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电脑会成为人脑的终结者吗?

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电脑是否会超越人脑并终结人脑一直是一个绕有兴致但又令人担心的问题。最近的一个事件表明,电脑在战胜人脑的进程中又向前跨出了一步。

电脑与人脑的多种对决

最近,美国益智类电视节目《风险》(Jeopardy)经过3天(三轮)人机大战,最终电脑战胜了人脑。参与这项节目的选手首次出现了一个非人类选手――IBM的超级计算机沃森(Watson)。沃森的对手则是《风险》节目历史上最优秀的两位人类选手肯・詹宁斯(Ken Jennings)和布拉德・拉特(Brad Rutter),詹宁斯最终连赢74场《风险》比赛,赢得250万美元奖金。人机对决的比赛场面和结果显示,沃森对人的胜率占有很大优势。在三轮比赛中,沃森在第一、二轮几乎抢答近90%题目,第三轮抢答逾60%,答对率逾95%。

《风险》是一个知识竞赛节目,提出百科全书式的各种问题,包括科学、时事、历史、文化、语言、文学、艺术、体育、地理、文字游戏等。竞赛的基本规则之一是数位参与者抢答问题,谁先抢答并回答正确,谁就会获得积分和奖金。而且,随着问题难度的提升,每道题的奖金也提高。参赛者中任何一方累计奖金总数最高者为赢家。比赛结束后,肯・詹宁斯承认失败,并在电脑屏幕上写下了战败感言:“我,代表我自己,欢迎这位新的电脑霸主。”

在沃森打败人之前,电脑已经多次战胜过人脑。例如,1997年5月11日,同样是IBM设计的电脑棋手深蓝便与国际象棋世界冠军、俄罗斯的加里・卡斯帕洛夫进行对决,结果卡斯帕洛夫战败。深蓝与卡斯帕洛夫的总比分为:3.5比2.5,前者赢2局、负1局、和3局,后者赢1局、负2局、和3局。最令人惊奇的是最后一局的比赛,只下了19步棋,历时1个多小时,卡斯帕洛夫便推枰认输。在赛后的新闻会上,卡斯帕洛夫尽管不服,但对自己的成绩感到“羞耻”,并表示歉意。

2006年8月11日,首届中国象棋人机大战在北京奥体中心进行,对手是中国设计的超级电脑浪潮天梭和以徐天红、柳大华为代表的5名中国象棋大师。经过两轮紧张激烈的酣战,浪潮天梭以5.5比4.5(两回合10盘棋共3胜5和2负)战胜了人脑。

2010年10月11日,日本东京大学本乡校区举办了一场职业将棋的人机决战。出场的人类棋手是日本将棋联盟棋士会副会长清水市代女士,而电脑则是日本情报处理学会开发的阿伽罗2010系统。结果,阿伽罗战胜清水市代。将棋源自中国象棋,传入日本之后演化成日本独有的方式,在81格棋盘上博弈。

电脑的优势

这一系列电脑战胜人脑的博弈背后其实有一连串的不平等,可以说,人脑是在与电脑不对等的条件下竞赛,所以电脑占了上风。

电脑沃森运用2800个处理器并行工作,这意味着沃森相当于2800个电脑,或者说在沃森的背后有2800个助手在帮助它理解、分析问题,并迅速作答。但是,作为人类的选手,詹宁斯和拉特并没有助手,他们不能在现场咨询来自美国麻省理工学院、斯坦福大学或英国牛津、剑桥大学等名校的2800名专家,因此,这一竞赛有失公允。

同样,中国象棋人机大战也是电脑占有先机。超级电脑浪潮天梭是中国人工智能、高性能计算机,共装有64个并行处理器,每秒的分析速度达到了惊人的42亿步棋。而1997年战胜国际象棋特级大师卡斯帕罗夫的深蓝却只有32个并行处理器,每秒只能分析2亿步棋。所以,浪潮天梭比深蓝更有优势,相当于有64个高手在帮助它,而人类棋手则只有一人。

除了硬件优势外,浪潮天梭还有软件在帮忙。而软件就是安装了人类象棋选手前5名的博弈程序,也即在同一台电脑上运行5个不同对弈软件,以帮助电脑进行博弈。

在日本的将棋人机大战中,机器人阿伽罗在硬件上拥有169个处理器,相当于有169位智囊。此外,阿伽罗还装载了4套象棋软件,都是日本将棋高手的对弈经典。

显然,由于电脑在硬件和软件上都有比人脑更大的优势,在竞赛中战胜人脑也不足为奇。

电脑的弱势

表面上看,电脑无论在运用计算的棋类竞赛,还是在掌握人类的知识竞赛中都获得了成功,但是,与人脑相比,电脑还是有很大的软肋。

今天,电脑只是借助众多人类棋手的智慧、高速运算的能力在国际象棋、中国象棋和日本将棋等项目中战胜了人类,对于更为复杂的围棋,电脑目前还很难战胜人脑,原因在于围棋的复杂性。

数学计算表明,围棋每步平均有200种下法,如果在14步棋时,围棋的路数为200的14次方,而国际象棋则为35的14次方。即使只计算合理的下法,围棋在这一步上也有一亿亿种可能的选择。

此外,电脑还面临其他的复杂因素。国际象棋棋盘只有64个格,每一步有30种合乎规则的走法。但是围棋有361个点,每一手有200多种变化。象棋全部可能的走法在1060~1070种之间,而围棋有10250种变化。

围棋的图形既直观又复杂,361个交叉点上处处是战场,到处可以冒硝烟,当然在局部也有风平浪静的区域,但是总体上是一种立体的、交叉的“全球战争”,几乎无规律可言。国际象棋则有无数的规律,每个棋子只能按照一定的规则行进,如象走斜线,马走L线。此外每个棋子的等级也会决定象棋的下法,例如兵的价值只有1,而车为5,王后则为9。

这些规则通过计算能找到每一步棋的最佳下法,因此可以为电脑设计出最佳程序。围棋则不然,除了几乎无规律可循外,每一个棋子都是平等的。更令人难以捉摸的是,就是按双方吃子的多少来计算也无法算出谁是赢家,谁是输家,而是要看谁争得的地盘最大或相对大。有时一个棋子的位置就可以决定一盘棋的死活或一大片领地的得和失。

判断领地的得失不是靠精确的计算,而是靠棋手的直觉和几何图形的想像力。有经验的棋手对某一区域和地盘的几何图形稍加考虑就可以判断出可不可以救活,是死棋还是活棋。电脑是无法产生这种直觉和几何图形的分析能力的。人们当然可以教给电脑一些概念和规则,但目前还无法教会电脑灵活运用这些概念和规则。

尽管在百科知识类的竞赛中电脑沃森战胜了人脑,但电脑在3天比赛里也答错了7题,显示了诸多方面的弱点。其一,沃森对于人类语言的理解并不充分。例如,《风险》提出的一个问题是:填字游戏和奥利奥饼干出现的年代。沃森的答案是:20世纪30年代,但这是错误的。正确答案是20世纪20年代。有意思的是,沃森不能很快纠正错误,因为肯・詹宁斯已经先回答了30年代,主持人说答案不正确。沃森又接着抢答说30年代。原因在于,沃森不能听到或看到肯・詹宁斯之前30年代的错误答案,因此把错误答案又答了一遍。

其二,沃森没有人类生活的经验,故而会答错题。例如,一个问题是,USPS寄送的是什么物品?它面积为3.5×5英寸,价格是28美分。正确答案是明信片,但沃森答错了,而人类选手詹宁斯答对了。

其三,对于人类的诸多语言与使用者的关系,沃森也并不清楚。例如,一个问题是,这个语言的方言包括吴语、粤语和客家话。正确答案是中文。但又是詹宁斯答对了,沃森答错了。因为沃森并不理解吴语、粤语和客家话其实就是中国人除普通话以外的方言。

人工智能的展望

电脑与人脑对决的本质就是人工智能的发展最终能否战胜人脑。实际上,这可能是一个悖论,因为人工智能本身是由人脑来设计的,所以即使电脑在未来的诸多方面占了上风,也仅意味着彼人脑打败了此人脑,即特殊的人脑(人工智能)打败了自然人的大脑(功能)。

当然,由此也引发了一个一直为人们所关注的问题,未来电脑能否取代人脑。这个问题可能需要时间和实践才能回答,但是,在现阶段,计算机和人工智能等方面的专家认为,电脑战胜人脑还根本没有走上议事日程,人类也没有必要为此担忧。尽管如此,也可以看到人工智能有了长足的发展。

现在,人工智能已经从电脑与人脑的棋类竞赛,发展到百科知识式的竞争。这是一个飞跃。因为,棋类比赛的本质只是一种数学竞赛,而百科知识式的竞赛则是更为全面的智力竞赛。要做到这一点,电脑的最大挑战是要理解人类的语言,尤其是语义。要求电脑弄懂人类语义的一些基本问题并不难,但是,对于电脑来说,人类语言中的隐语、双关语、比喻义、引申义、反语和谜语等就特别难以理解。

要理解人类的语义,研究人员为计算机编程就显得非常重要,这不仅要让电脑听懂主持人的话语,也要听懂竞赛对手的回答,并从他们的答案中获得信息以分析对错。

当然,即使以专门进行数学计算的竞赛而言,电脑在围棋上战胜人类也并非不可。按照计算机专家的粗略估计,围棋电脑程序的计算速度要比象棋程序的速度慢,前者的速度只是后者的1%。要想让围棋电脑程序达到象棋电脑程序的水平,需要设计和制造比象棋电脑强1027倍的电脑。按照摩尔定律,人类有望在22世纪开发出能够战胜人脑的电脑围棋手。

此外,还有人预测,随着人工智能和计算机技术的发展,到2045年机器人将比人类更聪明,美国未来学家与发明家雷•库兹韦尔就持这种观点,他认为30年后机器人不但能进行计算,还能谱写乐曲、驾车、著书、提出艺术概念、讲笑话甚至破解长寿秘诀,它们将在生活中的各个领域为人类提供帮助。因为,技术发展的奇点在若干年后可能出现。

奇点原本是天体物理学词汇,指的是一个物理法则无法发挥作用的时空点。在技术奇点上,现存法则也无法发挥作用,因为不可能预测一个超级智能机器人到底能够创造什么,在一切皆有可能的情况下,超级电脑也许能够自我升级软件并设计出更好的设备,也许能阻止衰老从而让人类永生,也许能发明像转移软件那样把人类意识转移到电脑上并使人类意识继续存在于机器人体内。当然,也有最不好的情况,电脑最终会统治人类或者消灭人类。

但是,也有人对库兹韦尔的观点不屑一顾,因为电脑是人脑创造出来的,电脑永远也不可能超越人脑,因此没有必要担心电脑会终结或取代人脑,甚至灭掉人类。