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人工智慧發展路徑漫談

名科幻作家阿瑟•C•克拉克說過這麼一句話:任何足夠先進的科技看上去都無異於魔法。

接下來,讓我們聊聊時下一個大熱的話題——人工智慧(AI)。人工智慧將走向何處?我會就此談一些看法,但有言在先,我提出的一些設想目前來看可能顯得過於魔幻了。但就像克拉克說的那樣,如果設想不夠魔幻,它所描述的技術就還不夠先進。

所以呢,既然我們要思考的是人工智慧未來的發展,就有必要思考一些看起來接近魔法的事。目前大多數人談論的人工智慧,主要是探索運用數字技術來解決問題的方法,這固然既有趣又有用,但我的興趣還是在於從新的角度來研究此前沒有人想到的人工智慧發展方向,那結果就很可能等同於魔法。

2016年4月,物理學家霍金(右)與著名投資人尤里·米爾納(左)聯合公布了「 突破攝星」計劃。1-2-很多

我以前有個朋友,我們會不時爭論一下某個特定的範疇中包含多少組成元素這個問題。我的主張是,某個範疇可能由比如100萬個元素構成。而我的這位朋友更有想象力,思考問題也比我更有效率。他總是告訴我,要解讀這個世界,三個數量詞足矣——1、2和很多。凡大於2的,不管是10、100萬還是哪怕1000萬億,都可以用「很多」來概括。宏觀地看,質變只發生在這三個數量級上,其他只是計數大小的問題,數字本身不會再告訴你太多其他的信息。

在為人工智慧加以歸類時,我這位朋友提出的這個「1-2-很多」法則很有用。簡單地說,人工智慧就可以分為「1、2、很多」這三類,具體來說:

第一類是「精益人工智慧」(Lean AI),這相當於人工智慧中的「1」。這種人工智慧非常強大,又非常非常精細和有效率。這種智能的載體,可能只是10個細胞、10個原子,甚至1個原子。未來我們需要在很多場合用到這種人工智慧,我會在後文中舉出一些例子。

第二類是增強人工智慧(Augmented AI),這相當於人工智慧中的「2」。這種人工智慧是人類大腦與科學技術相結合的產物,比我們目前最聰明的頭腦還聰明許多許多倍。它賴以建立的基礎還是人腦,但輔助技術也必不可少。這類似於殘奧會短跑項目上的「刀鋒戰士」,用高科技刀片狀假肢武裝起來的殘疾運動員可比我們普通人跑的快得多。

第三類是外星人級別的人工智慧(Alien AI),這相當於人工智慧中的「很多」。或許有人會說,我們根本沒辦法想象外星文明的水平,又如何去定義和實現它呢?這說的沒錯,但我們至少可以大膽地設想一下,並朝著這個方向不懈地努力啊。

劃分出以上類別之後,我們再詳細地談談每一種人工智慧的特點。

加拿大科學家近期宣布研製出一款可以在人體血管內運行的納米機器人,它能精準地鎖定癌細胞並投遞藥物。精益AI側重微觀尺度

現在精益製造和精益供應鏈概念已經比較普及了,人在這些方面非常擅長。所以,精益人工智慧說不定會由人發明出來。

什麼是精益人工智慧呢?類比一個例子來說,最近我看了一個科普類視頻,說的是一個細菌追獵另外一個非常小的細菌,後者可能是病毒。每當小細菌想逃,獵手細菌就會追隨它調轉方向並繼續追蹤。這個獵手完全無視附近其它的細菌,它的唯一目標就是吃掉小細菌。最後,它成功了。

這個獵手細菌估計是由十幾二十個細胞構成的,算得上相當小,但它能夠像大型動物那樣有目的地行動,追逐小細菌並吃掉它。所以它其實是一個超小的、擁有相當智力的機器。在我看來,這就很像魔法了,所以我會把它當做精益人工智慧的一個好例子。

再舉一個與鳥類有關的例子。鳥不光是能飛,它們還會做一些相當驚人的事,比如可以以非常高的準確率將自己導航到幾千公里以外的目的地。在不用GPS和手機地圖的情況下,你說它們是如何做到的呢?這真是太驚人了。除此之外,還有很多種鳥會用紙片和樹枝製造工具並使用它們。不但鳥類如此,現在我們還知道有些昆蟲也能製造和使用工具,並且有成熟的社交生活。

以前人們都以為動物中只有人才會製造和使用工具並具備成熟的社交能力,其它生物是不可能做到這些的。因為人類擁有真正的大腦,其他動物的腦容量非常小,無法獲得做這些事的能力。顯然這些人想錯了,後來的科學發現表明,雖然鳥類甚至昆蟲的大腦很小,但它們也有精益智能。我們還不知道產生這種智能的原理,所以它看起來很像是魔法。

今年4月,物理學家霍金與著名俄羅斯投資人尤里•米爾納(Yuri Milner)共同提出了「突破攝星」(Breakthrough Starshot)計劃:提前將郵票大小的克級自動化太空飛行器發射到近地軌道,使其張開納米光帆,然後從地球上用激光照射光帆,使飛行器在幾分鐘內加速到光速的1/5,這樣可使其在20年內飛抵半人馬座的比鄰星並傳回圖像。從理論上說這個計劃是可行的,但必須解決很多目前看來難度極大的挑戰。在控制這種微小飛行器飛行的環節,看來是用得上精益人工智慧的。有趣的是,在這個計劃中,人類研究「微小」人工智慧的目的是研究「巨大」的星球。

還有,科學家發明了用於醫療的納米機器人,這種機器人小到可以被注射到人體中,然後利用其攜帶的藥物殺死癌細胞,這一技術顯然也要用到精益人工智慧。除此之外,精益人工智慧還有非常多的應用領域,如運輸、採礦等。

以目前人類的科技水平而言,研發精益人工智慧還是一個巨大的挑戰,可能需要結合數學運算、VR等大量前沿技術。

在科幻電影《星際穿越》中,男主角穿越黑洞到達五維空間,並得到了其中高智慧生物的幫助。增強AI的馬太效應

有越來越多的證據表明,目前人類只自主運用了自身全部智力的一小部分,還有很多思維活動沒有被納入到有意識的管理中。也就是說,事實上人類還有大量的智力有待開發運用,所謂「傻瓜天才」群體的存在就證明了這一點。達斯汀•霍夫曼在電影《雨人》中出演的角色就是一個傻瓜天才:他看上去智商很低,但是在數學計算方面具有超乎常人的能力。這個角色在生活中存在大量原型,他們通常具備成為優秀的數學家或藝術家的能力。

人類大腦具備驚人的能力,但大多數人並不知道如何充分調動使用。我們可以採用人為手段來激發大腦的潛能,比如藥物、智力訓練甚或發明某種特定的機器,來提高大腦自然智能的效率。科技與大腦的結合可能會使我們掌握無與倫比的智能,這種技術與實體的結合形式類似於時下流行的增強現實(AR)。

過去人們認為大腦思考是通過神經元放電相互交流來實現的,現在這方面的研究有了新的進展。科學家發現,大腦中的神經膠質細胞在思考過程中發揮著重要作用,大腦的90%是由這種細胞組成的,它們彼此間通過化學信號而不是電信號進行交流,更具體的工作原理現在還不得而知。一旦這方面的研究取得進展,就可以人為地促進這種思考過程,讓普通人也能獲得傻瓜天才在某個領域的超常能力。不管使用藥物還是機器激發這種能力,我們都將獲得超出平常的增強人工智慧。

增強智能研究還可以利用到仿生學技術。我們知道,花枝除了正腦之外,每一條觸手上還有一個附腦,附腦的神經元系統能夠指揮每條觸手獨立動作。花枝不但會使用工具,有先進的社交能力,還會想辦法從我們認為不可能逃脫的地方逃走。由此可見,花枝的各大腦之間能夠很好地配合,從而產生很高的智能。在研究增強智能技術的時候,我們也應該參考大自然中擁有不同大腦結構和思維方式的動物。

總之,增強智能是人工智慧發展的一條合理途徑,它讓人工智慧的載體不只限於機器。這種智能具有一定的優勢,因為它源於人類自身的智力,而且科學家對人的大腦已經有了一定了解。一旦弄清楚神經膠質細胞的工作原理,我們很可能找到其它目前尚不可知的提高增強智能的途徑。

參與SETI@home的志願者可以利用自己電腦多餘的處理器資源運行一個免費程序,來分析射電望遠鏡收集到的數據。這個項目自1999年5月17日正式運行,於2005年關閉,一共吸引了543萬用戶參與,他們的電腦累計工作時間長達243萬年,但是沒有發現存在外星文明的直接證據。圖為SETI@home 軟體的運行界面。實行宇宙拿來主義

或許你聽說過SETI@home,這是一個利用全球聯網的計算機共同搜尋地外文明的科學實驗計劃,很多科幻電影的情節中都提到過這一點。能夠到達地球的外星人肯定具有極高的智力水平,這屬於那種「很多」級別的人工智慧,或者叫超級人工智慧。如果我們能學會像外星人那樣思考問題,人類的整體智力水平將有巨大的提升,這也是研究人工智慧的一個路徑。

外星人是如何思考問題的呢?目前沒人知道,畢竟我們都沒見過外星人。從何處著手破解這個問題呢?一個可能的方法是,去想象外星人生存的極端環境,然後嘗試想象並弄清楚具有什麼樣智力水平的生物才能在那種環境中生存下來。目前我能想到的有多維空間和平行宇宙這兩個角度。

多維空間中的智能 你聽說過弦理論嗎?這是一個物理學假說,目前還沒有得到證實,說不定永遠都無法證實。這個理論非常有趣,部分原因在於它認為最多可能存在11維空間。如果這個理論是對的,那麼宇宙中還有八個我們看不到的維度,至少是不能輕易地看到。如果在比三維空間更多維度的空間存在智慧生命,他們的智力形式和結構是怎樣的?他們是如何思考的,又如何看待我們人類呢?

可能有些人覺得研究這些想法太不現實,純粹是浪費時間。但研究純科學就是需要滿懷探索精神,研究的很多課題最初看上去都是沒有用的,而最後的結果證明它們非常有用。哪怕我們能找到上面提出的這些問題的部分答案,就可能讓我們學會完全不同的思考方式,開啟人工智慧研究的新篇章。

平行宇宙中的智能 很多人聽說過平行宇宙理論,這種理論認為,存在大量從某個宇宙中分離出來,與原宇宙平行存在、既相似又不同的其他宇宙,平行宇宙的數量可能是無限的。這個理論給我們提供了另外一個研究新型人工智慧的途徑:如果確實存在其它宇宙,那些宇宙中存在什麼樣的智能形式呢?

在我們生活的這個宇宙中有一些基本的物理常數,比如真空中的光速是一個恆定的數值,它不會隨測量地點、測量時間及所用的測量儀器和材料的不同而發生變化。科學家們猜測,在其他平行宇宙的物理法則中,這些常數可能是不同的,那裡可能不適合生命存在,但也可能更適合與我們完全不同的其它形式的生命生活,在深海海底光線無法到達的極端環境中生活的那些生命就是一個旁證。這些生命探索外界的感覺方式,包括視覺、觸覺、嗅覺、聽覺、味覺等,和我們完全不同。如果確實如此,那麼問題來了,在平行宇宙中不同物理常量下生存的智能生命長什麼樣?它們的智能遵循什麼原理,是何種結構?

總而言之,這種「1-2-很多」法則能進一步打開研究視野,開闢人工智慧研究的更多方向。這並不是說現在主流的人工智慧研究沒有價值,它們當然很有價值。但如果我們想找到全新類型的智能,必須大膽開拓新的空間,嘗試新的方法,這樣才能獲得更有趣、更有用的人工智慧。

文 | 泰德•普林斯

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