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人工智能的新制高点!

已有 3668 次阅读 2016-5-19 20:42 |个人分类:智能|系统分类:观点评述|关键词:科技部大讲堂| 科技部大讲堂

作者:张寅生


 人工智能是可预期的。这一点如果看一下它的预期历史和可预期的轨迹就可以证明这一点。

 今天的人工智能正在使这个星球成为宇宙中的一粒智能尘粒,使这个星球的物种主宰开始与自然界在基因接口上交互。因此,在匆匆的一生时间内,这个巨大的人工智能革命可能不被完全认知,但是借助于哲学和历史的眼光,可以扩大人工智能的历史和宏观尺度,审视它的未来。

 概言之,以下5个人工智能的大趋势已经呈现,将深远地影响人工智能的未来前景,成为新的制高点;


一、非图灵计算将是一个重要创新场


连续变量的模拟计算是非图灵计算。一个连续的物理量在自然界随处可见,它和离散变量同样无穷多。图灵计算仅仅对离散变量进行了计算;对于连续变量,图灵计算通过插值化进行了离散化,但是连续变量的计算仍然是人类智慧的主战场之一。离散化的极致逼近了连续化,从而解决了一定粒度之上的连续计算的问题。这一计算的典型领域是传感计算。机器人产业连续物理信号的实时控制问题。这种计算的结果最终必将与连续变量的计算融为一体。最终实现类人的机器意识,它将包含理性的成分,也将模拟连续变量的系统,如感情、感觉等非符号的、意识的生理和心理的物理状态的模拟与仿真。

当前的传感计算仅仅进展到感知层,即初级信号的搜集和识别。复杂的分析和应用远远没有开始,而事实上,连续变量与离散变量的混合计算将开启计算的新天地,前景不会小于纯粹的离散变量计算。

非图灵计算是计算理论和计算模型的创新,但是这一创新的基础理论还没有根本性地建立。


二、新型图灵计算已经显示巨大潜力和成效


在不改变图灵计算模型的前提下,一种计算的新方式的基础创新可称之为新型图灵计算,其特征是,其数学模型仍然是图灵模型,但是物理实现的底层具有与当前电子计算机不同之处,主要表现在数及其数制及其相关基础逻辑运算的表示,以及与之配套的物理信号。当前的电子计算机以电磁波的电压为表示数的物理信号,与此不同,新型图灵计算(在计算机领域当前称之为非传统计算)则采用其他的物理信号。例如光强度与偏振方向结合可以产生三值逻辑及其数值计算;量子态可以产生不确定性的计算进而构造矩阵的量子逻辑算子;DNA也可以产生化学的分子计算;等等。这种计算大致上从逻辑底层和芯片创新开始,可能突破冯诺伊曼体系结构,已经证明可以大大提高图灵计算的效率,某些技术已经开始应用,显示了重要的技术进步效应。

 

三、非符号计算(联结主义)将乘胜前进


联结主义摒弃了符号主义的符号计算特征,对混沌状态的大规模系统计算不确定状态,其典型的成果除机器人之外,就是机器学习。机器学习对于没有计算模型问题,通过相对简单、稳定、一般性计算模型构造被计算系统独特模型,其变量不视为一个符号,仅仅视为不确定性的、过渡性的一个节点。结果导致了在混沌系统自动锻造出因系统而异的哲学方法学,即在被计算系统及其计算模型之间逐级产生了数学哲学和科学哲学的方法,例,进而使得机器由原来给定模型计算变量变为给定变量构建模型的更高级、更类人的方法。但是当前的机器学习在主要方面仍借鉴和依赖符号主义的计算方法,而对物理世界的混沌系统认知模型的构建方法上仍是初步的。

 

四、符号计算仍有巨大释放潜力  


符号计算以自动推理为典型领域。在过去的几十年间,符号主义的风头远逊联结主义。但是在科学技术领域的发展、前景绝非靠“风光”与“热度”来决定。事实上,符号计算的潜力远远没有得到充分挖掘,它在今后一个时期将可能再度引起重要的理论和技术变革,推动计算机科学技术在传统领域产生新的、有生命力的理论和技术。


五、人机融合时代已经来临  


 天然智能和人工智能接口融合已经创造了新型生命。脑-机接口、机-脑接口、脑-脑接口已经取得了令人震惊的突破,不仅在理论上,也在伦理上。通过计算机信号控制脑和神经已经实现;意识的信号解读和传递、交互也已经实现,利用电子器件嵌入人体也已经进入是实用化阶段。因此,人机融合的时代已经来临,由此使得天然智能和人工智能进一步融合,产生了更高层次的认知模式。

 

 因此,我们实际上已经看到了未来世界的一个端倪,甚至体验到未来人工智能的灵验与奇妙。


详见《科技部专业技术人员大讲堂实录汇编,2014~2015/张寅生.人工智能的今天和明天》,科学技术文献出版社,2016,第346~377页。




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