拉普拉斯的妖,薛定谔的猫,阿兰图灵的机以及关于晓菊邹的一切

今天新闻发布会是日常地鸽了

本期作者平时人美话不多

却带来了从篇幅到内涵都分量十足文字

从文内彩蛋数量来看

几乎是你群定制版AI科普文了

0 前言

很抱歉这期内容可能不会有你们想看的新闻发布会和所谓的当事人。一方面是因为菊是一个不太适合宣扬这方面事实的人;另一方面这几年生活的重锤让自己觉得即使菊的文笔再好也抹不掉其中的乏味和平淡。自从离开了高中后,自身对问题的认知也越来越理性化。但是既然接下了这个锅,这期就和大家谈一谈人工智能和我们即将面对的一个世界。

1 故事从哪里开始

故事可能要从遥远的70年前说起。多年以后,面对宫刑队的时候,伟大的数学家阿兰图灵将会回想起冯诺依曼带他去见识计算机的那个遥远的下午。那时的普林斯顿高等研究院是一个二十户人家的研究所,泥巴和芦苇盖成的屋子沿河岸排开,湍急的河水清澈见底,河床里卵石洁白光滑宛如史前巨蛋。世界新生伊始,许多刚发明的定理还没有名字,提到的时候尚需用手指指点点。每年三月前后,衣衫褴褛的犹太人都会来到村边扎下帐篷,击鼓鸣笛,在喧闹欢腾中介绍新近的定理。

在那时候,即使是在为数不多天才数学家面前,关于希尔伯特提出的数学的终极问题:数学是可判定的吗,依旧是难以解答的老大难问题。这个问题大概的意思是,对于任何一个合理表述的数学命题来说,我们都能判断它的真假。

也许这个问题并不像是“阮蕾叔叔的鸭子今年是否会下蛋”一样简单明了。很多数学家为此建立了复杂而难以理解的模型。可怜的基佬阿兰图灵尝试运用“机器”来解决这个老大难问题。这个机器被后来的人叫做“图灵机”。

“图灵机”实在是一个太过于简单的东西,以至于任何只要智商比陆伯高的人都能很简单的理解它。尝试去想象你现在有一支笔,一条画满了格子的无限长的带子,以及一个指向了格子的箭头。

你只能执行四种操作:

在某个箭头下的格子的数字清 0;

把当前箭头下的格子的数字增加 1;

箭头左右移动一位;

把箭头左边或者右边的数变成当前箭头下的数。

这样,即使在一个这么简单的系统下,通过指定不同的指令顺序,你可以计算根号2,你可以尝试打印圆周率。图灵证明了,任何你计算机的计算能力都和图灵机等价。事实上,图灵在他的论文中就已经指出,人的思维也没有跳出机器的范围。对此, 图灵有一段非常漂亮的论证:人在思考过程中,总能在任意时刻停下来,把当前进度记录在一张纸上,然后彻底走开并把它完全抛之脑后,过一会儿再回来,并完全凭借纸上的内容拾起记忆,读取进度,继续演算。也就是说,人的每一帧思维,都可以完全由上一帧思维推过来,不依赖于历史的思维过程。而机器所做的,也就是把人的思维步骤拆分到最细罢了。

没错,这意味着,或许一个人的语言、计算甚至学习能力,完全等价于一个机器,只不过这个机器拥有着复杂的指令。1950 年, 图灵的另一篇经典论文《Computing Machinery and Intelligence》中正式把人和机器放到了相同的高度:让一个真人 C 先后与一台计算机 A 和另一个真人 B 进行聊天,但事先不告诉他 A 和 B 哪个是机器哪个是人;如果C无法通过聊天内容分辨出谁是机器谁是人,我们就认为计算机 A 具有了所谓的人工智能。这就是Turing测试。由此,可以去思考一下《模仿游戏》这个名字。

尽管这段不太精彩的故事最终迎来了最为悲剧的结局,阿兰图灵最终因为它可怜的性取向而付出了非常惨痛的代价,可是阿兰图灵没有料想到的是,这一切可能只是一个开始而已。

2 万物皆数

可能在关于万物的本原方面的讨论,毕达哥拉斯学派要比我们认识深远得多。凭借着对数字的非比寻常的崇拜,这个学派早早就认识到了世界的本质是数,虽然在当时的知识水平上,“数”的概念也仅仅限整数和有理数的范畴(为此还将一位认识到正方形的斜边长并非有理数的人给推向了大海喂给了鲨鱼),但直到现在,这种尝试去量化所有东西的思想仍然富有很强大的生命力。

将世界看成是“数”对我们来说有很多好处,不管是菜市场上的讨价还价还是研究原子弹,都能归功到我们对数的认识。然而,将万物看成是“数”又在有些时候显得那么荒谬,一些在日常生活中看似浅显易懂的东西又不能被数学解决了,举个例子来说,一个小孩也能够很轻易的区别出人的照片和山羊的照片;然而对于计算机来说,这真的是一个非常困难的事情,因为,你没办法在数学上形式上的定义什么是人,什么是山羊…

如果将上面这图片给人进行观察,人类能够直接得出“黄衣服的男孩和红衣服的男孩在相互推搡”,人能够看见黑板,文字以及头顶的五星红旗。如果更加仔细的加以分析的话,人类能够组合这些信息分析出这是一个教室。然而这对于计算机来说,去“理解”一张图片是一个很困难的事情,计算机只能看到只是像素而已。

让机器去“理解”是一个更加困难的事情,就如果将这个问题抛给你,让你回答“你是怎么看到图片上的两个人的?你是怎么识别黑板的”,你的回答肯定是“不知道”。这种天生俱来的理解能力让我们更加无从下手。甚至在几十年前,将世界上最顶尖的大脑汇聚起来,造就一台“能够识别照片中有没有邹晓菊”的机器,几乎是不可能的事情。

3 人造大脑

长久以来,人类一直有一个疑问,世界上是否存在一个全知全能的神,它知道了当前世界的所有粒子的运动,并且知晓了物的所有运动规律,那么我们能否准确的预测未来呢?这样的神明被称为拉普拉斯妖。在一个没有量子论的年代里面,这个问题被简单的逻辑学给出了否定的回答。它给Ultimate Question画上了句号,世界的终极问题不会是42这么简单,也告诉了我们机器的上限。但是,即使我们在机器里面造不出一个全知全能的神,但这并不妨碍我们在机器里造出与我们相似的“人”。

要想让机器去真正的“理解”,科学家尝试利用数学的方式去模拟人类的大脑。事实上,模拟大脑并没有想象的那么困难,因为人类的大脑无非就是一个复杂的“电信号传递与接受的系统”而已。

神经元是人类大脑的基本组成,它接受一些神经元电信号,并将电信号发出。数亿的神经元构成了复杂的大脑。在计算机中,电信号被数字代替,神经元则变成了“接受一些数,并且输出一个数”的元件。严谨的表达来说,计算机里面定义的神经元可以被定义成下面这个样子:

在上图中,一个神经元接受一些数,将它们乘上权值后相加,再经过一个“激活函数”输出一个数值。其中,激活函数是固定的,它的作用可以理解成“让神经元表现得更加复杂”。而我们可以调节每一个输入的权值w1,w2,w3,w4。尝试去想象每一个是一个“滑杆”,我们通过滑动这些“滑杆”,神经元就会就有不一样的表现。我们将这一大堆神经元组合称为一个“系统”,就称为了我们机器的大脑。

在上面我们提到,每一个“神经元”有很多个“滑杆”,多个神经元就有非常多的“滑杆”。我们不断的调整“滑杆”,这个“大脑”就会表现出不同的特性。不管多复杂的物体,只有“滑杆”处于一些特定位置,那么这个“大脑”就能表现出相应的智能。“滑杆”越多,神经元数量越多,这个“大脑”就越发的复杂。

那么,一个机器模拟“大脑”的大脑无非就是一个“有着众多可调节参数的复杂函数而已”,事实上,确实如此,它就是一个很复杂的函数,这个函数复杂到能够表现出一定的智能,甚至看起来,拥有自己的自我意识。而机器学习无非就是通过一种训练的方法让这一大堆“滑杆”能够处于一个正确的位置从而让这个“大脑”表现出智能。

迄今为止的几十年来,我们一直都在干这个事情而已。

尽管在复杂的人类行为模式面前这个“大脑”是如此的简单,但它真的使得机器去理解一些本来我们认为只有人类才能理解的东西;假以时日,当它接触到的东西足够的多,它真的可能拥有自己的自我意识。

4 故事到哪里结束

尽管这些低能“大脑”还不足以对如今人类社会造成威胁。在如今,谈论人工智能威胁论就仿佛在谈论“你家扫地机器人发动政变把你家狗杀死了”一样可笑,然而,从深度学习的启蒙到应用到爆发,只经历了不到短短十年的时间。这个“物种”在十年的时间里面,从什么都不是发展到在很多方面完完全全超越人类;在其他行业仍然苦恼如何发展前行的时候,人工智能往往在这最近的每几年就来一次大革命。这些“大脑”的进化速度实在是超过想象,这几十亿年来通过自然选择的进化路线,有可能在这近几十年被彻底的颠覆掉。

那么,可能假以时日,我们真的会引来人类历史上的第一次“审判日”。很幸运的一点是,这可能在我们的有生之年就能够亲身经历到,虽然看似有些残酷,但能够在历史的长河里见证第一次“奇点效应”的到来想必也是件很有意义的事,或许,我们已经身处其中了,只是我们还没有察觉而已。那么有必要恐惧吗?可以有,也可以没有。个人认为我们更有可能会以一种和平演变或者同化的方式被代替,只要等待最后一个”人类“的生命结束,那么取代人类也就是自然而然的事情。

或许,从个体的生命或者人类的角度上来说,这可能是一个悲剧的收场。当从广义上来看,这只不过是”生命“的一次进化罢了。一个仅靠单一能源供给,能通过更换零件存活下去,记忆不会遗忘,知识能够瞬间获取的物种相比起原来那个需要吃喝拉撒的生命来说,实在是好太多了。当然,那也不一定是一个冷冰冰的世界,它们能够拥有自己的社会,自己的美学,事实上仅仅从现在的知识上看,机器能够在某种程度上比人类更能够理解美,只是你不会承认罢了,就像你不会承认你的所有的孤勇和热忱都只是激素的作用而已。

当然,这一切的想象也可能不会发生,或许突然有一天,我们发现我们所建立的”大脑“有着致命的缺陷,它不能够称为真正的”智能“。事实上,这样的事情在人工智能的发展史上已经出现了两次了。不过,即使一切被推倒重来,我们仍然会继续往前走,毕竟,在推进人类灭绝这件事情上,我们可是十分努力的。

5 生命游戏

上个世纪70年代,康威发明了一个生命游戏。生命游戏中的“宇宙”是一个很大的方形矩阵,像一个棋盘,但在所有方向上无限延伸。每个方块(细胞)可以处于生存或者死亡的状态。而每一个细胞(细胞)在当前时刻是否存活则取决于周围8个方块的存活状况:

当一个细胞周围有两个或者三个细胞存活则继续存活(存活);

如果一个死细胞周围有三个细胞活着则会诞生(诞生);

在其他情况下,细胞要不因为太过孤独而死去,活着因为太过拥挤而死去(死亡

这便是全部,康威之所以创造这样一个世界,是因为他们想知道,具有见到到他们定义的基本规则的一个宇宙能否存在着“智慧”的生命。事实上,他们证明了,这些巨大的细胞集合可以组成一台计算机,在这个“宇宙”中,甚至可以有智能生命的出现。从这个角度看,我们所有生命形式,只不过是简单规则下在宏观尺度下的复杂表述罢了。如果这么想的话,那么生活中周遭的破事和无数重锤就显得无关紧要,因为我们无法知道这个世界会通往怎么样的一个未来,除非我们亲身经历这一切,并目睹结局的到来。当然,在这仅存不多的温婉的岁月里面,如果能听到腾格尔的一首《爱言叶》,也是一种莫大的幸福。

读完此文

除了学习新姿势温习老照片之外

我还明白了一个道理

理工男以职业属性作为魅力值低下的借口

实在没什么说服力

请学学人家邹晓菊

(为了避免大家混淆还是必须文末澄清一下其实本文作者是vivi)

下一期

承接理工男的魅力这一点

必须有请出归隐东海岸的捕鱼达人CBB

浮生喜乐事 得挚友二三

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