从电影《沙丘》说起——对人工智能的思考

从《沙丘》开始说起

之前看《沙丘》电影,里面有一类角色叫门泰特,这类人大脑可以飞快地运算,在电影设定里是替换人工智能、机器运算的存在。男主保罗也是这类型的人,但他可能基因更强大,吸食了香料后,他的大脑运算能力更强,甚至可以预测未来。

作为一个计算机硅农,对这个有趣的设定挺感兴趣的,我想根据自己的理解理一理门泰特能预测未来的合理性,进而小小地科普一下人工智能对我们的意义,也欢迎各位喜欢科幻电影或计算机领域的童鞋一起探讨。

预测未来?预测未来!

从狭义的“未来”来讲,我们其实已经在做了,且做的还不错。为什么要分“狭义”和“广义”?广义是我们通常口头所说的未来,比如我以后会不会很有钱、我能活多少岁等等,它的特征是时间跨度长;与之相对,狭义是指时间跨度小,当前发生了且未来一段时间即将发生的事情,比如天气预报、人口预测、预测A股走势(这个可能是例外,来自一个小股民的怨愤)等等。

对于狭义“未来”的预测,我们是怎么做的呢?我们的世界是模拟的,是连续的,很难用数字描述,因为数字是抽象的、离散的,没有实际的含义。比如,我们可以用1表示一个人,用2表示两个人,但是我们却不能用单一的数字描述人涨了一岁,人吃了一个苹果,而这就需要抽象的数学模型来描述,比如用 a 表示你今年的年龄,b 表示你明年的年龄,构建数学模型 b=a+1,我就可以预测你明年的年龄了。

我们通过数学建模来抽象地描述这个世界,通过概率模型对事物的运行规律进行拟合,得出一般规律后进行推理、预测。比如这个图,黑线是真实世界的变化,或者说是理论上的状态,红线是人为模拟的状态,我们可以尝试各种方法来使红线和黑线拟合。(这里就不详细地阐述方法了,最不济还有傅里叶变换,傅里叶变换有一个特点,频率越高的部分对整个表达式结果的影响越小,也就是说阶数越高,拟合的效果可以越好)

在这里插入图片描述
从这个角度来讲,我们每个人、每个实体、每个物理规律等等都可以是大系统模型中一个因子,或变量或参数,构成了形形色色的复杂因式,进而构成了描述这个世界的公式集合体。

我们当前的世界是利用计算机来对这个系统模型进行运算,为了尽可能完美拟合,我们将输出结果再反馈到系统模型,然后修改参数,修正模型,以此循环往复,进而达到拟合效果更好的系统模型,我们将这个过程叫做训练(注意这是很重要的特征)。但是我们要做的是预测未来,未来的结果不会凭空产生的,需要将某个输入集合填充到模型中运算,继而得到输出结果,也即“未来”(当然这个输入集合状态时间点相对于未来结果的时间点肯定要提前,不然没有意义),这个过程也就叫做推理。如此,我们就利用计算机实现了对世界这个模型的运算、拟合、训练,继而推理。因此,我们可以想象,如果有一天计算机的算力足够强大,模型拟合效果尽可能完美,我们是有预测未来的可能性的。

《沙丘》中人工智能的溃败和门泰特的崛起

说到电影,按照《沙丘》小说的剧情,人类和机器爆发了战争,最终人类取得了胜利。我猜测,上述系统模型的状态可能早期人类是可以控制的,但是随着模型的不断迭代且自我迭代,模型的预测性更好、性能更强,这种量变一旦达到某个阈值将会质变,即机器有了思想,人类实现了真正的人工智能。如果社会的方方面面都被这种模型所占据,当这种模型被载入到一个实体,也就是一个机器人中,它就有了能够威胁人类的力量,人类对人工智能不再可控。机器有了思想,有了斗争的力量,这种前提下人机地位的不平等(根据小说理解)便成了矛盾的来源,也就导致了后来的战争。

幸运的是,人类成了战争的胜利者,但这场战争也让人类对机器智能产生了PTSD,从而杜绝了一切机器训练、推理、预测的可能性,那除了计算机能运算,还有什么能运算呢,那便是人的大脑,门泰特便在这种背景下应运而生。大脑也是可以通过对系统模型的运算、训练、拟合,进而推理得到可能的结果,而门泰特是经过此类训练的人群,有系统化的思考方法和职业操守,成了计算机完美的替代品。

为什么现在我们不能预测广义上的未来?

《沙丘》中门泰特们是强大的人形计算机,能进行精准的逻辑运算,那保罗为什么能预测未来?小说的解释是他融合了多个强劲家族的血缘,基因很完美,在香料的加成下能激发更大的潜力。很遗憾我查询了一些生物学资料,没有发现人类有预测未来特征的基因序列(也许未来人类变异了也未可知),所以小说的解释值得怀疑。

说回本节的问题,根据上文,如果一台计算机算力足够强大,模型足够精确,似乎预测未来是可以的,但是,这其中存在一个最大的问题,就是人的不确定性。人类是一个有思想的生物,大脑是身体中最灵活的组织,如果大的系统模型对人个体建模是黑盒,该个体的因式并不复杂,模型也相当简单,计算机可以很快推理出结果,但是我们常说“一念之差”,人的大脑及其行为是不可控的变量,单纯看作黑盒是很不准确的,而如果看成是白盒,也许建模的颗粒度要缩小到细胞级别,而人体有几十万亿颗细胞,这种模型的规模简直不敢想象,算力的需求量也可想而知。因此模型规模和算力限制是制约当前预测未来的最大问题,更别说时间跨度更长的广义“未来”。

这是鄙人看完《沙丘》后的一些思考,希望能给刚入坑的小伙伴理解电影有一些帮助。

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