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第31章 模式识别(3)

因此我们说,人与机器有很大的不同。人可以在社会生活中,学会“貌似”,学会制造假象和场景,会暗示人或接受人的暗示。人类会口是心非,会“故意”,机器则不会这么狡猾。人类还会说双关语和理解双关语,一旦涉及语义问题,所有的机器语言模型都会遇到无法克服的困难,这些语义理解对机器来说都是“不可能完成的任务”。人类有高阶思维,能认识自我,而电脑目前还不会像人类这样,从一个“外部观察者”的角度来审视人类自我意识,设计出不同于自我意识的意愿的场景来。在这里,其实也体现了人的思维模式的多层次特征,体现了人的深层自我意识在多层次的模式中自如地“上蹿下跳”的特点。

最新资料显示,美国IBM公司经过4年研发的电脑“沃森”,在2011年战胜了美国电视智力节目《危险边缘》的两名人类常胜将军。沃森每秒运算80万亿次,在这场人机大赛中,它能够理解人类语言,与人们进行沟通与交流。比赛中的题目需要分析人类语言中微妙的含义,如讽刺、谜语等。沃森之所以能够应付这样原先电脑无法应对的“狡猾”的试题,主要依靠的是它对人类自然语言的理解和高速的计算。它另一个神秘的能力就是学习能力,当然学习需要有指导的进行。沃森本身并不会思考,而是通过知识库来处理人类语言所表达的模棱两可、需要上下文才能理解意思的知识和问题,并在这一过程中检验所获得答案的可靠度。但是就连此项研究的人员也承认,计算机可以变得越来越聪明,但是让它真正具备人类智能,可能“永远做不到”。笔者认为,将来的事情由将来的事实来回答,就目前而言,电脑还没有智慧的迹象。

威廉·卡尔文认为,自我中心的意识可能是容易达到的,但使它对智力有所贡献,才是更困难的。卡尔文认为,从知识中提炼智慧,当然要比从资料中提炼知识需要更长时间,在这里存在着三个难点。

其一,是要肯定计算机与各种动物组成的生态系统相顺应,特别是与人类生态系统相适应。

生物特别是人,是在激烈的生存竞争中发展起来的,机器在这方面没有环境与条件。也许将来有一天,高度发达的机器人会取代某些人的劳动,复制自己的智慧到升级换代产品上去,但人类也会因此而受益;

其二,是对于机器来说,什么是公认的价值?如何在硅芯片中实现价值呢?目前的机器既没有价值观,也没有道德感;

其三,是如何缓和人类对这种感受到的挑战的反应?人类对机器超人的反应,会在我们的文明中造成巨大的紧张。无疑,这些都是处理好人与机器关系要着重解决的问题。

模式识别是一种复杂性的任务,尤其在语义识别等模式情境中更是如此,它需要某种综合性的智慧。罗杰·彭罗斯在《皇帝新脑》一书中,阐述了人脑与电脑的关系,举例说明了电脑的局限性。未来某一时间,人类发明的一台“超子”电脑出席一个高层科学会议,它无所不能,有10的17次方以上的逻辑单元,它的智慧是不可想象的。面对这个新的“上帝”,每个人都感到羞怯,不敢提问,生怕在众人面前出丑。可是必须得有一个人来提问呵!这时,有一个少年害羞地问道:“请问,你现在感觉如何?”嗯,一个最有趣的问题,总设计师说道,大家都想知道答案。可是真奇怪,超子电脑说它不知道,它甚至不能理解少年想问的是什么。会堂里终于爆发出大笑声……

人类语言系统非常复杂,所以必然是不精确的。人脑中的许多日常概念通常是模糊概念,这在实践中反而显示出较高的效率,这与超子电脑只能识别精确的语义模式有着本质的区别。弗里德曼说:“传统的人工智能研究,即希望开发能够以高度有序、按部就班的方式进行思考的电脑系统,但它已经在几乎所有曾经看来大有可为的领域止步不前,这些领域包括物体识别、机器控制、数理研究、理解故事、听懂演说,以及其他许多涉及机器思维的方面。在近四十年光景里,人工智能并没有什么实质性的突破。”这个判断大致是符合实际情况的。迄今为止,人机区别在模式识别、语言(意义)的理解并赋值、问题解决等几个方面,仍显示出巨大的差距。机器虽然在计算方面具有人类无法比拟的优势,但是它在智能和主动判断、模糊情境处理方面,与人类的差别还很大。即使在模式识别这样的观察活动中,机器也仍然显示出一些致命的短处。目前,在军队现代化发展中,有些国家已经研制出高科技水平的机器人,它们可以非常精确、灵活地完成侦察、作战等战场任务,发展出了较先进和完整的识别系统。然而战争实践已经证明,它们无法识别敌我,无法从一些细小的区别和破绽中,识别出己方、敌方以及平民。所以说,武器是重要的,但战争中的关键因素还是人,是人的智慧。

人工智能一种好的研究前景,可能蕴含在人-机接口方面,或者说在大脑-机器生物联结方面。科学家们已经研制成功一些可以模拟人类神经系统的电脑微芯片,并成功地植入大脑,利用仿生学原理对人体神经进行修复。它与大脑协作发出复杂的指令给电子装置,监测大脑的活动并取得了良好的效果。也许在不久的将来,人们将可以在脑中放入增加记忆的芯片,使人类有一个备用的大脑。研究人员还利用取自动物脑部的组织细胞,与计算机硬件进行结合,这样研制而成的机器被称为生物电子人,或半机械人。如果微芯片与神经末梢相吻合,就可以将芯片通过神经纤维和脑神经系统连接起来,从而通过电脑提高人脑的功能。日本在研究第五代计算机并不成功的条件下,并没有完全放弃,1993年日本的一个研究所提出“人工脑”计划,研究制造出一个机器猫。1999年这个机器猫进行了展示,其人工脑主要采用人工神经网络技术,包含有3770万个人造神经细胞,尽管与人脑神经细胞1000亿数量相比有巨大差距,但“其智能超过昆虫”。

人机接口的成就还包括,美国南加州大学的伯格和利奥(T.Berger,J.Liaw)于1999年提出动态突触神经回路的模型,并于2003年研制出修补大脑的芯片,能够代替海马区功能。这项成果由于取得了突破性进展,被中国科学界两院院士评为2003年世界十大科技进展之一。这种把心理学的问题还原为生物学、物理学的方法,虽然仍在不断地取得进展,但它们能否从“底层”发展出意识来,还有待于人们进一步的观察。

中国的科学家近几年在人工智能研究方面也不断取得进展。科学家们认为,脑机对话(BCI)实验表明,脑与机器可以直接进行信息交换,可以相互理解,芯片可以成为大脑的一个部分。这表明,机器与大脑在信息处理的意义上是一致的,具有相同的作用机理。在BCI之后,人工智能研究进入一个“机理假设”的新阶段。人工智能将与认知科学、神经科学研究更加紧密结合(李衍达)。人工智能研究已从传统分歧的狭义的AI,走向了兼容、多层次结合的广义人工智能(涂序彦)。

有学者认为,机器人能否和人一样,核心问题在于它们能否具备人类的情感,或者说情感计算能否成功。所谓“情感计算”,就是试图赋予计算机像人一样的观察、理解和生成各种情感特征的能力,试图创建一种能感知、识别和理解人的情感,并能针对人的情感作出智能、灵敏、友好反应的计算系统。当前,一些研究者模拟人类情感的认知和表达过程,提出了针对仿生代理的各种情感建模方法。同时,仿生代理可通过表情生成、情感语音合成、肢体行为合成等,实现自身情感的表达。

对情感计算的研究大致可以分为情感识别、情感建模和情感生成三大部分。简单地说,它包括首先找出人类情感的规律,确定由情感而生的特征信号;然后把这些规律用数学的方法表达出来,建立计算机能够执行的数学模型;最后,让计算机执行模型,“生产”自己的情感。这些情感计算的研究,离计算机具有情感还有很大的差距。我觉得,把情感和计算两者放在一起,本身就显得有些滑稽。因为,人的情感世界极为丰富复杂,计算机目前只能在一些基本的情感识别、表达上作出反应。情感计算概念是由美国麻省理工大学媒体实验室的彼卡德(R.W.Picard)教授最早提出。她承认,目前能具有有效情感机制的计算机实际上并不存在。

把情感与计算连接起来,这其中有一道很难跨越的理论鸿沟。情感不同于概念网络系统中的逻辑思维,也不同于分析综合等思维方法,它甚至与形象思维也不相同。虽然它大多数情况下由概念驱动,但其属于非理性的范畴,变化多端,起消无定,用客观的各种计量函数,显然无法表征清楚,也无法客观度量。因此,情感计算研究从诞生那天起,就伴随着争论。有些研究者认为,情感具有不可计算性,情感是人类本身所独有的,计算机不可能模拟和制造。同时,情感计算是人工智能领域一种多余的“奢侈”,现有的人机交互方式已能够满足人类的交互需要。还有人提出:情感的感受强度和表达强度,与各种生理指标的变化量度通常不是成线性函数关系,大部分都是呈非线性的、不连续的、模糊的、概率性的、波动的函数关系,因此采用生理指标的变化量来计算情感的感受强度和表达强度,无法消除其误差性和不确定性,不可能实现真正意义的“情感计算”。

在人工智能研究方面,在可预见的几十年内,最有前途的显著成果,可能仍是大力发展智能代理工具,以帮助人类更好地节约智能,或充分发挥智能的效率。也就是说,我们并不一定非要发明跟人一样智能的机器人出来。

互联网上的“精确搜索”等类似发明,就是一定程度上代表了智能替代这种发展趋势。智能替代拓展了人脑思维的模式与功能,能给人类以极大的帮助,比如能代替人进行语音识别对话,和病人详细地对话咨询等等。中国安徽的一家高科技公司,目前能够生产自动识别与合成语音并进行人机对话的系统程序,其播音接近了央视播音员的水平,如果运用在电话接线系统等,将大大节省人力。设计各种专家系统,也是有效而实用的利用人工智能的途径。1977年,美国科学家费根鲍姆(E.A.Feigenbaum)首次提出了知识工程概念,使数学、系统科学、自然科学、计算机科学相结合,从以往以机器为中心的数据处理加工储存,拓展为以人脑为中心的知识处理与知识提供。实践表明,专家系统的使用,能大大提高操作质量,同时时间节约和效率提高能达到好几个数量级,节约的经济成本也非常可观,因此专家系统运用于经济领域中的潜力将无比巨大。

从专家系统向全面超越人的智能,仍然还有很长的路要走。前些年,美国麻省理工学院的帕蒂·梅斯开发了一套软件,其功能集秘书、助理甚至伴侣于一身,但后来她对这项研究失去了兴趣。梅斯说,我不相信,如果我们开发了一个具有2岁智力的机器人,它会教给我们比成年人更多的知识。

于是,她的结论是:看来,还是自己生一个2岁的孩子更容易。“她和同事打赌,看看谁能先制造出具有2岁智能水平的东西,是她的孩子,还是同事的软件。后来,她赢了。”

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