IBM 还是人类的希望吗?

如果没有约克敦海茨实验室,IBM发明的这些东西可能就不会得以诞生:

穿孔卡、美国社会保障制度、硬盘、SABRE全球旅行预订系统、条形码、人类第一次登月——阿波罗计划里的计算机、电脑主机、信用卡磁条、个人电脑、LASIK激光眼科手术工具、软盘、WiFi。

《纽约时报》报道称,IBM改头换面是常有的事,但让人难以置信的是,这家成立了104年历史的IT巨头曾经通过制造铰肉机和奶酪切片机来开始新的生活。自那时起,IBM的核心业务在不同时期曾表现为打卡机、钟表、大型机器和PC等,而如今,IBM成为年收入接近930亿美元的企业软件公司,为同类公司提供更为高效的信息技术和业务解决方案。

但是,这个一路崛起的巨头,已经出现连续14个季度的营收下滑,股价跌逾5%至五年新低,落后于Google、苹果,以及微软、甲骨文和惠普等新老巨头。批评者认为,IBM的技术转型来得太晚,比如云计算。预言该公司的必然衰败几乎成为新闻舆论的茶余饭后。

IBM对这些末日预言的部分回应,则是躲进一个位于纽约北部高山上,外表看上去像是一个三层楼高的飞碟建筑里面做起自己的研究。这座建筑的设计师是Eero Saarinen,他设计的美国杰斐逊国家纪念碑、纽约肯尼迪国际机场、美国杜勒斯国际机场、都成为有机功能主义的里程碑代表建筑。

这栋建筑是IBM位于约克敦海茨的沃森(Watson)研究中心——该公司研究设施网络的皇冠之珠。这是一个远离公司总部的世界,距离阿蒙克市只有11英里。在这个研究中心里面,隐蔽的小实验室藏着辛勤工作的科学家。就像过去的54年一样,他们研究的项目也许将是明天改变世界的技术,就像文章开头列举的清单那些一样。

近年来,产生自这个实验室最著名的成果要数沃森(Waston)——在智力竞赛项目《危险边缘》上击败人类的认知型智能系统。据介绍,沃森具有将世界上所有的数据收纳并转换成有用信息的强大功能。它能够辩论和学习,就像人类一样,不同的是——它更快。

不过,沃森还不算是IBM最顶尖的项目。在约克敦海茨,IBM的材料科学家、物理学家、电气工程师、化学家正从事几十个项目的研究,包括最终或能媲美人类大脑的人工智能、原子大小给计算机芯片带来变革的碳纳米管,以及量子计算机。这些听起来捕风捉影的项目已经开展了数年之久,有些还将持续数十年。如果IBM的科学家们能够在这些课题上获得有意义的突破,那么利用计算机的力量来提高人类的智慧也不是什么问题。

驱使IBM开展这些项目的原因,也是它能发明出穿孔卡、硬盘和其他所有东西的原因:耐心、有条理和精确的科学研究。2014年,IBM光研发费用就55亿美元。不像某些现代时尚的巨头,IBM启动某个项目时从来没有华丽的排场,没有将设计师奉为信仰,不争着推出下一代消费级大杀器……这就是科学之为科学的原因。对IBM来说,该公司一直窥视着科学发展的地平线,一直有一种声音警醒着,莫要被取代、要保证未来十到二十五年的盈利能力。

但问题是,今时今日,光有这些足够吗?

沃森对接下来的事物无能为力

沃森当然是很酷的

在最近一次于纽约举办的沃森会议上,一个丹麦的男子说:“在其他的时候,我绝对不会想到这里来。IBM是做大型机器的,但沃森很有趣。”

沃森当然是很酷的。

沃森出名于八年前。2011年2月,沃森研究中心的中世纪教堂被改造成《危险边缘》的布景。沃森被安排应战当时这个游戏最成功的两个人类选手——经过最初的几次失误后,沃森扳倒了两个人类选手。

那时,沃森的大小和一个主卧室相当,一个冰箱大小的盒子就是它的“脸”。它配置了750个服务器、16TB 2880核内存,制造成本高达300万美元。其最初的开发人员是希望按照“深蓝”的规模来设计沃森。深蓝是在1997年击败国际象棋冠军Garry Kasparov的超级计算机。为了让沃森赢得比赛,开发人员需要建造一个能够回答出70%的问题,并且达到80%的正确率,每个问题的回答时间不超过3秒钟。因为这是人类对手的水平。

如今的沃森,已经搬家至纽约曼哈顿东村。它的“大脑”主要在云端。2014年1月,IBM曾宣布要为沃森建立起一个业务团队,将它放在一个闪闪发光的新办公室,并承诺在技术投资逾10亿美元来推动沃森从实验室走向盈利。后来,该公司在其总部大楼的4楼向未来的客户展示了沃森。在过去的两年中,IBM与350个组织和100所大学达成了合作协议,旨在将沃森打造成一个无所不知、无所不能的计算机系统。

沃森的核心工作是依照人类交流的方式从数据中提取观点和含义,并进行分析。它能够通过全速的读取和词汇理解,在数分钟内生成一种分析模式,而随着年龄的增加(使用年限的增长),沃森能够在每一次信息扫描中学习变得更聪明。

今年,罗睿兰推出了负责认知计算及企业应用业务的咨询业务部,并计划聘请2000人左右的顾问团队,其部分功能是帮助客户企业了解如何使用沃森。现在,这个部门的业务已经涉及各种各样的领域,从企业并购分析,到足球挑选,甚至葡萄酒和美食。随着每一次的迭代,沃森还被应用于预防癌症、回答新加坡的税法问题。如今的沃森,能够对你的性格进行分析,然后建议一个适合你的晚餐方案等等——沃森还能“看见”你了。

沃森应用于疾病诊断的巨大分析功能体现了它对早期承诺的兑现。沃森团队和CVS连锁药店、纪念斯隆-凯特琳癌症中心进行合作,并收购了医学影像公司 Merge Healthcare,以发展自身医学诊断能力。沃森团队主管Rob High表示,沃森可以填补医生无法实现的医疗空白。“时刻跟进医疗行业诞生的新技术对人类医生来说几乎是不可能的,因此医生都是依靠多年前学习到的知识技能来作出医疗决策。”

IBM正向各类企业开放API,让初创公司与风险资本支持的企业到老牌企业都可以利用沃森的自然语言处理、计算机视觉和认知能力参与相关的App开发。IBM这么做,是想向外界展示沃森的实力,然后招揽API买家。德勤分析师Rajeev Ronanki称,沃森最终的归宿是被用于带动IBM的其他业务,比如数据储存软件平台和基础设施管理。

“沃森”的重生

在约克敦海茨,研究者仍在探索人工智能计算机系统。不过,这已经不是沃森了。IBM的AI作品有了新的名字: Celia。

Celia能够代替环境认知型智能助手。在IBM的营销团队忙着将沃森向大公司的工作流程渗入时,这些研究者致力于将Celia整合到工作职能本身——把Celia打造成一个数字员工。 Celia有点像是由沃森的分析能力、Siri的交流口吻、《未来派》的用户界面组成的混合体。未来,Celia很有可能成为企业战略诞生的黄金标准和遍布世界的执行者。

Celia的系统本质上是利用了沃森的概念,然后在其基础上添加一个人类元素。在大多数情况下,和沃森的交互还是需要在电脑上输入指令。Celia则意味着它会模仿成一个人类交流对象。比如说,企业的高管可以问Celia一个这样的问题:“半导体行业中有哪些小型的企业适合我们去收购的呢?”然后Celia会向其回复一个合理的公司清单,并解释为什么选择它们。

“我们受启发于人类是如何能够做到放下情感偏见来进行推理和辩论的,”沃森团队主管Rob High说道。在并购分析的讨论中,Celia或许会展示出几个最有意义的收购方案,即使公司的CEO并不喜欢对方的CEO,或者董事会并不待见对方的品牌精神,又或者因其他人类的情感个性而对这桩收购感到反感等。沃森正向这个目标努力,而Celia则是为此而生。

并不难想象Celia可以如何应用于各个领域中。比如医生可以Celia讨论诊断分析,接收Celia合成千万医疗数据后的答案。研究者可以利用Celia的数据分析研发新的药物,或者规划一座新的城市等等,客服热线也可以被机器所取代。

简而言之,Celia就像电影《她》中能干的数字助理一样,只是它不会真的具有爱的欲望或想要逃跑的倾向。

计算机像我们一样思考

不过,即使再怎么先进,沃森和Celia都还只是传统的、逻辑型的计算机。

2014年8月,IBM宣布,他们已经开发出一种模仿人类大脑的新型芯片——本质上是一台计算机,但逻辑间的连接则是模仿大脑器官。受人类大脑启发的软件研究已经有了极大的进步,比如复合神经网络——人工智能系统曾被用于像人类一样粉饰世界、观察世界,被安装在机器人体内让其独立行走——不过,IBM的努力是为了创建更有效的计算机运行这些程序,耗能更低、更容易规模化。

虽然当今的芯片已经在信息分析上颇有建树,但这些新类型的芯片更适合在海量的信息中寻找模式——像我们的右脑。该芯片项目的领导Dharmendra Modha表示,他所预见的未来中,人脑芯片可以匹敌超级电脑的“神经突触处理器”(Neurosynaptic Processor),依靠神经元网络进行检测和识别。

Modha称,他的目标是建造一个鞋盒似的大脑,里面包含超过100亿个神经突触,电力消耗低于千瓦——这不就是相当于一个电子版的人脑?这很难说,没有人真额知道你是否能真正能够使用硅来构建成熟的AI大脑。

无论其研究人员是否明确地朝着这个目标努力,IBM都可能已经走在建立一个世界上从未出现过的人工智能系统的路上。但于当下而言,上述的这种计算能力还只是流于科幻小说的层面。

Celia也许只是个梦想。

未来难以捉摸

如果硅被取代,世界会变成什么样?

IBM负责研发的副总裁Dario Gil表示,该公司正试图在两条战线上维持摩尔定律。“摩尔定律”正确性的关键是缩小芯片体积、增强芯片性能,这个定律至今维持了计算机行业运行数十年。按照摩尔定律所述,新的芯片制造技术每两年就会迭代。

IBM一方面组建了一个完善的团队致力于缩小芯片制造的工艺,因此未来芯片的处理能力将会越来越强大。另一方面,IBM宣布在芯片制造工艺领域上取得了突破性进展:研制出了第一款采用7nm制程的芯片处理器。就在今年早期,英特尔公司推出了它全新的14nm工艺芯片,并希望在2017年前他推出10纳米芯片。

但到了最后,人类也再不可能利用硅做出更微型的芯片了。IBM半导体研究主管Mukesh Khare表示,他的团队将尝试把芯片工艺缩小至5纳米,但难度异常地大。“我们不可能做出比原子更小的东西。”(硅原子的直径也就5纳米)

半导体产业市场大约有3350亿美元,几乎完全以硅芯片为基础。那么,假如未来某一天硅谷不再依靠硅来制造计算机芯片了,世界将会变成什么样子?

在Yorktown Heights的物理实验室内,科学家正尝试利用碳纳米管技术制造更小的芯片组件。这些纳米管都是空心圆柱结构,管壁则由单层碳原子构成,并以六角形晶格相连,大约比人类头发小一万倍。据了解,IBM已经在这个领域研究了超过20年。相对于硅材料,纳米碳管更稳定,绝热性同样很好,并能提供更快的连接。也就是说,新的材料让数十年内继续维持摩尔定律的有效性成为可能。

今年十月早期,IBM宣布他们解决了碳纳米管研发的一大关键障碍:如何将纳米管与微处理器其它部分更好地连接起来,以便于它们在处于运行状态时能够导电。此前,高电阻可阻止电流流动,但是IBM的办法是将纳米管的一端与金属钼相连。这种连接本身应用很少,但却是制作微型芯片电路的关键。IBM的材料学家表示,这种技术可被用于制作三代芯片,但由于随着电子元件变小,电阻会变得越来越大,因此这种迭代技术也是面临着很大的困难。

除了取代硅芯片,IBM同时希望能够借助碳纳米技术为纳米机器人铺平道路——听起来有些不可思议,它能够小到可以植入人体,并通过编程来治疗癌症。另外,由于碳纳米管灵活性强,如果利用它来制造芯片,设备就无需一个刻板的硅基板。这就意味着,未来的计算仪器结构有望能够符合人体弯曲、柔软的特性,可穿戴计算机在人体上的感觉就像衣服一样舒适。

不过,这不可能一蹴而就。纳米管芯片和纳米机器人仍处于研究阶段,距离能够付诸于实践还有几十年的时间。

量子的飞跃

所有这些研究都旨在让计算机变得更聪明、更友好、更低功耗。但IBM研究的计算机是一个完全不同的概念。

传统的计算机基本上是一个数十亿晶体管的集合,它的运算以比特为单位。比特是电脑中最小的一个计数单位;当我们把英文的任意一个字母输入电脑时,这个字母就占了一个字节,字节是由比特组成的。计算机上的每一个字母、数字、信息、照片、文件都是由一连串比特单位组成。

但是,如果一个晶体管只包含单个原子,那么运算概念就完全不同了。根据量子物理学的规则,量子计算机的输入态和输出态为一般的叠加态,其相互之间通常不正交。普通的数字计算机在0和1的二进制系统上运行,称为“比特”(bit)。但量子计算机可以在量子比特(qubit)上运算,可以计算0和1之间的数值。也就是说,量子计算对经典计算作了极大的扩充。

与此同时, IBM公司高级副总裁曾表示,目前该团队已经对量子计算机的加密系统进行了广泛研究。但目前来说,比较有实用价值的是量子系统——它能解决今天不能解决的物理和化学难题,比如在材料科学、药物设计等方面具有的潜力。它能让科学家摆脱昂贵的实验室试验,加快设计出新的材料和药物成分,加速相关药物化合物的创新速度等。”

然而,建造这样一台机器的难度也是可想而知。科学家试图掌控量子计算机所面临的巨大挑战之一,就是控制或者移除量子退相干——由于热、电磁辐射或材料缺陷引起的计算误差。

忍耐是美德

对IBM来说,这些技术花了这么长时间才产生成果其实不是羸弱,恰好代表着一种力量。

纳米管团队Tulevski表示,在加快量子计算的研究上,他从未感到过什么工作压力。“我们实验室致力于基础科学和基础研究——这不是要赚钱,而是要取得进展,向人们展示五年、十年内你都做了些什么,有什么是对技术、企业产生实质影响的。”

IBM首席创新执行官Bernie Meyerson表示,Yorktown Heights所做的研究不是门面工作:“它恰好是IBM至关重要的元素。这个过程就像是站在隧道里,望着尽头处投来的一束光线,然后最终发现迎面而来的是一列火车。”Meyerson说,不管是面包机、奶酪切片机,还是数据处理和芯片革命,其中的研发都具有共同的地方,比如在研发时你同样是在开拓一片全新的世界,而且你所做的一切将决定这个新世界的寿命。“你需要一把精准的天秤来衡量一切,时间、成果和物质利益。”

科学能拯救IBM吗?

那么,这个研究部门能给IBM不断下滑的营收和股价带来答案吗?我们未来有可能登陆沃森的访问界面、使用一台IBM制造的、由碳纳米管驱动的量子计算机吗?

前《福布斯》专栏作家Robert Cringely表示: “只能说这是有可能的——但如果真的实现了,大概也只是个偶然。”

Cringely相信,IBM不可能走出自己的一条路,而当前该公司正在经历的收入下滑只是暴风雨的前奏。Cringely在其《2014年:IBM的下滑和衰退》中援引IBM前CEO Lou Gerstner的笑话写道:“IBM的研究不会出来好的点子——它们都逃跑了。”

Cringely对IBM所研究的“登月计划”持怀疑的态度——包括沃森。“IBM自然是很乐意借助沃森来贩卖自己的咨询服务,帮助其他企业制定解决方案,即使他们也不知道该怎么办。”

德勤分析师Ronanki表示,人们对于未来五至七年抱有极大的信仰——不管它接下来是什么,像沃森这样的认知型计算机,其市场将达到50至100亿美元。“IBM倒是做好了一副迎接未来、瓜分市场的姿态,但问题是,它能不能抓住这个机遇,还取决于几年内的沃森能否提供到可论证的结果方案。”据悉,虽然“沃森”非常贪婪地接收了人们为它提供的所有知识,但是研究者发现,这个微型机“学生”很难理解人类交流中的微妙含义。

也许最终IBM可以提供这样一个看起来让人信服的结果:短期内公司的处境并不乐观。IBM最新一季度的财报低于华尔街预期,分析师预计该公司将继续迎来一个财年的营收同比下降。今年10月,加拿大皇家银行资本分析师Amit Daryanani表示,该公司正走在正确的轨道上,即把工作重心转向罗睿兰所强调的“战略储备”——致力于云计算、信息分析和IT安全等前瞻性领域的研究。不过,他同时指出,这些领域的利润空间其实比IBM当下的核心业务还要小。

简而言之,在沃森能够转化成未来一些年的资本实力之前,蓝色巨人的高管们必须确保该公司在短期内要押注于云计算和IT安全等能够快速增加收入的领域,来为沃森、Celia的研发赢取时间。

这些道理放到IBM的量子计算研究上同样适合。破解代码、建筑不可能安全的计算机网络,或者使空中交通管制更轻松高效的东西都还只是出于研究的初级阶段,距离正式用于实际还有很长的距离。麻省理工学院教授Scott Aaronson指出,就像传统计算机取代了用来模拟飞行器或实体周围气体流动情况的风洞实验室,量子计算机未来也会取代粒子加速器。所以问题是,当量子计算机能够完成这样的壮举时,IBM是否还能够活着获得这一笔利润……

回到1961年,当沃森被建造出来时,建筑设计师要求在空地上栽种1000棵常绿植物,大楼的门厅构造几乎完全由当地的韦斯切斯特大卵石构造而成。经久耐用,长盛不衰,这是建筑师的远见。那IBM自身的发展呢?

如今IBM的研发中心仍然弥漫着平静的气息,整栋大楼透出一股安静的力量。科学家们踩过油毡地板,从一个实验室匆匆跑到另一个实验室,门卫和安保人员坚守在自己的岗位上,后台的主机发出嗡嗡声,旧时钟滴答滴答走个不停。

原文发布于微信公众号 - 新智元(AI_era)

原文发表时间:2015-12-18

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