王培
(美國天普大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)系)
科技焦點(diǎn)
當(dāng)你談?wù)撊斯ぶ悄軙r(shí),到底在談?wù)撌裁矗?/p>
王培
(美國天普大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)系)
研究者們對人工智能的研究目標(biāo)有非常不同的理解,這在業(yè)內(nèi)不是新聞,但外界往往搞不清其中的區(qū)別,所以會(huì)把計(jì)算機(jī)的一個(gè)新應(yīng)用當(dāng)成對思維規(guī)律的研究突破,并因此期待其他領(lǐng)域中的相關(guān)問題也會(huì)很快得到解決。這一問題部分解釋了為什么公眾對人工智能的期望,歷來總是在樂觀和悲觀之間徘徊。
近來人工智能成了熱門話題。一方面,它和自動(dòng)駕駛汽車、機(jī)器人保姆等各種新發(fā)明緊密相關(guān),以至于在各種產(chǎn)品前面加一個(gè)“智能”的修飾語成為時(shí)髦。另一方面,它又被聯(lián)系于大規(guī)模失業(yè)、機(jī)器統(tǒng)治人類等各種災(zāi)難,一時(shí)間,各種呼吁和警告不絕于耳。
專家們對這個(gè)領(lǐng)域的看法也很不一致。有人認(rèn)為人工智能已經(jīng)在我們身邊了,而未來的發(fā)展無非是出現(xiàn)更多更好的類似技術(shù);另一些人則認(rèn)為人工智能還沒有真正到來,而其出現(xiàn)將導(dǎo)致革命性的后果。
簡單在網(wǎng)上搜索一下就可以發(fā)現(xiàn),“人工智能”這個(gè)詞語好像不總是在同一個(gè)意思下被使用,很多爭論因此基本變成了“雞同鴨講”。因?yàn)閷θ斯ぶ悄艿牟煌斫鈺?huì)導(dǎo)致對有關(guān)問題的不同回答,對這個(gè)領(lǐng)域的剖析需要從“正名”開始。
乍看起來這個(gè)問題并不復(fù)雜。人工智能無非就是“讓計(jì)算機(jī)像人腦那樣工作”?,F(xiàn)在,計(jì)算機(jī)已經(jīng)能夠完成很多以前只有人腦才能完成的智力活動(dòng),這自然就會(huì)引出“計(jì)算機(jī)能否完成所有智力活動(dòng)”的問題。如果答案是肯定的,后面就可以考慮“怎樣做”和“應(yīng)不應(yīng)做”等問題。如果答案是否定的,后面就可以考慮“為什么”和“哪些能做,哪些不能做”等問題。這已經(jīng)就是人工智能的基本問題了。
盡管上述說法沒有錯(cuò),但其對研究目標(biāo)的刻畫太過粗略,不足以指導(dǎo)研究工作的進(jìn)行。同時(shí),這種描述遺漏了一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),因而使不同的理解成為可能。
人工智能概念中的“人工”指的是電子計(jì)算機(jī)及其相關(guān)系統(tǒng),如機(jī)器人等機(jī)電設(shè)備。這就意味著,“人工智能”和“人類智能”不可能在任何方面都完全相同。比如說,一個(gè)人工智能系統(tǒng)不會(huì)有和人完全一樣的軀體,也不會(huì)有和人完全一樣的經(jīng)驗(yàn)(尤其是社會(huì)經(jīng)驗(yàn)),否則它就不是一個(gè)人工智能,而是個(gè)“人造人”了,那是一個(gè)完全不同的領(lǐng)域。這個(gè)前提是如此地顯而易見,以至于通常會(huì)被略過不提,而下面我們恰要以此為分析的起點(diǎn)。
既然人工智能是在某些方面(而非在所有方面)和人類智能相同或相近,那么刻畫這個(gè)概念的關(guān)鍵在于,指明在哪方面“人”和“機(jī)”應(yīng)當(dāng)是一樣或差不多的,而在其他方面是無所謂的。正是對這個(gè)問題的不同回答,造成了人工智能領(lǐng)域中最根本的分歧。
本文把典型的回答劃分為“五大派”:結(jié)構(gòu)派、行為派、能力派、方法派、原則派,并依次加以介紹和分析,尤其是其被支持和反對的理由。
既然人類智能是人腦的產(chǎn)物,那么似乎“盡可能忠實(shí)地模擬人腦結(jié)構(gòu)”就是實(shí)現(xiàn)人工智能的最可靠途徑了。對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的研究已經(jīng)取得了顯著的進(jìn)展,盡管人腦的巨大復(fù)雜性導(dǎo)致其許多因素在模型中被忽略或簡化了。各種腦模型試圖不僅在細(xì)節(jié)上(如神經(jīng)元及其相互聯(lián)系)而且在大尺度上(如層次和區(qū)域)都忠實(shí)于人腦結(jié)構(gòu),這方面的例子包括《人工智能的未來》一書作者Jeff Hawkins提出模擬大腦新皮層的HTM模型等。
盡管結(jié)構(gòu)派的理由看上去很有說服力,但在人工智能界只是個(gè)少數(shù)派。除了其復(fù)雜性令人望而卻步之外,這一思路最常被人挑戰(zhàn)的問題是其必要性。人腦作為進(jìn)化的產(chǎn)物,其結(jié)構(gòu)自然會(huì)反映某些歷史的偶然性。作為一個(gè)生物器官,人腦結(jié)構(gòu)的生物性特征對于機(jī)電設(shè)備來說也未必都有被模擬的必要。即使是在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中,人腦也一般只是被用作靈感的源泉,而非設(shè)計(jì)的依據(jù)。
考慮到計(jì)算機(jī)和人腦在質(zhì)料和結(jié)構(gòu)等方面的本質(zhì)差別,有理由認(rèn)為人工智能只須在外部表現(xiàn)和行為上像人就足夠了。這一派觀點(diǎn)最流行的版本就是“圖靈測試”。為了避免在“思維”等復(fù)雜概念上糾纏不清,Alan Turing建議用一個(gè)直截了當(dāng)?shù)霓k法來判定一臺機(jī)器是否“能思維”:如果它的言語行為和人無法區(qū)分,那它就算是“能思維”了,因?yàn)樗季S的結(jié)果最終總是要體現(xiàn)在行為上的。
雖然圖靈測試廣為人知,但是現(xiàn)有的人工智能研發(fā)很少將通過圖靈測試作為其目標(biāo)。與腦模型的情況相似,“在外部行為上和人一樣”大概有些過于“人類中心主義”了?,F(xiàn)在的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)在很多方面遠(yuǎn)超人類了,難道它們在展現(xiàn)智能時(shí)還硬要在這些地方故意裝得笨些嗎?同理,如果有朝一日外星人真的來造訪地球了,我們總不能用它們在行為上可否與人相區(qū)分來判斷它們是否有智能吧?
人們通常是以解決難題的能力來衡量他人智力的。依此類推,一種普遍的看法是,把人工智能等同于能解決“以前只有人腦才能解決的問題”的計(jì)算機(jī)。一個(gè)典型的例子就是IBM公司開發(fā)的“深藍(lán)”系統(tǒng)。下棋無疑是需要智力的。既然“深藍(lán)”戰(zhàn)勝了國際象棋世界冠軍,我們大概必須認(rèn)為它有很高的智能。按照這種“不論黑貓白貓,能抓住老鼠就是好貓”的觀念,智能就是解決某些問題的能力,而下棋就是這樣一個(gè)問題,至于計(jì)算機(jī)是不是“像人一樣下棋”是無關(guān)緊要的,只要能贏就行。
這種標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在仍常常在媒體上被采用,而一些計(jì)算機(jī)的新應(yīng)用也因而被貼上“人工智能”的標(biāo)簽。但這種做法也同時(shí)導(dǎo)致了一個(gè)非常尷尬的后果:一旦某個(gè)問題能通過計(jì)算機(jī)來解決,它就不再是“以前只有人腦才能解決的問題”了。這樣一來,“人工智能”豈不是只能被定義為那些尚未解決的問題,從而成了阿凡提吊在驢鼻子前面那根它永遠(yuǎn)也吃不到的胡蘿卜了?如果我們放寬標(biāo)準(zhǔn)到“曾經(jīng)只有人腦才能解決的問題”,那么四則運(yùn)算也將成為人工智能問題了,如此,這個(gè)領(lǐng)域也未免太過寬泛。這可真是“寬嚴(yán)皆誤”!
既然只靠問題很難為人工智能劃界,把解決問題的方法也加進(jìn)去怎么樣?這可以說是目前主流學(xué)術(shù)界的態(tài)度。按照這種觀點(diǎn),“智能”是一組“認(rèn)知功能”的總稱,其中包括表征、搜索、推理、學(xué)習(xí)、規(guī)劃、決策、感知、運(yùn)動(dòng)、通訊等等。每一種認(rèn)知功能可以作為解決某一類問題的方法來獨(dú)立研究,進(jìn)而成為一個(gè)可以獨(dú)立應(yīng)用的人工智能技術(shù),一般體現(xiàn)為某種算法。
盡管這一派目前在人工智能界占主流地位,但它也有自己的麻煩。最突出的問題就是人工智能的“碎片化”。由于各個(gè)研究領(lǐng)域都想先把自己的問題解決好,再去考慮與別人協(xié)作的問題,其結(jié)果就是各人自掃門前雪,而各種人工智能技術(shù)也因?yàn)樗鼈冊诨炯僭O(shè)上的不相容而難以有效協(xié)作或整合。這就是目前人工智能并無一個(gè)統(tǒng)一理論或技術(shù)的根本原因。
有些研究者相信,人工智能和其它領(lǐng)域一樣可以被建立在一個(gè)相對簡單的統(tǒng)一基礎(chǔ)之上,而“智能”代表著某種理性原則。在人工智能的早期,Allen Newell和Herbert Simon就曾試圖把“智能”歸結(jié)為“問題求解”,進(jìn)而歸結(jié)為“在狀態(tài)空間中的路徑搜索”。以目前的智能模型為例,在Marcus Hutter的AIXI模型中,智能被定義成“在任意環(huán)境中找到最優(yōu)解的能力”,但這種能力不是可計(jì)算的,各種智能系統(tǒng)只能設(shè)法逼近它。在筆者設(shè)計(jì)的NARS(納思)模型中,智能被定義成“在知識和資源相對不足的條件下的適應(yīng)能力”,據(jù)此設(shè)計(jì)的一個(gè)推理系統(tǒng)目前已在調(diào)試階段。
這一派目前在人工智能界是極少數(shù),并常被人稱為患了“物理學(xué)嫉妒癥”。大部分人不相信復(fù)雜如“智能”(以及與其密切相關(guān)的“認(rèn)知”、“思維”、“意識”等)現(xiàn)象可以被歸結(jié)為一組基本原則,就如在物理學(xué)中那樣。
研究者們對人工智能的研究目標(biāo)有非常不同的理解,這在業(yè)內(nèi)不是新聞,但外界往往搞不清其中的區(qū)別,所以會(huì)把計(jì)算機(jī)的一個(gè)新應(yīng)用當(dāng)成對思維規(guī)律的研究突破,并因此期待其他領(lǐng)域中的相關(guān)問題也會(huì)很快得到解決。這一問題部分解釋了為什么公眾對人工智能的期望,歷來總是在樂觀和悲觀之間徘徊。
談及對人工智能的不同理解,人們通常的觀點(diǎn)是把它們看作導(dǎo)向同一終點(diǎn)的不同途徑。而本文所要指出的是:嚴(yán)格說來,上面列舉的五派其實(shí)是五個(gè)不同的研究領(lǐng)域,各有其終極目標(biāo)、基本假設(shè)、評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等等。由于歷史原因,它們現(xiàn)在都被叫做“人工智能”,但實(shí)際上不是一回事。它們之間當(dāng)然是有聯(lián)系的,而且在某些時(shí)候的確是“同路人”,但最終仍將分道揚(yáng)鑣,而非殊途同歸。
這個(gè)判斷在很多人看來似乎是太極端了,畢竟大家還是“同根生”,都是以人類智能為師的。有人把各派看作著名的“摸象盲人”,用領(lǐng)導(dǎo)的口氣總結(jié)說:“完整的人工智能將是各種觀點(diǎn)的辯證統(tǒng)一”。不幸的是,這副萬能良藥在這里無濟(jì)于事,因?yàn)樵诰唧w設(shè)計(jì)的問題上,各派的要求常常是相悖的:最“擬人”的方案未必是對計(jì)算機(jī)最合適的,而對某個(gè)具體問題最好的解,也未必是最有一般意義的解。當(dāng)一盤菜無法同時(shí)取悅于幾個(gè)口味完全不同的食客時(shí),上一個(gè)“拼盤”往往不是好辦法。
這種現(xiàn)象的根本原因是,上面的五派分別對應(yīng)于對人類智能的不同抽象,而上面所列它們各自的次序,則對應(yīng)于抽象程度:結(jié)構(gòu)派最低,原則派最高。
當(dāng)同一個(gè)對象可以在不同的抽象層次上被有效描述時(shí),不同的描述層次會(huì)呈現(xiàn)不同的圖像。低層描述保留了對象的更多內(nèi)部細(xì)節(jié),但模糊了其整體特征和外部聯(lián)系,而高層描述則相反。不同的抽象層次就像是不同倍數(shù)的望遠(yuǎn)鏡或顯微鏡鏡頭:不存在哪個(gè)鏡頭“更正確”的問題,但相對于一個(gè)特定問題而言,的確存在哪個(gè)鏡頭“更合適”的問題。當(dāng)我們在談?wù)撊祟愔悄軙r(shí),這五類描述的確存在內(nèi)在聯(lián)系,但當(dāng)我們試圖在計(jì)算機(jī)上再現(xiàn)這些描述所刻畫的對象或過程時(shí),那些聯(lián)系就不再是必要的了,而由此得到的各種“人工智能”甚至可能風(fēng)馬牛不相及。
總而言之,在人工智能的旗幟下,不同的人實(shí)際上在干不同的事:有構(gòu)建腦模型的,有模擬人類行為的,有開拓計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的,有設(shè)計(jì)新算法的,有總結(jié)思維規(guī)律的。雖然這些研究都有價(jià)值且有聯(lián)系,但它們不可以彼此替代,而把它們混為一談則容易導(dǎo)致思想混亂。
責(zé)任編輯:吳曉麗
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