王飛躍:人工智慧的本源:一本書和兩個學術家族的故事

2020-12-17 和訊

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人工智慧學家

王飛躍

  複雜系統管理與控制國家重點實驗室(The State Key Laboratory for Management and Control of Complex Systems),研究員

  大家好!

  非常高興來參加聽道和中國自動化協會聯合舉辦的這次公益活動。我今天就跟大家談一點人工智慧的歷史和本源,還有相關的一些話題,但不談技術。那麼這次報告的主旨呢,就是跟大家傳達三個信息,一,智能技術是我們這個時代的時代技術,對此我們要激動之心; 二,智能技術其實是科學跟技術發展到今天的一個必然結果,對此我們要有敬畏之心;三, 這種技術絕對不是對人類的威脅,它是人類的朋友,會讓我們的生活過得更好,對此我們要有平常之心。我就從這幾個方面跟大家來介紹一下,人工智慧的歷史還有它的作用。

  大家都知道今年是人工智慧60周年的紀念。為什麼?就是60年前一幫小夥子帶頭開了一個會,這個會的內容是關於什麼呢?實質是關於自動機和Cybernetics控制論的進一步發展,但是組織會議的這兩個年輕人McCarthy和 Minsky,為了讓大家一不把它認為是自動機的研究,二是不願意跟Cybernetic控制論聯繫起來,他們不願意跟Wiener聯繫起來,因為控制論創始人Wiener那時候脾氣很不好,年輕人都蠻怕他的,所以McCarthy就想出個新的名詞來,就叫人工智慧。

  當時參加會議的有些人並不覺得這個名字合適,因為覺得人工智慧這個名字,Artificial Intelligence聽起來不大真實,好像還有點騙人的意思。所以當時參加這個會議年紀比較大的司馬賀(H. A. Simon)就說我們能不能把它叫成「複雜信息處理」?更好的反映這個領域的本質? 但是最後呢,這個領域還是叫了人工智慧。這就是為什麼今天我們慶祝人工智慧60周年。不過,把在

美國

漢諾瓦開的這個會作為人工智慧研究的開始,我是覺得一有點任性,二不是一件公平的事情。

  60年後的2016年的年初,我去另外一個漢諾瓦開會,就是

德國

的漢諾瓦,更老的漢諾瓦。在這個會上,我跟一個叫Phoenix Contact的德國公司二位負責人談起人工智慧。我認為他們公司這個名字很好,Phoenix Contact鳳凰接觸,今年正好是人工智慧60年,60年中國人說是一個甲子一個輪迴,要重新開始,就是"鳳凰涅槃",恰好他們正計劃從老IT工業技術轉化為新IT智能技術,力推"工業4.0"。跟鳳凰一接觸之後變成智能了,你們以後的口號就叫"鳳凰涅磐,智匯天下"吧。

這個公司的CEO叫Frank,他說漢諾瓦是萊布尼茨的出身之地(實際上是其安息之地,生於萊比錫)。萊布尼茨是德國著名的哲學家、數學家、邏輯學家,號稱17世紀的亞里斯多德,發明了微積分和二進位。亞里斯多德其實他還發明了一樣跟人工智慧非常相關的東西,叫「推理器微積分」。什麼叫推理器微積分?就是想把人的這個思維也和算術一樣給機械化了,以後人的思維也變成可以像大家做數學題一樣,機械化微積分了。當時他只是一種設想,他的相關的工作現在也不知道到哪兒去了,只留了一些名詞和一些片言隻語的東西。

  到了一個多世紀之後,又有另外一個數學家、邏輯學家叫喬治·布爾,他寫了一本書叫《LAWS OF THOUGHT》思維定律,最終把亞里斯多德提出的三段論形式邏輯(這是奠定了數理邏輯最初基礎的哲學工作),結合一千多年之後萊布尼茨提出的設想,集大成開始了現代的數理邏輯,並提出布爾代數,成為後來數字邏輯電路的數學基礎,智能的科學研究真正開始了。

  30年前,我在一個美國小教堂裡面的圖書館找到了這本書,後來主教把這本書送給我,我也是因為這本書認識了我後來的老師Robert McNaughton教授,讓我認識了一個歷史悠久、偉大的學術家族。這也讓我對人工智慧有了不同的認識。

  在我看來,這幾個人開創了人工智慧的現代史。哪幾個人?布爾、巴貝奇(Babbage)還有德· 摩根(De Morgan)這三個人。布爾我剛才已經講了,那麼巴貝奇呢?就是做了世界第一個完完整整有記錄的機械計算機的人。

  德· 摩根是布爾同時代的學術好友,當時很多人不理解布爾,但德· 摩根是布爾的堅決支持者,他是一個數學家,也是一個邏輯學家,還是一個哲學家。研究邏輯或做電路的人都知道有個De Morgan Law,就是他提出的。當時在布爾嶽父的組織之下,三人都在一個社會小圈子裡,專門研究

印度

古代邏輯,然後在這個基礎上就開始了我們今天的計算機史,也形成了我們今天的人工智慧的早期歷史。

  當時,巴貝奇僱了德· 摩根的一個學生叫愛達(Ada Lovelace)給他編程,所以這個Ada成為了世界第一個程式設計師。她是誰呢?她是大詩人拜倫唯一的合法女兒。現在大家公認Ada是世界上第一個程式設計師,你去看計算機行業有好多獎甚至程序語言都是以她命名的,其實她到底做了多少工作,大家都說不清楚。這也像一首詩一樣,算是拜倫這個詩人的另一個美麗傳說吧。其實,摩根之後還衍生了一個完整的學術家族,這個家族的發展極大地推動了人工智慧的發展。

  簡單地說,人工智慧是從哲學開始的。哲學一詞本來字面上的意思就是愛智慧,學術上來說就是對智慧的追求,這不就是人工智慧嗎?從亞裡多士德到萊布尼茨,一直到布爾,都由哲學主導。

  然後,到了1900年的8月8號,開了一次世界數學大會。德國數學家希爾伯特會上提出23個問題,其實他的核心思想還是要把數學機械化了,引發了德· 摩根的學生懷德海(A. N. Whitehead, 白頭)在自己的學生加朋友羅素(Russell)鼓動之下,合寫了一本書叫《數學原理》,號稱是人類歷史上最偉大的100本書之一,提出怎樣一步一步地用符號邏輯建立一套公理和推理體系,把數學機械化。寫這本書要克服許多奇怪的問題,第一個問題就是羅素悖論,剃頭師的頭誰剃? 通過引入category的慨念,這些問題似乎基本解決。

  沒過多少年,哥德爾(Godel)就提出靠有限系統沒有矛盾地推出整個數學體系這條路根本就不行,這就是有名的哥德爾的不完備原理。然後又來了圖靈(Turing),他弄了一個更簡單的圖靈機,再次證明不行。大家都說圖靈機是實現智能的基礎,但誰要是拿圖靈機來做人工智慧就只剩人工沒有智能了,圖靈機其實是沒用的,只是一個數學概念一個簡單的裝置而己。但這個裝置證明了決策問題「停機」問題是不可判定的。由此,引發了所謂的Church-Turing Thesis的計算假設,就是所有能計算的東西都可以用圖靈機來實現,馮·

諾依曼

(von Neumann)據此做出第一臺二進位電子計算機,提出了今天還在用的馮· 諾依曼的結構,有了我們現在的計算機,催生了今天的

信息技術

,推動了我們今天的人工智慧。從

維納

到人工智慧會議,《數學原理》這本書發揮很大作用,如這幅圖所示,這是幾個學術家族之間差不多一百多年的努力的結果,最後才形成了今天的人工智慧。講這個的目的就是要表明,今天的智能技術是幾代科學家的努力,而且還是科學發展的一個必然結果。

  人工智慧不會對人類形成威脅,儘管這個威脅論目前風行,特別在中國很有市場。一個是這個奇點理論,到什麼2029年機器智能要超過人類智能,再就是一個很成功的企業家說它比原子彈還可怕,最後一個更有名的物理學家說人工智慧可能標誌著人類的結束! 我是覺得這有點太過分了,像這類講法都是一種文學上的描述。雖然有些是科學家,有些是企業家,但這些東西你駁都沒辦法駁。他要是說一個具體時間,什麼時候實現什麼,你只有靠時間來驗證。比如說庫茲韋爾(奇點大學校長)說到2010年計算機就消失了,可今天是2016年了,這可是白紙黑字寫的,並在公共場合上講的話,我想今天好多人還是帶了計算機來了吧。有些預測是沒有時間界限的,你就更沒法兒驗證,好多幾乎是業內常識,搭順風車就能實現,能叫預言?

  還有一些我說其實是

默頓

定律(Merton’s Law),他有這個預測使得大家都願意跟他去做,在大家的推動下,最後可能也真的實現了。所以我說,這一類的預測是沒有任何科學依據的。套用霍金自己講的話,他自己年輕的時候講過只要有人類,就有希望,人類的探索是無止境的!他還講過一句話,他說不能把萬有引力作為飛機失事的罪魁禍首。顯然,那你也不能把智能作為終結人類的這個禍首。

為什麼說人工智慧不會威脅人類呢?大家不妨回顧一下智能的本質,首先什麼叫智能?有一年開國際人工智慧聯合大會,大家做了個調查,發現有一百多種定義。你要真找,我估計兩三百種定義你可以都找到。但是有個很簡單的定義,大家去查字典唄。英文字典Intelligence其實有兩個意思,一個意思大家都知道,就是技術層次的智能,它就是人類利用知識的能力和技巧,但是還有一個意思,智能就是情報。為什麼我們今天這個時代這一點特別重要?你看搜索技術,谷歌,還有我們的百度,它們為什麼變成人工智慧的領先公司,就跟智能的另外的意思——情報,是相關的。你要把信息搜集起來,形成大數據、物聯網、最後還要雲計算一下,這樣就自然而然地走向智能。所以智能就是這個時代的特徵,一定要把智能和情報兩個結合起來。

為什麼我們的時代需要智能技術?這是因為我們進入一個智能的時代,這個智能的時代不由勞動力主導,它要求我們每個人具有深度的知識、深度的技巧,可新一代是QQ長大的一代,知識都是碎片化的。如果你讓他們花那麼多時間再去讀那麼多專業書,了解這麼多專門知識,我相信大家都不願意做這種努力了,你還要生活的好,所以,你就需要智能技術。工業社會是靠了工業自動化才實現的,我們下面一個知識社會智能社會,一定要靠知識自動化來實現。

  人工智慧機器人只是開了一個頭而已,如何來進一步智能? 我們要從人工智慧的學術研究產生智能技術,最後形成智能產業。由此,必須對IT的這個詞有新的理解。

  IT=「老」IT+「舊」IT+「新」IT我們現在進入一個新IT時代,就是IT不再是「舊」的信息技術(Information Technology),不再是「老」的工業技術(Industrial Technology),而是「新」的智能技術(Intelligent Technology),但是它只是這個IT的一部分,將來的IT一定是老舊新三部分都有,但這是一個新IT的時代!

剛才提了一本書和二個學術家族在智能研究過程的歷史作用,時間原因我就不再細講了。為什麼說人工智慧是科學發展的必然呢?這兩個學術家族,一個裡面有伽利略,是第三代,第六代就是牛頓,這個家族裡面出了接近20多個諾貝爾獎,出了好多位圖靈獎。另一個裡面有歐拉、達郎貝爾、泊桑等偉大的力學家和數學家。所以,智能走到今天,是主流科學家一代一代推動的結果,這些人在整個科學發展史上都起過極其重要的作用,這從一個側面說明了人工智慧是主流科學發展的必然結果,不是從天上掉下來的,不是六十年前才開始的,更不是今天才冒出來的。說人工智慧威脅人類,不如直接說科學威脅人類聽起更有道理。

  我相信,我們現在進入一個新的時代。一個物理世界 + 心理世界 + 人工世界的時代。三個世界是波普爾的世界觀,這三個世界加起來就是平行的時代。以前農業社會開發了物理世界,工業社會開發了物理世界和心理世界,還有一個第三世界叫人工世界等著我們去開發。這個人工世界就是要有人工智慧,數據就是它的基礎、礦藏。但智力最重要,而且人工智慧,人工有多廣,智能才可多深。

  最近的AlphaGo就是一個非常好的數據驅動的智能和知識自動化特例。這個特例我們可以用Self X來稱呼它。你看,它這個智能靠什麼?相對過去的方法,它靠自打實現大數據,它靠加強學習實現智能化,它在很短的時間之內就可以自打三千萬盤。我們人類自從有圍棋以來,下的圍棋的總盤數加起來還不到AlphaGo的幾千萬盤。它下了這麼多,自己下了這麼多盤了,就算不太聰明,勝過一個人類棋手也是應該的。Self X就是一種初步的平行,應是建設Digital Twin的主要目的。

如果這種技術用到運營管理中,將來每個企業裡面做自打、自運營、自管理、自營銷,它的智能一下就會湧現出來了!企業還沒成立之前就可以靠這種平行的(人工+實際)的技術,這種企業自我運營方式,相當於一下子就運行了好幾百年,它那個管理經驗一總結,是不是應該比其它的企業好?所以這就是一個新時代的開始!我覺得,要進入這個新時代,必須從我剛才講的Church-Turing Thesis跨越到AlphaGo Thesis,就是認為用阿爾法Go這種方法,可以實現幾乎所有的工程智能技術。

  將來的大家都要編程,我們要編各種各樣的軟體定義的系統,讓VR、AR和AI虛實互動。機器人,包括有軟體機器人和物理機器人平行合作,將來所有東西都平行,成為靈捷、精準、收斂、可編程化的個體與組織。

  所以,人也是平行的。你一生下來就有好幾個數據雙胞胎twin you,也就是軟體定義的你在各個方面跟你一起生活,一起學習,一起工作。各種各樣的產品也是平行的,虛實互動。製造過程也是平行的,工廠也是平行的,物流也是平行的。將來的軍事、企業,包括你自己,都必須這樣!你將來可以有自己的軍隊,你這個軍隊就是平行的你,軟體定義的你,加上你買的各種各樣的平行機器人,從小跟你一起成長形成你自己的一個、多個映射,提高你的智能。

  所以我說按這種技術發展下來,將使人類社會更加開放,人工智慧不是對人類的威脅,而是讓人走向更加公開、公平、公正的智能社會。在這個新IT社會,智能技術迫使大家不騙人、不欺人、不害人,大家都能Happy, Healthy, High paid地工作!

  這就是我今天傳達的三個信息,也是我的一個信念。智能技術是時代的召喚和必須,要有激情迎接;也是技術和科學發展的必然,要敬畏;不是對人類的威脅,是人類的朋友,要平常心對待其效果,只有人類才能威脅人類!  

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    文章來源:微信公眾號人工智慧學家

(責任編輯:馬郡 HN022)

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