张召忠：阿尔法狗来上“最强大脑”敢应战否？

 

文章来源：局座召忠微信公众号

导语： 此次人机大战说明了什么？计算机能战胜人类吗？我们要看到，人工智能计算机还存在很多缺陷。比如联想功能差，逻辑推理能力差等。如果明年《最强大脑》第四季把阿尔法狗请来，当场迎接选手的挑战，它的缺陷和弱点立即暴露无遗，可以说这个节目中相当一部分比赛项目，阿尔法狗将注定失败，根本就没有获胜的可能性。

阿尔法狗连胜三局击败李世石之后，媒体一片哗然，认为人类从此失去尊严，居然拜倒在机器面前。也有人对此不屑一顾，认为这本身就是一种商业炒作，阿尔法狗战胜李世石与人工智能无关。事实上，我们应该向阿尔法狗致敬，因为它体现了人工智能发展的最新成果。要看到，阿尔法狗战胜的仅仅是一名韩国围棋选手而已，它并没有征服世界，更谈不上征服人类。

由于这个话题事关重大，所以我想从科学技术发展的历史脉络来谈谈，顺便也提出一些我自己的看法。

此次人机大战说明了什么？计算机能战胜人类吗？我们要看到，人工智能计算机还存在很多缺陷，比如联想功能差，不能举一反三，只能根据某些信息，从知识库的记忆中提取相关信息进行分析。对于世界上从未发生过的事情无法进行创造。逻辑推理能力差，只能根据给定的信息，利用知识库中的记忆信息，对未知问题进行经验式推论，对于从未出现过的新情况新问题缺乏福尔摩斯那样的逻辑推断能力，无法先知先觉。

学习功能较差，机器学习的数学基础是统计学、信息论和控制论，它只能进行经验式学习，比如通过对此前成千上万个棋局对弈的经验来进行对弈决策，通过对成千上万个感冒发烧病例的治疗经验对病人进行智能医疗，很难产生顿悟、灵感那样的头脑风暴。智能计算机虽然能听懂人类语言，能和人进行自由交谈、能观察和分析问题，并能提出独到见解，具备了一定的人工智能，但这些只能是幕后成千上万工程技术人员通过程序语言赋予的他的智能，但它并不能直接与人进行复杂的语言交流，并不能直接听懂人的说话，并不能直接读懂人的文章。阿尔法狗是专门针对国际围棋赛研制的弈棋型智能机器人，它一分钟可以思考上亿步棋，而人脑只能思考几步棋；它不会因为输赢而影响情绪，人类则做不到，喜怒哀乐、身体不适、比赛环境等各种因素都会影响比赛结果。如果明年《最强大脑》第四季把阿尔法狗请来，当场迎接选手的挑战，它的缺陷和弱点立即暴露无遗，可以说这个节目中相当一部分比赛项目，阿尔法狗将注定失败，根本就没有获胜的可能性。如若不信，可以试试看。

回顾漫长的科学技术发展史，悠悠数千年，历经沧桑，几多变换，人类不断地发明、创造和更新，其实就解决了两个大问题：通过扩展人体四肢的功能来减轻体力劳动负担并增强生产力或战斗力；通过扩展人的脑力和智力来准确地控制物质、能源和信息，使生产力和战斗力成百倍、上千倍地增长。

早在五、六千年以前的石器时代，人们就希望借助别的什么物体，来帮助自己战胜敌人、猎取食物或营造更为舒适的生活环境。结果，人类发明了石刀、石斧等工具，这是人类借用外力解放生产力的最初尝试。公元前3000年，战船和战车出现了，后来又发明了抛石机、弩机等武器装备。这时，人类开始认识到，借用风力、畜力和机械力，能够减轻人的体力，扩充人的作战能力，使人跑的更快、投得更远、力量更大。顺着这个思路，人类终于在19世纪发明了蒸汽机和电力，因而从机械和能源两个方面大大解放了生产力，从此把人类推向高度发达的工业社会。

从那时起到现在，内燃机、电动机、原子能等新的机械和能源不断地发明并迅速投入使用，军队的武器装备也产生了一次又一次的革命，卫星能够上天，飞机能够环球飞行，潜艇可以在水下连续航行三、四个月不上浮，航空母舰绕地球航行几十圈也不用更换燃料，人们相隔万里能够通话和看电视直播，雷达和声纳能够探测任何在大气或海洋中活动的目标。这一切一切的技术革命，说起来眼花缭乱，实际上到底增加了哪些功能呢？其实，主要还是人体四肢功能的扩展，使人们像长了千里眼看的更远，似有了顺风耳能闻世间难闻之事，像神话里的孙猴子眨眼之间能驰骋万里之外。人的手臂长到能打击万里之遥的敌人，人的两腿快到能超音速好几倍飞行，人的能量和破坏力大到能将地球毁灭无数次。

这些伟大的技术革命说明：人类在物质和能源方面已经进步到足够的程度，今后面临的一个重要问题是如何更加合理地使用和控制这些物质和能源。人类单靠自己的脑力和智力已经无法处理这个高速发达的、由物质、能源和信息构成的复杂世界了，人们渴望发明一种能够帮助人类去思考和运筹、能够辅助人类处理知识和信息的机器，能够像解放生产力和人的体力那样去解放人的智力，使人类能够借助外脑去提高生产力和战斗力。这些社会和军事需求为计算机发展铺平了道路。

计算机的发展理论上可以追溯到几千年以前。人类用来计数的最早的工具是手指，掰着手指头算算数，这是最简便的办法，据说阿拉伯数字之所以确定为0到9这么10个数、之所以国际上通用十进制系统计数方法都源于人有十个手指且习惯用来计数。后来，逐步发展到用卵石、结绳等来记事。世界各国普遍承认的人类历史上最早的计算机器是中国的算盘，这种计数工具据说在中国已经使用了5000多年。

真正能够进行大数值计算的计算机器源自于欧洲。1642年，年仅19岁的法国科学家布雷兹。帕斯卡发明了一种能进行加、减、乘、除四种基本运算的机械计算器。30年后，德国数学家戈特弗德。莱布尼茨研制成功一种称为“步进计算器”的机器，能进行乘法、除法和平方根的计算。再后来，就是欧洲出现的那种用罗盘和齿轮作动力的机械式计算器了，这些计算机器当时都用于频繁的商业贸易和科学研究活动之中。1830年，英国剑桥大学的数学教授查尔斯。巴比奇提出了一种“分析机器”的设想，他认为只要把信息转换为数字，就能用机器来进行处理，同时还提出，这种分析机器要有用来加工数据的“磨坊”和用来存储数据的“仓库”，还要给机器规定一些“指令”，让它按照人的意志去工作。这个推论很显然成为后来计算机发明的重要理论依据。20世纪30年代末，克劳德。商农首次提出计算机采用二进制代码的设想，即用1代表“真”(关)，用0代表“假”(开)。这个理论为后来数字化信息理论和实践铺平了道路。

第二次世界大战期间，美国宾夕法尼亚大学莫尔电子工程学院的数学家们负责为陆军计算火炮射击诸元表，每张表要计算几百条弹道数据，计算一条弹道需要20个小时，他们集中了200多名计算人员参与计算，计算一张火力表也需要两、三个月。战事紧急，被逼无奈，1943年莫尔学院用电子管研制计算机，1945年12月制造成功世界上第一台电子计算机，人们给它起了个名字叫“电子数字交换机和计算器”，缩写词为ENIAC，音译名为埃尼克。埃尼克体型巨大，重达30多吨，占用面积170多平方米，造价48万美元。每秒执行5000次加法和400次乘法运算，是手工运算的20万倍。第一代计算机被称为电子管计算机。

1947年，美国贝尔实验室发现一块微小的银色硅片可以代替电子管做电子开关等同样的工作，而且耗费的电流极小、所产生的热量也小，还可大量节省空间。这种硅片后来被制成晶体管并被用来制造新型的电子计算机，从而使计算机体积大大减小，中央处理机的尺寸减小到只有一个机柜大小，耗电量也减少了许多，可靠性也有明显的提高。这时，出现了第二代晶体管计算机。

20世纪60年代初，晶体管在制作工艺上进行了改进，不再一个一个地焊接和封装晶体管，而是把许多晶体管按照设计要求连接在一块用硅制成的印刷电路板上，从而形成了最早期的集成电路模式。当时，每个集成电路板上只能包含几十个晶体管，后来就可以堆放几百个晶体管了，这时的集成电路被称作中规模集成电路。用一、两块这样的集成电路板就能制成中央处理机，计算机尺寸大大减小。1964年，美国推出了世界上第一台PDP-8小型计算机，第二年就研制出16位的标准化小型计算机。从此，第三代集成电路计算机开始推广应用。

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一个集成电路板上既然能够堆放几百个晶体管，为什么不能堆放更多的晶体管呢？很快，不仅达到几千个晶体管，而且用一个单片集成电路便能制成微处理机，其性能远远超过以前的中央处理机，计算机开始向微型化方向发展。20世纪70年代中期，每片集成电路中所含晶体管的数量陡增到几万个，到80年代初期，这一数目就增长到几十万个！从此计算机进入第四代，即大规模集成电路时代。英特尔公司个人计算机微处理机进入了一个快速更新换代的时期：70年代是8080和8088，80年代是80286、80386和80486，90年代推出奔腾80586。微处理机的运算速度几乎每年翻一番，1992年微型计算机的运算速度已经超过曾经风靡全球的PDP和VAX小型机。1997年，美国《时代》周刊封面上的风云人物就是英特尔公司总裁格罗夫，它标志着小小的计算机芯片正在把人类带入一个充满活力的信息时代。当时，超高速集成电路的集成度多达800万个晶体管，到2000年达到6亿个晶体管，2012年后已经超过14亿个晶体管，图形处理器已经达到71亿个晶体管。计算机变得越来越小，运算速度却跳着高地往上翻。计算机进入到第四代，即大规模集成电路计算机时代。

1981年10月，日本在东京第五代计算机国际会议上首先提出第五代智能计算机的概念，迅速引发巨型机和超级计算机的研制。这一年美国的克雷I型巨型计算机运算速度达到每秒1亿次，1982年日本的日立巨型机达到6.3亿次，1984年中国银河巨型机达到1亿次。从此，世界主要大国掀起了高速度、大容量巨型机研制热潮。为了提高巨型机的运算速度，通常采用多台处理机并行完成一项工作。美国的克雷Y-MP/C90，由16台处理机组成，运算速度为160亿次/秒；日本电气公司的SX-3/44，由4台处理机组成，运算速度220亿次/秒。通过大量节点把成千上万台处理机并行起来，可使运算速度呈指数方式提高。比如美国的CM-5型机，节点数16000个，运算速度1万亿次/秒。

第五代计算机运算速度的飞速提升，引发了计算机人工智能与人类智能进行正面对抗的兴趣。20世纪80年代后期，美国IBM公司利用巨型计算机研制出弈棋智能计算机“深思”，并于1989年首次安排深思与苏联男子国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫交手，最终“深思”以失败告终。1995年，IBM又推出改进型巨型弈棋计算机“深蓝”，在与我国前女子国际象棋世界冠军谢军的交战中各胜一盘战和。之后，IBM又对“深蓝”进行了改进，增加了近百个加速芯片，与主机并行工作，每秒钟能分析10亿种对弈局势，运算速度提高了100倍。1996年2月，卡斯帕罗夫再次与改进后的“深蓝”交手，这次世纪性的人机大战总共进行了6盘，其中“深蓝”赢了第一盘，第三盘战和，其余各盘输给了卡斯帕罗夫。“深蓝”虽然没有最终战胜卡斯帕罗夫，但首局获胜的事实却是有史以来计算机第一次战胜国际象棋世界冠军，这不能不说具有重要的历史意义。IBM公司穷追猛打，越战越勇。1997年，又向卡斯帕罗夫发出挑战，这场世纪末的人机大战重新牵动亿万人的神经。IBM公司在比赛间隙热情邀请卡斯帕罗夫参观他的对手“深蓝”，当即遭到卡斯帕罗夫的拒绝，他宣称为了人类的尊严，决不去看那一堆硅片。很不幸的结局终于出现了，“深蓝”最终战胜了卡斯帕罗夫，这位蝉联10多年的世界冠军不得不向那一堆硅片低头认输。

20世纪80年代，美国预研公司利用计算机模拟技术为里根政府制定了600艘舰艇的发展规划，蜚声世界。他们的专家来北京讲学，当时我问他们，计算机的定义是什么？他们说计算机就是台机器，输入的是垃圾，输出的还是垃圾。也就是说，当时计算机并没有人工智能的作用，只是一个高速计算的机器。第五代计算机增加了人工智能，主要是因为运算速度更快、存储容量更大。人工智能在哪些方面让计算机变得更聪明了呢？不外乎三个方面：问题求解和推理功能，计算功能，解题和逻辑推理功能。当然，知识库管理是计算机的长项，比如知识的表达、存储、获取、更新等。阿尔法狗就把此前几乎所有国际比赛中的棋局和对弈策略存入到知识库系统，这是对弈的分析基础。外围设备包括智能化人机接口，使人能够通过说话、文字、图形、图像、声音等与计算机进行对话和交流。

什么时候能够实现人机真正对话？这个目标遥不可及。第五代智能计算机仍然以逻辑处理为主，虽然通过并行网络计算机实现了大数据、云计算等等，但这些都不能解决人机融合、无缝连接的问题，只能提高运算速度和存储容量，很难解决像人脑一样进行思维、推论、判断和创新。如何解决这个问题？有人想出了一个主意，把芯片直接植入人脑或身体其他部分，让芯片与人的神经网络进行实体连接，通过人的大脑直接控制外围执行系统，最终达到心想事成的效果。目前的试验已经取得部分成功，比如植入芯片的人可以边行走边控制头上飞行的无人机等。但这种控制仍然属于人工智能部分，属于程序性逻辑性处理的事情，无法直接与人对话交流、无法直接入市炒股、无法进入赌场进行对赌，无法与人谈恋爱和进行情感交流，更无法进行复杂的战略决策。尽管如此，人类正在向正确的方向迈进，现在是向人体内植入芯片，随着基因技术和生物技术的发展，生物芯片如果研制成功，将可能植入人的大脑，与人脑一起借助于神经网络并行计算机系统进行处理，大幅提升人脑智慧和灵活性。到那个时候，人工智能这个词就可能不复存在，因为生物芯片与人脑已经实现相互融合、无缝连接、同步工作、心想事成了。

第六代神经计算机研制成功后，是否能够取代人脑？2011年，日本超级计算机“京”运算速度达到每秒8162万亿次。第二年，就被美国IBM公司研制的超级计算机超过，达到1.6亿亿次。目前，世界上运算速度最快的计算机达到什么水平了呢？截止至2014年11月，中国天河二号超级计算机，每秒能完成5亿亿次运算，峰值达到5.49亿亿次。当然，这还只是超级计算机，并不是生物计算机的水平。按照现在的认知水平，人脑运算速度数千亿次到1000万亿次，现在最快的中国天河二号超级计算机也只有5亿亿次，与人脑这个1000万亿次相差数十个数量级。按照摩尔定律，每18个月计算机性能提高一倍来计算，用计算机模拟人类大脑，再有100年也未必能实现。按照最新的计算方式，人脑存储量可达千万亿字节，相当于全世界整个互联网的存储量。如果人脑是大海，运算速度最快、存储量最大的超级计算机还只是沧海一粟，何况人脑仍然是人类认识中的一个黑洞。它究竟有多少奥秘，无人能知。

不要因为这次人机大战机器战胜了人类就危言耸听，杞人忧天降，其实，天不会塌下来。第五代计算机从1981年开始研究，到现在35年过去了，我们都是见证者。虽然运算速度和存储容量有了革命性进展，但智能方面却始终裹步不前，上面提到的三个缺陷至今无法突破。最新的麦肯锡报告中提出改变世界的12项颠覆性技术，其中9项与智能化相关，如移动互联网、知识工作自动化、物联网、云、先进机器人、自动汽车、下一代基因组学、储能技术、3D打印等。这说明，第四次工业革命的核心是人工智能革命，最聪明的人将控制未来，进而控制世界。怎样才能做到更聪明？只能向两个战略方向发展：一个是让每个人都聪明起来，这主要是加强全民教育，提高科技素质；另一个就是大力开发人工智能，让计算机辅助人脑工作，解放生产力，提高生产率。无论如何，我们都要真正搞明白计算机人工智能的技术原理，机器永远是人制造出来的机器，即便是第六代计算机研制成功，也很难与人脑兼容，更不用说取代人脑。机器永远不可能战胜人类，因为它是人类创造出来的工具。(作者：张召忠)

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