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谷歌 X 实验室,十年改变世界

36氪 02-21

编者按:本文来自硅谷封面,36氪经授权发布。

万圣节的早上,穿着旱冰鞋的魔法师甘道夫出现在Alphabet旗下X实验室的自助餐厅里。实验室总负责人阿斯特罗·泰勒(Astro Teller)身着粗糙的灰色长袍,戴着尖顶帽子,端着燕麦片滑过餐厅;打扮成绝地武士的员工们手里拿着咖啡信步走向他们的办公桌;星际舰队的军官们正在排队吃早餐。

应该说这一切非同寻常,但X实验室就是这样一个超现实的地方。屋外自动驾驶汽车正绕着街区打转;大厅里悬挂着几节用于向偏远地区提供互联网服务的平流层气球;机器人穿梭其中分类回收各类物品。作为Alphabet的"登月计划舰长",泰勒常常把X实验室比作查理的巧克力工厂,似乎对于形容X实验室来说,万圣节的打扮再合适不过了。

X实验室总负责人阿斯特罗·泰勒(Astro Teller)

即便身处X实验室内,人们也很难确切说出X到底是什么。在谷歌母公司Alphabet内部,X实验室与Deepmind一起被归为"其他赌注"业务。这让X实验室更像是一个赌注,其宣称的目标是追求所谓的"登月计划"——试图通过发明全新技术来解决人类面临的重大问题。

除了众所周知的自动驾驶汽车Waymo和互联网气球Loon之外,X实验室开发了送货无人机Wing、能够测量糖尿病患者眼泪中葡萄糖含量的隐形眼镜Verily,以及利用熔融盐储存电力的储能技术Malta。X实验室曾尝试从海水中制造碳中性燃料,并试图用货运飞船取代海运。更令人惊奇的是,X实验室还认真讨论过在北极周围铺设一个巨大的铜环,利用地球磁场发电。

这听起来可能有些异想天开,甚至有些荒谬。但事实上,用户几乎每天都在使用X实验室开发的东西。深度学习部门Google Brain现在被应用到从谷歌搜索到谷歌翻译等各类工具,其就源自X实验室。谷歌Pixel智能手机中的摄像应用GCam、谷歌地图中的室内导航以及专门为可穿戴设备开发的Android操作系统Wear OS等产品背后都不乏X实验室的影子。

但这些都不是重点。"Google Brain、汽车、以及诸如此类的一切东西都是X实验室的副产品,是我们尝试一些奇怪的、不太可能奏效事物所产生的副作用。"泰勒如是指出,"我们是一个创意组织,不是一个技术组织。"他解释说,与其说X实验室是一家公司,不如说它是一种激进的思维方式,一种通过认真对待疯狂想法来追求技术突破的方法。X实验室的工作不是发明新的谷歌产品,而是创造可能决定谷歌未来的发明。

X实验室曾是整个硅谷的笑料。如今,它的自动驾驶汽车已经在公共道路上行驶了1000万英里,并通过Waymo在亚利桑那州运营着自动叫车服务。Loon的气球已经在为秘鲁和肯尼亚的农村地区提供互联网接入服务。无人机送货业务Wing正在为澳大利亚的客户运送食品和药品。

2019年12月,创始人拉里 佩奇(Larry Page)和谢尔盖 布林(Sergey Brin)下台,将整个Alphabet公司交给了谷歌首席执行官桑德尔·皮查伊(Sundar Pichai)。随着母公司继续遭到员工抗议并受到领导层变化的影响,X实验室正重新面临考验,需要证明其登月计划不仅仅是一种放纵或造价高昂的公关策略。2020年X实验室迎来成立十周年,但它的赌注什么时候会产生回报呢?

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Alphabet并不是第一家为追逐"登月目标"而设立实验室的公司。1925年, AT&T和西部电气(Western Electric)成立了贝尔实验室(Bell Labs),将不同学科的科学家和工程师招致麾下,以推动电信技术的发展。贝尔实验室发明了晶体管、首批激光器和光伏电池,并因此获得了9项诺贝尔奖。

自那以后,从施乐的帕洛阿尔托研究中心(Xerox PARC)到洛克希德·马丁的臭鼬工厂(Skunk Works),再到杜邦的试验站(Experimental Station),公司研究实验室在获得突破性发明方面发挥了核心作用。苹果、Facebook、微软和亚马逊都设有公司研究实验室。谷歌旗下有数个研究实验室,其中包括研究人工智能的Google AI、研究机器人的Robotics at Google以及研究增强现实和智能织物的先进技术和项目集团(Advanced Technologies and Projects)

但公司研究实验室也存在短板。大公司追逐季度业绩,往往会忽视变革想法,甚至是来自自己组织内部的想法。施乐旗下的帕克研究中心曾发明了图形用户界面,但并未大规模用于电脑系统。随着初创公司成长为公司,创造性思维能力通常会不断减弱。"在20到30年的时间里,公司往往会从试验性转向流程化,"泰勒解释道。"流程化就是试图让惊喜降到零,实验则会让你不断沐浴在惊喜之中。但不可能两者兼得。"

X实验室并不自称为公司研究实验室,而是把自己称之为"登月工厂"。当其于2010年成立时,并没有什么明确的职责。X实验室最初是由谷歌自动驾驶汽车项目Chauffeur发展而来,后来斯坦福大学机器人专家塞巴斯蒂安·特龙(Sebastian Thrun)牵头。佩奇和布林很欣赏特龙在谷歌街景和谷歌地图上的研究工作,并通过X实验室给了他更多自由支配的空间,让特龙追求同样不同寻常的想法。"最初,这个头衔被称为‘其他项目主管’,"特龙说。"我们想在很多不同方向上推动技术进步,其中也包括自动驾驶汽车。"

X实验室总部位于加州山景城的一个废弃购物中心

至少在最初成立的一年时间内,X实验室的存在是谷歌严密保守的秘密。其他谷歌员工无法进入该部门。即便是在员工可以把20%时间花在自己想法上的谷歌内部,X实验室也被认为过于自由奔放、天马行空。Chauffeur团队成员与来自Brain、Loon和其他几个同样激进项目的工程师一起工作。特龙说:"我希望没有官僚作风,没有PPT,没有财务报表,没有监督,这样项目负责人就可以完全专注于挑战。"大多数早期项目都来自于佩奇和布林感兴趣的想法,它们最终都被搬进了X实验室的大楼里。特龙就曾把X实验室描述为布林的"蝙蝠洞"。

2012年,特龙离职创办了在线教育公司Coursera,泰勒随之接手了X实验室。从很多方面来说,泰勒接手是自然而然的事情。他的祖父是被称为氢弹之父的爱德华·泰勒(Edward Teller),也是美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory)的联合创始人。他的外祖父是曾获得诺贝尔奖的经济学家。"我从小就是家里的那个笨蛋,"泰勒说。"我的家人认为聪明是唯一重要的事情。在这种情况下我是不会赢的。但它迫使我探索其他成功的方法。"

在加入X实验室之前,泰勒创立了一家人工智能对冲基金,并套现了一家可穿戴传感器公司。他还完成了两部小说的创作,并与人合写了一本关于恋爱建议的书。在学校上学期间,为了弥补轻度的阅读障碍,泰勒会用不同方法把每道题做两遍。他说:"如果我能得出同样的答案,那就是正确的答案。"这段经历很早就教会了泰勒实验思维的价值——"快速尝试,一开始就接近,从不同的角度来解决问题。"

互联网气球Loon的飞行运营经理尼克·科利(Nick Kohli)

当泰勒接管X实验室的时候,这个部门没有什么架构可言。2012年从谷歌其他部门加入奥比·费尔滕(Obi Felten)说,"它就像是狂野西部。我们只是在凭兴趣做项目,几乎没有任何流程。"泰勒雇佣了当时在谷歌产品营销部门工作的费尔滕,去规范登月计划的所有流程。当工程师们在推进人工神经网络和高空气球的前沿技术时,费尔滕说自己"几乎处理所有与技术无关的事情:法律政策、市场营销、公关、合作伙伴关系。他们以前从未对任何一个项目有过商业计划。" 费尔滕的头衔就是"为登月计划与现实世界接触做准备的负责人"。

并不是所有的X实验室项目都能在第一次与现实世界的接触中存活下来。首当其冲的是谷歌眼镜,这是整合进眼镜里的可穿戴计算机。布林很喜欢这个想法,并努力推动X实验室将早期原型转变成消费产品。当谷歌眼镜最终于2013年发布时,引起了极大轰动。戴着谷歌眼镜的跳伞者落在谷歌年度开发者大会的穹顶上。模特们在纽约时装周上走T台时也戴着谷歌眼镜。谷歌眼镜还成了情景喜剧《辛普森一家》和《时尚》(Vogue)杂志的主角。

但在现实世界中,谷歌眼镜面对的却是糟糕的评价、嘲笑和公众对其可能侵犯隐私的愤怒。泰勒说:"谷歌眼镜的真正失败之处在于,当我们试图把它作为一个学习平台时,公众开始像对待产品一样对待它。更糟糕的是,我们自己也陷入了这样谈论谷歌眼镜的陷阱。这太可怕了,因为它还只是一个半成品。"

2015年,作为消费品的谷歌眼镜停产。此后谷歌眼镜仍然存在,但只是用于制造业的一种企业工具。"有时候它就是不起作用,技术还没成熟,我们必须停止这样做,按下暂停让它慢下来。"泰勒仍然相信一种类似谷歌眼镜的装置最终会流行起来。事实上苹果公司正在研发增强现实眼镜,计划于2022年首次亮相。泰勒说,"没办法衡量登月计划,也没办法衡量是不是太早。在回顾我们的所作所为时,可以说我们犯的错误是太早,而不是太晚。"

每隔一周左右,X实验室最聪明的头脑就会聚集在一间会议室里,开始有系统地扼杀彼此最疯狂的想法。要想成为实验室的"登月计划",一个创意必须符合三个标准:必须解决一个重大的全球性问题,涉及发明突破性技术,结果能产生根本性的改观——至少比目前成果"好10倍"。诸如喷气背包和悬浮滑板等创意可能会很有趣,但却带不来共同的好处。

同样,分发疫苗也是一个有价值的目标,但算不上遥不可及。"如果大部分或全部胆量都放在事情的规模上,那并不是我们感兴趣的,"泰勒说。

此外无论问题是什么,解决办法也不能太过离奇。"所有的东西都必须有讨论的意义,"泰勒说。"所以有人在一次头脑风暴会议上说:如果枪真的能射出某种致命的毒药,但全国所有的监狱里都有解药,那会怎么样?"泰勒笑了。"首先,这是个绝妙的主意——我的意思是,这是个糟糕的主意。但就创意本身而言这很好,那人也会想到其他对社会有好处的怪异想法。"

在提出登月计划后,由材料科学到人工智能等各领域专家组成的X实验室快速评估小组就会开始所谓的预检验。"让我们想象一切都崩溃了。是什么原因造成的?"快速评估部门负责人菲尔·沃森(Phil Watson)说。90%的想法在这个阶段就会失败。有些失败的原因显而易见:要么太贵,要么太难。另一些则违反了物理定律。如果一个想法不容易被扼杀,那么就会分配给一个小团队作进一步的调查。"我们开始更系统地研究它,"沃森解释道。"怎样才能成功?我们需要什么样的技能才能将它提升一个层次?什么东西最有可能使它失败?"一旦调查成功,这样一个登月计划就变成了有名称、有预算、有专职人员的项目。

X实验室的基本原则之一是"猴子优先"。也就是说,如果你要教猴子站在台子上背诵莎士比亚,首先要做的不是搭台子,而是最难的教猴子说话。实验室鼓励团队设置阶段性目标和"叫停目标"——如果错过了阈值,项目将自动终止。例如,把海水转化为燃料的Foghorn项目成功提取出了燃料,但成本太高。X实验室终止了这个项目,把研究发现作为科学论文发表,并给了团队一份奖金。

一天下午,笔者跟随快速评估小组的凯思琳·西兰(Kathryn Zealand)参加一项调查。他们的想法是做一条辅助裤,帮助老年人和残疾人独立行走。"总体而言,老龄化市场的投资还不够,"澳大利亚人西兰说。"人口结构意味着,这将是未来的一件大事。"

X实验室快速评估小组的凯思琳·西兰(Kathryn Zealand)

这条代号为"Smarty Pants"的裤子灵感受到最近软机器人技术进步的启发,也源自西兰自己与患有阿尔茨海默症的92岁祖母共同生活的经历。在西兰祖母那样的高龄,即使是像站立这样简单的动作也会变得愈发困难。西兰表示,"如果你帮助他们做哪怕一件事,他们一天能多走30%的路。他们步行的时间越长,其他健康问题就越少。"她一条腿上穿着看起来像是3d打印的盔甲,上面连接着传感器,走路时传感器会收集步态数据。

在任何项目调查的早期阶段,X实验室就开始了原型设计。实验室的设计部门Design Kitchen有着涉及许多领域的所有实验器材:实验药剂室、铣床、激光扫描仪、3D打印机。"我们常常说,好吧,我们能得到明确结论的最快实验是什么?"西兰告诉我。

我们来到一个宽敞通风的中庭。西兰为她的母亲也报名参加了测试。"她对于爬楼梯总是犯难,"西兰解释说。裤子原型还很粗糙:每个膝关节上的驱动器都连接到穿戴者腿周围的织物面板。外层是网格状的束带,带给人一种维多利亚时代的蒸汽朋克感觉。裤子中的电机则是由一个装在珍珠色保险袋里的树莓派微型电脑所控制。

西兰的团队里有一名深度学习专家、一名服装设计师和一名生物力学外骨骼领域的世界级专家。他们为西兰母亲穿上裤子,然后在她爬楼梯时监控机器的运行。"太不可思议了,"西兰母亲说着,高兴地走了下来。"通常我到那儿的时候已经上气不接下气了。"

西兰问我要不要试一试。我小心翼翼地迈出第一步,立刻感到自己被往上拉,就好像被另一组肌肉拉着一样,爬楼梯明显更容易。西兰解释说,通过传感器数据和机器学习,裤子正在学习"看"楼梯,确切知道何时施力。她希望,最终软机器人技术和材料的进步会减轻裤子重量,更灵活的框架可以帮助解决一系列的移动问题。"那可能是10年后的事了,"西兰说。不过现在下结论还为时过早。X实验室进行的调查中最终只有不到一半能立项。

解决此类长期问题的能力是X实验室的一大优势:耐心研究,无需面对创业的财务压力。"出于安全方面的考虑,有些技术必须有更多的可靠性才可以开始,"泰勒如是指出,"1%的错误率和0.001%的错误率有很大区别。"手机应用程序中的软件故障不太可能是致命的,但自动驾驶汽车上的软件故障要严重得多。

那天下午,当一辆Waymo自动驾驶汽车停在X实验室园区外时,这个想法一直萦绕在我的脑海中。自从2009年在X实验室启动以来,Waymo自动驾驶汽车已经在公共道路行驶超过1000万英里。去年,独立出来的Waymo公司在亚利桑那州凤凰城开始小规模运营叫车服务,目前正在与捷豹合作开发下一代自动驾驶汽车。摩根斯坦利最近对该公司的估值为1050亿美元。Waymo软件工程师安德鲁·查塔姆(Andrew Chatham)表示:"Waymo的目标是打造世界上最有经验的司机。""这不是在造一辆车。其他人在这方面已经做得很好。"

源自X实验室的Waymo自动驾驶汽车

我们坐上这辆白色的克莱斯勒Pacifica离开。安全驾驶员瑞克坐在驾驶座上,但汽车的方向盘在自动转动。车内前排头枕上显示车顶传感器所"看到"的实时视图:黄色线框中的行人以及其他车辆的紫色轮廓。除了少许轻微的顿挫外,整个旅程出奇的平静,只是汽车在路口很难预测其他司机的意图。

即便如此,自动驾驶汽车的大规模应用仍有很长的路要走。"回到2009年的最初六个月,有些视频当时看起来是如此之酷。但在十多年后的今天再去看这些视频……实现这些目标太容易了。"查塔姆说,"实际上,达到部署的水平完全又是另一回事。"

在最初的几年里,X实验室员工很容易就可以申请开发可能需要几十年才能实现的技术,因为他们知道广告收入源源不断涌入谷歌。特龙回忆说,他曾向谷歌前首席执行官、Alphabet执行董事长埃里克 施密特(Eric Schmidt)申请3000万美元资助项目。施密特却给了他1.5亿美元。"埃里克对我说,‘如果我给你3000万美元,你下个月会来再要3000万美元。’"

然后,2015年的一个早上创始人布林和佩奇宣布谷歌重组成为Alphabet。这一消息在公司内部引起了震动,外界也有许多关于预算紧缩的报道。但X实验室的剥离也明确了团队的基本目的:"X实验室的目标是创建新的Alphabet子公司,这一点变得更加清楚了," 费尔滕说。

当项目达到一定规模时,它们就会从X实验室"毕业"成为独立的公司。像Waymo这样的大多数子公司被归为Alphabet的其他赌注。其中一些子公司被谷歌收购,或像可再生能源初创企业Dandelion和Malta一样独立运营。毕业后,项目负责人会成为公司主管,参与员工也能够获得公司股份。"当项目离开这里时,它们还没有完成,"泰勒说,"还有很多东西需要学习。"

转变并非易事。自谷歌改组成立Alphabe以来,包括Waymo、Loon和Wing在内的几个X实验室项目原负责人要么已经离职,要么被替换。"如果你想要某件事情加速发展壮大,依靠最初发明它的人完成每一个阶段的任务简直太难了,"X实验室负责监督项目阶段发展的副总裁温迪 谭 怀特(Wendy Tan White)表示。"项目本身必须能够快速增长。"

作为一个组织,Alphabet在成立的头5年里也遇到了各种争议。2018年,公司运营受到高管性侵指控的影响;包括X实验室员工在内的2万名公司雇员举行全球罢工进行抗议。在报道提及的高管中,也有时任X实验室快速评估负责人的理查德·德保罗(Richard DeVaul),其是Loon的创始人之一。

互联网气球业务Loon

泰勒曾公开表示对这一事件感到遗憾,并对那些参与罢工的员工表示钦佩。"这让我更加相信谷歌和Alphabet,"他告诉我。"我很钦佩员工们会这样说,‘这也是我们的公司,需要反映我们的心声。’"

此外,对于谷歌参与五角大楼的人工智能项目Project Maven,员工也普遍感到不满。这些事件再次引发了有关"不作恶"的争论,这曾是谷歌时代的一句名言。

尽管诸如Project Maven等项目不属于X实验室的工作范畴,但是泰勒说他会深入思考团队的工作道德。毕竟他的祖父曾参与曼哈顿计划。"肯定有人提出过这样的话,‘不,那是邪恶的’。我们不会那样做,"他说。但诸如可能会导致工作岗位被自动化取代的项目就没有那么明确了。目前X实验室有个项目是开发通用的"日常机器人",可以自动完成琐碎的日常工作。"新技术往往造成集中伤害并带来分散的利益,"泰勒说。"如果自动化带来的好处是其弊端的100倍,那我们就会获得99%的好处。但我们应该感谢那些经历过集中伤害的人。虽然这是一个公共政策问题,但我们要确保能够解决这些问题。"

在早期取得一系列成功后,X实验室近年来的"登月计划"很难在公众当中引起轰动,也鲜有取得财务上的成功。在其能源初创企业中,迄今只有Malta和Dandelion开发出商业产品。网络安全项目Chronicle为互联网创造了一个免疫系统,最近被重新并入谷歌。虽然Wing的无人机可能最终会改变物流行业,但很难把配送日常商品描绘成真正的登月计划。

最近,X实验室加大了对气候变化等可能威胁全人类问题的处理力度。"以任何合理的标准衡量,气候变化都是人类面临的最大问题,"泰勒如是指出。包括对海洋健康的研究在内,实验室已经有几个以气候为重点的发展项目。而最先进的计划则集中在农业领域。泰勒说,"这是我们的基本需求之一。它是世界上最大的产业之一,也是所有主要行业中碳足迹最大的领域。"

在X实验室二楼的车间里,工程师们正在设计几辆四四方方的蓝色汽车,它们有像高跷一样的腿和越野轮胎。这种农业机器人可以成组搜索整片田地,拍摄农作物和地表土壤的高光谱图像。机器人已经在加利福尼亚的一些农场进行了测试,"收集了数以百万计的植物图像,每颗草莓都有一个独一无二的ID," 比利时人贝诺伊·特席林(Benoit Schillings)解释道,"农业就是一个规模庞大,复杂的优化系统问题。目前的做法是简化问题:我们将测绘超过1万英亩的杂交玉米。"通过分析数据并提出建议,X实验室希望藉此提高作物产量和土壤健康度。

这个农业项目是典型的X实验室登月计划:提出一个巨大的问题,利用Alphabet在计算能力、知识专长和财务资源方面的巨大优势尝试解决它,并在这个过程中创建一个全球性业务。"追求‘让我们解决农业问题’这一目标堪称自大,"特席林笑着说。"我们接受挑战,我认为很少有其他人有勇气接受。"

但"登月计划"更有可能被视为一种更自利的举动:试图主导那些尚不存在的行业。毕竟全球农业是一个价值万亿美元的市场。很难不把Waymo想象成每辆车里的操作系统,把Wing想象成每架无人机上的空中交通管制。而谷歌起初就是一项登月计划,用来系统绘制人类所有知识的图谱。尽管X实验室嘴上说要改变世界,但它的最终目的也是为Alphabet创造新的企业和利润。

然而,泰勒似乎并不认为创建利润丰厚的公司和解决气候变化等全球问题是对立的。对于X实验室和Alphabet来说,创造下一个谷歌和拯救世界本质上是一回事。"随着时间的推移,亏钱的东西往往会变小,赚钱的东西往往会变大,"他说。"我认为目标和利益并不是对立的,我认为它们具有很强的协同作用。"

最近X实验室在庆祝成立十周年。笔者造访的那天,高管们正在开会,试图规划未来十年的X实验室会是什么样子。"世界正在改变,"谭·怀特说。诸如自动驾驶汽车等X实验室曾经开拓的领域现在已经司空见惯,"登月计划"的概念也被初创公司和政府所广泛采用。软银所管理的愿景基金等大型风险投资基金正使初创企业能够自行承担"登月计划"的风险。

在未来10年或更长时间内,X实验室所带来的真正影响可能仍不明朗。尽管其为Alphabet创造了可观的回报——泰勒曾表示,仅Google Brain的价值就足以支付X实验室几年的全部预算——但我们仍不确定从中走出的公司能否存活下来,更不用说成为下一个谷歌了。2018年,Alphabet的"其他赌注"业务损失了33.6亿美元。泰勒说:"我们必须承认,其中一些企业仍然无法独立生存。"但是,我们需要清楚的是,几乎所有的发明尝试都以失败告终。真正的突破需要体量巨大的资本、创造力,或许最重要的是耐心。

"如果我们把登月计划定义为试图创造一些真正激进的东西……那真的很难。对于真正重要的事情,很难看出谁会去做,"前微软研究院主任、风投机构Intellectual Ventures创始人内森·梅尔沃德(Nathan Myhrvold)表示。"但另一方面,如果你有这些资源但不去做,那么我们永远也不会知道能否出现什么了不起的技术。"

面对"像甘道夫一样的泰勒",让人很难不想起一个更早的登月工厂:托马斯·爱迪生的实验室,其曾被称为门洛帕克的巫师。自动驾驶汽车或者X实验室的许多其他登月计划,最终可能会以我们无法预见的方式改变社会。它可能会拯救世界,也可能只是让Alphabet变得更加富有、更加强大。

"真正的考验是在15到20年后。当一切尘埃落定,我们再回首过去,那时该如何去做?"泰勒说。在那之前,总会有更多疯狂的想法值得追逐。"可悲的是,世界上有太多的问题。"(皎晗)

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