刍 议 人 工 智 能

袁震东

一、人工智能的需求与热潮来临

1.发展核电需要人工智能

九十年代末在香港会展中心召开过一次控制系统的安全性国际学术会议与会者提出了许多加强控制系统安全性的理论与方法。美国核电部门派出了几个观察员来参加会议。在会上这些观察员专心听取专家们的报告,但总是一言不发。休息时,我问他们,你们敢不敢在核电站用这些方法。他们的答案是否定的,他们认为现代控制理论是建立在系统的数学模型上的,而核电事故绝大多数是突发的,很难用数学模型来描述。但能否可用人工智能来找出事故的苗子值得研究。一旦出现不可避免的事故也需要智能机器人来处理。在有潜在危险的环境工作可以让智能机器人来承担。

2.利用人工智能解决非线性控制问题

我国著名控制论专家、数学家关肇直先生生前在讲到非线性控制时说,“非线性问题很复杂”。因为你说它是线性的,这是明确;说它是非线性那就复杂了。关先生顺手拿起讲台上的一个玻璃杯,说这是一个杯子,是明确的。如果你说我们研究非杯子问题,那么研究对象就有无数个可能。此时,需要人工智能来帮助识别是哪一种非线性。

3.利用人工智能完成一些需要智力的工作

人工智能的软件可以代替银行的出纳员工作;人工智能可以实现无人驾驶汽车、飞机也可以由人工智能代替人的驾驶。于是,不少人认为人工智能的机器将替代人的智力劳动,许多行业将出现更多的失业人员。更有甚者认为智能机器人将统治全人类。

4. 解决复杂决策问题

2016年年底,谷歌的AlphaGo(人工智能围棋算法)打败了全世界所有的顶级围棋高手,人工智能研究掀起了一个热潮。目前人工智能的应用领域正在扩大。

5. 研究人工智能可以推动脑科学研究

要发展人工智能必须研究脑科学,反过来人工智能的研究也可促进脑科学研究。

二、从自动控制到人工智能

人工智能不是凭空而来的,它与自动控制有着血缘关系。

设想在二次世界大战的伦敦空战时期,有一架飞机在你头顶9600米的高空飞过,并投下一颗烈性炸弹,而你有高射炮,此时你对准飞机发炮。由于飞机飞得很快,当炮弹到达高射炮发射时飞机所在的位置,飞机已经向前飞行了1.6千米,怎么办? 维纳用平稳时间序列的外推方法解决了这个问题。当时维纳在美国麻省理工学院工作,是当时美国的天才数学家。他写了平稳时间序列的内插(滤波)和外推(预测)的报告,而且教会了炮兵工程师。同时,维纳的团队为高炮发射研制了一个自动化装置进行炮弹射击,这个装置称为自动瞄准器。但是,瞄准器射击并不成功,所发射的炮弹在接近目标飞机时发生了震颤,就像有神经性震颤病的老年人用勺子喝汤,勺子越近嘴震颤越厉害。维纳想不明白是什么原因,维纳就请教哈佛大学的医学教授阿特罗-罗森孛洛斯(Arturo-Rosenblueth),阿特洛说,在神经疾病中,有一种叫做目标震颤的病,其表现与瞄准器瞄准目标时的现象一样。这就是说,人体与自然界一样,体内存在着竞争。1943年维纳与罗森孛洛斯联合发表一篇论文《运行状态、目标的目的论》。1948年维纳根据治疗精神病的经验,提出了反馈的概念,出版了《控制论》,此时维纳与人工智能仅一步之遥。

罗森孛洛斯是最早研究神经元的学者。芝加哥大学的Warren McCulloch 和他的学生Walter Pitts 理解神经元(neurons)是一种逻辑机器,它们是否被激活依赖于从另一个神经元发出的信号,以此他们开始研究大脑的结构和运行。

科学史专家皮埃尔-拉梯尔(Pierre Latil)说,他曾经鼓励维纳出版《控制论》,但十几年后他认为真正应该发展的是机器智能,即今天所说的人工智能。

三、人工智能的发展远景如何?

如果让起重机参加举重比赛,那么举重冠军会一败涂地,但是不会有人讥笑举重冠军的无能,而会感叹人类创造这样的起重设备的伟大。今后人类对于人工智能会习以为常,不会把它看作是对人类的威胁,不会把它与人类的智能相提评论。

已故北京大学教授马希文在《人工智能的极限~计算机不能做什么?》一书中罗列了计算机处理问题的三个必要条件:

1.必须把问题形式化

非要把非形式化的过程转化为形式化。如果把形式化的过程形式化,就要把这个新的非形式化问题形式化,如此产生递归过程。

2.命题为真或有极限

用计算机进行决策、判断,只有命题为真时或有极限时,才可能在有限步内判定,而命题为假时,不可能在有限步内判定,结果无限搜索,永远报告:“现在还不真”。但永远不能判定它为假,因为下一步也许会判定其为真。

3.在合理时间内完成

任何算法,计算机必须在合理时间内完成,此外大脑的运动、生物体内的运动能否能归结为物理运动、机械运动?质化量,在一定条件下是可以的。超过一定条件,又成为质的问题。

四、人工智能热之后

从马希文教授的分析,我们可以看到:人工智能的推动者是人,如果没有人把有关的过程形式化,计算机不可能理解它的任务。即使计算机能自动生成新的程序,形式化过程的设计和总体的工作目标需要人去制订。因此笔者认为:

1.将来有些部门的工作由人工智能的机器人来做,但不会所有的工作都可以由机器自主来完成。

2.人工智能热潮过去之后,人们仍需要研究自然科学,研究哲学和艺术,研究天体物理,研究数学。

3.智能机器人统治世界的局面,目前看来还不会出现 。

笔者知识有限,以上观点是否正确,欢迎各位批评指正。

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