《认知科学揭秘》 :为寻找人工智能造一支手电筒

Posted on 2017-09-20

人工智能有这样一个怪象:

某个人工智能程序演示特别出色,但一旦大众了解其工作原理之后,总是异口同声地说这个程序不算智能。人工智能专家就抱怨,只看表面就称赞是智能,但看内部就说是不是智能。这里就有个奇妙的现象,谁也不知道人工智能是个什么样子的,但谁都判断某个程序就是不是人工智能。为什么呢?

这样的现象其实生活也很常见,你让设计师设计一款海报,你说不出什么原因,但总觉得差点什么;朋友让你修改一篇文章,你隐约发现了什么问题,但是总改不出来;你明明觉得记得某个人的名字,但见面的时候却死活叫不出来。

每个人的大脑天生都有一个程序,这个程序历经万年进化,是你的出厂默认配置,你不知道其中运作机理,但能直接获取结果。例如这个程序就能识别出什么是人工智能,但还不知道人工智能的原理。

现在的人工智能处在什么阶段呢?《认知科学揭秘》中赵南元引用了一个寓言:

警察在问一个在路灯下找东西的人:「你在找什么?」

「我在找钥匙。」

「你的钥匙是在这丢的吗?」

「不是。」

「那你为什么要在这里找?」

「因为这里比较亮。」

钥匙就是人工智能,而找东西的人就是现在在研究人工智能的专家学者,专家学者们可能也知道这样找不到钥匙,但目前只有路灯——计算机领域,一群人就只能在已知领域熙熙攘攘——发现新的智能算法、开发智能的软硬件环境、研制智能应用系统等,一旦发现了一点什么蛛丝马迹,就在上面画个圈圈,声称自己命中了靶心,引领人工智能浪潮。

但如你所知,只在亮的地方是找不到钥匙的,既然只有路灯,那能不能再点亮另一盏?答案是可能的。人工智能本来是看作是计算机科学与心理学的组合,如果扩大组合,就形成了认知科学。这个方向主张就是在丢钥匙的地方找钥匙,如果太黑,就造个手电筒。

根据心理学家加德纳的总结,认知科学密切相关的学科有 6 个,分别是哲学、心理学、语言学、人类学、人工智能、神经科学,但与此带来的问题就是,学科过于支离,没有核心理论,导致当时认知科学的定义一出来,很多学者说自己一大早醒来就发现自己成为了认知科学家。

于是,认知科学亟需一个硬核(Hardcore)原理来串联所有的学科知识,就像是需要一条绳子串联起所有的珍珠,这个硬核理论就是广义进化论。

广义进化论建立在工程认识论的基础上,赵南元认为,传统认知科学之所以迟迟没有进展,是因为是在寻求真理,而事实上,认知科学并不是追求真理的,而是追求实效追求价值的。工程认识论意在为人工智能与认知科学建立具有工程可实现性的认识论,转变看待问题的角度。

这样,我们就不再问「月亮在我们不看它的时候是否存在?」而是问「为什么在我们不看月亮时也会认为它存在」;不再问「机器能有意识、感觉和感情吗?」而是问「意识、感觉和感情在认知过程中起什么作用?怎样在机器实现这种作用?」;不再问「机器能有自由意志吗?」,而是问「人为什么会有自由意志的错觉?如何在机器实现这种错觉?」

工程认识论更像是「行有不得者,皆反求诸己,其身正而天下归之」的行动哲学——解决问题之道不仅在外部,更在内部。例如人工智能问题的解决不仅仅在于技术的更新换代,更在于认知的边际拓展。认知科学的硬核(Hardcore)原理构建不仅仅在学科知识的完备,更在于大脑认知低层原理的深度理解。

到哪里去寻找理解大脑认知的低层原理呢?赵南元认为,人是由动物进化而来的,各种动物可提供丰富的低层次原理,而进化论已为人与动物的进化提供理论支撑,再加上样本与模型的十分完备的行为生物学与进化生物学,大脑认知的低层原理就已找到理论基础。

再结合人工智能分析,鉴于人与机器最根本的区别在于人具有创造性,理解创造过程 最好的办法莫过于借鉴自然界中最为壮丽的创造过程——进化。 认知科学的硬核(Hardcore)原理便已成型,那就是广义进化论。

广义进化论是针对自我表述系统的一种研究范式和通用模型,用于研究种种富于创造性的过程,比如社会结构的进化、文化的进化、人脑认知的进化、生物的进化、生物个体的发育等等。

何为自我表述?赵南元举了一个有趣的例子说明:登月与爬树。人类不能通过研究爬树这种依靠支撑物来爬升的行为来登录月球,爬树爬得再高,人类也不能抵达月球,但是如果我们能揪着赞成的头发哪怕离地一寸,就有可能把自己提到月亮上去。由此可见,自我表述不是外部的累积效应,而是内部的复利效应,每一步的升级都前一步的成功密切相关。

自我表述类似于计算机中「嵌套」或「递归」,或者是马奇的「第二序改变」,但如果要用更形象更有力的例子类比,那便是历经亿万年的生物进化,生物的每次进行都是自我表述,你现在看到的动物无不是无数次自我表述——变异与选择的结果。

为了更好地解释广义进化论,赵南元提出了软硬结构模型。

软结构可变,硬结构不可变,硬结构支撑软结构生长,软结构可生长成为硬结构,软硬结构相互作用,便可以使整个结构不断演化。

例如树木之生长,细胞是软结构,不断分裂增殖成为树枝、树皮、树叶、树根等多种组织,就成为硬结构。软硬结构相互构建,树木生长,枝繁叶茂。

再如科学。现代科学技术不断高速发展的一个重要原因就是形成了相对完善的软硬结构。科学的已知领域是硬结构,未知领域是软结构。科学发展,已知领域扩大,形成层级推进,发现更多未知领域。科学的边缘地带是最活跃的创造区域。

科学的软结构具有高于一切文化现象的柔软性,欢迎标新立异,不怕异端邪说,这为创新提供丰富的可能性,同时科学的软结构具有稳定、明确、公认的价值观,以此作为严格的过滤器,软结构淘汰不及格的理论,只保留最好的理论,以此生成硬结构。

同时,科学的硬结构具有成熟、高纯度的坚硬性,不依靠外部权威,而来自内部的不断推翻与印证。硬结构可历经大时间周期的考验,并随着研究的深入而不断扩大累积,为软结构的有力推移提供支持。

如此的一系列软硬结构相互作用使得科学体系发展成为各种文化现象中最庞大的理论体系,而且是增长最快的理论体系。

那么,有没有极端的例子可帮助理解软硬结构?有的。例如宗教,只有硬结构没有软结构,基本教义不变,排斥异端邪说。没有价值观判断那一种宗教更好。例如艺术,只有软结构没有硬结构,艺术存在稳定、明确、公认的价值观,但经常变异,一代艺术大师的成就并不能成为下一代艺术家的起点,齐白石的弟子不能说自己的画挤超过齐白石,当代小说家不能保证自己的作品强过《红楼梦》。

科学与之相比,则拥有无可比拟的优势:任何当代物理学家都可以说他对牛顿力学的理解比牛顿更深刻,任何当代数学家都可以说他对欧式几何的理解比欧几里德更深刻。科学的硬结构使得人类总能站在不断长高的巨人身上,科学的软结构使得人类总能分辨出各种科学理论的高下。

现在,让我们来解释文章伊始提到的奇妙现象:谁也不知道人工智能是个什么样子的,但谁都判断某个程序就是不是人工智能,为什么?这是因为人类在亿万年进化过程中已经生成「人之所为人」的判断硬结构基因。如果不是人,人类当然能识别出来。

以此返观人工智能的发展,人类过多在硬结构——计算机技术投入过多精力,计算机技术虽有发展,点亮了一盏盏的路灯,但却导致人工智能的变异与选择减少,依然找不到丢失的钥匙,人类需要造一把手电筒——认知科学来主动照亮前方的路。

ChangeLog

  • 2017-09-20 继续写下半部分
  • 2017-09-19 勾勒完大纲,写上半部分
  • 2017-09-18 憋稿,重看书籍,翻看相关书评及论文 4h
  • 2017-08-27 看完
  • 2017-08-14 开始看此书

憋稿随笔

《认知科学揭秘》书评,憋稿中

虽然前几周已经看完了这本书,想写读书笔记,但此书实在让我无从下手,也许这本书不能让我写出像以往那样有条有理的笔记,因为这本书让我惊奇的地方实在太多,以至于我今天下午又花了一个小时来梳理这本的脉络,依然觉得高山仰止,就在我写这张卡片的时候,我给设定了一个提醒,明年今日重看此书——这本书值得重看,而且每次重读的收获必定不一样。

在我写这篇书评之前,我决定写看看豆瓣书评,或者是论文库是如何评价这本书——嗯,每当自己搞不懂时,看看别人的解读会是最好的突破口。

2017-09-18 看完豆瓣所有书评,没有发现可用的书评,大概是因为这是一本操作系统级别的书,所以暂时也没有合适的人写出有用的书评。

在网上翻作者赵南元写的文章,发现他论科学的一段话极其带感,不得不附议。

科学是获得可靠知识的最佳手段,哲学可以用来过嘴瘾,宗教可以用来骗钱。所谓科学的尽头是宗教,是传教者的骗术;所谓科学的尽头是哲学,是不懂哲学的人的臆语。有的大科学家爱谈哲学,是为了过嘴瘾,不必当真。其实,宗教的尽头是灭亡,哲学的尽头是科学化,变得靠谱一些,科学没有尽头,永远是青春期。 http://t.cn/Rpgx2l0

参考论文:

  • 富有创见和文采的专著———《认知科学与广义进化论》
  • 机器创造性思维的哲学探讨和工程研究——读赵南元《认知科学与广义进化论》一书

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