来源:图灵人工智能
源头茫昧虽难觅,活水奔流喜不休。
——法国数学家亨利·庞加莱(Henri Poincare)
目前,人工智能(Artificial Intelligence,AI)正在迅速崛起。现已面世的AI应用,琳琅满目,如语音输入、文本生成、图像识别、棋类博弈,智能搜索、自动驾驶等,它们正以“润物细无声”的方式,渗透于我们工作和生活的方方面面。
人工智能时代,已经来临,在其枝繁叶茂的表象里,驱动它快速发展的底层逻辑是什么?人工智能的未来又会有怎样的趋势?
著名社会学家费孝通先生曾说[1],人类的“当前”,包含着从“过去”历史中拔萃出来的投影和时间选择的积累。历史对于我们来说,并不是什么可有可无的点缀之饰物,而是实用的、不可或缺的前行之基础。故此,亦有“历史学,是最好的未来学”的说法。
因此,在上路拥抱“人工智能”之前,我们有必要“回眸”历史,看看在“人工智能”发展历程中,都有哪些有趣的人和事。
1.1 追问智能的本质
无疑,人类是具备智能的。或许我们会问,为什么有了人类智能,我们还要发展“人工智能”呢?倘若要深刻理解“人工智能”的内涵,还得把“人工”和“智能”分开来思考[2]:什么是“智能”?为什么要“人工”?我们先来讨论它的核心内涵,什么是“智能”?
对“智能”的理解,仁者见仁,智者见智。有人认为,所谓智能,就是智力和能力的总称。比如说,中国古代思想家荀子就把 “智”与“能”当作是两个相对独立的概念来阐述。在《荀子·正名篇》有这样的描述:“所以知之在人者谓之知,知有所合谓之智。所以能之在人者谓之能,能有所合谓之能”。大意是说,人所固有的认识客观事物的本能,谓之“知”。这种本能与万物相结合,通过后天努力获得认识,就叫“智”。也就是说,“智”和“能”都是人与环境交互的产物。从自然环境中感知和解析信息,提炼知识并运用于自适应行为的能力,就是“智能”。
在西方哲学里,Being代表存在。Should代表价值观。
中国另一位先哲孟子则说:“是非之心,智也”《孟子·告子上》。孟子认为,能分辨是非得失,就是有智能的表现。而这里的“是非”之别,在西方,可用莎士比亚的名句 “to be or not to be”来浓缩,两者之间的活动——“应该”(should)即是智能[3]。在智能里,它既包含了逻辑,同时也包含了大量的非逻辑成分,比如说模糊、直觉、非公理等因素。
下面我们再来讨论另外一个问题,为什么还需要“人工的”智能呢?在回答这个问题之前,我们先来重温法国科技哲学家贝尔纳·斯蒂格勒(Bernard Stiegler,图1-1)的一个重要 观点。
小时候,我们在背诵三字经时,开篇就有这么一句,“人之初,性本善”。如果斯蒂格勒的观点高度简化,可归纳出一个类似的说法,“人之初,身本缺”。
图1-1 贝尔纳·斯蒂格勒(Bernard Stiegler)
具体说来,斯蒂格勒认为,人在根基处是一种缺陷性存在。其他动物一出生就拥有在自然中生存的特殊禀赋,而人类出生时却赤身裸体,二者的根本区别就在于,人类没有自身的属性或先天禀赋。“人类没有过失,有的只是起源的原初缺陷,它使缺陷的共同体成为共同体的缺陷。”[4]
因此,为了更好的生存,人类只有通过代具(prothèse)[1]——身体之外的工具,才能得以更好的生存。人在发明工具的同时,也在技术中自我发明——自我实现技术化的外在化。简言之,人因工具而成为人,人通过工具而成就自己。
比如说,人跑得不够快速,就发明了“代具”——马车、汽车、飞机等。人看得不够遥远,就发明了“代具”——望远镜。人观察得不够细致,就发明了“代具”——显微镜。
人类大脑看起来很发达,有没有缺陷呢?当然有!比如说,人脑记得不够牢、算得不够快,脑壳不够硬等。有如此多的“缺陷”,人脑难道不应该找个“代具”来弥补一下?
当然应该。是的,它就是我们本章的主角——人工智能。当然,最初它并不叫这个名字。实际上,大脑“代具”化过程,就是大脑逐渐“外包(outsource)”的过程。当代人工智能发展的历程,可以浓缩为四个字:“脱碳入硅。”
此为何解呢?这是因为,人脑的主要构成元素为“碳”(碳水化合物的“碳”),而当前计机器的核心部件是CPU,其主要构成元素为“硅”(硅晶体的“硅”)。人类由于自身缺陷,主动外包或被动“让渡”自己大脑的部分功能,交给机器来完成(图1-2)。
图1-2 大脑的“外包”过程
机器在承担人脑外包工作过程中体现出来的智能,就是人工智能(Artificial Intelligence)。如果你注意到“Artificial”含义还有“人造的、仿造的、非原产地的”等含义,那么你就会对“人工智能”有更深刻的理解。
1.2 复杂机器与智能
长久以来,人类为了弥补自身的短板,一直尝试“外包”自己的部分功能,假借于“代具”,增强自己在改造自然、治理社会的各项任务中的能力和效率,最终实现一个人与机器和谐共生、共存的社会。
著名人工智能历史研究学者帕梅拉·麦考达克(Pamela McCorduck)在她的《机器思维》(Machine Who Think,1979,图1-3)中指出:[5]“在复杂的机械装置与智能之间存在着长期的联系[1]。”
什么是机械装置呢?机械装置,不过是人类智能的外在表达而已。我们知道,人工智能最重要的分支之一,就叫“机器学习(machine learning)”。所谓机器,其实可泛指所有拓展人类体能和智能的“代具”。而体能的“代具”,不过都是人类智能的物化形式而已。
用马克思主义哲学的观点来看,内在因素(指“智能”)才是事物发展的决定性因素。
图1-3 帕梅拉·麦考达克与其著作《机器思维》
1.3 远古人工智能发展简史
1.3.1 远古神器与机器
前面我们提到,斯蒂格勒说“人之初,身本缺”。这并非是他信口之言,而是他从古希腊神话开始,缜密论证,为“代具”的诞生,找到了人类学和本体论的根源[6]。
“思维”( thinking)”与“想(think)”是同源
顺着这个思路,我们也探究一下早期神话对人工智能的启迪。人工智能的知识根源和智能机器的概念,可在希腊神话中找到隐约可见的影子[7]。从意大利学者詹巴蒂斯塔·维柯(Giambattista Vico,1668—1744)、法国人类学家、哲学家克劳德·列维-斯特劳斯 (Claude Lévi-Strauss,1908—2009)开始,神话就开始被列为研究人类思维(thinking)的考察对象。
深层次的“想”,就是思考。要知道,开启现代人工智能时代的重要标志之一,就是阿兰·图灵(Alan Turing,1912—1954)的那篇经典论文《Can machines think?》(机器能思考吗?)。
下面,为了探寻人工智能的起源,我们就从“神话”开始回想(rethink)起吧。获誉为20世纪最伟大哲学家之一的卡尔·波普尔(Karl R. Popper),曾在其著作《猜想与反驳:科学知识的增长》指出[8],“科学必须始于神话,并伴随对神话的批判。[1]”
前面我们提到“机械装置”和“智能”天然就有联系。在谈到与“机械装置”相关的神,最有名的莫过于赫淮斯托斯(Hephaestus)[1]。在古希腊(公元前5世纪)神话中,赫淮斯托斯是一位技艺异常高超的火神、锻造之神与工匠之神。
宙斯(Zeus)的王杖和神盾、阿波罗(Apollo)的太阳车、狄俄尼索斯(Dionysus)的神杖、阿喀琉斯(Achilles)的盔甲、丘比特(Cupid)的箭及捆绑普罗米修斯的锁链,均出自赫淮斯托斯的“鬼斧神工”(图1-4)。这些神以及这些“神器”,为什么会出现在人的思维里面呢?其实就“人工智能”的初心:己所不能,诉诸造神。以神之名义,完成自己意愿。这些“神器”可视为人类对机器自动化渴望的一种心理投射。
古人说,风属于天的,我借来吹吹,却吹起人间烟火。
是的,神话的重要性,不在于它的真实,而在于对世人想象力的熏陶。我们常说,
“敢想敢做”。“敢想”才是第一步,它是行动的起点。
1.3.2 古代复杂机器装置
前面提到,机器操作的复杂性与智能活动是有密切联系的。有据可查的最远古的复杂机器装置,莫过于安提基特拉计算机械(Antikythera mechanism)。它是古希腊时期为了计算天体在天空中的位置而设计的青铜机器。该机械的制造年代可追溯至公元前150到公元前100年之间,至今已有二千多年的历史了。
安提基特拉机械是目前所知最古老的复杂科学计算机。如斯蒂格勒所言,人正是由于有缺陷:计算不够快、不够准,也记不牢,因此人们才想办法发明“代具”,代替自己去做运算。安提基特拉机械的设计目的是预测天象。抛开表象看本质,时至今日,人工智能的核心价值,依然是“预测”。
“Robota”一词从捷克语派生而来,意为“苦差事”或“奴役”。
“机器人”一词,最早出现在1921年的捷克作家卡雷尔·恰佩克(Karel Čapek, 1890-1938)的科幻小说《罗素姆的万能机器人》(Rossum’s Universal Robots),书中首次使用了机器人的英文“Robota”这个词(后来才改成Robot),恰佩克用“机器人”指代一种取代人类工人的人工人类 [9]。
然而,在此之前,人造人类或动物还有一个近义词“automaton”,其源于希腊语,意思是“自动移动的”。这个词源的历史与亚里斯多德对生物的定义相一致,即生物是那些可以自行运动的东西。自动机器是无生命的物体,但借用了生物的定义特征:自动。
在公元1世纪的亚历山大时代,一些能工巧匠就开始制造很多自动化装置。例如,设计复杂的虹吸管网络,当水通过它们时,这些虹吸管会激活各种各样的动作,如鸟儿喝水、拍打翅膀和唧唧鸣叫等(图1-6)。
对机械自动化的向往,东方亦不缺乏想象力。据《三国志·蜀志·诸葛亮传》(晋·陈寿)记载:“亮性长于巧思,损益连弩,木牛流马,皆出其意。“说的是,三国时期蜀汉丞相诸葛亮在北伐时,发明了木牛流马,其载重量为“一岁粮”,大约四百斤以上,每日行程为“特行者数十里,群行三十里”,为蜀国十万大军提供粮食。“木牛流马”反映的同样是人类对机器自动化的梦想(图1-7)。
除了体力上的代替,人们还梦想着拥有来自机器自动化带来的精神上的愉悦。16世纪,西方开始发明一种更为复杂且逼真的机器——一种带有大头针或棒子的桶,当人转动这个桶时,大头针或棒子会敲击筒的不同部位,于是发出有韵律的“叮叮咚咚”的声音。是的,它就是音乐盒!
1650年,德国工程师A. Kircher设计了一种液压驱动的风琴(organs),它由一个固定的圆柱体控制,并配备一个会舞动的人形骨架。据说当音乐响起,骨架小人随之舞动,惟妙惟肖,动感十足。通过能工巧匠们的调试,这类设备还可以奏出不同的曲子。故此,也有人把其称之为最早的可变编程设备(programming devices)。
图1-8 科切尔设计的液压驱动风琴
大约就在这个年代,一个专门用来描述类人机器的新词也出现了:“android”,它源自希腊语,意思是“像人的”。的确,当下最为流行的手机操作系统Android,就取名于此。
如果说音乐盒子有点“附庸风雅”,实用性不大,那么第一个有用的、且被广泛被应用的自动化机器的典范就是钟表——它是一种计时自动机(Automata in time)。
钟表在乾隆年间(1735~1796)或更早传入我国。证据之一就是宫廷画家们创作的《万国来朝图》(图1-11左图)。为展现“四夷宾服、万国来朝”的繁荣景象,在乾隆帝授意下,宫廷画家们就创作了这幅名作(现藏于北京故宫博物院)。“天下大事,必做于细”。局部放大这副画下半部分,就会发现作为贡品的钟表
为什么要提到钟表传入到中国这个事实呢?是因为,钟表的传入,逐渐导致中国几千年来的一个职业——更夫的消失。李开复博士在其著作《AI·未来》表明[10],相当比例的人类工作将在15年内被人工智能取代。
其实,我们可以看到,自动化程度越高,简单重复常规式的工作(李称之为“routine”),都会被慢慢取代。其实这样的进程,很早就开始了。机器最擅长的工作,就是“优化”旧事物的流程,但弱于创造新事物。“后浪”们只能不断地开辟新天地,才不会被这些“代具”代替掉。
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