
童亨茂
中国石油大学(北京)地球科学学院
人工智能(Artificial Intelligence, AI)自20世纪中叶诞生以来,经历了从理论萌芽到技术爆发的跨越式发展,目前已成为科技界和社会大众的热点,也是未来科技发展的热点方向。
虽然1956年达特茅斯会议上“符号主义”(Symbolicism)范式的提出作为AI的起点、“深度学习”(Deep Learning)和“强化学习”(Reinforcement Learning)概念的提出和技术实现是AI发展的重要节点已没有太大的争议,但对于AI的本质(如机器是否具有像人类一样的理解能力等)和发展趋势,学术界依然是见仁见智,还存在不同的认识。
2017年AlphaGo的横空出世,对笔者产生了强烈的触动,并激发了对AI的深切关注(笔者和AlphaGo研发的首席工程师黄士杰(Aja Huangshan)一样是围棋爱好者,同为业余5段)。应邀参加2019年在北京召开的“华商人工智能高端论坛”研讨会并做大会报告又是一重要契机,让笔者集中精力对AI的本质和未来发展方向作了深入的思考,并在会上作了题为“人工智能发展的3个里程碑及其启示”的大会报告。本文以这一报告为基础,结合这几年的观察和思考编写而成。
1.人工智能本质的理解“智能”有多种定义,但涵义大体相仿。按照网络(百度)上的定义,智能是智力和能力的总称。其中,“智”指进行认识活动的某些心理特点,“能”则指进行实际活动的某些心理特点。可以简单地理解为“智能”是对事物或事件具有认识(包括感性认识和理性认识)和处理能力的精神特征。
大家都能感觉到AI和人类智能有差异,但这种差异学术界也还存在不同的理解(如AI有没有理解能力?等)。按照笔者的理解,“感性认识”的本质是探测外界物理和化学信息的能力及过程;“理性认识”的本质是对信息进行抽象(“符号化”)和逻辑加工的能力及过程;“处理能力”的本质是按照一定的规则对探测到的信息进行处理的能力。按照这一理解,AI确实具有“智能”的特征,与人类智能具有共同之处。
然而,AI与人类智能的差异也是显而易见的。从“感性认识”方面,人类不同个体的探测器官(各种感觉器官)、探测过程(看、听、闻、品、触)和探测结果都比较相似(如有正常味觉的人,品盐都会有咸的味道),而不同类型AI(如AlphaGo、自动驾驶、扫地机器人等)的探测系统(是针对不同的探测对象来设计的)、探测过程和探测结果(得到各种类型的数据)可以是完全不同类型的(如自动驾驶的AI完全没有味觉功能);从“理性认识”方面,人类不同个体对同类信息进行抽象(“符号化”)和逻辑加工均有各自的体系和结果,抽象(“符号化”)和逻辑加工的规则是个性化的,而AI对同类信息进行抽象(“符号化”)和逻辑加工的过程和结果往往比较相似,抽象(“符号化”)和逻辑加工的规则(算法)是比较确定性(程序化)的;在“处理能力”方面,机器的计算能力远超越人类(如一台超级计算机的运算能力超过全球人类个体的总和),一旦机器具备这方面(如下棋、打球、开车)的能力,AI就就会远远超越具体的人类个体(如改进版的AlphaGo,下围棋的水平已远远超越人类,对具体的人类个体构成降维打击),而且稳定性也占绝对优势。
通过上面的分析,AI和人类智能既有共性(具有“智能”的基本特性)又有显著差异,其中计算能力的差异是AI与人类智能最根本的差异。差异的基本原因是,虽然人类智能的基础(以大脑为核心的各种认知器官的总和)比较相似,但认知对象、认知过程(主要是其中的逻辑)和认知结果都是个性化的,而AI是人类集体智慧的结晶,认知对象是人类选定的,认知过程是按照人类设计的算法进行的,认知结果事比较确定性的(决定于数据和算法)。
按照上述分析和理解,AI的本质是:AI是人类(部分个体的结合)在揭示所从事事项规律(规则)的基础上,把规律(规则)用数学和文字表达出来(“符号化”和“逻辑关联”的过程,具体表现为程序的实现,算法是其中的核心)后,再用以计算机为核心的设备进行探测、分析、处理和实现的一套系统(广义的机器)。AI是人类集体智慧的结晶。
这样,AI的开发和发展,规律(规则)的揭示是基础,规律(规则)的“符号化”和“逻辑关联”(算法的形成)是关键。
2.人工智能发展的3个里程碑基于以上对AI本质的理解,加上计算能力已比较强大,AI的发展程度(或高度)主要取决于所从事事项规律(规则)的复杂程度(AI的发展程度与所从事事项规律(规则)的复杂程度正相关)。这样,根据所从事事项规律(规则)的复杂程度,笔者提出AI发展(及未来发展)的3个里程碑!
2.1 里程碑1:从事事项规则简单,但需要大量计算的AI彻底超越人类个体。笔者把AlphaGo的出现作为该里程碑树立的标志!
围棋,被誉为人类最复杂的智力活动,但实际上规则非常简单。笔者把围棋的规则概括为:①黑白方轮流在交叉点(19×19)下子,黑先;②对方剩下一口气可以提子(吃掉);③不能立刻提刚落下的子(打劫规则);④最终占领交叉点多者胜(黑方需贴目)。谷歌Deepmind 团队研发的AlphaGo于2017年战胜李世石(当时世界围棋第一人),2018年,AlphaGo的改进版(Master)彻底战胜人类,笔者也把2018年作为AI发展里程碑1树立的时间节点。
里程碑1树立后,对于简单规则的事项(如球类、弹琴等),AI都能彻底超越人类(但具体的AI需要有人去研发)。
2.2 里程碑2:以从事常规规则的典型事项(常人都能理解和掌握的事项,如开车,聊天,搞卫生、家政服务等日常生活中的事项)的AI彻底超越人类个体作为标志!。
常规规则 指的是普通人通过简单的培训就可以理解和掌握的规则(如无轨道路交通规则)。常规规则的特征是普通人很容易理解和掌握,但涉及的对象和内容比较多,尤其是还具有时间维(动态的)。
针对从事常规规则事项的AI,多个国家和机构都在研究,目前已有突破(如汽车自动驾驶目前已进入实际道路测试阶段,Chat-GBT、Deepseek等大语言模型也已有重大突破,其中卷积神经网络(CNN)、循环神经网络(RNN)等技术在计算机视觉、自然语言处理领域全面爆发发挥了关键作用)。考虑到汽车驾驶水平高低的标准(安全性、速度和舒适度)比较明确,而语言表达、家政服务等方面水平缺乏定量的衡量标准,笔者把以无人驾驶AI的成熟(包括安全性、速度和舒适度彻底超越人类个体)作为该里程碑树立的标志(目前还未树立)!笔者预测2030年该里程碑能树立。 谁能树立这个里程碑,决定着谁能抢占AI发展的制高点。按照笔者的理解,这是强国之间(如中国和美国)科技竞争的核心。
这一里程碑树立后,对于常规规则事项(如开车,聊天,搞卫生、家政服务、快递、宾馆服务等日常生活中的事项),AI都能彻底超越人类(但具体的AI也需要有人去研发)。
该里程碑树立后,笔者预测在5-10年的时间内(2035-2040年),该类AI在强国中能实现一定程度的商业化普及。到这一阶段,先进地区的服务行业基本上会被AI所取代,人类在日常生活中将得到比较彻底的解放。
2.3 里程碑3:以从事复杂规则事项的AI彻底超越人类个体作为标志!。
复杂规则,这里指的是只有人类专家才能理解和掌握的规则(如三维反射地震资料构造解释)。目前,这方面的AI处在起始和探索阶段。考虑到地震资料构造解释水平高低的标准(解释的准确度和速度)比较明确,笔者把地震资料构造解释AI的成熟(包括解释的准确度和速度彻底超越人类个体)作为该里程碑树立的标志(目前还未树立)!笔者预测2050年该里程碑能树立。 谁能树立这个里程碑,决定着谁能得到AI发展的主导权。按照笔者的理解,这是强国之间科技竞争核心中的核心。未来谁能树立这个里程碑,决定着谁能主导AI的发展,意义非同凡响。
这一里程碑树立后,对于复杂规则事项(如地震资料构造解释、天气预报、油气勘探、矿产开发等等专业领域中的事项),只要该事项的规律(规则)得到人类的破解,并能用数学和文字表达,AI就能彻底超越人类(但具体的AI也需要有人去研发)。到这一阶段,先进地区的各种行业基本上会被AI所取代,人类总体将得到比较彻底的解放。
这里需要指出的是,AI的基础是规律(规则)的破解,而这是无止境的(如天然地震规律的基本破解估计还需要50年),因此,人类专家的工作也是无止境的。
另外还需要指出的是,里程碑3树立后,开发具体类型的AI必须受道德和伦理约束,这是各个国家和国际社会必须充分重视的,必须制订严格的制度和法律,否则后果会十分严重(笔者这里不做具体的阐述)。
3. 展望AI的发展会带来人类一系列的变革(如生活方式、学习方式、生产方式、产业结构等),这种变革,笔者认为总体是积极的和正向的。工业革命以来,机器超越人类个体技能的事情不断地发生着(如汽车发明后,人类就不会再去与汽车比空间移动的速度;纺织机的织布能力远超过最优秀的纺织工人;最厉害大力士的力量与大型起重机相比只是九牛一毛等),同样,随着AI的发展,机器超越人类个体智能的事情也将不断地发生(如围棋和象棋机器就已完全超越人类个体)。这种超越,带来的主要是生产力的解放、人类生活的便利和效率的提升,对人类总体而言是积极的和正向的,是人类文明的进步,总体大可不必恐惧。但由于国家(人类人为设置的客观精神围栏)的存在、地区和行业的差异、人类个体的不同等原因,AI未来的发展,对具体不同的国家、行业、集体、个人带来的作用是不一样的,还很有可能是负面的。为了能享受AI给人类总体带来的红利,国家层面的提前设计和布局、行业和集体的提前规划、个人的提前预测和谋划就显得特别重要和迫切,否则,没有远虑,必有近忧!
期望我国AI的发展在未来在全球能处于领先位置,同时期待人工智能发展3个里程碑的思想对AI发展的布局、规划和谋划具有一定的参考价值。
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