人工智能學(xué)科的奠基石之一是1940年代美國神經(jīng)科學(xué)家和邏輯學(xué)家聯(lián)合提出的神經(jīng)元數(shù)學(xué)模型。
人類飛跑著進(jìn)入人工智能(AI)時代。粗略估算現(xiàn)在人們?nèi)粘I钪杏?0多種尋常的AI,從垃圾郵件過濾器到叫車軟件。
AI被分為兩類,這些執(zhí)行具體任務(wù)的AI屬于“弱人工智能”;另一類“強(qiáng)人工智能”,又稱“通用人工智能”(AGI) ,能夠模仿人類思維、決策,有自我意識,自主行動。這一類目前主要出現(xiàn)在科幻作品中,還沒有成為科學(xué)現(xiàn)實(shí)。
人工智能的起源可以追溯到哲學(xué)、虛構(gòu)和想象。
作為計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個分支,人工智能學(xué)科只有大約70年歷史,不乏跌宕和學(xué)術(shù)門派之爭,定義含混和因此造成的困惑、迷思仿佛層巒疊嶂,科幻和現(xiàn)實(shí)經(jīng)常相互越界。
AI研發(fā)史上經(jīng)歷過兩次“寒冬”,2018年人們又開始談?wù)摰谌齻€AI寒冬將至的可能性。
人工智能正在如何改變我們的生活?它將把我們帶向何方?人類和機(jī)器的關(guān)系如何界定?看懂現(xiàn)在,展望未來,或許可以從回顧歷史開始。
古希臘荷馬史詩中的銅制機(jī)器人塔洛斯據(jù)信是世界上第一個擬人機(jī)器人。托馬斯·布爾芬奇一本關(guān)于希臘神話中的神祗和英雄故事的書(1920)中塔洛斯的彩色插圖,插圖作者是西貝爾· 陶斯(Sybil Tawse)
地球上第一個行走的機(jī)器人叫塔洛斯,是個銅制的巨人,大約2500多年前在希臘克里特島降生在匠神赫菲斯托的工棚。據(jù)荷馬史詩《伊利亞特》描述,塔洛斯當(dāng)年在特洛伊戰(zhàn)爭中負(fù)責(zé)守衛(wèi)克里特。諸神飲宴時有會動的機(jī)械三足鼎伺候。
埃德利安·梅耶(Adrienne Mayor)在《諸神與機(jī)器人》(Gods and Robots)甚至把希臘古城亞歷山大港稱為最初的硅谷,因?yàn)槟抢镌?jīng)是無數(shù)機(jī)器人的家園。
除了古希臘、羅馬,其他古文明也不乏人類對"復(fù)制自己"的探索。猶太人傳說中有生命的泥人,印度傳說中,守衛(wèi)佛祖舍利子的機(jī)器人武士(模仿古希臘羅馬自動人形機(jī)的設(shè)計(jì));佛教傳入前日本的神照神社,中國的兵馬俑,后來又有了達(dá)芬奇的機(jī)器人武士、會下象棋的木頭人"土耳其",等等。雖然跟現(xiàn)在一般理解的人工智能似乎風(fēng)馬牛不相干,但這些嘗試都體現(xiàn)了人類復(fù)制、模擬自身的夢想。
不過,法國索邦大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)教授讓-加布里埃爾·加納西亞(Jean-Gabriel Ganascia)認(rèn)為,古代神話中人形物體被賦予生命,與今天人們想象和擔(dān)憂的“通用人工智能”,即具有超級智能的機(jī)器,都更多屬于想象而不是科學(xué)現(xiàn)實(shí),至少目前如此。
在開創(chuàng)人工智能學(xué)科的先驅(qū)者心目中,AI的初衷是用機(jī)器來模擬人類、動植物和物種種群的演變,這個學(xué)科立足于這樣一種猜想:所有認(rèn)知功能都可以被精確描述,從而有可能在計(jì)算機(jī)上復(fù)制。
作為現(xiàn)代科技學(xué)科的AI歷史很短,但不乏跌宕坎坷。
1943年,美國神經(jīng)科學(xué)家麥卡洛克(Warren McCulloch)和邏輯學(xué)家皮茨(Water Pitts)提出神經(jīng)元的數(shù)學(xué)模型。后來有人說現(xiàn)代AI夢就誕生在那個時候。
那個夢是一篇題目繞口的論文,《神經(jīng)活動中內(nèi)在思想的邏輯演算》(A Logical Calculus of Ideas Immanent in Nervous Activity)。這篇論文被視為人工智能學(xué)科的奠基石?,F(xiàn)在大熱的“深度學(xué)習(xí)”,前身是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),而其基礎(chǔ)就是神經(jīng)元的數(shù)學(xué)模型。
這篇論文的發(fā)表也標(biāo)志著人工智能學(xué)科三大派之一的仿生學(xué)派誕生。這個學(xué)派從神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的連接機(jī)制著手來發(fā)展人工智能,被稱為連接主義派,后來符號邏輯派占上風(fēng)幾十年,神經(jīng)仿生派一直到二十世紀(jì)八、九十年代才翻身,以新連接主義面目復(fù)興。
AI的另一塊基石是加拿大神經(jīng)心理學(xué)家赫布(Donald Hebb)1949年提出“赫布規(guī)則”,簡單說就是兩個細(xì)胞如果總是同時被激活,那么它們之間就有某種關(guān)聯(lián),關(guān)聯(lián)度與同時激活概率成正比關(guān)系。這個規(guī)則今天用在機(jī)器自動學(xué)習(xí)算法中。
英國數(shù)學(xué)和密碼奇才圖靈曾設(shè)想是否可能讓機(jī)器模仿人腦的學(xué)習(xí)過程
1950年代——起步
現(xiàn)在人們普遍把1956年叫做AI元年。人工智能作為一門學(xué)科,在這個時期起步并取得了早期成功。
圖靈和圖靈機(jī)
英國電腦奇才、密碼學(xué)家、邏輯學(xué)家、計(jì)算機(jī)與人工智能之父圖靈(Alan Turing)曾想,機(jī)器能不能模仿人類的認(rèn)知、學(xué)習(xí)過程,用邏輯推理和已有的信息來解決問題,作出決定?他1936年提出圖靈機(jī)的設(shè)想,就是一種抽象計(jì)算模型,實(shí)質(zhì)上是一種數(shù)學(xué)邏輯機(jī)。
1950年,圖靈發(fā)表《計(jì)算機(jī)與智能》(Computing Machineray and Intelligence)論文,文中闡述了"模仿游戲"的設(shè)想和測試方式,就是后來大家熟知的圖靈測試。這篇文章是對機(jī)器模仿人類智能的深度思考和系統(tǒng)論述。
達(dá)特茅斯人工智能夏季研討會
人工智能(artificial intelligence)這個詞1955年首次亮相。當(dāng)時4位AI鼻祖寫了一份提案,申請開一個研討會研究人工智能。他們估計(jì)兩個月,10個人參加,就足以取得重大突破。他們是麥卡錫(John McCarthy)、明斯基(Marvin Minsky)、羅切斯特(Nathaniel Rochester)和香農(nóng)(Claude Shannon)。
申請獲準(zhǔn),暑期研討會于1956年8月31日在新罕布什爾州達(dá)特茅斯學(xué)院召開。
研討會被普遍 視為人工智能作為一門學(xué)科的創(chuàng)立,所以這一年算AI元年。
明斯基是人工智能先驅(qū)之一。他1951年與同事一起設(shè)計(jì)制作了世界上第一臺神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)機(jī),模仿的是人類腦細(xì)胞。他后來推動設(shè)立了MIT人工智能實(shí)驗(yàn)室,1985年又發(fā)起并成立了MIT的媒體實(shí)驗(yàn)室。明斯基畢業(yè)于哈佛大學(xué)。
AI元年后,喜訊不斷。1957年,GPS(通用問題解決器)設(shè)想問世。這個設(shè)想的原理是任何形式化的符號問題都可以用這個電腦程序來解決。提出設(shè)想的是美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)教授、認(rèn)知心理學(xué)和計(jì)算機(jī)專家紐厄爾(Allen Newell)、西蒙(Herbert A. Simon)和肖。這個設(shè)想屬于邏輯、符號派。在短短60年時間里也經(jīng)歷了冷暖。
1959年,麥卡錫提出世界上第一個完整的AI系統(tǒng)。那是他在《具備常識的程序》中提出的能像人類一樣學(xué)習(xí)的假想程序,"Advice Taker"。同年,他和明斯基牽頭在MIT成立了人工智能實(shí)驗(yàn)室。
也是在這一年,塞繆爾首創(chuàng)了機(jī)器學(xué)習(xí)這個概念。他1956年寫的跳棋程序具有自學(xué)能力,是世界第一個。
1961年,世界第一款工業(yè)機(jī)器人Unimate在美國新澤西的通用電氣工廠上崗試用。1966年,第一臺能移動的機(jī)器人Shakey問世,就是那個會抽煙的機(jī)器人。跟Shakey同年出生的還有伊莉莎。
1966年問世的伊莉莎(Eliza)可以算作今天亞馬遜語音助手Alexa、谷歌助理和蘋果語音助手Siri們的祖母,可以跟人進(jìn)行書面交流。
“她”沒有人形,沒有聲音,就是一個簡單的機(jī)器人程序,通過人工編寫的DOCTOR腳本跟人類進(jìn)行類似心理咨詢的交談。Eliza的“父親”,后來成為MIT教授的維森鮑姆(Joseph Weizenbaum)解釋說,用這個名字,是因?yàn)槿藗兛梢越踢@個程序?qū)W習(xí)掌握新的語言技能,談吐越來越優(yōu)雅,就像《窈窕淑女》里被調(diào)教得十分出色的賣花姑娘伊莉莎。
伊莉莎問世時,機(jī)器解決問題和釋義語音語言的苗頭已經(jīng)初露端倪。但是,抽象思維、自我認(rèn)知和自然語言處理功能等人類智能對機(jī)器來說還遙不可及。
半個多世紀(jì)后的今天,機(jī)器人索菲亞仍需依靠事先輸入的內(nèi)容才能與人交流,但能說能笑能哭,而且是美女形象。
《窈窕淑女》中的伊莉莎出身貧窮,但在希金斯教授的調(diào)教下成了談吐優(yōu)雅的“窈窕淑女”。
批評聲鵲起
這個時期出現(xiàn)了對人工智能的尖銳批評。
《煉金術(shù)與人工智能》發(fā)表于1965年,作者德雷弗斯把這篇著名的檄文跟后來陸續(xù)寫的文章集成《計(jì)算機(jī)不能干什么》一書,后人凡批評AI必提此書。
另一個刺耳的聲音來自古德(I. J. Good)。他1965年發(fā)表了一篇對人工智能未來可能對人類構(gòu)成威脅的文章,可以算“AI威脅論”的先驅(qū)。他認(rèn)為機(jī)器的超級智能和無法避免的智能爆炸最終將超出人類可控范疇。后來著名科學(xué)家霍金、發(fā)明家和實(shí)業(yè)家馬斯克對人工智能的恐怖預(yù)言跟古德半個世界前的警告遙相呼應(yīng)。
法國計(jì)算機(jī)學(xué)家加納西亞把這段時間稱為AI發(fā)展史上的"預(yù)言者時期",因?yàn)閷W(xué)科初創(chuàng)并取得早期成果令人欣喜,難免說些頭腦發(fā)熱的話。
流傳較廣的包括美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家西蒙(Herbert Simon司馬賀)1958年預(yù)言,再過10年機(jī)器就能問鼎國際象棋世界冠軍;結(jié)果是1997年才成真。另外,AI鼻祖明斯基在1968年《2001太空漫游》記者會上說機(jī)器智能30年內(nèi)可趕超人類 ,現(xiàn)在只是設(shè)想。
1968年,科幻大片《2001太空漫游》上映,導(dǎo)演庫布里克對人類心靈深處那個古老的渴望做了太空時代的演繹。
1970年,世界第一個擬人機(jī)器人WABOT-1在日本早稻田大學(xué)誕生。
除此之外,這段時間AI領(lǐng)域基本上是埋頭科研,主要側(cè)重研究機(jī)器模擬記憶心理學(xué)和理解機(jī)制、知識和推理。因此,這個階段AI語義知識表示技術(shù)有長足進(jìn)展,進(jìn)而推動了專家系統(tǒng)的研發(fā)。
專家系統(tǒng)利用一流專家的知識來再現(xiàn)他們的思維過程;從1980年代早期開始在醫(yī)療診斷和其他一些領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
1972年,針對細(xì)菌感染的醫(yī)療診斷系統(tǒng)MYCIN問世,準(zhǔn)確率69%,??漆t(yī)生是80%。1978年 ,用于電腦銷售過程中為顧客自動配置零部件的專家系統(tǒng)XCON誕生。XCON是第一個投入商用的AI專家,也是當(dāng)時最成功的一款。
1979年,斯坦福大學(xué)開始研發(fā)自動駕駛技術(shù),但世界上第一次無人駕駛汽車完成首秀是在1986年;那是一輛奔馳面包車,德國聯(lián)邦大學(xué)研制,車上有攝像機(jī)和感應(yīng)裝置。它在無人的街道上行駛速度達(dá)55mph。
1980年代——《終結(jié)者》
數(shù)據(jù)和知識積累推動計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)算法發(fā)展,使機(jī)器能夠利用自己的經(jīng)驗(yàn)自動調(diào)整編程,AI的應(yīng)用突飛猛進(jìn),如指紋、語音識別等。人工智能、計(jì)算機(jī)和人造生命開始和其他學(xué)科交融,生出混合系統(tǒng)。
1984年,美國普林斯頓大學(xué)教授、物理學(xué)家、分子生物學(xué)家和神經(jīng)學(xué)家霍普菲爾德用模擬集成電路實(shí)現(xiàn)了自己兩年前提出的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,這個模型帶動了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)派的復(fù)興。深度學(xué)習(xí)大熱并取得突破。
機(jī)器戰(zhàn)警設(shè)計(jì)者的真實(shí)世界機(jī)器人
同年,深度學(xué)習(xí)"三巨頭"辛頓(Geoffrey Hinton)、本吉奧(Yoshua Bengio)和楊立昆(Yann LeCun)發(fā)表反向傳播算法論文,開啟深度學(xué)習(xí)潮流。
那年,卡梅隆大片《終結(jié)者》上映,作家布魯克斯(Rodney Allen Brooks)發(fā)表《大象不下棋》,提出更高層次的AI系統(tǒng)設(shè)想:在與環(huán)境互動的基礎(chǔ)上打造人工智能。
人工智能三大源頭之一,哲學(xué),又站到聚光燈下。1981年,美國哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家與計(jì)算機(jī)科學(xué)家普特南(Hilary W. Putnam)發(fā)表《理性、真理與歷史》,提出著名的“缸中腦”假象試驗(yàn)。
這本身是一個哲學(xué)命題,缸中靠營養(yǎng)液存活、通過電腦接收各種刺激而產(chǎn)生感知的大腦,實(shí)際上就是虛擬現(xiàn)實(shí)。這個假想為人工智能提供了啟示,也引發(fā)了對人工智能的哲學(xué)思考,也催生了許多科幻作品,比如《盜夢空間》、《源代碼》和《阿凡達(dá)》。
第一次是因?yàn)閮煞輰W(xué)術(shù)報(bào)告發(fā)表,導(dǎo)致AI領(lǐng)域研究經(jīng)費(fèi)銳減。一份是1966年在美國自動語言處理顧問委員會(ALPAC)的《語言與機(jī)器:翻譯和語言學(xué)中的計(jì)算機(jī)》(Language and Machines: Computers in Translation and Linguistics),另一份是英國萊特希爾教授(Sir James Lighthill)1973年發(fā)表的《人工智能普查報(bào)告》。這兩份報(bào)告都表達(dá)了對先前的投資未能產(chǎn)生預(yù)期受益的失望,結(jié)論是不應(yīng)該繼續(xù)往AI這個無底洞砸錢。
不過,一線的科研仍在繼續(xù),但直接說AI的少了,諸如機(jī)器學(xué)習(xí)、信息數(shù)學(xué)、基于知識的系統(tǒng)和模式識別之類新詞開始涌現(xiàn)。
出現(xiàn)第二個冬季則是因?yàn)樽烂骐娔X迅速普及,AI系統(tǒng)的金主,包括美國國防部,覺得投資AI性價(jià)比不高,興趣大減。但到20世紀(jì)末,AI領(lǐng)域再度春暖花開。標(biāo)志性事件是1997年IBM深藍(lán)大勝世界象棋冠軍卡斯帕洛夫。
歷史上這兩次“錢荒”,跟AI研究資金來源較單一,主要來自政府給學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的科研撥款。隨著AI產(chǎn)業(yè)化加深,越來越多研發(fā)資金來自企業(yè)。但AI領(lǐng)域內(nèi)部的混亂、門派紛爭、各自為政的問題依然存在。
1990年代后期,人工智能與機(jī)器人和人機(jī)界面結(jié)合,產(chǎn)生了具有情感和情緒的智能代理,情緒/情感計(jì)算(即評估情緒的變化然后在機(jī)器上再現(xiàn))得以迅速發(fā)展,尤其是對話代理(聊天機(jī)器人)。
1993年,維諾爾·溫奇發(fā)表《即將來臨的技術(shù)奇點(diǎn)》(The Coming Technological Singularity)一文,預(yù)言30年后人類將能夠創(chuàng)造具有超級智慧的機(jī)器,由此走上人類終結(jié)之路。這個時刻就是后來很多人說的“奇點(diǎn)”。數(shù)學(xué)家霍金和企業(yè)家馬斯克都是機(jī)器終結(jié)人類說法的信眾。
但對于這個奇點(diǎn)究竟是否存在目前仍有不同看法。
1997年,IBM的深藍(lán)超級電腦擊敗世界象棋冠軍卡斯帕洛夫,西蒙1958年的預(yù)言算是實(shí)現(xiàn)了,盡管晚了近40年。
21世紀(jì)——深度學(xué)習(xí)
進(jìn)入21世紀(jì),許多人工智能的能力已經(jīng)超越人類,比如圍棋、德州撲克,比如證明數(shù)學(xué)定理,比如學(xué)習(xí)從海量數(shù)據(jù)中自動構(gòu)建知識,識別語音、面孔、指紋,駕駛汽車,處理海量的文件、物流和制造業(yè)的自動化操作。
機(jī)器人可以識別和模擬人類情緒,可以充當(dāng)陪伴和護(hù)理員了。AI的應(yīng)用也因此遍地開花,很快進(jìn)入人類生活的各個領(lǐng)域。
深度學(xué)習(xí)和強(qiáng)化學(xué)習(xí)成了時代強(qiáng)音。
一個普遍認(rèn)同的說法是,2012年的ImageNet年度挑戰(zhàn)開啟了這一輪AI復(fù)興浪潮,把深度學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)推到前臺,大量投資資金涌入。ImageNet是為視覺認(rèn)知軟件研究而設(shè)計(jì)建立的大型視覺數(shù)據(jù)庫,由華裔AI科學(xué)家李飛飛2007年發(fā)起;她當(dāng)時是普林斯頓大學(xué)教授。
ImageNet挑戰(zhàn)是每年一度的全行業(yè)比武,比誰家的電腦視覺算法最強(qiáng)。2012年奪冠的多倫多大學(xué)團(tuán)隊(duì)的圖像識別軟件AlexNet錯誤率比第二名低10.8%。觀察人士總結(jié)秘密武器有3個:大數(shù)據(jù)、更強(qiáng)的電腦、更聰明的算法。
李飛飛現(xiàn)為美國斯坦福大學(xué)教授、斯坦福大學(xué)人工智能實(shí)驗(yàn)室與視覺實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人、谷歌云人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)首席科學(xué)家,斯坦福以人為本人工智能研究院共同院長。
另一個值得一提的名字是樊麾,生于中國,圍棋手,職業(yè)二段,現(xiàn)任法國圍棋隊(duì)總教練。他2015年10月與谷歌人工智能AlphaGO較量0:5敗于對方。他對BBC中文網(wǎng)表示,輸給機(jī)器的感覺終身難忘。
過去10年中,人工智能開始寫新聞、搶獨(dú)家,經(jīng)過海量數(shù)據(jù)訓(xùn)練學(xué)會了識別貓,IBM超級電腦沃森戰(zhàn)勝了智力競賽兩任冠軍,谷歌阿爾法狗戰(zhàn)勝了圍棋世界冠軍,波士頓動力的機(jī)器人Atlas學(xué)會了三級障礙跳。沃森和阿爾法狗的秘訣都是強(qiáng)化學(xué)習(xí)。
這個領(lǐng)域的鎮(zhèn)海寶典《深度學(xué)習(xí)》2015年發(fā)表,作者辛頓、本吉奧和楊立昆1980年代就合寫了同樣開行業(yè)先河的經(jīng)典論文,闡述反向傳播算法,2019年獲圖靈獎。
不得不提的是索菲亞。2017年這個擬人機(jī)器人亮相時艷驚天下,與人交談?wù)Z言生動、深刻,沙特?fù)屜冉o"她"發(fā)公民證,后來被楊立昆揭露是個騙局。
因?yàn)?,索菲亞雖然具備不少先進(jìn)的技術(shù),包括仿生材料做的皮膚和逼真的面部表情,與人互動時的共情反應(yīng),但她只會說事先輸入和設(shè)置的話,不具備人們以為她擁有的應(yīng)用語言智能和思想意識。很快,索菲亞銷聲匿跡。
現(xiàn)代科學(xué)誕生前,世界上有迷信,有工匠。然后科學(xué)和技術(shù)融合,科技和迷信并存;科技和迷信之間有一片寬闊地帶,繁茂地生長著科幻,小說、影視和藝術(shù)。
深度學(xué)習(xí)似乎表明人類向復(fù)制自己的原始意愿又邁進(jìn)了一步;人工智能的發(fā)展將繼續(xù)跌宕起伏,而人與機(jī)器的關(guān)系、人工智能帶來的倫理挑戰(zhàn)日益成為AI領(lǐng)域的焦點(diǎn)話題。
樊麾:我怎么看人和人工智能的關(guān)系
有人預(yù)言,幾百年后,世界上的智慧智能將由3部分組成:人類智能(AI)+人類可控的人工智能+人類不可控的機(jī)器智能。
這一切又都離不開人類文明曙光初現(xiàn)時一個古老的夢想。
想象和現(xiàn)實(shí)從來不可能一刀兩斷切割,科技和商業(yè)更是如影隨形,但區(qū)分人工智能(AI)和通用人工智能(AGI),或許有助于減緩第三次“AI寒冬”將至的擔(dān)憂和焦慮。
華為自創(chuàng)鴻蒙謀求突圍:重建生態(tài)系統(tǒng)“有難度”