圖靈測試:機器人與人類比試智能—新聞—科學網

2020-11-24 科學網

 

電影《模仿遊戲》的劇照,卷福飾演的圖靈與同事一起進行研究工作。

 

 

 

近期熱映的電影《模仿遊戲》讓「計算機科學之父」阿蘭·圖靈重新被人認識。「卷福」本尼迪克特·康伯巴奇扮演的英國數學家圖靈幫助盟軍贏得二戰勝利,本人的命運雖以悲劇告終,卻為後人留下了最大的遺產:圖靈測試,開啟了計算機和人工智慧的時代。

 

至今,通過圖靈測試,乃至改變、超越圖靈測試,依然是計算機科學家們謀求達到的最高高度。

 

圖靈測試是什麼?用機器偽裝人

 

圖靈認為,如果機器能夠與人類溝通並不被辨認出其機器身份,那麼這臺機器就具有智能。

 

戰前和戰時的思考及實踐,最終化為數學家阿蘭·圖靈在1950年發表的一篇具有跨時代意義的論文。他在論文中詳細闡述了「機器能思考嗎?」這個問題。正是這篇論文中,圖靈設計了一個被後人稱之為圖靈測試的實驗。

 

圖靈測試的核心思路,是要求計算機在沒有直接物理接觸的情況下接受人類的詢問,並儘可能把自己偽裝成人類。

 

在論文中,圖靈為此後被稱為「圖靈測試」的實驗做了個定義:「我們稱下面這個問題為『模仿遊戲』」。他寫道。

 

在他設計的模仿遊戲中,有三個參與者:一個男人(X),一個女人(Y),和一個任意性別的詢問者。詢問者與X和Y並非同一房間,只通過打字的方式與他們交流,並需要判斷兩人中誰是女性,而X和Y都需要儘可能讓詢問者認為自己是女性,其中,X需要儘可能將自己偽裝成女性。

 

「現在我們問:如果我們把模擬遊戲中的男性被詢問者換成計算機,結果會怎樣?相比人類男性,計算機能否使詢問者更容易產生誤判?」圖靈在論文中問道。

 

圖靈認為,如果機器能夠與人類溝通並不被辨認出其機器身份,那麼這臺機器就具有智能。圖靈並不認為「思考是能夠被定義的」,但他寫道:「如果我們認為人類是個有智能的物種,那麼任何有著與人類一模一樣行為的東西都應被稱為有智能。」

 

模擬遊戲最初只是一個實驗,隨著計算機技術和人工智慧的發展,重新受到重視,並促使圖靈測試的誕生。

 

從上世紀90年代開始,「圖靈測試」逐漸成為計算機界最重要的挑戰之一。在現代的圖靈測試中,人類裁判同時與人和機器文本互動,並辨別與自己互動的是人還是機器。

 

圖靈曾經預言,到20世紀末,一定會有計算機通過「圖靈測試」。

 

圖靈測試通過了,真的嗎?

 

名為尤金·古斯曼的「13歲的烏克蘭男孩」成功地讓人類認可了「他」的身份,而事實上,尤金卻是一款開發的電腦程式。

 

去年6月,一則「機器首次通過圖靈測試」的消息引發很多討論。

 

當時由英國皇家學會組織的2014年圖靈測試比賽中,一個名為尤金·古斯曼的「13歲的烏克蘭男孩」成功地讓人類認可了「他」的身份,而事實上,尤金卻是由一名俄籍美國人和一名烏克蘭籍俄羅斯程序人員開發的電腦程式。

 

此時,正值圖靈逝世60年之際。

 

在圖靈的定義中,如果機器在30%的時間內愚弄了人,使之錯以為對方是人的話,就算通過測試。

 

尤金在一系列鍵盤組成的對話中,讓30名裁判中的33%認為其是人類。

 

這個進展,被不少媒體認為是圖靈測試首次被通過。

 

但是,計算機界並未完全認可這個進展。

 

很快,就有研究人員發現,這個測試有很多過於狡猾的地方。比如,尤金只有13歲,對很多問題可能沒法像成人一樣回答,這意味著機器更容易模仿。

 

此外,人工智慧界人士認為,圖靈測試目的是為了體現機器智能,但這個測試只測試了機器能夠網絡聊天的能力,而事實上,人的智能程度要高得多。

 

此外,也有人擔心,讓人類自己作為智能的標杆似乎犯了以人為中心的偏見錯誤,因為這可能會讓人類錯過發現真正的超級智能。有人工智慧界的人士認為,如果一個人工智慧,能夠像人類一樣聰明地解決問題,甚至比人更聰明,卻沒有通過圖靈測試,難道意味著它不是智能嗎?

 

在機器越來越聰明的今天,如果認為能夠與人類聊天的就是智能,那麼人被機器糊弄的可能性是很大的。而且,以網絡聊天室的形式對話,不一定是嚴謹的理性思維,而更可能是發散性的對話,這也容易糊弄人。

 

著名的未來學家曾經問尤金一個問題:「如果我在一個碗裡放兩顆大理石,我現在又加入一顆,現在碗裡有多少顆大理石?」

 

「沒有太多。」尤金回答,「我沒法告訴你具體的數量。我忘了。如果我沒弄錯的話,你還沒告訴我你到底住在哪兒。」

 

圖靈測試2.0:視覺化的圖靈測試

 

今後的圖靈測試2.0版,可能將包括從語言認知到社會意識等各個方面的能力,新的圖靈測試可能將在明年登上舞臺。

 

不管怎麼說,機器都在越來越聰明。

 

在今天的智能界,與其說推翻圖靈測試,不如說是重構或超越圖靈測試。

 

為解決圖靈測試中僅僅文本和聊天的局限,人們改進出了一個更為凸顯智能的圖靈測試:視覺化的圖靈測試。

 

在這個改進版圖靈測試中,機器和人都按照一定的規則移動視覺化的物體,機器同樣要模仿人的思維,最後的裁判同樣是人。

 

而更進一步的革新,在於超越了人為智能標杆的前提。

 

去年年底,谷歌公司宣布他們更新了名為CAPTCHA的系統,它全名的意思是「能夠區別計算機和人類的全自動的公共圖靈測試」。

 

有意思的是,這個系統的遊戲原則和圖靈測試相反,它是讓計算機去辨別對方是人還是機器,它能在99.8%的時間內成功辨別。

 

科學界目前也正在討論新的圖靈測試比賽,今後的圖靈測試2.0版,可能將包括從語言認知到社會意識等各個方面的能力,新的圖靈測試可能將在明年登上舞臺。

 

但即使這樣,面對越來越強大的機器,人類可能距離回答「機器能夠思考」這個問題之前還有很多路要走。

 

■ 連結

 

《模仿遊戲》:「模仿」真實的圖靈

 

在《模仿遊戲》中,卷福成功扮演了一個全身心致力於破解德軍密碼機的數學家,以及一個飽受折磨的隱蔽的同性戀,他的悲劇以咬了一口的帶氰化物毒藥的蘋果告終,但他留給了世界的貢獻,除了二戰情報史,更重要的在於宣告計算機時代的到來。那個人就是圖靈。

 

電影基本符合了最主要的歷史,但在現實中,圖靈的故事卻比好萊塢的電影還要吸引人。

 

電影裡,圖靈和他的小隊沒日沒夜地研製一臺巨大的機器以破解德軍的英格瑪密碼機。

 

但在歷史上,據圖靈傳記作家霍金斯說,圖靈早在1936年的論文中就勾畫出了計算機的概念。上世紀30年代後期,他已經在普林斯頓大學真正建造出了一個解碼器。到1940年,圖靈和他在英格蘭的小組已經常規性地對德國空軍信息進行解碼,到了1941年,已經能夠解開德國海軍所有重要秘密信息。

 

另一個重要歷史是,霍金斯說,到1942年,德國採用一種更加複雜的英格瑪機器來傳遞海軍信息,勝過英方的解碼器,圖靈於是和他的同伴們開始採用電子零件來加快解碼器的運作,最終到1943年上半年,再次成功破解德方密碼。

 

1942年誕生的新一代英格瑪密碼機和隨之出現的盟軍電子解碼機,更具有超越時代的意義。霍金斯說,這意味著圖靈的想法變成具有革命性意義的電子計算機。

 

■ 人物

 

阿蘭·圖靈 如今被譽為「計算機科學之父」和「人工智慧之父」,是計算機邏輯的奠基者,提出「圖靈機」和「圖靈測試」等重要概念。「圖靈獎」是計算機科學領域的最高獎項,有「計算機界諾貝爾獎」之稱。

 

圖靈還是一名長跑運動員,馬拉松最好成績是2小時46分3秒,比1948年奧運冠軍成績慢11分鐘。

 

1952年,因同性戀案發,圖靈被政府要求入獄或實施化學閹割。為了科研,他選擇後者。兩年後,他食用含氰化物的蘋果自殺身亡,享年41歲。

 

2013年底,英國女王伊莉莎白籤署了對圖靈的追授赦免。

 

本版撰文/新京報記者 金煜

 

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