當(dāng)機(jī)器開始學(xué)習(xí)

艾倫• 圖靈是第二次世界大戰(zhàn)期間的 密 碼 破 譯 專 家， 計 算 機(jī) 科 學(xué) 的 先 驅(qū)。1950 年， 他 在《 心 靈》（Mind）雜志上發(fā)表了一篇文章，名為“計算機(jī)與智能”（Computing Machinery and Intelligence），這是第一篇真正對 人工智能進(jìn)行嚴(yán)肅學(xué)術(shù)討論的文章。圖靈預(yù)測道：“到 2000 年，人們在談到機(jī)器也能思考時，會覺得是一件很正常的事。”他預(yù)言機(jī)器將能夠通過“圖靈測試”。

圖靈測試是一種游戲，有兩個“ 玩家”， 一個是人類， 一個是機(jī)器，“玩家”通過鍵盤和屏幕與人類“裁判”交流。 “裁判”輪流與兩個“玩家”對話，試圖猜出哪個是人類，哪個是機(jī)器。機(jī)器的任務(wù)是讓“裁判”相信它才是人類，而這絕對需要人類水平的智力。如果“裁判”無法分辨哪個是人類，那么機(jī)器就通過了測試。這篇文章寫于 1950 年。當(dāng)時，圖靈預(yù)測未來所有普通的機(jī)器都能通過這種測試。在未來的世界里，“能思考的機(jī)器”在家庭和工作環(huán)境中都很普遍。

雖然圖靈做出了這樣的預(yù)測，但是實(shí)際上在 2000 年，具有人類智慧水平的機(jī)器沒有出現(xiàn)，也沒有跡象表明人類能在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)�，F(xiàn)在計算機(jī)的水平距離通過圖靈測試還很遙遠(yuǎn)。但是，近年來人工智能開發(fā)取得了里程碑式的發(fā)展。1997 年，iBM（國際商業(yè)機(jī)器公司）開發(fā)的電腦 “深藍(lán)”擊敗了世界國際象棋冠軍加里 • 卡斯帕羅夫（gary Kasparov）。據(jù)說，卡斯帕羅夫曾經(jīng)表示，“深藍(lán)”和他以往 擊敗的電腦迥然不同。以往的電腦對手令人感覺平庸機(jī)械， 而在和“深藍(lán)”對戰(zhàn)的時候，卡斯帕羅夫感覺在棋盤另一端 的是某種“外星智慧生物”。

我們應(yīng)當(dāng)仔細(xì)思考這一里程碑事件的意義。半個世紀(jì)以前，這一事件被認(rèn)為是人工智能領(lǐng)域最大的成就——機(jī)器戰(zhàn)勝了人類。當(dāng)然，汽車的速度比人類短跑冠軍更快，起重機(jī)的力氣比舉重冠軍更大，但是智力的優(yōu)越是人類與其他動物的根本區(qū)別，國際象棋正是純粹智力上的比賽。

現(xiàn)在，人類在國際象棋領(lǐng)域輸給了電腦。但是，與圖靈的時代相比，我們與人類水平人工智能的距離似乎并沒有縮短多少。這是為什么呢？因?yàn)?ldquo;深藍(lán)”是只有一種本領(lǐng)的專才，它只會下象棋，而人類則正好相反。比如，我正在咖啡館里用電腦寫文章，一位女白領(lǐng)經(jīng)過我的窗前。她在一天中要做各種各樣的事情：做午餐便當(dāng)、檢查孩子的作業(yè)、開車上班、寫電子郵件、修理打印機(jī)等。如果我們仔細(xì)研究這一系列活動，會發(fā)現(xiàn)它們都需要人類具備感知運(yùn)動的能力。例如做午餐便當(dāng)，就需要從各處拿廚具、食材，打開包裝、做飯、把飯裝進(jìn)飯盒等等。

簡言之，人類是通才， 是什么都會做的萬事通。 人類 國際象棋選手除了會下棋之外，還會做各種事情。此外，人 類還有適應(yīng)能力。人不是天生就會修理打印機(jī)，而是后天學(xué) 會的。那位女白領(lǐng)如果出生在另一個世紀(jì)的另一種文化的國 家，可能會學(xué)習(xí)一系列不同的技能。如果她不幸丟了工作，也必須重新接受培訓(xùn)，學(xué)習(xí)新的技能。人工智能研究在很多專業(yè)領(lǐng)域（例如國際象棋）取得了成功，但是卻沒能發(fā)明一種萬事通機(jī)器，像人類一樣什么都會，還能適應(yīng)環(huán)境。我們?nèi)绾伟l(fā)明強(qiáng)人工智能？只有弄清這個問題，才能討論超級人工智能。

生物智能的主要特點(diǎn)是有實(shí)體。和“深藍(lán)”相反，人類實(shí)際上是一種動物，有著血肉之軀，大腦是身體的一部分。動物的大腦經(jīng)過進(jìn)化獲得了控制身體的能力，使身體能夠把基因傳遞下去。肌肉讓身體能夠運(yùn)動，感覺讓身體能根據(jù)周圍的環(huán)境調(diào)整動作，完成大腦的指令。大腦坐鎮(zhèn)于感覺運(yùn)動（sensorimotor）的環(huán)路之中，根據(jù)得到的信息，控制著動物的行動。不管人類大腦的成就有多大，從根本上來說，也只是動物大腦的一種升級。人類的語言能力、推理能力和創(chuàng)造力都根植于感覺運(yùn)動這一基礎(chǔ)。

創(chuàng)造人工智能可以省去有機(jī)生物必需的很多活動，比如新陳代謝和繁殖，但是不能省去人工智能的實(shí)體。正是為了應(yīng)對復(fù)雜多變的物理世界，才誕生了智能—畢竟這個世界充滿多種多樣的物體，有的是靜止的，有的是活動的。從這個角度來講，圖靈測試是不完美的，因?yàn)閳D靈測試只涉及語言。判斷人工智能的有效方法是看它如何與我們所處的環(huán)境互動。因此，要創(chuàng)造真正的人類水平人工智能，就必須制造機(jī)器人。但是，對于機(jī)器人這種實(shí)體，也有人反對。我們之后會討論反對的觀點(diǎn)，現(xiàn)在先假定這一判斷是正確的。那么， 我們面對的問題就是：如何讓機(jī)器人擁有強(qiáng)人工智能？

強(qiáng)人工智能可能就是將很多感覺運(yùn)動的專業(yè)能力結(jié)合在一起，但是現(xiàn)在我們還沒有研發(fā)出足夠的專業(yè)能力。那么，當(dāng)人們賦予機(jī)器人足夠多樣的能力時，就能產(chǎn)生強(qiáng)人工智能了嗎？即使我們忽略工程方面的困難，這一假設(shè)仍然難以讓人信服。使用這一方法制造出的機(jī)器人可能看上去很像強(qiáng)人工智能，但是很難蒙混過關(guān)。這種多功能機(jī)器人一旦遇到能力范圍之外的問題，馬上就會束手無策。世界變化這么快，肯定會出現(xiàn)它能力之外的問題。

只有當(dāng)人工智能擁有學(xué)習(xí)的能力時，或許才能跨越這一障礙。在不熟悉的環(huán)境中，人工智能應(yīng)當(dāng)能夠?qū)W習(xí)新的技能。只有擁有了學(xué)習(xí)能力，才能獲得和維持新技能。事實(shí)上，學(xué)習(xí)的能力，不管是什么形式的學(xué)習(xí)，都是建立智能的基礎(chǔ)。但是，學(xué)習(xí)是非常耗費(fèi)時間的，也是充滿風(fēng)險的。擁有普通智力的標(biāo)志應(yīng)當(dāng)是在新挑戰(zhàn)面前，不需要經(jīng)過嘗試或第三方的培訓(xùn)就能采用新的行為模式去適應(yīng)環(huán)境。

常識與創(chuàng)造力，讓機(jī)器了解世界

如何克服專業(yè)能力的缺陷，讓機(jī)器擁有普通智力？最基本的要求或許就是擁有常識和創(chuàng)造力。常識在這里指的是能夠理解日常生活中物理環(huán)境和社會環(huán)境的運(yùn)作規(guī)律。例如，一個人繞著一座建筑物走一圈，會回到原點(diǎn)。常識就是這樣的道理。又例如，一個人沿著一條路向前走，走到頭折返回來，回程會看到剛才見過的建筑物，但是順序相反。這類道理非常有用，因?yàn)閼?yīng)用的范圍非常廣泛，具有普遍性和永久性。

擁有常識意味著什么？擁有常識不代表理解事物運(yùn)行的規(guī)律，也不代表能把規(guī)律用語言總結(jié)出來。常識主要是能指導(dǎo)行動。換句話說，如果缺乏常識，就會在行動上表現(xiàn)出來。

例如，我家屋后的大公雞喜歡逃出雞圈，飛過大門，不過它總是在外面玩一會兒就想回雞圈了。其實(shí)它只需要按原路從大門飛回來就可以了，但是它似乎總是想不到這一點(diǎn)，只能在大門口焦急地踱來踱去。有些行為是可逆的—大公雞似乎就沒有這個常識。

動物的行為中雖然會有與上文類似的盲點(diǎn)，但也算擁有一定的常識。人類也擁有常識，而且常識還會擴(kuò)展到社會層面。例如，人們通過語言交流自己對世界的理解。假設(shè)你早上到了公司以后，發(fā)現(xiàn)一群同事站在辦公樓外面淋雨。你問其中一個人：“你們干什么呢？”如果她按照字面意思回答“我們在淋雨”，你可能會覺得很奇怪。如果她說“著火了”，雖然沒有直接回答你的問題，但是她明白人們對話的目的是交換信息。這就是一種常識。

普通智力的另一項(xiàng)要求是創(chuàng)造力。這里說的創(chuàng)造力不是藝術(shù)家、作曲家或者數(shù)學(xué)家的創(chuàng)造力，而是普通人也有的創(chuàng)造力，兒童特別富于這種創(chuàng)造力。這種創(chuàng)造力指的是創(chuàng)造新的行為方式、發(fā)明新事物或者用新方法使用舊東西的能力。這種創(chuàng)造力可能完全是探索性的或者只是為了好玩，就好像兒童自己手舞足蹈，其實(shí)就是創(chuàng)造了一種新舞蹈。這種創(chuàng)造力也可能有著明確的目標(biāo)，比如設(shè)計一個花園，或者想辦法減少家庭支出。這些似乎都是非常普通的人類行為，但是卻需要一個人打破原有的行為模式，建立新的行為模式，或者把原有的行為模式重新組合。

創(chuàng)造力和常識是相互補(bǔ)充的。一個人依靠創(chuàng)造力做出的新行為，需要通過關(guān)于日常世界的常識來預(yù)測其結(jié)果。一方面，只有想象力沒有常識會讓人像沒頭蒼蠅一樣亂撞，另一方面，只有常識沒有想象力會讓人僵化死板。但是，二者兼?zhèn)涞闹悄苁欠浅��?qiáng)大的。在面對新挑戰(zhàn)時，這種智能可以用想象力設(shè)計大量可能的行為，然后用常識來預(yù)測這些行為的效果。不管是人還是人工智能，在運(yùn)動肌肉或者開動發(fā)動機(jī)之前，對自己的行為帶來的結(jié)果是心里有數(shù)的。

2002 年，亞歷克斯•卡采爾尼克（alexKacelnik）領(lǐng)導(dǎo) 的牛津大學(xué)動物認(rèn)知研究人員發(fā)表了他們的研究成果：他們觀察到了動物身上表現(xiàn)出的創(chuàng)新行為。他們以新喀里多尼亞烏鴉（一種特別聰明的烏鴉）為研究對象做了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。他們把一小桶食物放在一個立著的深管子里。烏鴉在管子外面夠不著桶或者桶的提手。在研究人員為烏鴉提供一段彎曲的鐵絲后，烏鴉很快就學(xué)會把鐵絲用作鉤子把桶鉤上來。隨后研究人員為烏鴉提供了一段直的鐵絲。一只名叫貝蒂的烏鴉在沒有經(jīng)過任何訓(xùn)練的情況下，把鐵絲塞進(jìn)設(shè)備的一個小孔里，將鐵絲彎折成鉤子的形狀，然后把桶提了上來。

貝蒂的行為既富于創(chuàng)造力，又體現(xiàn)了常識。創(chuàng)造力讓貝蒂產(chǎn)生了將原本無用的鐵絲折彎的想法，同時，因?yàn)閾碛谐ＷR，所以它了解鐵絲可以被折彎的屬性。這兩種認(rèn)知的元素在動物身上產(chǎn)生了神奇的效果，在具有語言能力的人類身上效果將會更加明顯。比如，一個男中學(xué)生用一句俏皮話去取笑他的同學(xué)，這既需要語言的創(chuàng)造力，又需要關(guān)于人類心理的基本常識（當(dāng)然更重要的常識是不能這樣去取笑老師）。這只是一個小例子。但是，所有人類的成就，從金字塔到登月，都是無數(shù)個這種發(fā)明創(chuàng)造的集合。人類水平人工智能只有同時具有常識和創(chuàng)造力，才能取得這種水平的成就。