人類的“靈光一閃”秒殺超級計算機

奧巴馬為什么會投入巨資啟動“腦計劃”？IBM專家為什么最終承認他們研制的超級計算機“深藍”、“沃森”其實都失敗了？中國科學家設想中的人工智能究竟要怎么搞？

2014年7月15日，在江蘇省科協(xié)和江蘇省教育廳主辦的2014江蘇省青少年高?？茖W營開幕式上，中國工程院院士、東南大學教授韋鈺做了題為《迎接智慧信息時代的到來》的科普報告，為1 000多名來自全國各地的中學生打開了一扇通往智慧信息時代的神奇之門。

斑點狗難倒人工智能科學家

20世紀以來，人類取得了一系列科學技術的輝煌成就，其中對經(jīng)濟和社會影響面最廣、影響力最大、影響持續(xù)時間最長的是電子信息技術。信息技術已經(jīng)影響到我們生活的方方面面，已經(jīng)讓我們每個人都無法離開它了，甚至會對它的強大感到有些恐懼。

韋鈺院士是研究信息科學的，也是中國第一批接觸網(wǎng)絡、微博這些東西的人，她卻認為，世界上最復雜、最強有力的系統(tǒng)，并不是現(xiàn)在我們認為的那個威力無窮、沒有生命的信息系統(tǒng)，盡管它給我們的生活帶來很多的改變，現(xiàn)在世界上最強有力的、最復雜的系統(tǒng)仍然是我們的腦。

為了更好地理解，韋鈺院士在大屏幕上展示了一幅明明暗暗、滿是斑點的圖片，并告訴臺下學生，現(xiàn)在無論多么強大的計算機也無法從這張圖里看出什么。但是，有學生一下子就看出來了，這其中隱藏著一只斑點狗。韋鈺院士說，就是這樣一只斑點狗，給了全世界人工智能科學家一大挑戰(zhàn)。

這個問題，在人工智能出現(xiàn)之初就存在著，至今無法得到很好的解決。最早的人工智能是在上世紀50年代發(fā)展起來的，那時候有一個教授在放暑假前給他的研究生布置了一個題目——在這個假期里研究研究怎么讓計算機辨認一只貓。這就是人工智能剛開始的課題，結果這個學生搞了一個假期都沒摸到門徑。人很容易認得一只貓，甚至你可以認得好多年前的朋友，但是計算機根本沒門，到現(xiàn)在科學家對此也沒有什么好辦法。所以說，世界上最厲害的是腦。

強大的超級計算機并不代表智能

很多人可能會有這樣的疑惑，現(xiàn)在的一些超級計算機也都很厲害的，每秒能計算幾百億上千億次，下棋能戰(zhàn)勝世界冠軍，在智力競賽中也展現(xiàn)了驚人的記憶能力，難道它們還不夠強大嗎？

美國IBM公司最早研制了一個會下棋的超級計算機“深藍”，在1997年，“深藍”擊敗了當時的國際象棋世界冠軍。后來，IBM公司又研制了超級計算機“沃森”，2011年，“沃森”跟美國最有名的兩個選手同時參加一個智力競賽節(jié)目，結果“沃森”取得勝利。如此厲害的計算機，已經(jīng)夠接近人的智慧了吧？韋鈺院士的答案是——遠不是！在韋鈺院士看來，它們都不代表智能和最強的腦力，人類最強的大腦絕對不是記憶能力，人腦的智慧其實是對于信息的分析和決策能力，這是世界上任何強大的電腦都無法比擬的。美國科學家也是這么認為的。2014年IBM有一個全球戰(zhàn)略討論會，韋鈺院士去參加了，并見到了這個項目的主管和研發(fā)團隊，他們自己也承認超級計算機是失敗的，這不是人的智慧，只是在利用邏輯分析。

“現(xiàn)在的‘沃森’已經(jīng)可以達到每秒鐘操作10¹⁵次，但它要占據(jù)幾千平方米的面積，有的超級計算機體積更是龐大，那就是一座樓呀，這一點可比不過我們的大腦，我們的大腦只有1 400克。‘沃森’需要多少功率呢？它需要6兆瓦功率，我們的大腦最多只需要30瓦，我們吃的一日三餐就可以驅(qū)動它了?！表f鈺院士說，“我們大腦里的神經(jīng)元數(shù)量大約是10¹¹個，這些神經(jīng)元從我們出生就已經(jīng)存在，也不會再增加了，我們就這么點東西，但現(xiàn)在世界上最強大的計算機還是比不上這么點東西?！?/p>

韋鈺院士透露說，IBM公司也知道這條路不行了，所以他們在那次戰(zhàn)略討論會的時候就已經(jīng)停止在現(xiàn)有層面上了，現(xiàn)在他們把我們常講的大數(shù)據(jù)分析、云平臺還有數(shù)據(jù)安全綜合起來搞了一個平臺，開始推向商業(yè)化。其中運用較多的是醫(yī)療診斷，就是把你的基因輸進去，超級計算機用大數(shù)據(jù)去比對，看你的基因跟什么有關系，生病了應該怎樣治療、用什么藥等等。比如說白血病，如果病人的基因不一樣，用的藥根本就是不一樣的，在這一點上它可以更好地為病人服務。

大腦直覺思維是計算機無法模仿的

“沃森”失敗了，為什么從上世紀50年代發(fā)展起來的人工智能走到現(xiàn)在走不動了？計算機的“智慧”和人的智慧，究竟差別在哪里呢？

韋鈺院士認為，要想搞清楚這些問題，先要搞清楚人是怎么決策的?！拔稚钡臎Q策是按照邏輯、按照規(guī)則，用快速計算來解決，但人不是這樣決策的。用韋鈺院士的話說，決策就是一個人本事大本事小的關鍵，同樣一個問題，比如研制智慧計算機，現(xiàn)在問你該怎么做，如果你有本事就是創(chuàng)新，沒有本事就是跟在人家后頭，再沒本事就是看都看不懂。所以很多人是否聰明、是否創(chuàng)新，就看你能不能做一個好的決策。盡管我們會學到很多用于決策的規(guī)則、知識，但在解決某一個問題的時候，你可能還是會有一種直覺的思維、直覺的靈感，那是人最了不起的地方，是現(xiàn)在的計算機所無法模仿的。很多時候，創(chuàng)新就是在于知識積累到一定程度時候的“靈光一閃”的直覺，當然這并不全憑運氣，它需要之前灌輸很多正確的學習模型。

日本科學家對很多專業(yè)棋手進行了研究，利用核磁共振來看他們下棋的時候大腦哪部分在活動。結果發(fā)現(xiàn)，專業(yè)棋手一開始都是下快棋的，并不是邏輯推理，完全憑感覺，而到了動腦筋想關鍵招的時候，大腦的某一塊特定區(qū)域就會活動，而那些不會下棋的人無論怎么思考該如何走棋，這個地方的腦區(qū)就是活動不了。韋鈺院士說，和專業(yè)棋手下棋一樣，這種模型建立起來，當我們看到這個情景就馬上有直覺出來，在這個基礎上我們就可以進一步創(chuàng)新。只有灌輸正確的模型，才能在關鍵的時候，出現(xiàn)大腦創(chuàng)新的“直覺思維”。

除此以外，科學家還發(fā)現(xiàn)人腦中有一個很奇怪的決策系統(tǒng)——鏡像神經(jīng)元，有人覺得這個發(fā)現(xiàn)跟DNA的發(fā)現(xiàn)一樣重要。

1996年，意大利科學家里佐拉蒂做了一個實驗，他把猴子的顱骨打開，觀察猴子拿花生米吃的時候哪些大腦神經(jīng)區(qū)域有放電活動，最終確定了一個區(qū)域。實驗一直在進行中，有一天里佐拉蒂的助教走進實驗室，沒有把花生米給猴子吃，而是自己吃了，結果發(fā)現(xiàn)猴子的那部分神經(jīng)區(qū)域也在放電，這就是鏡像神經(jīng)元在起作用。不光猴子有鏡像神經(jīng)元，人也有，當你看到別人痛苦的時候你會掉下眼淚，這就是鏡像神經(jīng)元在起作用，有了這個你才會有同情心。有人在這種情況下哭不出來，給人的感覺是他的心特別硬，其實不是心特別硬，是他大腦里的鏡像神經(jīng)元不大好。

和計算機的決策比起來，人的決策是有很多不同的，人有情感，人的決策絕不是計算機的“是”和“不是”，它有鏡像神經(jīng)系統(tǒng)，有需要學習的模型。

智能計算機的未來之路

那么，智能計算機的未來發(fā)展方向，究竟在哪里呢？

韋鈺院士說，我們現(xiàn)代人一個星期接觸到的信息，就已經(jīng)超過17世紀人一輩子接觸的信息，但信息并不是智慧，用信息去解決問題才叫智慧。我們的信息系統(tǒng)既然是為人服務的，它就應該以人為中心，也就是說，我們應該要把與人有關的知識和系統(tǒng)工作環(huán)境的社會背景聯(lián)系起來，這是下一代的信息技術要做的，必須要研究那個無生命的系統(tǒng)怎么跟人配合，必須把社會知識、社會環(huán)境在這個信息系統(tǒng)開始研究的階段就加進去。而且，美國人已經(jīng)在這么做了。腦在信息時代變得非常重要，這也就是奧巴馬為什么啟動了腦計劃，這個計劃比基因計劃更復雜。韋鈺院士還透露，中國教育部和科技部也已經(jīng)開始啟動了腦的計劃，而她參與了這個計劃的討論。她介紹說，中國工程院也搞了一個2020年的戰(zhàn)略規(guī)劃，啟動了腦和信息系統(tǒng)交互技術研究。

新的人工智能原理還要考慮鏡像神經(jīng)元機理，考慮模型整合，考慮情緒的選擇作用。而有一些研究成果，現(xiàn)在已經(jīng)開始在逐步應用了。

科學家現(xiàn)在可以用意識控制鼠標等物體，他們還在一位癱瘓病人的腦中嵌入一塊電子板，可以通過機器讀取病人的腦電波信息，從而控制機械手拿取東西。而科學家的設想是將來機器人會融入人體，這樣你都不用讀書了，可以把那些知識直接“埋進”大腦。

日本現(xiàn)在有一種儀器，在你走過去時可以識別你的年齡和性別。美國安全系統(tǒng)也使用類似的信息檢測技術，在你通過安檢的時候判斷你有沒有敵對意識。在英國已經(jīng)出現(xiàn)新式的測謊儀，可以通過紅外掃描出你有沒有撒謊，這個也已經(jīng)商品化了。另外，現(xiàn)在還有許多新奇的檢測儀，你是否適合做某個工作、你有沒有暴力傾向等等，都可以測出來。

在韋鈺院士看來，我們現(xiàn)在正在進入的時代，最熱門的研究是搞清楚腦和信息系統(tǒng)之間的關系，搞清楚腦和腦之間的關系。腦這個最強大的智慧信息系統(tǒng)，和我們現(xiàn)在認為強有力的無生命的信息系統(tǒng)之間的交互，以及如何形成新的信息系統(tǒng)和應用，這些研究就是從現(xiàn)在開始的。“你們真的非常幸運，你們就站在這個時代的口上，你們可以看到在這個時代展現(xiàn)了多少可以研究的東西?，F(xiàn)在最有生命力的專業(yè)是機械專業(yè)和電子專業(yè)的合作，一定是這樣的?！表f鈺院士對臺下的學生們?nèi)绱苏f。