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随着现代科学技术特别是人工智能发展,“智能”一词正日益成为日常交流用语,普通大众、不同人文领域及科技领域的工作者等对该词有不同理解。笔者认为或有必要对智能的普遍含义进行一些阐释,本文尝试抛砖引玉,希望这样的讨论能促进智能相关概念的科学普及和大众的观念更新,也可能由此反过来促进各相关学科的发展。
“智能”一词我国古代已有,可分为“智”和“能”两个单字,分指智慧和能力 [1]。商务印书馆的《现代汉语词典》中“智能”的词条有两条:“①智慧和能力:~双全丨培养~丨发展学生~。②具有人的某些智慧和能力的:~机器人。”可以看出,词典编撰者一方面用朴素的语言解释了智能的思与行两个方面,同时又对智能的拥有者有所规定,倾向于认为人类才具有智能。在《现代汉语典》最新的第7版APP中,笔者只能查到第一种意思了。笔者又在网络上查了另外两部词典,其中《大辞海》中有“智慧和才能”和“智力”两种解释;《汉典》中为“人的智慧和行动能力”。由此,总体上来说,中文词典以大众化直观性的解释,将智能视为“智”与“能”的综合,且多认为是人所独有。
《现代汉语词典》中的第①条的用法如今已不常见,于今人而言“智能”似已事实上已成为“智力”、“智慧”的代名词。“智能”作为名词对应的英文为“Intelligence”,一些英文词典[2]中的释义既有整体上指人的高级思维能力,简单来看就是“智慧”的意思,也有部分是包括行为能力的。尽管大陆将Artificial Intelligence(缩写AI)译为“人工智能”,台湾地区的学者却译为“人工智慧”。而“智能”作形容词时,日常生活中的很多现有用法,如智能手机、智能设备、智能家居等,其实际含义或更多为“聪明的”,对应英文实际上为“Smart”[3]。
“智能”一词作名词时,多数词典中释义仍为“智慧和能力”,而事实上日常使用中似已只有“智慧”的意思了。若认可这一观点,则可探究其背后的原因:这是词典编撰者沿用古义但其实已经跟不上专业术语含义外溢的时代步伐,还是译者在对Intelligence翻译之初有更多的解读?最早将“Intelligence”译为“智能”、最早将“Artificial Intelligence”译为“人工智能”,本意是什么?何以今日被广泛接受,其意义的流变是怎样的?
参考“人工智能”和“控制论(Cybernetics)”的历史渊源,以及控制论发展过程中中国人及中国哲学思想的参与 [4],笔者支持“Intelligence”最初译为“智能”或与控制论有关的推测。王飞跃提到 [4],
“人工智能”本来就是作为“机械大脑”和机械认知的“控制论”而涌现的,是1955年,年轻的约翰·麦卡锡为了避免与维纳的纠缠,避免使用“控制论”而想出的新词,进而有了1956年里程碑式的达特矛斯人工智能研讨会,从此人工智能作为一个正式独立的研究领域面世。
有兴趣了解更多内容的读者或可参考[5],这里笔者采用[3]中的简洁说明:早期对“可思考的机器”的探索中各派系有不同观点和定义,1956年达特矛斯会议提出AI的概念后,因其比较客观中立、避免了各科学领域的争端,所以得到了广泛传播。雷环捷提出中文里“人工智能”一词的最早出处 [6],
1965年,《自然科学学科简介》在“计算技术”一级条目下设有“信息加工理论”二级条目,后者下设有“人工‘智能’研究”三级条目。
从所给上下文信息来看,此处“人工‘智能’”可能即为AI的译称,但要注意其中智能一词加标了引号,或体现当时该词未在大陆广泛传播的现状。[4-6]都提及“控制论”、“智能”科学和哲学因时代原因被批判的情况,笔者认为专业用语的变化或体现了时代的差异、思想观念的变迁,研究的实际内容才是科学技术的根本。
以上观点,笔者个人不完整不严谨的归纳和猜测颇多,但对大陆将“Intelligence”译为“智能”这一有趣事实,或可有更详实的考证,期待感兴趣的相关领域(哲学、语言学、历史学、AI等)工作者的努力。
图1. 英文维百科中的Intelligence条目截图。
不论“智能”日常含义是什么,科学上哲学上可以进行探讨和研究,而且现在随着人工智能发展而显得越来越有必要、客观上也越来越多。“智能”的定义非常多,笔者这里只介绍自己目前觉得最为普适的一种定义——“适应性行为”。
一些研究者认为,Intelligence最具通用性(universality) 的定义是“适应环境的能力(the ability to adapt to the environment)”[7, 8],这一定义可包含智慧和行为能力两方面,和中文“智能”一词的直观意思一致。英文维基百科中的Intelligence词条[9]指出,狭义的智能是抽象、逻辑、理解、推理等能力,广义的智能可描述为这样的能力——在一定的环境或情境中感知和推断信息、保存为知识以应用于适应性行为,可见“适应性行为”的定义认可度颇高(图1)。
“适应性行为”的定义也存在争议,智能的适用范围取决于对适应的类型和程度的理解,其实质上也涉及到科学和工程要求的可操作性和量化精确性。事实上,不同研究者对适应性加不同的限定,比如自动性、目标的复杂性、使用知识进行决策等条件。这些条件一般具有抽象性,实际操作中往往需要具体化,从而又需要更多的定义或标准,这些标准和人工智能的工程实践息息相关。具体如何去划定适应性的标准,笔者目前没有答案,但倾向于生命科学中较为宽泛的标准,不把智能视为非黑即白的人类独有的事物。
对于智能的拥有者,大众的观念中大概是这样的:人类有;动物可能一部分有、或有一些较弱的成分;植物和单细胞动物完全没有。这里笔者不做评价,只举一个“多头绒泡菌”的例子。多头绒泡菌是一种黏菌,但下文中只出现它这一种,故这里为简略起见就称之为“黏菌”。黏菌是单细胞的生物,分类学上介于真菌和动物之间。黏菌在取食的过程中先会伸出大量伪足,扩展本体形成一个较大网状管道结构(网络),其后会缩回或加强不同分支,网络结构在调整后展现出对食物源的丰富程度、营养种类和光照条件的偏好(见图2及来源[10])。这样的能力,可以帮助黏菌找到人工设计的迷宫中的最短路径(图2下)、或是形成和交通运输网相似的网络(图2上),被称为细胞层次(cellular level)的原始智能(primitive intelligence)[11]。
图2. 黏菌取食中的智能。上:黏菌取食过程中扩展和优化其网络的过程 [10],中心为最大块的食物和初始的黏菌,各小点为按地图上铁路站点排布的食物,右下角标注为时间;下:黏菌取食的后期使用了迷宫的最短路径 [11],左图标注了不同路径,其中比短约22%,AG为琼脂。
黏菌寻找食物的行为符合智能的定义,相当于实现了一套对不同食物源重要性进行计算并调整自身结构以适应环境的算法。尽管黏菌没有神经系统,只有一个相对简单的大细胞,但面对复杂的环境,它自动伸出伪足探索环境(主动性),探索的过程中依靠分泌物质于环境中实现对环境条件的记录 [12](生成并使用“知识”),然后根据已探索区域的食物分布,做出了缩回或加强网络结构不同分支的行为(子目标和“决策”),并且实现了较短路径高效获取食物的功能(实现目标)。主动性、使用知识、具有子目标并且实现了取食的大目标,这些条件一定程度上都满足,所以从适应性行为的定义来看,黏菌的取食行为是一种智能。
除了这类单细胞生物智能之外,植物的智能也是近年来植物学界在严肃讨论的课题 [13-15]。
哲学界对智能定义的争论始终不息,尚无定论;人工智能学科领域对智能的理解多偏人的抽象和逻辑能力;生命科学中智能一词的使用较为宽容,一般情况下其实是把“智能”作为“聪明的/适应性的行为表现”的代名词。“适应性行为”是对“智能”非常简洁有力的一种理解。自然界的各种生物有不同的适应性,广义地可认为具有不同程度不同类型的智能,而人造的智能系统也可以考虑这样的区分,所以或许可以有“广义智能”(General Intelligence)的说法。
目前General Intelligence指“通用智能”,对应“强智能”,其含义尚有不同理解,但总体上与人工智能原始的目标——制造具有人类思考能力的机器——很接近。而笔者认为,或许我们可以有“广义智能”(General Intelligence)这样一门学科,类似“广义相对论”(General Relativity)的翻译。为避免和已有的“通用智能”一词重合,不妨用“Univesal Intelligence”,或有可能正如AI之于Cybernetics [3,4]。这门学科研究的智能的范围可以更广泛一些,包含群集智能(swarm intelligence)、智能进化(intelligence evolution)、具身智能(embodied intelligence)等,笔者怀疑这些研究内容中或有实现人工智能原始目标——强智能——不可或缺的成分。
如果不考虑引入新概念的话,则“广义智能”就是“智能”的应有之义,除了生命科学中的广泛使用之外,上面提到的群集智能、进化计算在一些态度较为开放的人工智能书籍中实际上也有详细介绍,被总称为“涌现智能”(Emergent Intelligence) [16]。
最后,定义概念或学科名称是为“名”,研究内容和方法方为“实”,以笔者喜欢的两句话结尾。
存在先于本质。
——萨特 哲学家
无法创造出来,就不是真正的理解。
(What I cannot create, I do not understand.)
——费曼 物理学家
参考:
[1] https://baike.baidu.com/item/智能/66637
[2] Intelligence的英文词典释义与翻译:1. 《牛津初学者词典》中,为“获取和利用知识和技能的能力”(the ability to acquire and apply knowledge and skills);2. Merriam-Webster词典里,有两个含义:一个为“学习和理解的能力,或处理新的或尝试性情况的能力”(the ability to learn and understand or to deal with new or trying situations),另一个为“利用知识来操纵环境的能力,或用客观标准来测试的抽象思考能力”——即可以测试的智力(the ability to apply knowledge to manipulate one's environment or to think abstractly as measured by objective criteria (such as tests))。
[3] 科学网—机器崛起:重现的自动化愿景 - 王飞跃的博文 (sciencenet.cn)
[4] “控制论之父”维纳:现代计算机的先驱,主流人工智能的叛徒?|现代汽车|麦卡锡_网易订阅 (163.com) 或《时代的羊毛,未来的使者》——《维纳传:信息时代的隐秘英雄》一书的推荐序
[5] 人工智能概念(01): AI释义 - 知乎 (zhihu.com)
[6] 雷环捷:回溯中国早期人工智能哲学研究_爱思想 (aisixiang.com)
[7] Sternberg R. J. (2003). Biological Intelligence in The Psychology of Abilities, Competencies, and Expertise , Cambridge University Press.
[8] Albus, J. S., & Meystel, A. (2001). Engineering of mind: An introduction to the science of intelligent systems.
[9] https://en.wikipedia.org/wiki/Intelligence
[10] Tero, A., Takagi, S., Saigusa, T., Ito, K., Bebber, D. P., Fricker, M. D., ... & Nakagaki, T. (2010). Rules for biologically inspired adaptive network design. Science, 327(5964), 439-442.
[11] Nakagaki, T., Yamada, H., & Tóth, á. (2000). Maze-solving by an amoeboid organism. Nature, 407(6803), 470-470.
[12] Reid, C. R., Latty, T., Dussutour, A., & Beekman, M. (2012). Slime mold uses an externalized spatial "memory" to navigate in complex environments. Proceedings of the National Academy of Sciences, 109(43), 17490-17494.
[13] Trewavas, A. (2002). Plant intelligence: Mindless mastery. Nature, 415(6874), 841-841.
[14] Chamovitz, D. A. (2018). Plants are intelligent; now what?. Nature Plants, 4(9), 622-623.
[15] Calvo, P., Gagliano, M., Souza, G. M., & Trewavas, A. (2020). Plants are intelligent, here’s how. Annals of Botany, 125(1), 11-28.
[16] Neapolitan, R. E., & Jiang, X. (2018). Artificial intelligence: With an introduction to machine learning. CRC Press.
本文首发于知乎,为笔者本人原创,题目发表于科学网时有修改。
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