人工智能的跌宕起伏,可以拓宽认知边界的一本书

1809年,拿破仑攻入奥地利,为了消遣,在美泉宫与人对弈。

拿破仑一开局就抱着一种看好戏的心态,先是抢先开局,接着又不按正常棋路开始下棋。

第一次,与他对弈之人把棋子拿回原处继续下,第二次,与之相同。

到了第三次,大家抱着看热闹的心态看对弈之人的反应,结果,他做了一个惊呆众人的动作。

他突然发力,一掌推倒了所有的棋子。

大家惊呆了,竟然对刚打进来的占领国皇帝发火。

没想到,拿破仑被彻底逗乐,哈哈大笑之后,开始认真下棋,最终在坚持19步之后认输。

大家一定十分好奇,如此胆大妄为,又棋艺高超之人究竟是何方神圣?

它是匈牙利发明家Kempelen Farkas发明的一个只要用摇杆输入动力就可以和人下棋的人偶机器人。

其棋艺之高超几乎打遍大西洋两岸的所有权贵,当时的腓特烈二世,富兰克林等都是它的手下败将。

虽然有传言说,机器人里面有一个棋艺高手,但是这大概是人工智能最早的雏形了。

随着科技的发展,人工智能对于我们来说不再是遥不可及的梦,而是切实可以应用到实际生活,并且给我们的生活带来便利的科技。扫地机器人,陪伴孩子学习游戏的阿尔法蛋。

但是,随着人工智能的高速发展,一些负面言论、焦虑情绪也开始在人群中传播,比如,人工智能会不会取代人的工作,造成大量人员失业,甚至是,人类会不会因为人工智能而走向灭亡等等。在这里,日本的从业人员山本一成在《你一定爱读的人工智能简史》中为我们揭开了人工智能的神秘面纱。

山本一成是世界人工智能领域的代表人物。他开发的“PONANZA”程序与IBM公司的“深蓝”,谷歌公司的阿尔法狗并称人工智能史上的三大标杆。他以PONANZA的日本将棋为例,向我们解释了人工智能中的核心本质,机器学习,深度学习和强化学习,并且就人工智能的发展与未来以及人类的关系给出了自己的看法。

(为了方便,作者在下边的介绍中都是以日本将棋为例!)

01 机器学习。

在21世纪,大部分人都接触过电脑,我们应该都知道,电脑最强大的就是计算和存储。但是在人工智能中,电脑更需要的是能够及时做出合适的反应和判断。

人类之所以被称为灵长动物,是因为人们具有“智慧”。何为智慧?即会对未来的形势做出判断。而判断的依据则是通过搜索以往的经验,进行评估,从而对做出判断和选择。而电脑显然不具备这样的能力。即使把将棋所有的棋面全部输入电脑,电脑也不具备这样的评估能力。

或许有人会想,把人类智慧全部输入电脑不就好了吗?但是这种方法也被否决,原因在于,人类无法向外界全盘传递自己的想法。比如,这个东西我们都知道是杯子,但是它为什么是杯子?为什么不是桶、盘子之类的?这些是没办法通过代码来向电脑传递的。

而机器学习是指尚不能完全理解人类的学习方式,但是可以模仿人类学习行为的一种计算机技术。它就像我们人类的监督式学习,在老师的指导下获取知识。而这里,老师是程序员,而电脑也是学生。

以将棋为例,人类无法告诉电脑,为什么走这一步棋是对的,但是可以假定职业棋手落子后的局面比其他落子点会导致的局面更胜一筹,并让电脑对此进行机器学习训练!而机器学习技术的导入,令电脑将棋技术突飞猛进最终打败职业棋手。

山本一成将之称为人工智能自程序员毕业。

02 深度学习

深度学习是机器学习中的一种。

科学,大多是还原主义,即将整体拆解,若可以分别理解各部分的构造,进而可以理解整体。

而深度学习多为无法解释的黑魔法,看不见摸不着那些复杂的数理,只能依靠感觉来推断。智能系统的性能越高,其可解释性就越发不强。所以,对于深度学习所呈现出来的效果,我们不明白电脑程序的理由和道理,我们无法真正理解为什么在程序输入中输入这个数值就可以实现?为什么输入这个代码的组合是有效的?只能通过经验和实践来验证它是有效的。对于种种不明白的成功,称之为黑魔法。

在《你一定爱读的人工智能简史》中,山本一成为我们介绍了懒散的并列性和脱离两种黑魔法。

我们都知道CPU的多核技术,单核处理器,双核处理器,4核处理器等,等于一个CPU有一个,两个,4个大脑等。它的厉害之处在于,可以用两个以上大脑共同处理原本只用1个大脑处理的问题。我们称之为“并列处理”。

何为懒散的并列性呢?在这里,山本一成给我们举了一个例子。由多个厨师做一道菜,最快做出的那个提供给客人,在做菜过程中,把发现的有利信息共享给大家,也称为懒散的信息共享法。

而脱离是用以防止深度学习进行过度学习的技术。简单来说,让深度学习从全盘记忆转向特征记忆就可以了,即让深度学习试着提取一些本质的特征。比如,刚开始说的杯子记忆,不可能让电脑把所有的杯子都记住,只需要记住一些特征,不管杯子是在图片的哪个位置,杯口朝着何种方向,都能判断出来是杯子。

03 强化学习

人类与人工智能都会通过监督式学习和强化学习两种方法进行学习。

在《你一定爱读的人工智能简史》中,山本一成,通过剑道和茶道中的守破离来解释这一概念。

守,指最初阶段咱遵从老师的教导与流的教诲、示范动作及技法,认真练习,掌握基础。

破,指基础牢固后开始思考其他老师及流派的教诲,汲取其中优秀技能,充分锻炼精神和技术两个方面。

离,指离开原有的流派,自创招式,另辟蹊径。

在强化学习中,计算机会对未知的环境进行随机搜索并反馈其结果,在重复反馈的过程中,评估被不断强化,因此称为强化学习。

在导入强化学习后,电脑将棋不再使用职业棋手的棋路做模板,而是选取可能对棋局有利的七八步棋实验,搜索这些走法的好坏,再将结果反馈给电脑,进而调整走法。

在书中,山本一成还介绍了电脑围棋使用的蒙特卡洛法等,感兴趣的可以阅读。

在最后,关于人工智能与人类的关系,山本一成的认知是人工智能是人类创造的自己的孩子,孩子以后会超越自己,我们可能会有失落不舍,但是更应该为之自豪,至于他对于我们的危害,我们都知道孩子是以大人为蓝本的,我们能做的是加强自身的道德管理,为他们树立榜样,灌输孩子正确的伦理观念,使之成为优秀的孩子。

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