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综合学习

图灵对人工智能的作用

人工智能(AI)这个概念是1956年那个着名的达特茅斯会议上正式提出来的。到底是什么是人工智能呢,其实学界尚未有统一一致定义,目前可以归纳为从两个维度来认识这个事情:一是思考,一是行动。组合起来就是四种情况来定义智能:就是机器是否能像人一样思考,机器是否可以合理的思考,机器是否能像人一样行动,机器是否可以合理的行动。这四种定义派生出了人工智能四个流派,首先是像人一样思考派,代表就是图灵,他提出了人工智能的一种操作型的定义—图灵测试,认为通过图灵测试的机器就具备了智能。所以机器要能够通过图灵测试就需要具备:自然语言处理、知识表示、自动推理、机器学习的能力,后来完全图灵测试加上了与机器交互的要求又增加了机器视觉、机器人技术,上述这些领域构成了人工智能绝大多数的子领域。其次是像人一样思考流派,就是认知模型化方法,比较典型的是通用问题解决器GPS,核心是希望模拟人解决问题的过程。第三个流派是合理思考派,鼻祖就是亚里士多德,他提出了逻辑的方法期望通过逻辑的方法得到最合理的结论,期望通过形式化模型表达这个世界,借助严格的规则完成推理,但我们这个世界实在是太复杂,一个看上去很简单的问题的形式化描述也可能是一个极其困难的问题,需要经过大量的简化,并且很多知识并不是百分之百确定的,这是逻辑派遇到的主要困难。最后就是合理的行动派,它其实融合了逻辑派和图灵派的优势,是目前人工智能研究和工程的主要方法。

图灵对人工智能的作用

图灵是英国著名数学家、逻辑学家,被称为计算机科学之父。说人工智能,不能不说图灵。图灵曾勾勒出一幅动人图景,可以说那里就是图灵营造的一个人工智能的世界。在那个世界里,具有自主“学习”和“思考”能力的机器分担了人类在各个领域的工作;能“思考”的机器通过“自主”的学习可以成为工程师、医生、诗人、棋手、科学家、画家、音乐家……凡是人类能做的工作,能“思考”的机器都可以做。图灵的设想及其验证方式(图灵测试)为人类塑造了一幅全新的世界图景。

6年图灵的这篇文章以“机器能够思维吗?”为题重新发表,此时,人工智能也进入了实践研制阶段。图灵的机器智能思想无疑是人工智能的直接起源之一。

对于“机器学习”而言,算法、指令、逻辑、规则等具有相同的本质,但图灵对创造“学习机器”,特别是“儿童机器”而言,“规则”与“规则的规则”具有完全不同的意义,图灵认为,这是人工智能的基本性质:

在人们心中,艾伦·图灵的「模仿游戏」(一台机器作为被测试者试图说服一名人类测试者自己是人而不是机器)长久以来被认为是人工智能的终极测试。图灵测试虽没有完全过时,但目前通过测试的 AI 借助的多是欺骗而不是真正的智能。人工智能专家宣称,是时候用一系列方法取代图灵测试了,这些方法可以全方位评估人工智能。真正的智能机器应能够理解含糊不清的表述,把零件拼装成家具,通过人类四年级的科学考试,甚至更多。这些任务对于机器的困难程度充分证明:抛开炒作不谈,人类水准的人工智能依然遥不可及。

我们的文章“智能哲学:‘第三问题’与图灵的‘模仿游戏’”一文[1]着重指出了图灵提出的“模仿游戏”的真正意义和价值,揭示人、机之间的复杂层次关系,本文结合我们对当前人工智能中“机器学习”问题的研究,进一步讨论“机器”与“学习”之间所隐含的人、机复杂关系。我们从图灵的一贯思想出发,发微图灵论文“计算机器与智能”[2]中所包含的丰富思想,特别是文章中第7章的内容。很明显,作为当前人工智能主流的“机器学习”与图灵所探讨的“学习机器”,其思考的角度和深刻性完全不同,启迪良多。

回顾图灵奖50年的历史,欣喜地发现人工智能亦是图灵奖不断鼓励、不断发现的重要话题。也许我们纪念图灵无论是以图灵机、图灵测试还是图灵奖也好正是因为他的思考是计算机的起点,而直到80年后炙手可热的AI仍能从他的思考里找到启迪。下面,就让我们来介绍几位获得图灵奖的人工智能科学家和他们的傲人成就。

“学习机器”(图灵)与“机器学习”(当前AI的主流工作)这两个概念的不同就在于人(研究者)在人、机关系中的地位,也就是我们一直重视的人、机伦理关系。我们强调,图灵一直是作为机器的创造者角色进行思考的,他主要思考的是机器的“状态”,所以他细致地分析了机器的“亚临界”与“超临界”这两种状态,以我们现在习用的术语来说,这就是“线性的”和“非线性的”(指数的)两者本质的不同。

图灵机模型一经提出就得到了科学家们的认可,这无疑给了图灵莫大的鼓励。他开始鼓起勇气,展开想象的翅膀,进一步思考图灵机运算能力的极限。1940年,图灵开始认真地思考机器是否能够具备类人的智能。他马上意识到这个问题的要点其实并不在于如何打造强大的机器,而在于我们人类如何看待智能,即依据什么标准评价一台机器是否具备智能。于是,图灵在1950年发表了《机器能思考吗?》一文,提出了这样一个标准:如果一台机器通过了“图灵测试”,则我们必须接受这台机器具有智能。那么,图灵测试究竟是怎样一种测试呢?

图灵完备,从字面上就可以看出,这个名词是和图灵有关的。他是英国的牛人,是数学家/逻辑学家/密码学家,叫阿兰麦席森图灵(1912~1954),他在二战期间提出一种抽象计算模型将人们传统的使用纸笔进行数学运算的过程,进行抽象,由一个虚拟的机器替代人们进行无数次的数学运算。这也是现在计算机的雏形,这个人就被称为计算机科学之父,大家就把这个虚拟的机器叫图灵机。现在有一些人工智能领域的人也认为图灵是人工智能之父,因为人工智能也是为了达到让机器替代人运算做事的目的。

图灵接下来讨论了一系列人和机器智能的问题。在1950年的Mind杂志上,图灵就人工智能这个话题发表了另外一篇论文“Computing Machinery and Intelligence”。在这篇论文中,他提出了“机器能够思考吗?”这个问题。他认为思考和机器(读者可以认为AI)的定义过于模糊,为此给出了知名的图灵测试来回答这个问题。

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