本書全面講述人工智能的發(fā)展史,幾乎覆蓋人工智能學科的所有領域,包括人工智能的起源、自動定理證明、專家系統(tǒng)、神經網絡、自然語言處理、遺傳算法、深度學習、強化學習、超級智能、哲學問題和未來趨勢等,以宏闊的視野和生動的語言,對人工智能進行了全面回顧和深度點評。
本書作者和書中諸多人物或為師友或相熟相知,除了詳實的考證還有有趣的軼事。本書既適合專業(yè)人士了解人工智能鮮為人知的歷史,也適合對人工智能感興趣的大眾讀者作為入門的向導。
歷史素有兩種寫法:以人為主和以事為主。所有的傳記都是以人為主的;而各種專史,如戰(zhàn)爭史,則多以事為主。所謂歷史是人民創(chuàng)造的還是英雄創(chuàng)造的,我個人的偏好還是以人為本。八卦的歷史,讀者自然喜歡,對作者也有好處,就像一戰(zhàn)后英國首相勞合·喬治對他的耶路撒冷總督說的那樣:有爭執(zhí),咱們政治家才派得上用場,如果他們停下來不打了,你就失業(yè)了。
人工智能到底是什么?給一門學科界定范圍很難,尤其是這門學科還在快速變化中。即使是數學這樣的成熟學科,有時我們也理不清邊界,而像人工智能這樣朝令夕改的,更是不容易鬧清楚了。人工智能的定義素無共識。在大學里,機械系、電子系、計算機系,甚至哲學系都有人干人工智能。讓這些人對這門學科取得共識談何容易。從實用主義(哲學的“實用主義”,不是日常用語“實用主義”)看,一個學科就是學科共同體共同關注的東西。有些毛邊可以寬容,演變。這種外延式的定義要比從上帝視角給一個內涵式定義更為實用。
一般認為,人工智能起源于1956年在達特茅斯學院召開的夏季研討會。國內關于達特茅斯會議和神經網絡早期歷史的各種段子很多源于我?guī)啄昵暗膬善┛,后來被《上海書評》轉發(fā)。經過修訂,我把它們重新編為本書的兩章:“達特茅斯會議:人工智能的緣起”和“神經網絡簡史”!坝嬎銠C下棋”一章的大部分也在《南方周末》發(fā)表過!白詣佣ɡ碜C明興衰紀”的核心內容在《中國計算機學會通訊》連載過。
明尼蘇達大學的查爾斯·巴貝奇研究所一直在做計算機科學的口述歷史,采訪了很多對計算機科學有影響的人,其中有相當一批是人工智能學者。大部分的采訪都有錄音。除了翻閱各種文獻外,我聽了近100小時的采訪錄音,許多人工智能老一代革命家臨終時話都說不利索,聽這種東西除了興趣,還得有體力。
圖靈大概是第一個對智能做出深刻思考的智者。他1936年的文章“可計算的數”奠定了計算機科學的理論和實踐基礎,也把相關的哲學思考推進了一大步,以至于哲學家蒙克(Ray Monk)把他列為有史以來最偉大的十位哲學家之一。圖靈1950年在哲學雜志《心》(Mind)上發(fā)表的文章“計算機與智能”是傳世之作,但這篇文章沒有靠譜的中文翻譯,我將我的譯文和一篇圖靈小傳附在書后作為附錄。圖靈小傳的一個早期版本曾出現在我的《哲學評書》一書中,但新版本融入了一些近幾年關于圖靈研究的新成果!叭斯ぶ悄堋边@個詞組的出現和達特茅斯會議有關。但英國學術圈在1956之前和之后的很長一段時間一直在用“機器智能”的說法,這和圖靈1950年的文章有關。一般認為,這篇文章是這個學科的源頭。但后來發(fā)現圖靈1948年在英國國家物理實驗室(NPL)寫過一個內部報告,題為“智能機器”,其中提到了“肉體智能”(embodied intelligence)和“無肉體智能”(disembodied intelligence)的區(qū)分。機器人學家布魯克斯(Rodney Brooks)認為圖靈1948年的報告比圖靈1950年的文章更加重要,它從某種意義上預示了后來符號派和統(tǒng)計派之爭。這段歷史我也列在附錄里,放在圖靈小傳之后,因為我覺得先讀讀圖靈的生平也許會有助于理解他的思想。
本書每一章幾乎都可單獨閱讀,大部分內容,對于受過高中教育的人,應該都不難懂。但第10章是個例外,這一章企圖以嚴肅的態(tài)度探討人工智能。我以一種濃縮的方式講述了圖靈機、丘奇 圖靈論題、相似性原則和超計算。沒有計算理論,很多人工智能的基礎問題實在是拎不清。如果讀者覺得吃力,可以跳過這一章。
我常用的一種歷史研究工具是谷歌的Ngram。谷歌掃描了三千多萬本書,把書中出現的詞組的詞頻統(tǒng)計結果公布。以時間為橫軸、詞頻為縱軸畫一條曲線,就可看出特定的詞在不同歷史時間段的興衰,從而得出某些洞察。例如,通過比較“United States are”和“United States is”在歷史上出現的頻率,就可看出美國人是何時開始認同美國作為一個統(tǒng)一的國家的。很明顯,南北戰(zhàn)爭之后,“United States is”開始變得更常用。我們通過統(tǒng)計若干人工智能中關鍵詞的Ngram,可以感知人工智能在不同階段的宏觀發(fā)展。我曾經寫過一篇“計算歷史學”(見《哲學評書》)介紹Ngram。大數據為歷史學提供了有力而令人信服的工具。
科普有一種寫法:用一些貌似通俗的語言去解釋復雜的原理。我一直不大相信這種方法,無論作者是內行還是專業(yè)科普作家。我壓根就沒見過一本可以把量子力學解釋清楚的科普書。即使簡單如圖靈機,也鮮有適當的普及讀物。倒是那些講歷史和八卦的書引人入勝,安德魯·霍奇斯的《艾倫·圖靈傳:如謎的解謎者》是內行寫作的典范,而數學家所羅門·費佛曼的太太安妮塔·費佛曼的兩本邏輯學家傳記是我心目中的標桿。戴森(Freeman Dyson)一直是我喜歡的作者,他也時不時為《紐約書評》寫寫八卦,趣味和我接近,我總是從閱讀他的文章的過程中收獲良多。即使我不懂他的數學和物理的領域,也能時有洞察。我的書單上還有蒙克的所有傳記,它們既高級又有趣。就像蒙克所說,歷史可以幫助內行了解知識的進化并獲得新的視角,同時也為外行人了解專業(yè)知識提供入門的臺階或向導。
讀大科學家寫的科普著作,最有意思的倒不是那些對成熟思想的通俗敘述,而是那些對不成熟看法的披露,還有不好意思寫到正經學術論文里的自負和牢騷。恰因為這個原因,我也喜歡多依奇(David Deutsch)的幾本書。
我們很少有機會在學科發(fā)展之初就能把學科脈絡梳理清楚。過去有過幾個這樣的時間段,例如1900年到1950年的邏輯學,1945年到2000年的分子生物學和1950年到當下的語言學。本書除了想梳理始于20世紀40年代的人工智能的歷史外,還有一個作者隱含的心愿:作為人工智能的科普。哈代曾說科學(尤其是數學和理論物理,也許理論計算機科學)和藝術的原創(chuàng)需要一等的智力,解釋和欣賞(例如樂評家和書評家)是二等的智力活兒。本書假想的對象是那些有能力但又是外行的人。丘成桐曾說(大意):要想做大學問,必須先培養(yǎng)對學問的感情。除了科普,我還希望能幫助一小撮內行人或準內行人培養(yǎng)感情。我盡可能地列出了相關的參考文獻供進一步學習。人工智能畢竟不是超弦理論,憑著一些智力還是可以自學的。
本書寫作得到白碩、陳利人、宮力、洪濤、劉江、馬少平、毛德操、施水才和趙偉等諸位師友的幫助和指點,特此致謝。烏鎮(zhèn)智庫的同仁為本書提供了必要的數據,我的助理冰冰為我提供了多方面的支持,一并謝過。
尼克,早年曾任職哈佛和惠普;后創(chuàng)業(yè)投資,往返于大陸和硅谷。無論忙閑不忘讀書寫字,作品多發(fā)表于《上海書評》,并有著作《UNIX系統(tǒng)V內核剖析》和《哲學評書》。
第1章 達特茅斯會議:人工智能的緣起 1
1. 背景 1
2. 達特茅斯會議 6
3. AI歷史的方法論 9
4. 會議之后 14
5. 預測未來:會有奇點嗎? 19
第2章 自動定理證明興衰紀 24
1. 自動定理證明的起源 24
2. 羅賓遜和歸結原理 32
3. 項重寫 34
4. 阿貢小組和馬庫恩 35
5. 符號派的內部矛盾:問答系統(tǒng)和歸結原理的失落 37
6. 幾何定理證明與計算機代數 39
7. 定理證明系統(tǒng)和競賽 44
8. 哲學問題 46
9. 現狀 49
10. 結語 51
第3章 從專家系統(tǒng)到知識圖譜 60
1. 費根鮑姆和DENDRAL 60
2. MYCIN 64
3. 專家系統(tǒng)的成熟 65
4. 知識表示 66
5. 雷納特和大知識系統(tǒng) 70
6. 語義網 73
7. 谷歌和知識圖譜 75
第4章 第五代計算機的教訓 79
1. 背景 79
2. 理論基礎:邏輯程序和Prolog 82
3. 五代機計劃和五代機研究所 85
4. 并發(fā)Prolog 88
5. 美國和歐洲對日本五代機計劃的反應 90
6. 結局和教訓 94
7. 日本還有機會嗎:日本下一代人工智能促進戰(zhàn)略 95
第5章 神經網絡簡史 97
1. 神經網絡的初創(chuàng)文章 97
2. 羅森布拉特和感知機 103
3. 神經網絡的復興 107
4. 深度學習 111
第6章 計算機下棋簡史:機定勝人,人定勝天 116
1. 機器下棋史前史 116
2. 跳棋插曲 118
3. 計算機下棋之初 119
4.“深藍” 124
5. 圍棋和AlphaGo 125
第7章 自然語言處理 128
1. 喬治敦實驗 128
2. 喬姆斯基和句法分析 129
3. ELIZA和PARRY 136
4. 維諾格拉德和積木世界 143
5. 統(tǒng)計派又來了 149
6. 神經翻譯是終極手段嗎? 151
7. 問答系統(tǒng)和IBM 沃森 152
8. 回顧和展望 154
第8章 向自然學習:從遺傳算法到強化學習 159
1. 霍蘭德和遺傳算法 159
2. 遺傳編程 164
3. 強化學習 166
4. 計算向自然學習還是自然向計算學習 172
5. 計算理論與生物學 173
第9章 哲學家和人工智能 177
1. 德雷弗斯和《計算機不能干什么》 177
2. 塞爾和中文屋 184
3. 普特南和缸中腦 187
4. 給哲學家一點忠告 190
第10章 人是機器嗎?——人工智能的計算理論基礎 195
1. 丘奇-圖靈論題:為什么圖靈機是最重要的發(fā)明? 197
2. 相似性原則:另一個重要但不太被提及的計算理論思想 201
3. 超計算 205
4. BSS實數模型 206
5. 量子計算 208
6. 計算理論的哲學寓意 211
7. 丘奇-圖靈論題、超計算和人工智能 212
第11章 智能的進化 216
1. 大腦的進化 216
2. 能源的攝取和消耗 218
3. 全社會的算力作為文明的測度 220
4. 人工智能從哪里來? 222
5. 人工智能向哪里去:會有超級智能嗎? 223
第12章 當我們談論生死時,我們在談論什么? 230
附錄1 圖靈小傳 237
附錄2 人工智能前史:圖靈與人工智能 249
附錄3 馮諾伊曼與人工智能 255
附錄4 計算機與智能 261
參考文獻 293
人名對照 308