王飞跃
(中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室,北京 100190;国防科技大学军事计算实验与平行系统技术中心,长沙 410073)
现在谈人工智能,大家都忘记了莱布尼茨,一个不仅是著名的数学家,更是专注研究实物与心物之间“预定和谐”理论的哲学家,他在探索过程中不仅发明了微积分、拓扑学,还重新发明了二进制,但他的目标是创立一种“脑”微积分,实现推理计算化。1701年,莱布尼茨为皇家科学院提交的第一篇论文就是论证了其二进制与中国八卦的关系,并用于符号思维和符号逻辑,设计了“演算推论器”,成为今日数理逻辑和计算机的雏形;后来又由英国数学家布尔在其《思维定律》一书中结合亚里士多德的形式逻辑,进行了系统化的提高,构成了现代计算科学与人工智能的理论基础。
这种观点影响到后来的希尔伯特,一位非常严谨的数学家。他最有名的是提出了数学的23个问题。但是在思想领域,它对数学家最大的冲击是如何让数学机械化,有了公理和推理规则就可以通过机械的方式把所有定理推导出来,证明数学是一致且完备的。这个梦想令全世界数学家(特别是年轻的数学家)热血沸腾,觉得这是数学改变世界的途径。
当时的口号是“背起你的背包到哥廷根(希尔伯特所在的大学)去”,其中一位年轻人就是罗素,他问自己的老师怀德海,如何才能把希尔伯特的思想实现。之后,两个人花了十年时间写一了本书,证明了上百个定理,给希尔伯特的思想提供基础。
可是不久,罗素和怀德海的心血让三个年轻人的革命一扫而光,这正是哥德尔,他证明了数学不可能既是一致又是完备的。冯·诺伊曼是第一个理解哥德尔不完备定理的人。这篇论文发表后,很快图灵就注意到,稍作修改就可以证明停机问题没有解。发现图灵论文意义的人又是冯·诺伊曼。哥德尔打破了希尔伯特的梦想,但没有给出解决方案,图灵进一步把这个梦想打碎,但给出了解决方案——图灵机。最后冯·诺伊曼读到图灵的论文时,意识到计算机就应该这样制造,这就是著名的冯·诺伊曼结构。
1956年,十几个人在达特茅斯召开了第一次人工智能会议,因此称1956年为“AI元年”。但是英国人不认为1956年是人工智能创始元年,英国人认为1947年是人工智能的开始,因为那一年图灵的技术报告——《智能机械》,之后1950年他又发表了《论智能》,这就是著名的图灵测试,这两件事都早于1956年。
人工智能发展到今天,人类该怎么办?大家熟悉人工智能都是因为AlphaGo,AlphaGo到底意味着什么?在我看来:第一是平行,将来人们不管是工作、学习、生活,必须和形形色色的AlphaGo一起。没有AlphaGo,甚至连下围棋的资格都没有,这是不久以前,围棋国手柯洁说的。第二是从牛顿的“小数据、大定律”转变成默顿的“大数据、小定律”。第三,将来只要是做智能产品、智能设备、智能系统,必须要告诉人们产品系统的数据原料是什么,又是如何把“小数据”转变成“大数据”,把“大数据”转变成“小智能”。
AlphaGo完全做到了这样一件事情。它把最初人类的80万场对弈,自我对弈到7000万,又从这里面用机器学习的方法提炼成代表“小智能”的两张围棋知识图,横扫全部人类的围棋冠军。后来又出现了AlphaGo Zero,从零数据开始,自我对弈到3000万,“小智能”两张围棋图也变成一张围棋图,在和AlphaGo的对弈中,AlphaGo Zero以100∶0胜出。从开始到具有胜利的能力,整个过程不到三个小时,这三个小时是人类围棋大师三十年一生的心血。现在在美国,小学生要参加国际象棋的比赛必须先和计算机对弈,和计算机对弈已不可能获胜,但可获得能力,之后才能和人类对弈。所以以后人类要工作,每个岗位都要有一个“AlphaGo”,要和这个“AlphaGo”一起工作,这就是平行。没有这个“AlphaGo”,人类甚至连在这个岗位工作的资格都没有。
图1 三个人的革命Fig.1 The revolution of three persons
AlphaGo之后,IT就不再是指“旧”IT——信息技术(Information Technology,IT),而是指“新”IT——智能技术(Intelligent Technology,IT)。一百年前,IT代表的是工业技术(Industrial Technology,IT),这是老“IT”。并不是说“新”的比“旧”的好“旧”的比“老”的好,在将来,这三个IT技术都重要,必须三个平行应用,开发三个世界。三个世界信念是由20世纪最伟大的哲学家——卡尔·波普尔提出的,有深刻的哲学依据。卡尔·波普尔认为现实世界可以分为三个世界,分别是物理世界、心理世界、人工世界。“老”的IT是开发物理世界的主打工具,“旧”的IT是开发心理世界的主打工具,“新”的IT是开发人工世界的主打工具。
图2 三个IT技术与三个世界理论Fig.2 Three IT technologies and three world theories
从历史的角度来看,人类进入了一个全新的时代——第三轴心时代。公元前六百年,世界各地出现了一批哲人,他们开始问“我是谁、我从哪里来、我到哪里去”。随着主体意识的产生,哲学诞生了。哲学的原意是“爱智慧”,即人工智能。但这只是物理世界的第一轴心时代,三个世界必有三个轴心时代。心理世界的轴心时代是科学时代,牛顿、爱因斯坦的出现,导致了人类理性的大觉醒。现在又开始开发第三世界,第三世界的轴心在哪里?探索源自哥德尔的不完备定理,激发了图灵和冯·诺依曼等对智能和计算的新认识,从而有了今天的人工智能,这就是第三轴心时代的开始。
图3 三个世界的三大轴心时代Fig.3 Three axis ages of the three world
人类一直为人工智能奋斗,不断建立自己的“5G”(五张网络Grids)。人类从交通网开始建立网络,由于这个网络,人类的居住方式从树上、山洞演变成村庄、乡镇、城市。将来的无人车、人工智能,会彻底改变人类的生活状态,使人类真正走向智能社会。但是这需要能源网来配合,除了一直都存在的互联网,现在又出现了物联网。互联网和物联网有什么区别?互联网的时候人类是“被”联,物联网的出现使人类变成了“在”联,但是在将来,人类要起主导作用,所以出现了智联网。这样一来,社会形态就要改变,交通已经变成社会交通,最重要的是变成社会智能。
实现这个目标需要智能科技的“五力合一”支持,从数之力、算之力、法之力、网之力一直到链之力——区块链的力量。区块链的力量非常巨大,它的主要技术特色:“真(TRUE)”和“道(DAO)”。“真(TRUE)”是可信的(Trustable)、可靠的(Reliable)、可用的(Useful),以及管理学、经济学中的两个E(Effective和Efficient)的结合,用正确的方式做正确的事!“道(DAO)”具体而言,“D”代表分布式的全中心化而不是去中心化(Distributed Decentralized),“A”代表自主性自动化(Autonomous Automated),“O”代表组织化的有序性(Organized Ordered)。这样就把以前不是商品的东西转成了商品,极大地扩展了商品活动范围和提高了效率途径,这就是革命,这就是为什么要有智能产业,它为我们建立智能系统提供了钢筋水泥的地基。如果只建立在大数据上,就像楼建在沙基上,根基不稳。
图4 智能科技包含的“五力”Fig.4 The five forces of intelligent technology
图5 CPS系统框架图Fig.5 Framework of CPS system
图6 CPSS系统框架图Fig.6 Framework of CPSS system
所以,要给智能系统提供钢筋水泥的地基,就需要“五力合一”,只有通过CPSS这个五度空间助力,将来才能实现“虚实合一体”,即“人机结合、知行合一、虚实一体”。人类和机器人一起工作,自然的进入工业5.0。工业5.0和工业4.0有天然的联系,但是内涵不一样。原来的内容还是基于工业自动化,人类靠工业自动化走到了今天。再想继续往前走,必须靠知识自动化,这就是工业5.0。
智能的组织以及产品,一定要从CPS到CPSS,这就是智能产业的崛起。2010年的时候,去百度或谷歌上还找不到“智能产业”这个词,没想到今天这个产业发展得这么快。未来的平行机,就是要把“默顿机”和“牛顿机”连通,把三个世界打通,产生一系列新的工作,不要担心它会夺取人类的工作。人类会退休、跳槽,但是机器人永远在那里,把人类的知识都记下来,为下一个工作的人提供智能化交互。人类要把在物理世界“吃一堑长一智”转变成在虚拟的世界里“吃多堑”,在物理的世界里实现“长多智”。
人工智能会威胁人类吗?当年伦敦燃煤使伦敦变成了“雾都”,英国人为了减少煤的使用从而研究提高燃煤的效率,希望少燃煤。结果杰文斯发现效率提高越多反而煤用的也越多,这就是著名的杰文斯悖论。人工智能也是如此,用人工智能取代人工,结局会是需要更多的人工,以前用不到人工智能的传统行业,特别是制造业,应该尽可能快地利用这些新的技术。
在经济社会的平行未来中,人类要在三个世界300%的安全。物理世界有“核”威慑,信息世界有“信”威慑,人工世界有人工智能的“智”威慑。将来的智能产业会极大的提高效率,让人类每周工作不到三天就够了,每天工作三个小时就可以了,所以不要过度担心人工智能,对其应该怀有激动之心。人工智能是众多科学家奋斗的结果。既然是科学,就应有敬畏之心。其实它只是种技术,做好事是它,做坏事还是它,所以要有平常心。