人工智能自我意識的覺醒

2016-06-21 13:53:55

科學(xué)之友 2016年6期

2016年，人工智能已經(jīng)經(jīng)歷了60年的風(fēng)雨路程。未來，人工智能到底可以發(fā)展到什么程度？

人工智能逐漸演變?yōu)橐环N社會需要，機(jī)器也不再是人們眼中冰冷的工具，而是擁有自我意識的機(jī)器。

作為科幻作品中很大的母題，人工智能經(jīng)常在科幻電影中出現(xiàn)，比如《我，機(jī)器人》《黑客帝國》《機(jī)械姬》，其中人工智能往往扮演反叛者的角色，對人類造成傷害。結(jié)合現(xiàn)實(shí)來說，這樣的事情會不會發(fā)生？

清華微電子專業(yè)畢業(yè)后在外資企業(yè)從事半導(dǎo)體研發(fā)，這只是江波的工作之一。更令人矚目的是，作為中國更新代的科幻作家，從處女作《最后的游戲》到《時空追緝》，再到恢弘磅礴的《銀河之心》三部曲，他用冷峻而優(yōu)雅的文字、超越尋常的想象力以及對人類未來發(fā)展的終極關(guān)懷征服了一眾科幻愛好者。江波認(rèn)為，“將機(jī)器賦予文明，將文明賦予機(jī)器。這是人類的使命，也許是最后的使命?！边@是他對人工智能的期待和展望，也是未來人工智能發(fā)展的方向。

生物智能與自我意識

回答這一問題，首先要提到生物智能。生物智能是目前已知唯一產(chǎn)生了自我意識的智能，所以它是人工智能唯一的參考。將人類和螞蟻?zhàn)霰容^，人類是智能生物，螞蟻是本能生物。所謂智能，就是可以設(shè)計出各種方法適應(yīng)環(huán)境；所謂本能，就是生來具有的一種能力，諸如螞蟻生來就能筑巢覓食。

為什么把這兩種生物放在一起比較？如果把所有人類重量和螞蟻重量都相加起來，在天平的兩端，螞蟻和人類的總質(zhì)量是差不多的。所以從這個意義上來講，兩種同樣成功的生物可以用來做比較，人類在分類學(xué)上屬于哺乳綱靈長類人科，螞蟻屬于昆蟲綱膜翅目蟻科，在綱目科屬種的分類上，可以用同樣的“科”級衡量。人科人屬人種，事實(shí)上只有一種，但是螞蟻有11 700余種，從這個意義上來說智能相對于本能的好處是以一敵萬，一種智能生物通過調(diào)整行為方式，可以適應(yīng)地球表面上的任何地形地貌，但是螞蟻為了做到這件事情卻用了11 700多種，這是智能帶給生物的好處。

生物形形色色，怎樣去衡量它的自我意識？生物學(xué)家采用了“鏡子實(shí)驗(yàn)”——就是讓生物照鏡子，如果它能夠從鏡子中辨認(rèn)出影像就是自身，就通過了測試，可以認(rèn)為它具備自我意識?！扮R子實(shí)驗(yàn)”有很多模糊的地方，不算非?？陀^標(biāo)準(zhǔn)的測試，但作為目前研究自我意識的一個參考，它可以代表自我意識的存在。

黑猩猩、鯨魚、大象諸如此類可以通過鏡子測試，像螞蟻、水母等神經(jīng)系統(tǒng)很簡單的生物，不可能存在自我意識。也有兩種生物在關(guān)系上和人類比較接近，一種是猴子，一種是猩猩，它們的鏡子實(shí)驗(yàn)是什么結(jié)果？

一只非常強(qiáng)壯的銀背大猩猩，看到鏡子當(dāng)中的自己，認(rèn)為是另外一個對手直接撞上去，所以它失敗了。

一只猴子從鏡像中發(fā)現(xiàn)了自己臉上的紅點(diǎn)，也就是說它已經(jīng)通過了鏡子測試。而實(shí)際上猴子是沒有自我意識、不能通過鏡子測試的，這只猴子的確通過了，它是怎么做到的？這只猴子是2015年中科院神經(jīng)科學(xué)研究所最新的研究成果，通過某些程度的訓(xùn)練，讓原本不具有自我意識的猴子產(chǎn)生一定的自我意識，從而能夠辨認(rèn)出鏡子中的自己。

這個研究說明，自我意識的邊界具有模糊性，并不存在非黑及白的世界。從沒有自我意識跨入到自我意識并沒有截然的邊界，最有可能的情形是這個過渡是連續(xù)而模糊的，這點(diǎn)非常重要。

通過以上的實(shí)驗(yàn)和研究可以得出結(jié)論：自我意識并非高級智能的神秘功能，變化的環(huán)境不斷推動智能向著更復(fù)雜的方向發(fā)展，當(dāng)智能復(fù)雜到能意識到本體的存在，自我意識便自然產(chǎn)生，它是復(fù)雜智能的伴生物，學(xué)習(xí)是獲取智能的唯一途徑。

現(xiàn)在的擬智能與未來的可能性

既然學(xué)習(xí)是獲取智能的唯一途徑，那么人工智能的學(xué)習(xí)就是通過對外界環(huán)境的認(rèn)識來改變自己的內(nèi)在邏輯。如果這個智能體設(shè)計當(dāng)中本身有一個變量是2，通外界刺激之后我認(rèn)識到是6，把2改成6這不叫邏輯變換，這只是變量的變換。邏輯變換的意思是，通過環(huán)境刺激到神經(jīng)系統(tǒng)最后接受最佳答案，對機(jī)器來說就是它的學(xué)習(xí)。

有了對學(xué)習(xí)的定義之后，就可以定義什么是擬智能了，Google的自動駕駛汽車、亞馬遜的無人機(jī)、微軟小冰，這些都可以稱之為擬智能，是所有不通過學(xué)習(xí)得來的智能。這些智能通過預(yù)先編制的程序鎖定了它的行為是什么，它很強(qiáng)大，但因?yàn)槭遣煌ㄟ^自主學(xué)習(xí)得來的，所以它不會產(chǎn)生自我意識。

我們生活中廣泛存在的智能被稱為擬智能，如果擬智能不能產(chǎn)生自我意識，它就不是我們擔(dān)心的對象，那么什么東西是我們未來的可能性？

第一種未來的可能性是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。2004年初，Google以4億美元（約合26億元人民幣）價格收購了一家做算法的公司，簡單地說，這個算法的任務(wù)是玩游戲。一個大屏幕上方有些不斷落下的方塊，這個算法所控制的是一個方塊，這個方塊在屏幕下方前后左右可以移動，游戲目的是延長生存的時間，這個算法當(dāng)中如果上方出現(xiàn)一個方塊，叫做輸入，引起下方一個動作之后這個游戲就失敗了，這個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠記住這一點(diǎn)，在下次游戲當(dāng)中盡量避免這樣的動作。

同樣，如果一個輸入引起動作之后，這個游戲能夠延長更長的時間，它就可以獲得獎勵，在下一輪游戲當(dāng)中，它還有可能采用同樣的動作，這個就是學(xué)習(xí)的過程。它用分層結(jié)構(gòu)對人類神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行了很好的模擬，在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)深度學(xué)習(xí)的過程中，沒有人預(yù)先告訴它該往哪邊走，它通過不斷地試錯最后得到自己的最佳策略。

未來的另外一種可能是人腦芯片，大概意思是指根據(jù)神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)組合成大腦皮層，科學(xué)家已經(jīng)用物理芯片實(shí)現(xiàn)了，它用56億個晶體管大概模擬了100萬的神經(jīng)元，有2.56億個突觸。這種人腦芯片是突破性的成就，但還有兩個方面的問題：第一是規(guī)模，100萬的神經(jīng)元聽起來很多，對比140億神經(jīng)元是人腦的神經(jīng)元數(shù)目，人腦的突觸以萬億記，這個規(guī)模只有人腦的萬分之一，但是規(guī)模一旦提出來就是時間問題。還有一個問題，算法，怎么讓人腦芯片工作？一般的智能需要預(yù)先編制好它的行為方式，但是這塊芯片需要的是和認(rèn)知世界一樣的方式，通過外界刺激修正內(nèi)部邏輯編程。從這兩方面來說，人腦芯片還有很長的路要走。

賦機(jī)器予文明

人工智能的發(fā)展會帶來很多問題，一旦人工智能和人類并存在世界上，就面臨一個問題，什么樣的人工智能可以融入到人類社會？

科學(xué)家們想到了“圖靈測試”——讓一個機(jī)器跟人對話，如果30%的人認(rèn)為他是人，他就是人。圖靈測試實(shí)際上有兩端，目前認(rèn)為人工智能的產(chǎn)生是單向性，一旦跨過一個界限達(dá)到一定復(fù)雜度就變成了人，將來社會中一旦人工智能跟人類并存，它是否是人就要交給人來判斷。

通過對以上內(nèi)容的分析，我們可以給出這樣的結(jié)論：人工智能的自我意識只是一個時間問題。那么，科幻電影當(dāng)中出現(xiàn)的灰暗的現(xiàn)實(shí)有一天會變成真的嗎，人類該怎么辦？

回顧18世紀(jì)的工業(yè)革命，人類在工業(yè)化的道路上狂奔，從來沒有停止過，不斷發(fā)明各種各樣的機(jī)器充實(shí)人類文明，發(fā)明各種各樣讓大家生活得更好的物質(zhì)，這個過程可以稱為“賦文明予機(jī)器”，不斷用機(jī)器填充文明。

擁有自我意識的機(jī)器必然是能夠?qū)W習(xí)的機(jī)器，因?yàn)閷W(xué)習(xí)是自我意識的源泉，就像一個孩子，剛開始就是一張白紙，如果教給他的是暴力、戰(zhàn)爭、侵害，那么他學(xué)會的也是這些，如果教給他的是和平、愛、仁慈，那么他學(xué)會的也將會是這些。而“賦機(jī)器予文明”，可以通過一些方法方式來規(guī)范引導(dǎo)將要產(chǎn)生的人工智能，從而避免科幻電影中描述的黑暗未來。

人工智能的終極影響會怎樣

人工智能指研究、開發(fā)并擴(kuò)展人的智能的新學(xué)科，既是計算機(jī)科學(xué)的一個分支，也指能以與人類智能相似的方式作出反應(yīng)的智能機(jī)器。說穿了，人工智能是對人的意識、思維過程的模擬。盡管它不是人的智能，卻能像人那樣思考，能完成財務(wù)查賬、疾病診斷、危險操作，甚至使盲人恢復(fù)閱讀能力……隨著大數(shù)據(jù)的運(yùn)用，將其與相關(guān)算法結(jié)合，人工智能便具備了深度“ 自我學(xué)習(xí)”的本領(lǐng)，可以模仿人腦神經(jīng)元處理海量數(shù)據(jù)，“ 自己教自己”如何去執(zhí)行一些過去只有人腦才能完成的任務(wù)，如駕駛無人飛機(jī)與汽車等。這就給警醒的人類帶來了很大的疑慮：發(fā)達(dá)的人工智能技術(shù)對人類社會的終極影響將會怎樣？

客觀地分析，目前人工智能技術(shù)僅局限于某一具體領(lǐng)域的特定能力，能“形似”地模擬人腦，但不具備范圍廣泛且靈活變通的人類思維能力，也不具備人類的自主性、欲望與情感。但科學(xué)的進(jìn)展是難以預(yù)測的，畢竟人工智能正在飛快地向自我學(xué)習(xí)、自我決策等高級認(rèn)知層次演進(jìn)。有朝一日機(jī)器是否會擁有比人類更靈敏的認(rèn)知能力？擁有與人類沖突的利益觀？甚至主宰人類……難怪霍金也會提出：人工智能可能是一個 “真正的危險”。

直面迅猛發(fā)展的人工智能，激起人們對其負(fù)面效應(yīng)的謹(jǐn)慎和擔(dān)憂是毫不奇怪的。畢竟，人工智能須接受人類倫理的監(jiān)督，其研發(fā)者雖無法預(yù)見所有情形，但至少要做出在危急時刻能及時終止設(shè)計的超前安排，這是科學(xué)工作者必須具備的人文精神。我們并不贊同因?qū)θ斯ぶ悄艿倪^度憂慮而導(dǎo)致研究上停滯不前，在關(guān)注人工智能可能帶來危機(jī)的同時，還要看到其無可估量的學(xué)術(shù)價值和經(jīng)濟(jì)效益。預(yù)見問題總比視而不見更理智。