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人机大战人类惨败:晶体管是否优于神经元


http://www.sciencehuman.com   科学人  网站 2011-02-20

 

  CNET科技资讯网2月17日北京报道(文/李钧) 美国当地时间2月14日到2月16日,第二次的人机大战在IBM超级计算机沃森和人类选手肯·詹宁斯(Ken Jennings)、布拉德·拉特(Brad Rutter)中展开。尽管人类选手一度和电脑沃森打平,但最终成绩,沃森仍然是以巨大的领先优势完胜两位顶尖人类选手。

  电脑所依赖的基本计算单元是晶体管,而人类大脑产生思维和运算的基本单元是神经元。前后十多年的两次人机大战,均以人类的失败而告终,这是否意味着电脑将全面超越大脑呢?

  晶体管:另一种的生命形式

  人类由细胞构成,人类的思维由神经元细胞产生,但是,这仅仅只是生命和智慧的一种形式。你能肯定所有的生命都是以这种形式出现吗?

  就仅以银河系为例,它延绵十万光年,拥有1000亿以上的恒星系统,其中有10%的恒星系统和太阳类似,适宜的光和热让其中很多恒星系也具备了孕育生命的能力,甚至拥有了智慧的生命。

  人机大战人类惨败 晶体管真的优于神经元吗

人机大战人类惨败 晶体管真的优于神经元吗

图1:包含有1000亿以上恒星系统的银河系,由于“只缘身在此山中”的缘故,这只是一个效果图

  上述一切星体上的生命,我们没有任何形式的接触,因此我们绝对无法判断外星生命是否也采用了和地球生命同样的形式。地球生命赖以维持的基本元素氧和氢,在某些星球上,可能就是硅和铜。我们可以理解因为内在差异而演化成为的各种各样,稀奇古怪的外星生物。同样,我们也需要理解,二进制模式可能真的能进化成为一种智慧的生命形式。而二进制正是目前地球上的所有计算机采用的基础原理。

  可能你会问,晶体管相比于人类细胞而言,实在是太简单了,至少在目前,这种简单的形式不能称之为“生命”。

  但是,生命又是什么?

  主流的观点,生命必须具有两大特征:新陈代谢和自我复制。可惜很遗憾,如果以这样的标准去衡量一个物体是否是生命,那大部分的病毒被排除出生命的范畴了。生命没有一个准确的定义,那么智慧就更加没有准确的定义了。

  深蓝和沃森:另类的智慧

  人类大脑拥有复杂的逻辑处理能力,但是在数学运算上有着先天的缺陷,计算机的出现很好的弥补了人类的这一缺陷。

  实际上,两次人机大战上,电脑的胜利都是特定规则上,在数学计算能力上的胜利。

  第一次看的非常直观,角逐在超级电脑深蓝和国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫之间展开,由于深蓝拥有强大的计算能力,因此能计算到自己和对手接下来可能的下棋方法,也因此,每一步棋都给出了最完美的应对。

  第二次,在借助超强的计算能力的同时,还借助了电脑无穷的存储能力。第二次的人机大战的形式是一个智力问答的节目,电脑可以凭借无穷的存储和超强的计算能力,分析和筛选中他们数据库中最准确的答案,并且辅助以适当的逻辑表述出来(依然还是人类设计的程序帮助)。

  人机大战人类惨败 晶体管真的优于神经元吗

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图2:IBM的超级计算机沃森赢得了第二次人机大战

  本质上,深蓝和沃森一样,它们没有独立的思考能力,只有强大的运算能力,所不同的只是,在十五年后,沃森拥有了比深蓝更强大的运算能力,能够应对更加复杂的比赛规则。如果说着这一种智慧,那么,这就是一种另类的智慧。

  你完全可以瞧不起这种智慧,但是,你必须承认,在特定的情况下,这种另类智慧能更快更好的处理一些事情。

  人工智能:驻足、道路和迷茫

  从深蓝到沃森,IBM展示了他们计算机的强大计算能力,这点我们毋庸置疑,但是,在人工智能的环节上,从两次人机大战,我们没有看到令人期待的提高。

  我们不能定义“智慧”,但是我们可以定义“人工智能”,因为这其中有了一个参照物——人。人类期待实现的人工智能就是希望计算机能和人类一样思考。

  二进制的“智慧”拥有强大的计算能力,但是至少目前没有足够的思维能力,这种模式是否是实现人工智能的最优模式呢?

  显然并不是,因为人工智能强调的是模仿人,那么模仿的最佳模式就是完全照搬人脑的工作模式。需要强调的题外话是,这也比较可怕,如果可以真正实现这点,那么,我们不是在生产机器,而是在生产“人”,或者说一个有思维的生命体。

  这样模式的困难点非常突出,一方面,要模仿,首先要了解被模仿的东西。思维是怎么产生的,这个问题现在人类没有办法解答,也就是说用这种途径实现人工智能的原理目前仍然不明朗,更谈不上去做了。

  另一方面,人类大脑拥有的强大逻辑能力为管理带来了不便,对于工业而言,机器比思维更复杂的人更加的可靠。

  对于电脑:恐惧还是信任

  沃森大败人类精英,让很多人再次萌生了对电脑的恐惧,害怕电脑的“智慧”将最终控制和消灭人类。

  在多年前,这样的担忧就已经存在,为此,美国著名科普作家艾萨克·阿西莫夫就提前制定了机器人三大定律,在他构想的未来机器人与人类共同生活的世界中,机器人在设计之初就需要遵循三大定律:

  第一,机器人不得伤害人类,或看到人类受到伤害而袖手旁观。

  第二,在不违反第一定律的前提下,机器人必须绝对服从人类给与的任何命令。

  第三,在不违反第一定律和第二定律的前提下,机器人必须尽力保护自己。

  人机大战人类惨败 晶体管真的优于神经元吗

人机大战人类惨败 晶体管真的优于神经元吗

图3:艾萨克·阿西莫夫制定了机器人三大定律,并希望以此来规避机器人奴役人类的可能风险

  我们不能说这样的担忧毫无道理,但至少对于现在而言,我们还不值得担忧。

  首先,不论是深蓝还是沃森,都不具备独立的思考能力,它们只拥有人类赋予它们的程序,通过这套程序,应对明确的比赛,如果没有人类为其注入新的程序,那么深蓝只能下国际象棋,不会下中国象棋,也不会下围棋,同样道理,沃森可以将《危机边缘》节目上最优秀的人类选手挑落马下,但是它无法参加《开心辞典》或者《星光大道》。深蓝和沃森这样的超级电脑,只可能通过人类不断的注入新程序而变得慢慢“像”人,而其本事,没有任何的创造能力,只有重复工作的能力。

  其次,如果有朝一日人类能够根据大脑神经元产生思维的原理,同时结合二进制计算机的超级计算能力,而制造出了超级电脑,那么,我认为,人与机器人的对立出现的可能性也非常之小。原因可能不是因为阿西莫夫的机器人三大定律,因为对于有独立思考能力的机器人,就像对人一样,你很难通条文约束他们的行为。更多的原因来源于人类的本性。在这种情况下,相比于约束机器人的行为,人类更有可能做出的行为是将机器人和人合二为一,此时,没有人,也没有机器人,只有混合的超级“人”。

  晶体管真的优于神经元吗

  现在来回答这个问题,仍然不会有一个准确的答案。俗语有云,一寸长,一寸强;一寸短,一寸险。晶体管和神经元,也就是电脑和人脑目前正处于这样一种状态下,双方各有所长,没有一方可以完全强于另一方。

  第二次的人机大战已经结束,我们没有必要惊喜这一次电脑的表现,因为这只是设计好的程序;同样,我们也没有必要害怕电脑此次的表现,因为这也是设计好的程序。

    [新浪网-CNET科技资讯网]

 

 

 

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詹宁斯(左)和拉特(右)也为“沃森”的精彩表现鼓掌

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超级电脑“沃森”与两名人类智力竞赛高手之间“脑力”较量结果16日揭晓。“沃森”以绝对优势获得冠军,标志着人工智能研究迈出一大步。

  一边倒的胜利震惊全场

  这场人机大赛14日开始连续3天在美国著名智力竞答电视节目《危险!》中播出。

  人类选手布拉德·拉特和肯·詹宁斯多次赢得《危险!》竞答冠军。

  “沃森”与拉特在首日播出的比赛结束时打成平手,领先詹宁斯。

  第二天播出的比赛,30个问题中,“沃森”答对24个,詹宁斯和拉特分别答对3个和2个。机器和人都未答对阿根廷一家美术馆1987年失窃的一件藏品是西班牙国王菲利普二世肖像。

  按照比赛规则,抢答对一个题目可获得一定数目金钱,答错则要扣钱。

  “沃森”靠着抢答的速度主导了整场比赛,几乎每题的按铃速度都比詹宁斯和拉特来得快。它答对问题价值总计77147美元,詹宁斯和拉特答对问题分别价值24000美元和21600美元。

  “沃森”最终获得100万美元奖金,詹宁斯和拉特分获30万美元和20万美元奖金。“沃森”奖金将由它的开发者,美国国际商用机器公司全数捐给慈善机构。詹宁斯和拉特说,他们会捐出一半奖金。

  一个低级错误惹人发笑

  “沃森”看上去只是一块会发声的显示屏,但真正的“沃森”是显示屏背后那90台服务器。每台服务器有4个8核中央处理器,内存超过15T字节。

  竞答主持人向两名人类选手念出问题同时,“沃森”会收到题目文本。

  令人惊奇的是,“沃森”能领会题目中不少双关语、反话等意思微妙的表达方式并给出正确答案。做到这一点比让电脑战胜国际象棋大师更考验电脑“智商”。

  “沃森”的前辈“深蓝”1997年与国际象棋大师卡斯帕罗夫对决获胜。

  “沃森”“聪明绝顶”,但会犯一些低级错误。例如主持人问哪个美国城市的最大机场以二战一名英雄命名,第二大机场以二战一场战役命名,正确答案是芝加哥,而“沃森”竟以加拿大城市“多伦多”作答。

  又一次成功的电脑营销?

  “沃森”在《危险!》中的出色表现赢得专家高度评价。

  美国华盛顿大学计算机科学教授埃齐奥尼说,“沃森”获胜标志着人工智能领域一个历史性时刻。

  不过,专家们认为,“沃森”的胜利归根到底是人类的胜利。

  卡内基-梅隆大学教授尼贝里2007年开始与另外20多名专家共同研制“沃森”。他说,计算机可以变得越来越聪明,但让它真正具备人类智能可能“永远做不到”。

  美国伦斯勒理工学院计算机和认知科学教授亨德勒则告诉美联社记者:“人类大脑拥有复杂的逻辑处理能力,但在数学运算上有着先天的缺陷,计算机的出现很好地弥补了人类的这一缺陷。把人类所长和‘沃森’所长结合在一起,我们可以构建出一个系统,解决那些单独一方不能解决的难题。”

  美国《商业周刊》前科技编辑贝克尔通过分析和比较后认为,“沃森”比谷歌搜索更“博学”。

  分析人士称,此次比赛是“沃森”的研制方IBM公司又一次成功的营销活动。(综合新华社、央视、《环球时报》消息)

  “决斗”题选

  问题:古老的“Lion of Nimrud”2003年在哪个城市的国家博物馆被偷(一起丢失的还有很多其他东西)?

  答案:巴格达。

  点评:沃森赌了一把。此题沃森答案的置信度只有32%,但还是答对了。我们在网络上搜索了一下“Lion of Nimrud”,发现只有很少的网页提到它,包含正确答案巴格达的网页则更少。这反映了这个题目的难度相当大。而沃森在没有联网的情况下,居然根据很少的 信息准确找到答案,不容易!(注:“Lion of Nimrud”是存放在巴格达的国家博物馆里的一个象牙浮雕。它是巴格达的国家博物馆里最有价值的艺术品。在2003年的战乱中被盗抢。)

  问题:彭布罗克学院和伊曼纽尔学院的小礼堂是哪个建筑师设计的?

  答案:克里斯托弗·雷恩。

  点评:沃森下的赌注是$6435。现场的观众都笑了起来。因为通常人类选手下的赌注都是一个整数,例如几百块或几千块,很少有精确到个位数的。$6435这个数目在人类看起来,确实有点怪。这正体现了人和机器的不同。沃森使用了一个数学模型来计算如何冒最小的风险获得最大的收益。这个数学模型机械的计算得到6435这个数。在比赛现场,主持人听到这个下注也很无奈啊。

  问题:在2010年5月,5幅价值1.25亿美元的,由布拉克、马蒂斯和3位其他画家画的画离开了巴黎博物馆。这5幅画是什么艺术时期的?

  答案:现代艺术时期。

  点评:这一组问题都很难。因为问题故意把很多信息给模糊化了,没有透露出来。比如在本题中,问的是5幅画的艺术时期。但具体是哪5幅画,则没有明确说,必须从前面画被偷的事件里面去找。在沃森研发团队,我们称这一类的问题为递归问题。沃森系统必须先解决一个子问题(在这里就是从被偷事件中找到那些画),把子问题的答案放回原问题,再来回答原问题。这是一个复杂的过程,在子问题的划分、子问题的回答、原问题的回答的任何一步出错,都无法得到答案。简单地说,沃森需要解决“问题中的问题”!这一题就是这样的难题。现场上,三个选手都抢答了,但没有一个答对。

  问题:你只是需要个午睡!你不会有这种睡眠疾病的,得了这种疾病的人站着的时候都打瞌睡。

  答案:发作性嗜睡病。

  点评:这道题是沃森答对的。对于正确答案,沃森有64%的确信度。通过问题,沃森知道要回答的是一种疾病。通过站着打瞌睡这一标志性的线索,沃森可以找到答案——发作性嗜睡病(Narcolepsy),又名猝睡症、渴睡症。这道题对两名人类选手是有些残酷的,虽然他们是答题王,但毕竟不是医生。

  最终挑战问题:哪座美国城市的最大机场是以二战的一个英雄命名的,而它的第二大机场是以二战的一场战役命名的?

  点评:这个题目对国内的博友来说,有点难。除非你一天到晚在各大机场转悠。呵呵。

  这道题肯·詹宁斯和布拉德·拉特都下了最大的赌注——自己的所有分数。沃森由于遥遥领先,只下了个很小的分数——这就是传说中的游戏策略啊!

  肯·詹宁斯答对了这道题,布拉德·拉特也答对了这道题。不愧是最牛的冠军们啊,这种题都难不倒他们。

  可是很不幸,这道题难倒了我们沃森。而且沃森给了个比较搞笑的答案。正确答案应该是芝加哥。沃森回答的却是多伦多。多伦多怎么跑到美国去了啊?

  这其实是有以下几点原因的。第一,这道题的问法是让沃森迷茫了点。第二,朋友们也有所不知啊,其实我们也不知道,但只有沃森知道,美国真的是有城市叫多伦多的,还不止一个,由于过多知道这些信息,给沃森又带来了噪音。第三,沃森也没有找到很多证据,将城市的机场和二战关联起来。芝加哥其实在沃森的备选答案列第二,和多伦多的置信度很靠近。就差一点证据支持,沃森没能把芝加哥放到正确答案上。

  至于为什么芝加哥是正确答案:芝加哥的中途国际机场是在1949年以中途岛海战命名的,而其奥黑尔国际机场则是以爱德华·奥黑尔少校命名。奥黑尔是二战中的王牌飞行员。

  比“深蓝”聪明千倍

  能派上什么用场?

  题图: “沃森”的处理器。

  见证人脑彻底败给电脑的时刻后,《纽约时报》称“沃森”为“全世界最善于回答问题的机器”。是什么使“沃森”变得如此聪明?记者采访了IBM“沃森”研发团队的中国工程师王敞。

  问:与其他智能电脑相比,“沃森”有什么独特之处?

  王敞: 我们研发“沃森”的时候打破了传统模式,采用了大量的自然数据,而不是工程师输入的已知数据,这样计算机就可以自行检索,对数据进行计算了。

  可以说,“沃森”的思维模式和人类很像,因为它可以“自主学习”。

  问:“沃森”能完全理解人类想出的问题吗?

  王敞: 其实我觉得研发中的最大挑战是让“沃森”能够在现场回答问题。语言是自然的、开放的、模糊的,我们在不同语境下说同一句话,表达的意思可能完全不同,需要上下文提示才能理解。

  例如“Winter(冬天)走了”这句话,只要有一定的上下文语境,就不难判断其意思。可是电脑呢?它要分析此“Winter”指的到底是冬天,还是一个叫“Winter”的人,在我们看来这非常容易,可对于超级计算机来说则是一个很挠头的问题。

  问:我们都知道14年前战胜了国际象棋大师卡斯帕罗夫的“深蓝”。“沃森”和“深蓝”相比,它俩谁更聪明呢?

  王敞: 确实,“深蓝”赢得了比赛的时候全世界都轰动了,人们还说那场比赛是“里程碑式的人机博弈”,不过我相信“沃森”的表现会让人们更加吃惊。

  “深蓝”的计算能力非常强,但是它的计算模式很狭小,只要覆盖国际象棋的比赛规则就可以了。而“沃森”不同,它最显著的优势是知识覆盖面非常广。目前“沃森”存储的信息量相当于2亿页书籍。

  单从计算能力来比较的话,“沃森”也是绝对领先的。它的计算能力大约是“深蓝”的1000倍。所以它的身体更庞大,比赛时“沃森”并不与其他选手在同一房间内,它的服务器要占据整整一个房间。

  问:虽然“沃森”设计用于参加《危险边缘》,但这项技术的应用不只于此吧?

  王敞: 我觉得“沃森”背后的商业价值非常大。在医疗诊断、食品安全、能源分析预测等方面,“沃森”都可以胜任。

  举个例子,我们给一个没有接触过医学知识的人一万份病例,再让他给一位得了怪病的人看病,他需要花很长的时间去阅读病例并进行分析,才有可能得出结论。如果把这项工作交给“沃森”的话,它会在一天之内浏览完所有病例,在最短的时间内比较准确地分析出病人得了什么病,从而省去了一群专家的会诊,给病人的治疗赢取宝贵的时间。

     [杭州日报]

 

 

 

   

 

 

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