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书名 | 人工智能之不能 |
分类 | |
作者 | 马兆远 |
出版社 | 中信出版社 |
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简介 | 作者简介 马兆远,17岁保送北大;25岁牛津大学物理学博士毕业;美国国家标准局、加州大学伯克利分校博士后;师从超冷原子物理理论之父Keith Burnett爵士和量子调控实验之父William Phillips(1997年诺贝尔奖获得者);30岁入选中国科学院百人计划,成为研究员、正教授博导;为中国空间站-天宫四号设计了世界第一个空间冷原子量子实验平台;就在科学职业势头正劲时,35岁的马兆远做了圈子的出走者,挽起袖子做实业,马兆远把实业作为一场科学技术与产业创新联系的实验。 后记 从杜伦(Durham)起程回牛津的火车上我写了最后这 一部分。火车从英国乡间的绿地和农田中穿过,偶尔还能 看到一栋一栋的小房子。能在牛津写完这本书的最后一部 分对我有特殊的意义,这就像一个重大工程最后的仪式感 。这本书我一拖再拖,每一次要收尾的时候就发现还有很 多很多要写的东西,所以始终不能完稿,但哥德尔说了这 件事也许本身就不能完成,他开拓了一门学问。我还是不 敢让我的博士生轻易地开展这方面的研究,按照现有的科 研体系他们如果跟我来做这“奇门遁甲”,毕业就成了实 质的困难。很久以前,读书可以很久,甚至不毕业,但现 在这学位生产工业化了,知识生产也工业化了,何必与人 为难又与己为难呢?做一些实用的东西总是好的。这不是 贬低实用的用处,实用主义或者务实主义虽然与浪漫一点 也不沾边,但对做事情总是有好处的。我们既然找不到放 之四海而皆准的工具,就有什么用什么,用极其务实的手 段完成一段算一段。人生没有白走的路,每一步都算数, 人生如此,科学的探索也如此。每当我们的工具进步了, 我们总希望回头去审视以前的认知有哪些可以深入和再诠 释的地方。我们生活在一个不完美的世界里,这也许是这 个世界完美的体现。 在物理学界,我们曾经追求这样那样的大统一,但也 许不统一或者有点缺憾就是世界本来的样子,谁说它一定 要按照我们想象的样子来构建呢?这本书自然不是去说爱 因斯坦的局限,或者量子力学的有待理解,而是对那一代 人的致敬,是他们让我们有勇气继续前行。这些人类历史 中的精英分子给了我们面对未来的信心。 我好想说几句宗教式的话来显得这本书多少有些神秘 感。但它够难了,理解它会耗费很多精力,书中提到的每 一个方向都可以作为一篇博士论文来做,可能一篇还远远 不够。很多时候假想容易,但确凿有据的证明是困难的。 这本书写到结尾,我看了电影《波希米亚狂想曲》。 作为一个对音乐一窍不通更不太了解皇后乐队的人,我竟 然莫名地热泪盈眶,这之后很长时间里,每次坐飞机我都 要重温一遍这部电影。对机器了解越多,我对“人”就越 发敬畏。在人类波澜壮阔的历史中,我们今天的努力还是 微不足道的。尤其是相对于未来人而言,我们今天所认识 和掌握的东西,很多会成为他们不经意地默认的知识。而 他们所认识和掌握的工具,是我们今天难以想象的。不管 怎样,我看到人们陶醉在“人”本身的创作中,在台北夜 市的烟火气中,在优胜美地密林深处篝火旁的乡间乐队的 歌声中,便会为人类而感动。在我最喜欢的一部电影《阿 甘正传》中,当一位军官问阿甘:“孩子,你想过你未来 会成为谁吗?”阿甘回答说:“难道,未来的我不是我自 己吗?” 目录 前言 第一章 知无不言 语言是可以理解的吗? 语言是可靠的吗? 第二章 基本的逻辑 同一律 矛盾律 排中律 充足理由律 逻辑和佛性 逻辑的自洽和完备 构建一个知识体系 第三章 理性的终极理想 直觉? 时间 算术系统 集合定义自然数 第四章 伟大的聊天 话题之一:量子力学 话题二:时间和相对论 话题三:关于理性主义真理 哥德尔的一生 第五章 哥德尔不完备定理 理性的知识系统 终极理性的梦想 理性的典范:算术 语义和语法 哥德尔不完备定理的证明 对角线证明法 第六章 哥德尔问题的延伸 真理不能被语言描述 真理不能够自证其真 哥德尔不完备定理是理性的边界吗? 哥德尔的理性主义 意识和梦境 第七章 人工智能的不能 深度学习 超越有限系统 图灵机 图灵机所不能够 常识? 学习 第八章 沿着不完备而生长的物理学 落体悖论 光速问题 孪生子悖论 质量问题 夜空为什么是暗的? 麦克斯韦妖的悖论 紫外灾难 量子纠缠的悖论 第九章 量子力学的完备性 量子力学和哥德尔:经典逻辑之外? 海森堡不确定性原理 什么是量子计算机? 量子算法 量子计算的复杂性 更高一级的逻辑? 第十章 物理和数学:自然与认知的边界 数学的不能 乐观主义者和悲观主义者 世界观和认知习惯的改变 第十一章 创新和突破 贴了标签的人生 问题导向的学习 新工程教育 第十二章 不是结尾的结尾 后记 精彩页 2018年3月20日下午,我在台北街头的一家咖啡馆写下了这样的文字: 最近很少写字,因为写字变成一件困难的事情。哥德尔告诉你这也不能写,那也不能写,在写任何字之前都不免要思考一下这话是不是严谨。所以人会被自己学习的东西所害,所影响,定义了“定义”自己,那么谁来影响“影响”呢? 雨后初晴,透过小店的窗户能看到傍晚的阳光洒在街边的小树上,也被骑电动车的骑手的头盔反射过来。骑楼的柱子后面应该有人在抽烟,虽然看不到人,但可以看到那个高度从骑楼柱子后面飘出来的白色的烟。我不得不加速喝完一杯味道还不错的淡淡的奶茶。不得不说味道真不错,但师弟要过来,他不太喜欢这家店,因为先生不喜欢。 阳光又倾斜了五度。师弟还没有来,奶茶已经下了一半,但还有厚厚的泡沫其实看不出来准确地要多少口才喝得完。点了一份千层蛋糕,味道很清淡,肉桂粉在盛蛋糕的碟子里撒出来某种符号的样子。师弟说先生不喜欢这家店,是因为这是一家西藏店。我又看那图案,还真是。 旁边两个女孩在喝着咖啡和果汁,聊着八卦。似乎是关于人怎么扮成上流社会的费劲和圃,然后是女婿和岳母之间的微妙关系。 吧台后面四个店员在忙碌着。虽然店里真的没有什么人,总共四个顾客,包括在打字的不知道什么时候要离开的我。但他们似乎真的很忙,都有事做。一辆白色的车在路边停着,双闪着灯。哦,不,两辆。我在尽量描述我眼前看到的事物,才发现其实少了时间这个尺度。有车辆从窗外经过,店员走过来轻声说,“帮您加个水”。 一辆自行车是诡异的绿色。 阳光又倾斜了几度。店面已经打开了霓虹灯,但不是五颜六色的那种,是明亮的黄绿色,另外一家是深的蓝色。 哥德尔说我永远也没法描述完整我在此刻的所有感受,虽然我努力地尝试记录。 这是一条先生每天散步的路。在路边的一家咖啡店,我喝着一杯味道淡淡的奶茶,写着描述不了什么东西的字,而两天前他不在了。 作为人类,我们使用着各种工具。也因为日常使用这些工具,我们对工具本身的可靠性或者可靠到什么程度往往忽略不计。例如,我们可以花点时间了解一下人们每天使用的语言。 人类的语言是神奇的。你可以通过语法来理解字面的意思,通过说话人的态度来了解他们的内心所想。人们可以使用同样的文字来表达不同的内涵,有时候人们的沟通并不需要纠结于文字本身,面对面的交流充斥了各种各样的信息。语气、音调的抑扬顿挫、眼神、味道和背景音乐,这些游走着的不能被词语编码和记载的信息,同样传达着人们在交流时的内涵和情绪。 但我们一样用这些丢失了很多含义的、残缺的语言,在进行着对我们人类来说最至关重要的行为——沟通。当然,因为残缺有时会带来这样那样的误解,于是我们希望创造和定义一个没有歧义的语言系统。在这样的语言系统之上,我们可以更客观准确地交流。事实上,这本书将告诉我们这样的事情不可能做到。用天生不完美的工具人类依然能够彼此沟通是个逻辑的奇迹。我们可能最终能够依赖的是通过(奇迹般的)沟通而达成的信任,人和人之间可以原谅彼此,甚至因为理解沟通的缺陷而有了温情。这样的温情,你从机器那里无法获得,从法律条文中无法获得,从你的敌人那里也无法获得。但当我写到最后一句的时候,我觉得未必,你的敌人也是人群中的一部分。对手之间的惺惺相惜,往往成就历史佳话。但人类并不死心,我们试图用更多的数据来还原这些场景,来补充文字所不能描述的,比如通过录音来还原说话者当时的语气,通过影像资料来还原说话者的表情和手势。 语言是可以理解的吗? 大多数的人类语言会通过声音传达出来,组成语言的词汇表现为声音的频率和强度的组合。语言中会有一些词汇出现的频次高于别的词汇的频次,即使不了解这种语言,对特定的音频和强度组合出现的频率进行统计,我们都可以判定它是不是一个有意义的语言系统。比如在中文中“的”字发音出现的频率就很高,其他字会相对较少。当一种语言有充分表达能力的时候,它常用词汇的使用频率是递减的。不会孤立地出现某一个频率的音频和强度非常高,而其他又很低的情况。这样,单单通过对词汇出现的频率统计,我们就可以判断一系列的声音信号是不是代表着有意义的语言。这个原理,我们称为齐普夫定律(Zipfs law),近些年动物学家把这个定律用于研究海豚的语言。 P3-6 导语 人工智能无所不能吗?人类会被取代吗?本书作者马兆远,量子物理领域科学家,用通俗易懂的语言,为你梳理人工智能的产生逻辑,用专业严谨的知识帮你发现人类不可取代的价值。 为什么要阅读这本书?本书用深入浅出的文字告诉你,人工智能能做什么,以及不能做什么,为人类未来厘清方向,也为你的工作、投资以及人生发展方向提供帮助,如何选中不会被人工智能淘汰的行业。 作者运用其专业知识从科学的根本逻辑出发,通过对理性问题和人类认知问题丝丝入扣地剖析,对人机共生的关系进行了深度、冷静的讨论,让你可以从务实主义的角度来理性地思考人工智能的未来。 序言 回归常识的科学 我们急于求成地把科学当作了魔法,总希望找到窍门 而毕其功于一役,一蹴而就地解决所有问题。可惜现实并 非如此,每一寸进步都是日拱一卒的努力和各种不确定的 叠加,我们只是日复一日、见招拆招地解决具体的一个又 一个问题。对于科学本身也一样,我们希望找到一个通用 的工具和方法,利用这样的方法让自然世界的规律自动地 呈现出来,这样人类就可以坐享其成。但这样的方法存在 着潜在的危险:如果“它”可以替我们自动地发现世界的 规律的话,那么“它”便可以替代我们。不幸的是,但也 可以说是一种幸运,我们会发现,劳您大驾,“您”还得 在。就目前而言,我们恐怕比较容易实现的是探寻一个能 告诉我们“为什么世界是我们现在的样子”的工具。倘若 有与我们平行的地外文明,这个工具也许能回答“他们为 什么没有比我们强大更多”这一问题。当然我们可以有这 样那样的猜想,但这些猜想不会带给我们任何的进步,因 为多少年来我们的先祖都是这么做的。没法儿验证的想法 事实上是没有什么价值的,你可以这样想,也可以那样想 。现代科学发展的重要性在于我们终于可以用朴实的办法 来验证哪些想法是可靠的,哪些想法是正确的,哪些想法 是错误的,并且基于这些想法可以延伸出新的想法,从而 一步一步搭建稳定的知识体系。 对于胡适研究《水经注》,有人批评说做偏门学问是 因为他要走成为大师的捷径。这样说就把胡适看小了,在 我看来,胡适是要拿《水经注》为题,做一个用现代研究 方法做学问的样板。这本书里在讲的哥德尔,也正是这样 的一个例子。从两千年前古希腊的亚里士多德建立系统的 理性工具开始,人们就已经发现了理性逻辑里的问题,所 谓的“说谎者悖论”和“这句话是错的”这样的陈述会让 逻辑陷入模棱两不可的境地。但直到两千年后,才有人站 出来用严谨的理性工具证明这个悖论事实上指向了人类理 性的灾难。这个人便是哥德尔。从他的工作开始,我们开 始意识到用理性工具认识世界带给我们的局限。而正是从 他的工作开始,我们也意识到问题比想象中的更严重。 糟糕的是,我们这个历史悠久的文明对现代科学的认 知有断层。 第一个断层在于“名教”与经典科学的断层。今天我 们虽然发现经典科学有这样那样的问题及尚未解释的现象 ,但至少它有敢于面对问题的态度,它小心翼翼地用于系 统求证的方法是可靠的。然而我们这个古老的文明总会有 种近似于神秘色彩的了解知识的态度。胡适在《名教》一 文中延续了冯友兰的说法:“名”即是文字,写的字。“ 名教”便是崇拜文字的宗教,它相信我们写下的文字像符 箓一样有神魔之力。在很长一段时间内,我们做学问求知 识便是如此,像巫师一样地创造新名词,念咒一样地理解 新知识,而听众往往这样就满意了,囫囵地拿去自己接着 演绎。这样的方法和态度对现代科学的传播毫无益处,甚 至打着科学的名义行反科学之实。降维打击、混沌大学、 奇点理论、未来简史和所谓人类3。0莫不如此,这些名词 能够有广泛受众,莫不与“名教”和现代科学的断层有关 ,是这个文明还没有进入现代的实证。钱钟书的《围城》 中对这种怪象有个经典的总结:喝着咖啡聊梅毒。 在胡适这一代人为这个文明的现代化艰难努力的同时 ,人类对世界的科学认知已经渡过了第二个断层。20世纪 初,在人们以为物理和数学都在凯歌高奏走向认识宇宙和 人类自身的终极胜利的时候,量子力学和哥德尔不完备定 理几乎在同一时间告诉我们人类认知的有限:要认识宇宙 和人类自己,前面的路还很长很长,甚至可能根本没有终 点。这也许同时在告诉我们,为什么感性的认知总是存在 的,为什么人类把认知统一到同一标准下的努力至今都还 没成功,以及为什么这几千年来人们对真理的追求似乎总 差那么一点点,而每次又正是这一点点把我们引向一个完 全的新世界。这也解释了为什么20世纪初美国教育家、哲 学家杜威(JohnDewey)和胡适所主张的务实主义具有合理 性。但敌人的敌人未必是你的朋友,虽然新的理论解释了 经典认知的不足,但它绝不是肯定古代神学和“名教”存 在的意义,它是一个完全不同的新世界。 人工智能是这里的一个例子。事实上非要回溯历史的 话,竟然是人类先发现了它做不了的事,而后才发明了它 。图灵1936年的那篇著名的论文是对哥德尔不完备定理的 诠释,他提出了一个更加简明而物理上可以实现的机械设 备来完成数学的逻辑推演,并在文中指出了哪些问题是图 灵机做不了的,以此来拓展哥德尔的不完备定理证明。但 图灵机是如此的强大和成功,那些“它做不了的事情”很 快就被淹没在故纸堆里,那里,正埋着我们对付探求人工 智能的不能的钥匙。 哥德尔的被遗忘,是现代科研游戏规则的直接后果。 一个不申请经费、没有徒子徒孙的学问,如何能影响深远 、众人周知呢?在今天的科研环境下,绝无可能啊!而不 用申请经费也不用带学生正是普林斯顿高等研究院对第一 批研究员的放纵。作为 内容推荐 会存在一个超级人工智能系统吗?这本书给了我们一个答案:不会。 这本书不局限于技术层面,而是回顾了上100年物理学和数学的进展,通过对量子力学、时间、虫洞、暗物质等概念的轻松解读,从顶层逻辑、原理层面等本源性知识上探讨了人工智能做不了的事情,对完美、通用的人工智能判了“死刑”,最后落脚在怎样培养适应人工智能共生时代的新人类,以及人类对宇宙的探索本质上不会穷尽的现状上。 作者以深厚的学术功底,贯通社会科学和自然科学,层层深入分析人类认知和科学技术的发展,从数学和逻辑本身论证了人工智能无法取代人类。作者认为,从务实主义的角度看,我们仍可以致力于促进人工智能进步,但不能盲目地崇拜机器,甚至忽视了人的智能优势——毕竟,有些真理我们能够认识到,但不能为算法所描述。 胡适曾说:“怕什么真理无穷,进一步有进一步的欢喜。”通过这本书,我们可以获得对人工智能正本清源的新认识,同时可以更好地思考,在这不可逆的人工智能进阶过程中,我们如何去驾驭自己的发明,实现人类的智能进阶。 |
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