2023 年 8 月 24 日,科普中國 · 星空講壇以 " 通用人工智能的賽道到底在哪裏?" 爲主題,邀請 4 位人工智能研究領域的專家,聚焦在理論範式、目标、實現途徑、應用等方面,講述未來通用人工智能技術如何影響整個人類社會。
北京郵電大學教授、北京郵電大學前副校長鍾義信帶來演講:《範式革命:AI 創新研究的成功路》
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以下是鍾義信的演講節選:
一、信息科學的生态學轉向
一般來講都是研究物質,物質科學,包括材料科學、能量科學,所以它遵循的是物質學科的範式,物質學科的科學觀跟方法論,這種科學觀、方法論,它要堅決地毫不客氣地排除主觀因素,不允許主觀因素的介入。
範式于科學研究的重要性,圖片來源:鍾義信
但沒有主觀因素的介入,智能就進不來了。因爲客觀的物質,它本身不會産生智能,一定要有主觀因素才會有智能的出現,所以舊觀念肯定是不利于人工智能研究的。
現在人工智能站上了科學研究的舞台,這是一種時代的要求。它就要求我們人類做科學研究,不僅要關注客觀的物質客體,而且要關注人類主體。那麽,到底怎麽回事呢?
主體和客體,都要有研究,要研究他們的相互作用。關注的東西就不僅僅隻是物質了,而是相互作用産生的信息的過程,過程不是靜止的,也不是孤立的,而是一個生态發展演化的過程。
如果不引進新範式的觀念,不召回新範式的觀念,這件事就注意不到,還是把人工智能當作物質系統來研究,這樣就走岔路了。
範式于科學研究的重要性,圖片來源:鍾義信
不光是物質客體了,還有主體,尤其是主客相互作用,這樣一個研究對象巨大的變化,必然要求研究觀念、方法論,也要跟着變化,這就使範式發生了巨變。
二、歧途上的人工智能研究
現在研究人工智能的範式,依然是原來物質學科研究的範式,也就是 " 張冠李戴 "。很遺憾,這七八十年來,人工智能研究的範式都是用的物質學科的範式,所以一直是 " 張冠李戴 ",不是現在突然發現,它一直都是用人家的範式,用人家的科學觀,用人家的方法論,來研究人工智能。
舊範式一直處在歧路,圖片來源:鍾義信
從科學觀來講,物質學科的科學觀叫作機械唯物科學觀,它隻研究物質,且是機械唯物,所以它要謝絕主觀因素的滲入,那麽它的研究目的是要搞清楚物質的結構,在此基礎上去了解它的功能,這是它的科學觀。
方法論,它的方法論就是跟機械唯物的科學觀相适應的,叫作機械還原的方法論,兩個要點。
第一,刻畫它研究物質的結構,需要形式化。不管是方的、圓的,多麽複雜的結構,都用數學,包括代數、幾何、微積分等等去描述那個結構才行,所以它要求一定要形式化,而且僅僅要形式化。沒有内容,也沒有價值,因爲内容跟價值是跟主觀相聯系的,所以它一定要把那個内容跟價值甩掉,單純的形式化。
第二,分而治之。研究的物質系統如果比較複雜的時候,可以把它分解成一些比較簡單的子系統。它認爲把子系統研究清楚了,一合成,就是原來的物質系統,這叫分而治之,各個擊破,然後合成,就是完整的原形,是物質學科的科學觀和方法論,也就是物質學科的範式。
現在的人工智能研究的範式,它遵循的科學觀也是機械唯物,因爲它把研究對象就看成是腦,而且腦大家都知道,叫作屬于一種特殊形态的物質,落腳點還在物質吧,人工智能不是直接研究人腦。
研究人腦的一個人工物,叫作人工腦,目的也要去研究人工腦,或者人工腦的原型就是人腦它的結構,然後去明白它的功能。
所以它科學觀跟物質學科的科學觀是不是幾乎是一樣的,如果看它的方法論,更是百分之百一樣,沒有不同,單純形式化,做人工智能研究,也一樣要求形式化,也要把那個内容、價值也要甩掉,然後把人工智能整體研究對象分而治之,現在人工智能花樣很多,歸結起來主要分成三大子系統。
一個是模拟人腦的生物神經網絡,這叫人工神經網絡的研究;
第二個模拟人腦邏輯思維的功能,叫專家系統;
第三個研究人跟環境的交互,感知動作,就感知動作系統。
人工智能是一種開放的複雜的高精的信息系統,可是用的辦法是物質學科的範式,錯位了。這就是我們面臨現在人工智能研究面臨的問題。
ChatGPT 走的路也是這樣的,所以不是真正到位的人工智能。
人工智能作爲一種高精的精彩的信息系統,它要遵循的信息系統的範式是什麽模樣呢?
它的科學觀是辯證唯物。爲什麽叫辯證唯物,它不但要研究物質,而且要研究主體,還要研究主體跟客體相互作用産生的信息過程,這就變成了有主體有客體,而且不是孤立的存在,一定要相互聯系,相互作用,這樣才能夠産生有利于人類生存發展所需要的解決問題的策略,所以才是我們研究人工智能應當遵循的科學觀,就是我們研究對象不是物質本身,不僅僅是物質本身,而是信息。這信息怎麽來的呢?主體、客體相互作用産生的信息的不斷的演化,由低級到高級到最後變成智能解決問題的一個策略,這也是它的科學觀,方法論。
跟機械還原完全不同,舊範式是機械,這是信息,它是還原,這是生态,所以叫作信息生态的方法論,它不允許去分解。
分而治之,用的刺激性比較強的一個詞,叫作 " 肢解 ",把這個完整的智能系統,活的,有生命的,有靈魂的,有智能這個系統,活生生地把它分解了,這叫 " 肢解 ",是很不應該的。
第二個單純的形式化,我用一個詞 " 閹割 ",把這個智能研究的形式、内容、價值三位一體的這樣一個研究對象,硬生生地把它的内容、價值、最重要的内核 " 閹掉 " 了。
剩下隻是一張皮,就是形式,所以模拟信号就是模拟波形,編碼以後就變成數字碼形。不知道它是什麽價值,怎麽能夠做出一個聰明的、對目标最有利的決策?不可能,所以我們要考察範式,不考察範式這些問題都發現不了,一考察結果發現 " 張冠李戴 "。
那麽,怎麽解決 " 張冠李戴 " 呢?就要把借來的範式還給人家,把自己應該遵循的範式樹立起來,并以此去研究,才能夠把人工智能能夠到位地解決。
三、新範式下的人工智能研究模型
如下圖,上面那個方框代表主體,下面那個橢圓代表客體。兩邊那個連線,帶有箭頭的連線,就是它們的相互作用。
" 信息轉換與智能創生 " 定律,圖片來源:鍾義信
環境當中的客體或者問題它會呈現出信息,即客體信息。它作用于主體,然後主體就要經過一番努力産生一個行爲,行爲一定要有智能。如果沒有智能的話,第一,主體的目标達不到,第二,可能破壞環境的規律。
智能行爲是由主體産生,主體也不是無緣無故産生的。第一,要受到客體信息的刺激,第二,要服從人類的智慧所給定的問題、目标,種子知識,也就是解決問題所需要的工作框架。在框架裏頭,針對客體信息,在目标的引導下,利用種子知識,如果不夠,就去學,補充知識,産生智能行爲,解決問題。
感知
客體的信息是外在的,不等于主體就認識到了,所以要經過感知。我們腦子裏頭有感知的這個功能,它的功能就把外部世界的客體的信息,轉變成爲主體所認識到的信息,感知信息來源于客體信息,但是受到主體目标的引導,所以它的内涵要比客體信息更複雜、更豐富,回頭我們具體看感知信息具體包括哪些,客體信息不是它的全部,隻是它的一部分,那麽感知完成了一個任務,就把外在的信息變成了我内在的信息,主體理解表征的客體。光有信息肯定不能夠産生智能行爲,所以需要認知。
認知
認知的功能就是要把現象層次的東西提煉、加工、升華成爲知識,如果信息是現象,那麽知識就是本質。但是光有知識是不夠的,是不充分的,那麽怎麽辦?
謀行
謀行,即謀劃解決問題的智能行爲。以知識爲基礎,在目标的引導下,針對感知信息進行發展。知識就是一種約束,告訴你什麽步驟可以采取,什麽步驟不能采取。目标引導我們,應該往哪個方面去演繹,去推理。在謀行的功能作用下,隻要問題、目标、知識是有解的,那麽一定可以找到智能策略。
執行
策略是抽象的,還是不能解決問題,所以還要一個單元叫作執行。執行就把抽象的智能策略變成具體的智能行爲。行爲就是有動作,可以改變問題的狀态,使它從原來的狀态改變到符合目标要求的那個狀态。
如果一次就解決問題了,這是最理想的,但是現實沒那麽理想,一定會産生誤差,所以要把偏差反饋到系統的輸入端,到感知那個地方,又通過剛才我講的這些個步驟,爲學到新的知識,産生更好的策略,轉變成爲更合理的行爲,不斷縮小誤差,直到合理,問題解決。
這就是 " 信息轉換與智能創生 " 定律,信息轉換全部信息,客體的信息變成感知信息,感知信息變成知識,都是信息轉換,創生智能就是謀行,謀行産生了智能的一種抽象表現,執行把它變成具體的體現。
範式革命:根本性突破,圖片來源:鍾義信
新舊範式的優劣對比,圖片來源:鍾義信
所以通用人工智能的賽道在哪裏?隻有通過了人工智能的範式革命,得到了信息學科的範式,才能産生正确的模型、産生智能行爲。前面是智能策略,而且這個過程是一個穩定的規律,普遍适用的,通用的,所以是通用的人工智能理論。
策劃制作
責編丨金禹奮(實習生)
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