王飛躍
(中國科學(xué)院自動化研究所復(fù)雜系統(tǒng)管理與控制國家重點實驗室,北京 100190;國防科技大學(xué)軍事計算實驗與平行系統(tǒng)技術(shù)中心,長沙 410073)
現(xiàn)在談人工智能,大家都忘記了萊布尼茨,一個不僅是著名的數(shù)學(xué)家,更是專注研究實物與心物之間“預(yù)定和諧”理論的哲學(xué)家,他在探索過程中不僅發(fā)明了微積分、拓?fù)鋵W(xué),還重新發(fā)明了二進制,但他的目標(biāo)是創(chuàng)立一種“腦”微積分,實現(xiàn)推理計算化。1701年,萊布尼茨為皇家科學(xué)院提交的第一篇論文就是論證了其二進制與中國八卦的關(guān)系,并用于符號思維和符號邏輯,設(shè)計了“演算推論器”,成為今日數(shù)理邏輯和計算機的雛形;后來又由英國數(shù)學(xué)家布爾在其《思維定律》一書中結(jié)合亞里士多德的形式邏輯,進行了系統(tǒng)化的提高,構(gòu)成了現(xiàn)代計算科學(xué)與人工智能的理論基礎(chǔ)。
這種觀點影響到后來的希爾伯特,一位非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)家。他最有名的是提出了數(shù)學(xué)的23個問題。但是在思想領(lǐng)域,它對數(shù)學(xué)家最大的沖擊是如何讓數(shù)學(xué)機械化,有了公理和推理規(guī)則就可以通過機械的方式把所有定理推導(dǎo)出來,證明數(shù)學(xué)是一致且完備的。這個夢想令全世界數(shù)學(xué)家(特別是年輕的數(shù)學(xué)家)熱血沸騰,覺得這是數(shù)學(xué)改變世界的途徑。
當(dāng)時的口號是“背起你的背包到哥廷根(希爾伯特所在的大學(xué))去”,其中一位年輕人就是羅素,他問自己的老師懷德海,如何才能把希爾伯特的思想實現(xiàn)。之后,兩個人花了十年時間寫一了本書,證明了上百個定理,給希爾伯特的思想提供基礎(chǔ)。
可是不久,羅素和懷德海的心血讓三個年輕人的革命一掃而光,這正是哥德爾,他證明了數(shù)學(xué)不可能既是一致又是完備的。馮·諾伊曼是第一個理解哥德爾不完備定理的人。這篇論文發(fā)表后,很快圖靈就注意到,稍作修改就可以證明停機問題沒有解。發(fā)現(xiàn)圖靈論文意義的人又是馮·諾伊曼。哥德爾打破了希爾伯特的夢想,但沒有給出解決方案,圖靈進一步把這個夢想打碎,但給出了解決方案——圖靈機。最后馮·諾伊曼讀到圖靈的論文時,意識到計算機就應(yīng)該這樣制造,這就是著名的馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)。
1956年,十幾個人在達特茅斯召開了第一次人工智能會議,因此稱1956年為“AI元年”。但是英國人不認(rèn)為1956年是人工智能創(chuàng)始元年,英國人認(rèn)為1947年是人工智能的開始,因為那一年圖靈的技術(shù)報告——《智能機械》,之后1950年他又發(fā)表了《論智能》,這就是著名的圖靈測試,這兩件事都早于1956年。
人工智能發(fā)展到今天,人類該怎么辦?大家熟悉人工智能都是因為AlphaGo,AlphaGo到底意味著什么?在我看來:第一是平行,將來人們不管是工作、學(xué)習(xí)、生活,必須和形形色色的AlphaGo一起。沒有AlphaGo,甚至連下圍棋的資格都沒有,這是不久以前,圍棋國手柯潔說的。第二是從牛頓的“小數(shù)據(jù)、大定律”轉(zhuǎn)變成默頓的“大數(shù)據(jù)、小定律”。第三,將來只要是做智能產(chǎn)品、智能設(shè)備、智能系統(tǒng),必須要告訴人們產(chǎn)品系統(tǒng)的數(shù)據(jù)原料是什么,又是如何把“小數(shù)據(jù)”轉(zhuǎn)變成“大數(shù)據(jù)”,把“大數(shù)據(jù)”轉(zhuǎn)變成“小智能”。
AlphaGo完全做到了這樣一件事情。它把最初人類的80萬場對弈,自我對弈到7000萬,又從這里面用機器學(xué)習(xí)的方法提煉成代表“小智能”的兩張圍棋知識圖,橫掃全部人類的圍棋冠軍。后來又出現(xiàn)了AlphaGo Zero,從零數(shù)據(jù)開始,自我對弈到3000萬,“小智能”兩張圍棋圖也變成一張圍棋圖,在和AlphaGo的對弈中,AlphaGo Zero以100∶0勝出。從開始到具有勝利的能力,整個過程不到三個小時,這三個小時是人類圍棋大師三十年一生的心血?,F(xiàn)在在美國,小學(xué)生要參加國際象棋的比賽必須先和計算機對弈,和計算機對弈已不可能獲勝,但可獲得能力,之后才能和人類對弈。所以以后人類要工作,每個崗位都要有一個“AlphaGo”,要和這個“AlphaGo”一起工作,這就是平行。沒有這個“AlphaGo”,人類甚至連在這個崗位工作的資格都沒有。
圖1 三個人的革命Fig.1 The revolution of three persons
AlphaGo之后,IT就不再是指“舊”IT——信息技術(shù)(Information Technology,IT),而是指“新”IT——智能技術(shù)(Intelligent Technology,IT)。一百年前,IT代表的是工業(yè)技術(shù)(Industrial Technology,IT),這是老“IT”。并不是說“新”的比“舊”的好“舊”的比“老”的好,在將來,這三個IT技術(shù)都重要,必須三個平行應(yīng)用,開發(fā)三個世界。三個世界信念是由20世紀(jì)最偉大的哲學(xué)家——卡爾·波普爾提出的,有深刻的哲學(xué)依據(jù)??枴げㄆ諣栒J(rèn)為現(xiàn)實世界可以分為三個世界,分別是物理世界、心理世界、人工世界?!袄稀钡腎T是開發(fā)物理世界的主打工具,“舊”的IT是開發(fā)心理世界的主打工具,“新”的IT是開發(fā)人工世界的主打工具。
圖2 三個IT技術(shù)與三個世界理論Fig.2 Three IT technologies and three world theories
從歷史的角度來看,人類進入了一個全新的時代——第三軸心時代。公元前六百年,世界各地出現(xiàn)了一批哲人,他們開始問“我是誰、我從哪里來、我到哪里去”。隨著主體意識的產(chǎn)生,哲學(xué)誕生了。哲學(xué)的原意是“愛智慧”,即人工智能。但這只是物理世界的第一軸心時代,三個世界必有三個軸心時代。心理世界的軸心時代是科學(xué)時代,牛頓、愛因斯坦的出現(xiàn),導(dǎo)致了人類理性的大覺醒?,F(xiàn)在又開始開發(fā)第三世界,第三世界的軸心在哪里?探索源自哥德爾的不完備定理,激發(fā)了圖靈和馮·諾依曼等對智能和計算的新認(rèn)識,從而有了今天的人工智能,這就是第三軸心時代的開始。
圖3 三個世界的三大軸心時代Fig.3 Three axis ages of the three world
人類一直為人工智能奮斗,不斷建立自己的“5G”(五張網(wǎng)絡(luò)Grids)。人類從交通網(wǎng)開始建立網(wǎng)絡(luò),由于這個網(wǎng)絡(luò),人類的居住方式從樹上、山洞演變成村莊、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、城市。將來的無人車、人工智能,會徹底改變?nèi)祟惖纳顮顟B(tài),使人類真正走向智能社會。但是這需要能源網(wǎng)來配合,除了一直都存在的互聯(lián)網(wǎng),現(xiàn)在又出現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)?;ヂ?lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)有什么區(qū)別?互聯(lián)網(wǎng)的時候人類是“被”聯(lián),物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)使人類變成了“在”聯(lián),但是在將來,人類要起主導(dǎo)作用,所以出現(xiàn)了智聯(lián)網(wǎng)。這樣一來,社會形態(tài)就要改變,交通已經(jīng)變成社會交通,最重要的是變成社會智能。
實現(xiàn)這個目標(biāo)需要智能科技的“五力合一”支持,從數(shù)之力、算之力、法之力、網(wǎng)之力一直到鏈之力——區(qū)塊鏈的力量。區(qū)塊鏈的力量非常巨大,它的主要技術(shù)特色:“真(TRUE)”和“道(DAO)”?!罢妫═RUE)”是可信的(Trustable)、可靠的(Reliable)、可用的(Useful),以及管理學(xué)、經(jīng)濟學(xué)中的兩個E(Effective和Efficient)的結(jié)合,用正確的方式做正確的事!“道(DAO)”具體而言,“D”代表分布式的全中心化而不是去中心化(Distributed Decentralized),“A”代表自主性自動化(Autonomous Automated),“O”代表組織化的有序性(Organized Ordered)。這樣就把以前不是商品的東西轉(zhuǎn)成了商品,極大地擴展了商品活動范圍和提高了效率途徑,這就是革命,這就是為什么要有智能產(chǎn)業(yè),它為我們建立智能系統(tǒng)提供了鋼筋水泥的地基。如果只建立在大數(shù)據(jù)上,就像樓建在沙基上,根基不穩(wěn)。
圖4 智能科技包含的“五力”Fig.4 The five forces of intelligent technology
圖5 CPS系統(tǒng)框架圖Fig.5 Framework of CPS system
圖6 CPSS系統(tǒng)框架圖Fig.6 Framework of CPSS system
所以,要給智能系統(tǒng)提供鋼筋水泥的地基,就需要“五力合一”,只有通過CPSS這個五度空間助力,將來才能實現(xiàn)“虛實合一體”,即“人機結(jié)合、知行合一、虛實一體”。人類和機器人一起工作,自然的進入工業(yè)5.0。工業(yè)5.0和工業(yè)4.0有天然的聯(lián)系,但是內(nèi)涵不一樣。原來的內(nèi)容還是基于工業(yè)自動化,人類靠工業(yè)自動化走到了今天。再想繼續(xù)往前走,必須靠知識自動化,這就是工業(yè)5.0。
智能的組織以及產(chǎn)品,一定要從CPS到CPSS,這就是智能產(chǎn)業(yè)的崛起。2010年的時候,去百度或谷歌上還找不到“智能產(chǎn)業(yè)”這個詞,沒想到今天這個產(chǎn)業(yè)發(fā)展得這么快。未來的平行機,就是要把“默頓機”和“牛頓機”連通,把三個世界打通,產(chǎn)生一系列新的工作,不要擔(dān)心它會奪取人類的工作。人類會退休、跳槽,但是機器人永遠在那里,把人類的知識都記下來,為下一個工作的人提供智能化交互。人類要把在物理世界“吃一塹長一智”轉(zhuǎn)變成在虛擬的世界里“吃多塹”,在物理的世界里實現(xiàn)“長多智”。
人工智能會威脅人類嗎?當(dāng)年倫敦燃煤使倫敦變成了“霧都”,英國人為了減少煤的使用從而研究提高燃煤的效率,希望少燃煤。結(jié)果杰文斯發(fā)現(xiàn)效率提高越多反而煤用的也越多,這就是著名的杰文斯悖論。人工智能也是如此,用人工智能取代人工,結(jié)局會是需要更多的人工,以前用不到人工智能的傳統(tǒng)行業(yè),特別是制造業(yè),應(yīng)該盡可能快地利用這些新的技術(shù)。
在經(jīng)濟社會的平行未來中,人類要在三個世界300%的安全。物理世界有“核”威懾,信息世界有“信”威懾,人工世界有人工智能的“智”威懾。將來的智能產(chǎn)業(yè)會極大的提高效率,讓人類每周工作不到三天就夠了,每天工作三個小時就可以了,所以不要過度擔(dān)心人工智能,對其應(yīng)該懷有激動之心。人工智能是眾多科學(xué)家奮斗的結(jié)果。既然是科學(xué),就應(yīng)有敬畏之心。其實它只是種技術(shù),做好事是它,做壞事還是它,所以要有平常心。