發(fā)信人: GzLi (笑梨), 信區(qū): DataMining
標(biāo)  題: （轉(zhuǎn)載）[推薦]解讀21世紀(jì)的智能計(jì)算
發(fā)信站: 南京大學(xué)小百合站 (Thu Jun 13 00:38:02 2002), 站內(nèi)信件

轉(zhuǎn)載PRIS
事實(shí)上，“智能計(jì)算”是一個(gè)內(nèi)蘊(yùn)相當(dāng)豐富的概念 - 長期以來，分布于世界各地的
計(jì)算機(jī)科研人員都在因循不同的方向、通過各異的途徑來設(shè)法接近這一概念的實(shí)質(zhì)。


一些基本的事實(shí)或許有助于我們理解智能計(jì)算的意義和發(fā)展現(xiàn)狀。1997年，IBM旗下
的華裔科學(xué)家許峰雄博士所研制的一臺(tái)名為“更深的藍(lán)”的“計(jì)算機(jī)棋手”，出人意
料地戰(zhàn)勝了被譽(yù)為“歷史上最偉大的國際象棋大師”的人類對手卡斯帕羅夫。僅僅在
1/4個(gè)世紀(jì)以前，如此令人不可思議的事情大抵還只能在科幻小說里看到。然而，在
許峰雄與其同仁的共同努力之下，計(jì)算機(jī)最終輕松地完成了這一先前看似“不可能的
任務(wù)”。一時(shí)之間，大家都在思索同一個(gè)問題： 擊敗人類世界冠軍的計(jì)算機(jī)是不是
可以說已經(jīng)具備了某種程度的“智能”呢？畢業(yè)于卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的許峰雄博士在解
釋這一疑問時(shí)曾這樣說，“一切都基于一個(gè)信念”- 許博士把整個(gè)弈棋的過程假定為
某種在數(shù)學(xué)上可以描述并搜索的過程，于是，只需要把“如何表述”弄清楚，剩下的
只要計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度足夠快就可以了（“更深的藍(lán)”是一臺(tái)超級并行處理計(jì)算機(jī)，多
達(dá)256塊芯片的配置以及先進(jìn)的并行算法使之可以在每秒鐘運(yùn)算2億步棋）。人們興奮
不已，有些人開始嘗試設(shè)計(jì)有朝一日能夠戰(zhàn)勝中國最有實(shí)力的圍棋選手的計(jì)算機(jī)。 
時(shí)至今日，人類開發(fā)出的最好的圍棋程序也只能排在人類選手的負(fù)五段。 

歷史發(fā)展到今天，在瞬息千里的技術(shù)奇跡已滲透到我們生活中的每一個(gè)角落的時(shí)候，
新的疑問產(chǎn)生了：制造像“更深的藍(lán)”這樣的計(jì)算機(jī) – 使計(jì)算機(jī)選手的運(yùn)算能力足
夠強(qiáng)大,并有能力向人類選手挑戰(zhàn)，這樣便能夠完全闡釋智能計(jì)算的意義了嗎？

不久以前曾吸引了國內(nèi)外多所知名高校參與的“機(jī)器人足球賽”仿佛是從另一個(gè)角度
向我們昭示著智能計(jì)算的發(fā)展方向。以往科學(xué)家們的夢想是制造出盡可能像人的機(jī)器
 - “深藍(lán)”是借助精準(zhǔn)的算法以及人類大腦無法企及的運(yùn)算速度來模仿棋手的思維
；而機(jī)器足球運(yùn)動(dòng)員（或是索尼生產(chǎn)的機(jī)器狗）則是應(yīng)用方興未艾的傳感技術(shù)，并結(jié)
合多年來科學(xué)家們在智能機(jī)器研究方面的的一些研究成果，來嘗試實(shí)現(xiàn)對人類復(fù)雜行
為的模仿。因而，我們可以得出結(jié)論，看似風(fēng)馬牛不相及的機(jī)器棋手和機(jī)器運(yùn)動(dòng)員其
實(shí)都是沿襲了同一條智能計(jì)算研究軌跡后的產(chǎn)物。

微軟中國研究院的幾個(gè)小組正從另一個(gè)方向努力著 - 有一個(gè)課題是“人臉的識(shí)別與
繪制“，研究者們試圖使計(jì)算機(jī)能夠做一些比走路、端水、下棋、踢球更為復(fù)雜、更
具不確定性的事情，例如繪畫。繪畫是使人的內(nèi)在精神外化的一種藝術(shù)。當(dāng)一位畫家
為某人畫素描時(shí)，往往只需觀察片刻，之后聊聊數(shù)筆，一幅形神兼?zhèn)涞娜宋镙喞丬S
然紙上。看上去很簡單，但這種行為本身卻不止限于思維的作用；同時(shí)，如何向計(jì)算
機(jī)描述畫家的創(chuàng)作過程本身也是一個(gè)棘手的問題。微軟研究院科學(xué)家的思路是用所謂
“基于采樣和統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)的方法”來使計(jì)算機(jī)變得“聰明”。把數(shù)以百計(jì)的不同畫家的
多幅作品作為樣本，這樣當(dāng)我們給計(jì)算機(jī)“看”一張新的照片時(shí)，它會(huì)自己去與采樣
庫比較并產(chǎn)生一張新的速寫（統(tǒng)計(jì)結(jié)果）。人們還興奮地發(fā)現(xiàn)，機(jī)器所產(chǎn)生的作品是
可以不斷修改完善的 - 我們給它輸入的數(shù)據(jù)越多，它所繪制的圖片便越逼真。

由上述幾個(gè)事例我們可以了解到智能計(jì)算的兩條不同途徑。傳統(tǒng)的研究思路是“自上
而下”式的，它的目標(biāo)是讓機(jī)器模仿人 - 相關(guān)的研究往往相信人腦的思維活動(dòng)應(yīng)該
可以通過一些公式和規(guī)則來定義，因此希望通過把人類的思維方式翻譯成程序語言輸
入機(jī)器，來使機(jī)器有朝一日產(chǎn)生像人類一樣的思維能力。這一理論定義了早期人工智
能的所有研究和努力。不能說這種思路對智能計(jì)算的發(fā)展毫無貢獻(xiàn)，包括斯坦福國際
實(shí)驗(yàn)室（Stanford Research International - SRI) 于1969年研制的世界第一臺(tái)“
智能機(jī)器”（Shakey），以及之后MIT人工智能實(shí)驗(yàn)室等機(jī)構(gòu)的多項(xiàng)突破在內(nèi)的研究
成果都很好地說明了這一點(diǎn)。然而，在“深藍(lán)”及其后繼者創(chuàng)造出“象棋神話”之后
，類似嘗試的局限性也日益顯現(xiàn)出來。一些科學(xué)家開始提出：人對于自我意識(shí)的機(jī)制
尚且缺乏深徹的了解，更遑論把這套機(jī)制完全照搬到機(jī)器中的奢望；換言之，人類思
維的規(guī)則幾乎是不可能被完全破譯的，所以機(jī)器所能夠接受的永遠(yuǎn)都只是殘缺不全的
“人的智能”，再強(qiáng)大的機(jī)器也不可能再現(xiàn)人類思維的復(fù)雜機(jī)制。 

如果我們仔細(xì)考究智能計(jì)算的發(fā)展歷程，便會(huì)發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的人工智能研究可以算得上是
成功的應(yīng)用均集中在諸如電話應(yīng)答、帶寬預(yù)測、股票分析等方面，而成功的應(yīng)用恰恰
建立在注重積累和統(tǒng)計(jì) - 而非規(guī)范 - 的自然語言處理以及語音識(shí)別等技術(shù)的基礎(chǔ)上
。故此，順理成章的，假設(shè)機(jī)器可以學(xué)習(xí)便成為了智能計(jì)算的另一條思路。呱呱墜地
的嬰兒必須經(jīng)歷向家人、學(xué)校以及社會(huì)學(xué)習(xí)的過程，才能從本能階段過渡到意識(shí)階段
，再由意識(shí)階段過渡到思維階段- 成長的過程幾乎等同于知識(shí)積累的過程，也就是不
斷擴(kuò)大知識(shí)庫的過程，況且成年人對于生活的正確認(rèn)識(shí)，在相當(dāng)大的程度上是建立在
“統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)”的基礎(chǔ)之上的 - 如果機(jī)器也可以沿著這樣的途徑去“成長”，那么我
們可以想象，至少圖靈測試便可能在某些特定領(lǐng)域成為現(xiàn)實(shí)。另一個(gè)譬喻是教育方式
，傳統(tǒng)的研究思路有點(diǎn)像“灌輸式教學(xué)”，其弊端在于忽視了培養(yǎng)機(jī)器學(xué)生的自我學(xué)
習(xí)能力。在現(xiàn)實(shí)中，被這種教學(xué)模式所困擾的人類學(xué)子只能自行找尋規(guī)律，但恐怕計(jì)
算機(jī)不會(huì)聰明到這種地步，因此，我們在把更多的知識(shí)和思維規(guī)范傳授給計(jì)算機(jī)的同
時(shí)也需要更多地把方法、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)傳授給它。從具體的操作步驟來看，首先研究者需
要把那些最簡單的人類行為規(guī)則翻譯為機(jī)器能夠理解的語言，在此基礎(chǔ)上不斷把更多
的行為模式傳授給機(jī)器，這樣機(jī)器就處在某種不斷學(xué)習(xí)完善的狀態(tài)下，學(xué)到的越多，
機(jī)器就越“聰明”，直至最終人們無法準(zhǔn)確定義機(jī)器可能做出的回饋 - 這也就是我
曾提起過的智能人工的概念（Intelligent Agent）。這一“自下而上”的新的研究
方向正引起來自各方面越來越多的關(guān)注。

有趣的是，“自下而上”這一新的研究方向的一些基礎(chǔ)性理論是由專注于研究量子力
學(xué)的物理學(xué)家約翰·霍普佛德（John Hopfield）提出的。70年代末，他在一次偶然
出席的人工智能年會(huì)上驚奇地發(fā)現(xiàn)，濟(jì)濟(jì)一堂的學(xué)者們居然無法清晰解釋其研究項(xiàng)目
的理論規(guī)范。于是他想到既然物質(zhì)結(jié)構(gòu)可以用量子力學(xué)的理論去剖析，那么人腦的神
經(jīng)元運(yùn)動(dòng)是否也有著與原子運(yùn)動(dòng)相仿佛的規(guī)律，再深入想想，如果讓機(jī)器的“思維運(yùn)
動(dòng)”去模仿人腦的神經(jīng)元運(yùn)動(dòng)，不就在某種程度上找到了讓機(jī)器更像人的可行途徑了
嗎？約翰·霍普佛德的發(fā)現(xiàn)最終構(gòu)成了智能計(jì)算的物理學(xué)支點(diǎn)。另一個(gè)支點(diǎn)是伯克利
大學(xué)的一位數(shù)學(xué)教授--模糊集合的創(chuàng)立者Lofti Zadeh提出的所謂“軟計(jì)算”的概念
，這一概念恰好抓住了人腦思維的模糊性和不確定性的特征。

由此我們可以發(fā)現(xiàn)，智能計(jì)算實(shí)際上是一門跨越包括物理學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、電
子機(jī)械、通訊、生理學(xué)、進(jìn)化理論和心理學(xué)等等學(xué)科在內(nèi)的深?yuàn)W科學(xué)。那么，在現(xiàn)今
的階段，我們對于智能計(jì)算的研究已經(jīng)達(dá)到何種境界了呢？這個(gè)問題的答案建立在人
類對智能層次的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上。讓我們把智能的形態(tài)粗略地劃分為三個(gè)層次：最底層即
所謂“操作層”，這一層的智能特征表現(xiàn)為本能，對人類來說便是呼吸心跳、血液循
環(huán)、咽食排泄等，但若“智能”僅限于此，那便只能是植物人；中間一層是所謂“感
知層”，這一層的智能特征表現(xiàn)為感覺和知覺，對人類來說便是視、聽、嗅、味、觸
、記憶力和簡單地傳遞信息的能力；最上層是所謂“認(rèn)知層”，這一層的智能特征表
現(xiàn)為復(fù)雜的思維與行動(dòng)能力，對人類來說便是通過語言相互交流，通過觀察作出判斷
、推理，設(shè)定目標(biāo)并設(shè)法完成它們。目前，我們已經(jīng)很欣喜地看到一些由智能計(jì)算研
究所帶來的便利 - 例如我們的桌面辦公系統(tǒng)具備了“拼寫檢查”和“自動(dòng)更正”功
能，這大大減少了那些我們不經(jīng)意的錯(cuò)誤；又如在網(wǎng)上沖浪時(shí)，我們大可不必在恒河
沙數(shù)般繁多的網(wǎng)頁中逐頁查詢感興趣的信息，利用智能檢索功能（當(dāng)然現(xiàn)在還不完善
）你便可以很輕松的找到你所確實(shí)需要的內(nèi)容。但我們必須承認(rèn)，有關(guān)智能計(jì)算的種
種研究大都還處在初級階段，我們所研究出的智能機(jī)器大約還只介于操作層面與感知
層面之間。工業(yè)用機(jī)器人只是能夠精準(zhǔn)地完成某些動(dòng)作，“深藍(lán)”或“更深的藍(lán)”只
能在國際象棋這一特殊環(huán)境下精準(zhǔn)地“思維”，至于“會(huì)與主人溝通的機(jī)器狗”以及
“會(huì)踢足球的機(jī)器人”也還只是可以精準(zhǔn)地重復(fù)制造者預(yù)設(shè)的語言或動(dòng)作而已。

無論是人工智能，抑或是智能人工，目前來看暫時(shí)都還很難使“智能機(jī)器”真正具備
人類的常識(shí) - 例如分辨人們音容笑貌（也許還需要20年），當(dāng)然也就更談不上產(chǎn)生
屬于機(jī)器自身的“自我意識(shí)”（也許需要50年甚至更久）。不僅可以執(zhí)行目標(biāo)，而且
可以自行制定目標(biāo)的智能機(jī)器何時(shí)誕生，一切都取決于智能計(jì)算的進(jìn)一步發(fā)展。但我
們可以大膽預(yù)測的一點(diǎn)是，在某些特定專業(yè)領(lǐng)域，肯定會(huì)出現(xiàn)那種使人類的腦力和體
力空前解放的機(jī)器助手。這些智能計(jì)算機(jī)的智商或許比不上一名5歲的兒童，但其所
具備的專業(yè)知識(shí)卻會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過那一領(lǐng)域世界上任何一位專家。

我們正在向著同一目的地、以各自不同的方式努力跋涉、上下求索著。除了先前提到
的“人臉識(shí)別與繪制”，微軟中國研究院還有多個(gè)小組正在各自感興趣的領(lǐng)域努力工
作著。例如他們正在研究一項(xiàng)代號為MiXP的技術(shù)。科研人員探討著利用智能設(shè)備記錄
整個(gè)人類歷史的可能。試想一下，把自己的一生完整地記錄下來已不再是幻想，事實(shí)
上，提供包括聲音、文本、圖象在內(nèi)的個(gè)人信息的存儲(chǔ)、記錄等功能，即便是現(xiàn)有的
技術(shù)條件也已經(jīng)能夠辦到。我們所探索的只是如何使這一切更其完美、更其個(gè)性化…
…其實(shí)，我們是在試著創(chuàng)造一個(gè)比你親近的人更了解你的喜好和習(xí)慣的智能“伴侶”
。

我們正在研究應(yīng)用幾何線條和圖形來表述復(fù)雜視頻信息的技術(shù)，在并不久遠(yuǎn)的未來，
智能機(jī)器可以替代你聯(lián)通時(shí)裝店并試穿新衣，盡管幾乎可以肯定，你的身材要比機(jī)器
苗條的多，但最終你會(huì)發(fā)覺自己的新衣纖肥合度。

我們正在研究基于各種終端的智能傳輸技術(shù)。這種技術(shù)使你得以借助任何一種設(shè)備隨
時(shí)隨地與朋友或其他計(jì)算器件相互傳遞信息。智能機(jī)器甚至可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況
自行決定信息的傳輸形式。我們正在研究更加先進(jìn)的多媒體智能檢索技術(shù)，應(yīng)用該技
術(shù)的機(jī)器將明確了解主人的心意。例如，同樣在搜索欄鍵入“Window”，當(dāng)你準(zhǔn)備升
級操作系統(tǒng)時(shí)，呈現(xiàn)在你面前的絕不會(huì)是一大堆房屋租售或裝修的信息；而當(dāng)你準(zhǔn)備
裝修居室時(shí)，呈現(xiàn)在你眼前的也肯定不會(huì)是微軟下一版軟件的介紹文字。我們還在研
究新一代的自然語言技術(shù)和語音技術(shù)，結(jié)合其它研究成果，希望未來的計(jì)算機(jī)能夠看
懂你的表情，識(shí)別你的聲音，從而作出恰如其分的反應(yīng)……

比爾·蓋茨所預(yù)測的智能計(jì)算發(fā)展前景乃是機(jī)器最終“能看會(huì)想，能聽會(huì)講”，其實(shí)
，無論是人工智能，還是智能人工，只要能夠殊途同歸，造福于人類，那么所有的努
力便都是有價(jià)值的。今后十年，智能機(jī)器作為真正意義上的辦公助手和生活良伴，將
使我們的生活完全改觀，另一方面，“聰明機(jī)器”的出現(xiàn)，也決不會(huì)成為人類的災(zāi)難
。因?yàn)樵谥腔叟c創(chuàng)造力方面，永遠(yuǎn)是人類最有發(fā)言權(quán)。

--
              ***  端莊厚重 謙卑含容 事有歸著 心存濟(jì)物  ***
今天你挖了嗎？ DataMining  http://DataMining.bbs.lilybbs.net 
演草紙式的語言 Matlab http://bbs.sjtu.edu.cn/cgi-bin/bbsdoc?board=Matlab

※ 來源:．南京大學(xué)小百合站 bbs.nju.edu.cn．[FROM: 211.80.38.29]