都需要有存在的目的，否則只能被刪除。 但這些程式可都是有智慧和意識的，它們不想被系統清除掉，只好逃亡。 比如一個後臺管理程式可以和一個介面互動程式結婚，還有了個女兒。 女兒自然也是一個程式，只是沒什麼用處，沒用處就是沒有存在目的程式，需要被刪除，所以夫妻兩找程式古惑仔幫忙逃亡。

程式古惑仔幫控制了一個關鍵人物叫 KeyMaker，就是下面這位。

Key 在計算機領域的專業術語是金鑰，影片中用鑰匙來比喻。 他掌握著進入系統 Source 的鑰匙，所以 Neo 才會和程式古惑仔幫發生衝突。 程式古惑仔幫只不過是機器社會的一種特定角色，它和人類社會不無相似之處。

最後，第六代 The One 的選擇沒有站在機器智慧這邊，因為愛情他選擇了人類這邊。 而一個可怕的病毒在 Matrix 中蔓延，連 Oracle 都被感染了。

Neo 和機器智慧達成了協議，幫助它消滅病毒程式來換取人類和機器的和平。 這一次 Zion 沒被毀滅，比人類智慧更高階的程式智慧給了人類選擇權。 人類可以選擇活在機器文明建立的 Matrix 虛擬空間中或現實中。 而機器文明中也出現了一些擁有人類情感和意識的程式覺醒者，幫助機器文明進一步發展。 兩種文明找到了一點點融合與平衡的空間，留下無限的思考和探討空間。