中心化还是去中心化?——评斯坦福张首晟教授《区块链技术是互联网世界新的分合转折点》by 吴桐

张首晟,斯坦福大学物理系、电子工程系和应用物理系终身教授、美国国家科学院、美国国家工程院、美国国家医学院三院院士、中科院外籍院士、欧洲物理奖、美国物理学会巴克莱奖、国际理论物理学中心狄拉克奖、尤里基础物理学奖和富兰克林奖章获得者、中华人民共和国国际科学技术合作奖获得者。本文的张首晟教授的观点为他于42章经组织的区块链主题分享会上所做分享。

张教授同样涉足资本金融领域,丹华资本为其创办,现管理超过6亿美金规模的两支美元基金和一支人民币基金。丹华资本从基金成立开始即布局区块链领域投资,现为Dfinity, Symbiont, Brave/BAT, KyberNetwork, Orchid Lab, Chia Network, DAGLab, Theta Network 等项目的首轮投资人。

 

差不多在四年以前在区块链出现的时候,我就对这个领域非常的关注。我认为世界历史可以用两句话来描述:分久必合,合久必分(另一种表述是中心化和去中心化两股势力的此消彼长,顶层的中心化程度不断增强和底层的去中心化程度不断增强共同决定历史的走向。因为技术不断发展,生产力不断提高,单位产值需要的劳动力越来越少,底层去中心化的趋势越来越强;与此同时为保持整体的持续、稳定、健康的发展,同时促进结构的优化,顶层的中心化也是势在必行的)。我们的互联网行业也体现了这一种规律。过去,美国网络的资源几乎被 AT&T(为American Telephone &Telegraph的缩写,是一家美国电信公司,美国第二大移动运营商,创建于1877年,曾长期垄断美国长途和本地电话市场。 AT&T在近120年中,曾经过多次分拆和重组。目前,AT&T是美国最大的本地和长途电话公司,总部曾经位于德克萨斯州圣安东尼奥,2008年搬到了德州北部大城市达拉斯)一家垄断,这和当时候的网络技术Circut Switching(电路交换,电路交换是电信交换中最基本的交换方式之一,电路交换的方式是在进行通信时,首先要在发信端和收信端之间建立起一条临时的“电路”,因此这种交换方式被称为电路交换) 有很大的关系。最初,AT&T 也面临过一定的竞争,但等到公司足够大,效率和规模足够优秀(内部规模经济的典型案例, 随着工厂或企业规模的扩大,产量的增加大于投入的增加,单位产品的成本下降,从而发挥了内部规模经济的效益,其核心特征是平均成本的降低),最后就会出现一家垄断的现象,垄断美国战后 30、40 年的网络市场。

但是,往往技术的发明会导致合久必分(每一次变革型新技术的产生都意味着行业势力的重新洗牌,此次区块链革命也是如此,大量企业提前布局也是为了在下一轮竞争中占据制高点)。 TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol的简写,中译名为传输控制协议/因特网互联协议,又名网络通讯协议,是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础)协议的发明,就促进了互联网时代的到来,Packet Switching (跟circuit switching不同,packet switch是不需要预约的,则每个connection是竞争关系,对于线路资源先到先得。好比我们外出餐馆吃饭,进去餐馆看到有空位就坐下,把这个位置占了,没有空位就只能等了;而circuit switching则是要先预约座位,去到餐馆凭着预约号直接坐下)取代了 Circuit Switching。我们所有的通讯都是通过一个个小的Packet 相互通讯,这使得通信效率提高。在这样的情况下,就没有必要有一家公司来垄断整个网络的资源,这样就迎来了一个合久必分的时代(效率的提高和模式的变化打破了原有的内部规模经济,使之变为外部规模经济,External Economy of Scale,外部规模经济指整个产业的产量[因企业数量的增加]扩大时,该产业各个企业的平均生产成本下降,在技术上进一步支持了去中心化,或者说迎来了去中心化的一个关键环节——多中心化)。

当合久必分的局面持续了一段时间后,人们发现一个问题:虽然最底层的网络通讯非常去中心化,大家也会在每个网站发表自己的信息,但是对整个信息没有一个系统的组织架构,这使得信息很难被找到(再次涉及到一个经济学的永恒的矛盾,稳定与效率 。另外由于之前没有区块链这种技术保证信心的不可篡改性和可得性,中心化的权威存在是非常有必要的,相当于国家层面以国家信用作为担保)。在这种需求的推动下,美国就出现像谷歌这样中心化的一个搜索公司(BAT的诞生几乎也是基于这种背景,尤其是刚刚开始信息化的几年了,很多中国人认为没有百度就上不了网。其实谷歌的中心地位诞生于1995年至2001年“互联网泡沫“的群雄逐鹿。本世纪初的”互联网泡沫“和当前区块链概念的投资热潮有很多的相似之处,笔者会专门撰文分析。当时互联网技术的发展使得这一领域去中心化的浪潮风起云涌,最后还是走向技术层的中心化,只剩下数家互联网寡头。尽管十余年前的”互联网泡沫“有诸多值得反思之处,然而不可否认的是,没有它就没有今天如此方便便利的互联网时代的生活,尽管我们仍处于信息时代的初级社会)。

它做的事情和我们过去在工业时代做的事情几乎一样:只是把重组原子改为重组信息。比如大型石油公司开采原油,而原油也是一些原子组成的。石油公司的做法近乎于将原子重新组织了一下,将它变成了化学品(张教授这儿所说的原子应该是“基本元素”的意思,因为我们知道石油的开采与加工涉及的是物理变化与化学变化,重组的是分子)。像谷歌这样的新一代企业,它们擅长的是重组那些 Bits、信息。谷歌并没有建立那些网站,而是利用自己的算法,对已有的网站进行排序,使得每个公司都能在这个网络世界里被很容易地找到(谷歌和百度本质上没有创造新的信息,而是对市场上的所有信息进行分类,笔者个人认为这与将原油炼为成品油的过程略有不同,从原油到成品油还是涉及到大量的化学反应,而谷歌和百度更多的是信息的整理、分类和管理,其分子并没有发生变化)。它驾驭了这个网络世界,是凌驾网络的新型组织机构,也导致了它的一个新的垄断时代到来,导致了分久必合(导致这次技术层面中心化趋势增强的原因在于人类技术处于信息化的初期入门阶段,各微观主体需要一个中心保证其效率的提高,区块链技术的应用和普及是人类从信息化社会深化过程的重要途径)。

这些都是组织信息的大平台,但是现在整个互联网行业到了一个新的阶段。如同当年 TCP/IP、Packet Swtiching 能够打败一个 AT&T 这样的巨人,区块链又让一个网络去中心化的时代来临,又到了一个合久必分的时代。人和人之间又可以通过区块链回到一种 P2P 的交流方法,更加神奇的是,人们可以在这个平台上交换价值(其实信息就是一种价值,张教授所言的”交换价值“是我们理解的更狭义的价值)。

价值是一个很难交换的东西。互联网第一波只是交换信息,但到了第二波希望能够交换价值,因为价值的核心就是要大家有一个共识(区块链的核心是通过其技术的匿名性、信息不可篡改和数据真实性达成一个基本共识)。在一个 Distributive System(分布式)系统里面,达到共识是一个非常难的事情。每个网络的节点都有时间的延迟,计算能力也不一样。有的计算机有良好的行为,有的计算机确实有一些不良行为。在一个复杂的网络系统里面,如何达到一个共同的价值,这在那个计算机科学里面也是一直没有解决的问题。因此计算机科学中有一个 Fischer-Lynch-Paterson 定理,在采取一种完全Deterministic(固定)算法的时候,共识是永远无法达到的,因为这个网络的系统实在太复杂(区块链第一次在技术上达成这种共识,其实我们谈的区块链1.0到3.0也是基于这种共识的不断延伸和深化。区块链1.0是以比特币为代表的数字货币应用,其场景包括支付、流通等货币职能,尽管其投机性强、波动性极大等弊端,且在各国央行的强监管下前景并不明朗,却是目前在三个阶段中唯一的应用;区块链2.0是数字货币与智能合约相结合,对金融领域更广泛的场景和流程进行优化的应用,这也是各大巨头竞相布局的重点;区块链3.0则超出金融领域,为各种行业提供去中心化解决方案)。

后来,大家就想到区块链的技术可以把经济行为加上随机的数学算法使得网络达到共识,比如说通过计算一个 Hash 函数的办法,对共识进行投票,这就是整个区块链上面达到了一个新共识的机制( ECDSA是椭圆曲线数字签名算法{Elliptic Curve Digital Signature Algorithm}的缩写。它是利用一条椭圆曲线和一个有限域来“签名”数据的流程,通过这种方法,在第三方能验证签名的真实性同时,还能让签名者继续保留创建签名的专属能力。比特币系统中,被“签名”的数据指的是转移所有权时的交易。ECDSA将签名流程和验证流程分离。每个流程都是由几步算术运算所组成的算法)。

大家可能很难理解,为什么这个共识的机制本身会有很大的价值。事实上物理学里面有一个非常深刻的概念叫熵增,就是物理世界看起来是总是走向无序。但是生命世界和物理世界不太一样,生命世界确实越来越走向有序。走向有序的行为是把熵减少的一个行为,但是整个系统的熵还是在增大。因此,生命行为就是把自己的熵减小了,使周围的熵增大了(这是”自律给我自由“这句话的物理解释。在经济金融领域,去年确认的”货币政策+宏观审慎政策“双支柱框架中的宏观审慎政策的精髓也在于此,通过金融机构平时的自律和稳健经营来达到控制系统性风险的目的,关于MPA,笔者之后会写撰文讨论)。

这在共识机制上也是一样。如果我们要达到共识就是要把熵减少,大家如果意见非常不一样的话,熵也就很大,因为非常无序。但是如果能够统一意见,达到一种非常有序的状态,它必然是减小熵的一种行为。然而,减少熵的行为必然会增高周围世界的熵。

因此,当时提出来的算法是通过一些 Hash 函数的计算,这虽然看起来是浪费了一些周围世界的能量,其实得到了一种更可贵的财富,也就是共识。

在这个意义下,区块链的共识系统有点像生命系统本身,自己的熵在减弱,它达到了共识,但使得周围的系统熵变大。这是一个代价,但相比别的系统来讲,这个代价还是非常小。

所以,一旦我们有了共识之后,就会有一种信任,人和人之间会有一个新的合作机会。所以,我把这个新的时代称为:我们的信念是建筑在一个数学的算法上面,In math we trust。在今后的系统中,中心化平台就不再需要,取而代之的是我们能够建立一些 P2P 的区块。通过开源的投票模式,大家可以用透明的算法,定义这个Community 里面的游戏规则。这就更能导致一个新的互联网的革命,一个合久必分的时代就又会到来(底层的去中心化可以极大地提高效率,然而顶层是否要加强中心化趋势可能会是未来讨论的一个热点。从社会地发展角度来看,完全意义上地去中心化社会可能会像共产主义社会一样,要求社会生产力极度发达,公众的素质极度提高。而在这个过程中,基于国家主权的顶层中心化管理是必不可少的。央行正在开发的数字货币预计春节后就会推出,和比特币相比主要有以下四点不同:A.依靠国家信用保证其购买力;B.采用私有链或区域链而不是公有链实现资源的集约;C.采用底层的去中心化和顶层的中心化的复合结构,保证国家对系统稳定和安全的控制;D.央行发行的数字货币等同于人民币纸币,基本不具有投机属性)。

最近大家都对人工智能比较感兴趣,但其实人工智能现在碰到了一个很大的瓶颈,因为如果 AI 要非常大的进步,它必然要需要很大的数据,但是现在的数据提供方都没有足够的激励机制提供极大量的数据。但一旦有了区块链之后,如果创造数据能被价值化、共识化,就会形成一个大的数据市场,使得人工智能也能够更往前进一步(很多朋友会误解大数据和区块链的关系,认为二者相似或可以等同,其实二者是两个完全不同的概念。大数据的着眼点在于”数据“,是由各种社会活动产生的数据;而区块链是一种底层技术。但区块链使得数据在安全性、共享性和流动性等方面得以保障,” 人工智能+大数据+区块链“才是一张Fintech全景图)。

当然,我们最大的愿望,是通过区块链的技术使得我们的社会能变得更加美好,使得人们能够通过数据的分享创造和达到价值,这样也能使社会能够更加公平,让大家有更多新的机会。

所以总的来说,就像整个人类的历史是分久必合、合久必分,我觉得区块链技术也使得互联网时代也到了一个新的分久必合、合久必分的时代。我们正是面临着区块链和去中心化技术给这个时代带来的这场新的革命(完全的去中心化社会结构和”底层去中心化+顶层中心化“的社会结构的角力应该决定未来社会的走势,正如现在大多数国家的央行都在打击以比特币为首的虚拟货币一样)。

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