人工智能何以成為“超強(qiáng)大腦”

人類棋手一滴淚下，為這場(chǎng)似乎一開(kāi)始便已注定結(jié)局的人機(jī)圍棋大戰(zhàn)畫(huà)上了句號(hào)。是什么給了“阿爾法狗”如此高超的棋藝？是什么讓人工智能成為“超強(qiáng)大腦”？答案是算法。

什么是算法？

算法是指由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的一系列獨(dú)立的指令和動(dòng)作。從初始狀態(tài)和初始輸入開(kāi)始，這些指令描述了完整的計(jì)算步驟——通過(guò)一系列有限的、確切的指令，產(chǎn)生并輸出答案和數(shù)據(jù)，最終止于結(jié)束狀態(tài)。

人工智能的算法是一套利用機(jī)器智能解決問(wèn)題的復(fù)雜手段。過(guò)去，我們給計(jì)算機(jī)下達(dá)規(guī)則式的指令來(lái)解決問(wèn)題；現(xiàn)在，我們只要告訴計(jì)算機(jī)想解決的問(wèn)題，它就可以自行選擇算法來(lái)解決問(wèn)題——這便是人工智能帶來(lái)的根本性變革。

人工智能最重要的是學(xué)習(xí)能力，即根據(jù)機(jī)器以往的經(jīng)驗(yàn)來(lái)不斷優(yōu)化算法。第一次人工智能的浪潮始于上世紀(jì)70年代，當(dāng)時(shí)的人工智能算法采用的是符號(hào)邏輯推理規(guī)則，以實(shí)現(xiàn)知識(shí)表征。由于缺乏自我學(xué)習(xí)能力，那時(shí)的人工智能無(wú)法解決新領(lǐng)域中出現(xiàn)的問(wèn)題。第二代人工智能雖然在學(xué)習(xí)和感知能力上表現(xiàn)更佳，但由于當(dāng)時(shí)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型不具備大量吸收訓(xùn)練數(shù)據(jù)的能力，與人類的水平仍有很大差距。

算法的發(fā)展

大約在10年前，深層與結(jié)構(gòu)化機(jī)器學(xué)習(xí)，或稱為深度學(xué)習(xí)的新范式，讓人工智能算法的智能程度越來(lái)越高。傳統(tǒng)的機(jī)器學(xué)習(xí)方法讓電腦學(xué)習(xí)的“知識(shí)”，要由人來(lái)設(shè)計(jì)并輸入，因?yàn)樾枰莆沾罅康膶I(yè)知識(shí)，導(dǎo)致特征工程成為機(jī)器學(xué)習(xí)的瓶頸。深度學(xué)習(xí)打破了這一瓶頸，通過(guò)多層結(jié)構(gòu)算法，機(jī)器對(duì)數(shù)據(jù)集的“特征”進(jìn)行篩選和提取，通過(guò)反復(fù)訓(xùn)練，最終獲得了提取抽象概念的能力。

隨著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究的深入，計(jì)算機(jī)視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)等讓人工智能技術(shù)再次迎來(lái)發(fā)展的拐點(diǎn)，計(jì)算機(jī)的算法也越來(lái)越精進(jìn)。未來(lái)，計(jì)算機(jī)對(duì)自然語(yǔ)言的應(yīng)用還將大幅提高，電腦可以聽(tīng)懂、讀懂人類平常所用的語(yǔ)言，而不僅僅是機(jī)器指令。這樣，存在于互聯(lián)網(wǎng)和局域網(wǎng)中的海量信息，都可以成為深度學(xué)習(xí)的素材。

通過(guò)深度學(xué)習(xí)，人工智能可以達(dá)到近似或超過(guò)人類的識(shí)別精度。但與人類相比，機(jī)器所需要的訓(xùn)練數(shù)據(jù)、能耗和計(jì)算資源卻要多得多。從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度看，雖然機(jī)器能夠達(dá)到的識(shí)別精度總體上令人印象深刻，但在個(gè)體應(yīng)用中的表現(xiàn)往往不盡如人意。此外，由于目前大多數(shù)深度學(xué)習(xí)模型不具備推理和解釋能力，因而無(wú)法預(yù)測(cè)和提前防范嚴(yán)重錯(cuò)誤的出現(xiàn)。

在提高人工智能學(xué)習(xí)能力的過(guò)程中，科學(xué)家和研究者們從未放松過(guò)對(duì)與之相關(guān)的倫理道德問(wèn)題的思考。例如美國(guó)電氣與電子工程師協(xié)會(huì)去年便發(fā)布了全球首個(gè)《人工智能道德準(zhǔn)則設(shè)計(jì)草案》，力求讓人工智能更好地為人類服務(wù)。相信隨著未來(lái)在范式、算法和硬件領(lǐng)域不斷出現(xiàn)新的突破，人工智能的浪潮將深刻影響人類的生活方式。（編輯/有慶）