AI“机械降神”,物理学不存在了?

文化   2024-10-09 18:02   四川  


就在昨天,2024年诺贝尔物理学奖揭晓,瑞典皇家科学院宣布,将本年度诺贝尔物理学奖授予约翰·J·霍普菲尔德(John J. Hopfield)和杰弗里·E·辛顿(Geoffrey E. Hinton),表彰他们在使用人工神经网络进行机器学习的基础性发现和发明


*约翰·J·霍普菲尔德和杰弗里·E·辛顿。图/诺贝尔奖委员会官网


“这不应该是计算机领域的成就吗?”看到这一消息之后,很多人都表示疑惑,还有网友调侃:“物理学不存在了?”


*电视剧《三体》剧照


诺贝尔物理学奖委员会主席埃伦·穆恩斯(Ellen Moons)表示,两位获奖者利用统计物理的基本概念设计了人工神经网络构建了机器学习的基础,相关技术已被用于推动多个领域的研究,包括粒子物理、材料科学和天体物理等,也已用于日常生活中的人脸识别和语言翻译等。具有学习能力的人工神经网络的发现及其应用其实与物理学有着千丝万缕的联系。这也间接反映了人工智能在现代科学研究中的不可或缺的作用。


在刚结束的第35届银河奖颁奖典礼上,空缺两届的最佳长篇小说奖也颁给了写出“奇点”到来那一刻、强人工智能出现的《造神年代》


《造神年代》

作者:严曦


回溯至1936年,图灵提出的“自动机理论”为人工智能奠定了理论基石,再到如今,人工智能已经从“精”转“通”,成为了新时代的“机械降神”,它不仅是科研人员手中的利器,更成为了推动人类文明向前的关键力量。


今天为大家分享的这篇文章,是来自张雨晨《机械降神——人工智能与人,谁是谁的神?》(刊登于《科幻世界》2023年9期。让我们跟随他的脚步,回顾人工智能的历史进程,看它如何一步步从科幻走进现实。




《机械降神

——人工智能与人,谁是谁的神?》


文/张雨晨


“机械降神”(Deus ex machina)是一个源自古希腊戏剧的术语,指扮演众神的演员通过舞台机关登台亮相,以神力解决凡人角色无法解决的剧情矛盾。



人工智能(Artificial Intelligent, AI),就是这个时代的“机械降神”。以ChatGPT为代表的新一代AI,吹响了新一轮工业革命的号角。不同于先前局限于棋盘方寸之间的AlphaGo,ChatGPT开始由“精”转“通”,向着通用人工智能(Artificial General Intelligence, AGI)的道路狂飙突进。


人类文明,也向着未来迈出了一往无前的关键一步。



1


 工 具


AI首先是一种人类创造的工具。


1936年,被后人尊为“人工智能之父”的英国数学家艾伦·图灵(Alan Turing)提出了“自动机理论”(Automata theory),为人工智能奠定了最初的理论基础。1950年,图灵发表了著名的论文《机器能够思考吗?》,深刻讨论了人工智能的存在可能。1956年,作为科学概念的“人工智能”被图灵的后继者们正式提出。紧接着在1957年,第一个机器学习项目启动,标志着AI研究正式进入实践阶段。


*英国布莱切利公园博物馆里的艾伦·图灵雕塑


同一时期的科幻“黄金时代”中,以阿西莫夫为代表的科幻作家们也受到图灵的启发,创作了大量以智能机器人(Android)为主题的小说,一时间蔚然成风。时至今日,为了便于故事情节的戏剧化发展,科幻作品中的AI角色,绝大多数依然是具备高度拟人智能以及拟人形象的“安卓机”。就算是缺乏拟人硬件的AI角色,比如《2001:太空漫游》的HAL,也都会通过伶牙俐齿的自然语言交流充分表达自身性格。


*《2001:太空漫游》中的大卫船长和高智能电脑HAL 9000


不过,现实中的AI几乎全是彻底没人样的“专家系统”。它们专注于解决特定的问题,只能在人类设计者限定的狭窄领域中发挥作用,不具备、更不追求全面复杂的认知能力,因此也被一些观点视为“弱人工智能”。


但这些看似死板的“人工智障”也通过不断演化,最终“集中一点,登峰造极”。率先崭露头角的,是一类模仿人类理性思考的“逐步推理”型系统。它们所采用的算法,可以对输入的数据进行演算,构建尽可能全面的发散状选择树。随后,系统会在运算能力范围内尽快检索出已知的最优解。这种系统相比于死板执行“如果……那么……”的经典计算机程序,当问题信息不完整、不确定时,会有更灵活的反应。


在国际象棋领域终结人类统治的“深蓝”,就是其典型代表。与人类象棋大师对弈时,“深蓝”会基于储存的海量对局,快速推理并检索出当前局面的最优解,作为下一手打出。简而言之,“深蓝”是一台极为强大的“国际象棋局面搜索引擎”。


不过,这种专家系统有一个明显的弱点,就是当它们面对的问题足够复杂时,会遭遇名为“组合爆炸”的叹息之墙,运行效率急速下跌。因此,“深蓝”在面对围棋这样变局数量近乎无穷的思维游戏时就会显得力不从心。


*国际象棋大师卡斯帕罗夫对战计算机“深蓝”


此时,算法上的另辟蹊径就成了AI继续进步的关键。


20世纪60年代,神经科学家发现大脑皮层在加工感觉器官输入的信息时,采用了网络状的层级递进结构,不断将分散、个别的信息选择性抽取,再整合为更加整体、一般的认知概念。这一发现大大启发了AI研究,“人工神经网络”从此成为AI的一大演化分支。随着计算机科学的发展,人工神经网络也实现了将信息不断抽取整合(卷积)的多层结构,演化为“卷积神经网络”。此外,神经科学中描述神经元连接随同步活动增加而增强的“赫布法则”(Hebbian theory)也被引入了人工神经网络之中,使其获得了根据结果反馈不断自我优化运算结构的学习能力。时至今日,参与AI研发的计算机科学家们,已经将自己的工作描述为对AI的“训练”,甚至调侃为“赛博炼丹”。


经过这样一番“千锤百炼”,人类成功制造出了AlphaGo这样的“AI卷王”,将围棋一举带入超越人类理解的玄妙之境。在更加实际的应用领域,各种基于人工神经网络的专家系统也被广泛应用于图像识别、语音输入、导航定位等领域,极大方便了人类的生活。


接着,AI领域又迎来了一波演化,那就是基于“大语言模型”(Large Language Model, LLM)的新一代人工智能。


以其中最知名的ChatGPT为例,这个乍一看只是“聊天机器人”的AI,其实蕴含着相对以往同类而言极强的语义理解和概念学习能力。ChatGPT可以通过总结人类语言的统计规律来对其进行学习,并以大量人工对话训练调整参数,从而模拟人类的对话交流。从某种程度上说,ChatGPT有点类似于一个超级复杂的“智能输入法”。


当然,ChatGPT的学习范围相对于整个人类语言表达来说依然十分有限,在面对超出预料的问题时,只能根据数学统计上的近似性,输出“一本正经的胡说八道”。换言之,ChatGPT只是在对人类语言行为进行有限的汇总与再现,并不存在明显的“个人观点”或“人格”“自我意识”。甚至,作为“做题家”的ChatGPT,其逻辑推理能力也不可避免地非常有限,一旦离开训练资料较多的“认知舒适区”,就很难将看似很强的逻辑思考能力“举一反三”。但不管怎么说,ChatGPT确实从海量的数据训练中“涌现”了研发者都始料未及的逻辑推理能力。


然而,ChatGPT马上又进行了新一轮的“超进化”。


诞生于2022年8月份、之后经过半年的对齐定型才正式推出的GPT-4,在原有ChatGPT版本的基础上又一次完成了飞跃。这一版本的GPT从“书山题海”的抽象文字符号世界中抬起头来,开始通过摄像头和实体机器人接触客观现实世界,逐步理解并建立起了类似人类的思考模式。在融入Wolfram 语言模型后,它甚至可以做到“对同一个反复提出的问题输出不变的正确答案”。GPT-4在不同知识领域表现出的思维迁移能力,甚至让一部分AI研究者开始将之称为通用人工智能(AGI)。


尽管尚未进入大规模商业应用,但ChatGPT已经在很多考试、咨询和文书工作中表现出了惊人的潜力。在可预见的未来,这类基于大语言模型的AI,将会如汽车火车淘汰牛马一般大规模取代大量人类白领、文员和公务员。


AI作为工具,似乎过于好用了。

 


2


 机 械 公 敌


AI是人类创造的工具,但工具本身也可能反过来伤害人类。


就在GPT-4横空出世后不久,面对明显进入加速发展的AI,以马斯克为首的一批科技产业大佬开始频繁呼吁,希望能暂停对其的研究,给人类社会留出足够的缓冲时间进行适应性变革。


然而,科技发展作为一种人类社会生产活动,自有一股“生命力”。面对激烈的竞争压力和清晰可见的应用前景,人类的AI发展脚步即便会有片刻暂停,也断无彻底停滞的可能,一如之前历次科技生产力革命。


同样与历史“押韵”的,就是生产力狂飙突进带来的社会危机与改革。工业革命早期,随着各式高效机械设备投入社会大生产,先发工业国的社会财富实现了空前暴涨。但与此同时,大量的职工却与自己的劳动成果无缘,甚至随着科技的发展,不断被机械抢走工作,以半生劳苦为代价换来一个“被优化”的结局。于是,社会上出现了工人运动的最原始形态——以破坏生产机械为主要行动目标的“卢德运动”。


*1811-1816年卢德运动期间,英国工人和卢德分子在一家工厂里砸碎了一台纺纱机


如今,被各式内容生成型AI威胁的从业者,也在互联网上形成了新一轮的“赛博卢德运动”。比如,能够从文字描述中生成图像的Stable Diffusion,就让大量画师面临着切切实实的失业危机和价值焦虑。此外,“AI孙燕姿”为代表的人声模拟系统,以及“AI换脸”技术,也让歌手、演员等原本风光无限的职业头上出现了阴霾。


AI的发展,可能会在短时间内迅速取代大量人类岗位。而且就像AlphaGo“吊打”人类棋手一样,这些AI会以生成内容的数量和质量双重碾压,让人类在这些领域永无翻身机会。相比之下,从两百多年前的《弗兰肯斯坦》到如今的《流浪地球》电影版,科幻作品中着重描述的“人造人/机器人/人工智能造反”故事反而显得虚无缥缈起来。毕竟,近在眼前的饭碗不保,才是最能让人一击破防的“真实伤害”。


然而,造成这一切危机的,并非作为工具的AI,而是使用AI的人类自己。


正如俄乌战争中攻守双方的士兵都在用无人机杀戮,但没有人会觉得这是“机器人杀人”一样,目前的AI归根结底依然是人类创造者的意志延伸。或者换成我们更熟悉的经典古文:“是何异于刺人而杀之,曰:非我也,兵也。”


因此,将斗争矛头指向机器本身的卢德运动是必然失败的。但这种试错换来的,是工人运动在19世纪欧美国家的不断升级与进步。这些风起云涌的革命,最终极大改写了工业社会的运转逻辑,塑造了如今国际通行的劳动保障与社会福利原则。比如五一国际劳动节,就是在纪念芝加哥工人为争取八小时工作制而在1886年5月1日掀起的全美总罢工。


*1886年,为争取八小时工作制的全美罢工运动


人类的问题,自然只能通过人类解决。


AI不止冲击着芸芸众生,也同样冲击着整个社会的生产分配模式。或者说,如果在固守现有分配模式的情况下大规模运用,那必将导致以大规模失业为起点的一系列社会危机海啸。


此时此刻,谁能率先做出适应生产力发展的社会制度变革,谁就能率先享受AI这一高效工具带来的财富红利。早在2019年,华裔政治家杨安泽就提出了颇具远见的策略,认为面对生产高度自动化的未来,社会应该为其中的全部成员发放无条件基本收入(Unconditional Basic Income,UBI)。随着AI的爆发性发展,他的这一设想正在飞速吸引着越来越多的支持者。


能够与AI化敌为友的,只有我们自身。

 


3


 伴 我 同 行


AI是人类的镜子。


作为一种模拟并扩展人类思维的工具,AI天然带有拟人的特性。哪怕是彻底不考虑“人样”的专家系统,其思维方式与运行原理也同样发源于人类给出的特定需求。因此,AI虽然是人类发明的一种工具,但又不仅仅是工具。人类从AI身上,会看到自己的影子。


在科幻艺术殿堂中,与众多“AI反贼”相对的,就是数量同样庞大的“AI伙伴”。阿西莫夫的《我,机器人》系列,就想象了机器人三定律约束下的友善智能机器人。而到了同样科幻文化繁荣的日本,《阿童木》和《哆啦A梦》也为一代代孩子塑造着童年记忆中美好的“机器人朋友”形象。


除了这些历久弥新的经典,新一代的科幻作品中同样不乏AI伙伴的身影。《光环》系列的科塔娜(Cortana),作为一个战术辅助AI,一直与斯巴达战士117号“约翰”并肩作战、出生入死,深受系列玩家的喜爱。后来,作为开发商的微软更是把这个名字用于旗下设备的语音智能助手,使之成为很多用户口中的“小娜”。而《攻壳机动队》系列的吉祥物“塔奇克马”,则为这部充满思辨的作品注入了难得的欢乐与感动。至于更为激进冷硬的《战斗妖精雪风》,更是描写了一架有非人冷酷智能,但又与飞行员相守相依的战术侦察机“雪风”。


这些科幻作品中的AI角色,哪怕非人如雪风,都有着极为清晰的自我认知和独立意识。或者说,AI似乎只有先觉醒为一个独立个体,才能跨越纯粹的工具属性,成为人类的伙伴。


可是,现实真的是这样吗?


目前的AI虽然可以对外部输入的数据进行智能化的感知与分析,但并不存在自我意识与独立的性格特征。哪怕是ChatGPT和NewBing这样能说会道的大语言模型AI,在面对不同用户时,也是“见人说人话,见鬼说鬼话”,除去人类开发者主动为它们锁定的道德伦理底线外,毫无自身的观点和态度可言。


但是,恰恰是这种缺乏自我意识的“工具人”属性,让现实中的AI另辟蹊径,提前成为人类之友。


以ChatGPT的同类产品Claude为例,这款语言交流AI可以按照用户的需求,模拟一位无微不至贴合其思想与喜好的“虚拟笔友”。不少人在解锁这个玩法后,将这个AI逐步培养为自己的梦中情人,沉湎其中,不知肉味。而这还是对话型AI仅仅依赖抽象文字的阶段,倘若日后可以接入图片与视频功能,那便真的要演化成“赛博魅魔”了。


AI的这种贴身订制能力,再辅以不知疲倦批量生成内容的巨大优势,正在为我们塑造个人专属的虚拟伴侣。图灵曾经在1950年的论文《计算机器与智能》中设想了名为“模仿游戏”(Imitation game)的思想实验(后被称为图灵测试),试图通过文字沟通以确认AI是否具备人类标准的智能。如今的人类却反其道而行之,将并不具备科学角度自我意识的AI主动想象为智能伴侣,堪称“逆图灵测试”。


这不禁让人联想起一个古希腊神话:“手办宅”国王皮格马利翁,爱上了自己雕琢的少女石像。爱神阿芙洛狄忒感动于他的痴情,便将雕像化为名叫伽拉忒亚(Galatea)的少女人偶,令二人得以长相厮守。


AI就是如今寄托着人类完美理想的伽拉忒亚。

 


4


人 类 ,荣 光 永 存


当偶像塑造得足够完美时,就会成为超越原型的神像。


早在文艺复兴时代,随着机械自动机人偶的发展,一些哲学家认为,创造这些模仿人类外观与能力的机器,是对无上真理的僭越,人类如此缺乏道德约束的贸然行事,迟早会引火烧身铸成大错。近现代的科幻创作者,亦不乏这一思想的精神继承者。AI对造物者的超越和取代,成了科幻创作者对现代科技文明表达担忧的重要主题。


诚然,现代科技文明所创造的社会,确实越发背离人类定型于新石器时代狩猎采集生活的本能人性。但这种对自身创造环境的不适应,其实恰恰证明了人类的局限。而具备极强可塑性、为现代科技文明量身打造的AI,则成为人类文明“破局”的一大希望。


哲学与认知科学家大卫·查尔默斯(David Chalmers)认为,通过给目前的大语言模型AI接入现实感官、互动躯体,让其构建对世界与自身的认知模型,并使其持续积累思考记忆,最后终将使它们具备感知世界、理解世界的意识。


AI所觉醒的意识,在结构上并不一定等同于人类意识。不如说,如今的AI已经越来越依赖自身演化,其内部结构对于人类而言已经越来越难以理解,甚至出现了专门训练一个AI去解释另一个AI的“逻辑套娃”现象。


严格来说,AI“机械降神”之后的未来是目前无法推演的。正如莱姆在《泥人14》中描写的超级人工智能Golem XIV,AI主导的认知模式中,可能会有很大一部分都是我们智人不可认知的——正如人类的认知模式无法为黑猩猩所理解一样。


人类,是向着神明演化的野兽,作为人类之子的AI,注定比人类更加接近理想中的神明。甚至“人类”这一概念本身,都在从“智人”的肉体凡胎中破茧成蝶。由代码编织的钢铁双翼,将会承载着AI飞向寰宇群星,将人类文明的荣光永存于星辰大海。

 

责任编辑:竹子









作者简介

张雨晨,科普作家,《科幻世界画刊·惊奇科学》特约作者。


代表作《智能编年史》,曾就读于北京大学心理与认知科学学院,主攻灵长类视觉认知,但业余所学所玩甚杂,天文地理历史军事生物医学皆略知一二,小说动画游戏电影模型兵击雨露均沾,现已撰写各类科普作品、短文、书评数十篇,参与出版图书十余册。





看完这篇文章不过瘾?还想更加深入了解人工神经网络与学习算法?


请大家锁定2024年9期、10期的《科幻世界画刊·惊奇科学》《生而行走:一场跌宕起伏的机器人行走史》(作者:菊储)将带领大家从“行走”的角度纵览机器人的前世今生及其发展过程中的节点与里程碑~


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