人腦? 電腦? 誰更強?(2)

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(http://www.epochtimes.com)
【大紀元1月16日訊】其實,任何人對机器能否思維這個問題的回答,完全取決于他們 對思維概念的理解和定義。信息論創始人申農曾說過,机器能否思維 ,其答案完全依賴我們如何定義思維。要弄清机器思維的來龍去脈, 我們還得追溯到圖靈。

第二節 圖靈檢驗引出的問題:机器能否思維?

維納曾說,「圖靈也許是第一個把机器的邏輯可能性作為一种智 力實驗來研究的人。」1950年,英國的《心》雜志發表了圖靈的文章 :計算机与智能」。文中寫道,「現在人們對’思維机器’的興趣 是由一种通常稱作’電子計算机’或&’字計算机’的特殊机器引起 的。」文章接著提出了「(這种)机器能夠思維嗎?」這樣一個問題 。為了作出判斷,作者提出了一個被稱作模仿游戲(imitation game) 的試驗。

圖靈的模仿游戲是這樣的:玩這個游戲的有三個人,一個男人(A) ,一個女人(B),一個男女均可的提問者(C),提問者呆在与其他兩個人相隔离的房間內。游戲要求提問者辨別出另一房間里的兩人誰是男人,誰是女人。他只知道那兩個人的符號是X和Y,在游戲結束時,他得說出「X是A,Y是B」或「X是B,Y是A」。提問者可以向A与B提出各 种問題,比如「請X告訴我你頭發的長短」,比如「請問Y,您的性格是什么類型的?」,以此辨別A和B的性別。A的任務是想方設法地使提問者作出錯誤的判斷,而B的任務是幫助提問者找到答案。也許,B 的最好對策是給出忠實的回答,比如「我是女的,不要听信A的話」, 但這也無濟于事,因為A也可以裝出同樣的回答來。

現在的問題是,如果由一個机器來扮演游戲中的A的角色,而提問者的任務是辨別誰是机器誰是人,那么在這個新游戲中,提問者作出錯誤判斷的次數是否會同從前由一男一女參加時一樣呢?這樣,机器能否思維的問題就轉化為了這個挺有意思的游戲問題。如果提問者在一系列的這种檢驗游戲中,沒有能力對人和机器作出區別,那么,這台机器肯定是通過了模仿游戲的檢驗。在圖靈看來,也可据此判定這台机器是能夠思維的。

需要注意的是,圖靈認為,他設計的這個檢驗是將智力和體力、精神与肉體截然分開的,所以在游戲中,提問者不能看到和接触到被提問者,也不許听到他們的聲音。提問者提出的問題和被問者的回答都采用一种不同于人際交流方式的渠道進行傳輸,比如打印在鍵盤上,或顯現在顯示器上。這樣,机器和被提問的人不能展示他們的身姿和力量,卻可以胡吹瞎侃,盡情作語言表演。一句話,這是一個純粹的智力游戲。另外,圖靈對「机器」這一概念做了明确規定:允許把任何一种工程技術應用到這台机器上來,工程師可以設計這机器,但可以描述不出它的運轉方法;但用生物方法生殖和培養的人不算机器 。圖靈的規定實際上是說明,他在這個游戲中設想的机器就是指電子計算机。

圖靈設計的這個模仿游戲暗含了很多假設,引起許多層面的思考 。如能不能從行為主義的角度判定机器能否思維,如是否存在(現實的或潛在的)解決用模仿游戲的術語描述的那种涉及大量事件的算題的算法。文章發表后引發了許多爭論,后來討論机器思維的諸多文章也都要談到這個游戲,因此圖靈的這篇文章標志著現代机器思維問題的討論的真正開端。

行為主義對人工智能研究的啟發

圖靈檢驗的一個非常突出的特點是,它對思維的定義是從行為主義的角度出發的,也就是說,它并不要求那台接受檢驗的思維机器在內部构造上与人腦一致,而僅僅要求從外部功能,從外部表現來看,人們無法將它与人腦作出區分。而這一點,正是日后人工智能發展的 一個重要思路。

行為主義(Behaviorism)是在本世紀初興起的一個心理學派,它是從動物心理學、動物行為的研究中形成和產生出來的。行為主義是 針對當時正統的构造主義或构造派心理學(Structural psychology) 与流行的机能主義或机能派心理學(Functional psychology)提出來 的。在行為主義來,构造主義要找的心理元素、机能主義要找的机能的原因,都是看不見摸不著的東西,都難以進行「客觀」的研究。 所以,行為主義者決心改造傳統的心理學,不再用意識、情緒等心理 概念,而代之以行為的概念。這樣,心理學等价于對行為的研究。行為主義的創始人華生把有机體應付環境的一切活動統稱為行為,而把作為行為的最基本成份的肌肉和腺體分泌稱為反應,把引發有机體活 動的外部和內部變化統稱為刺激。這樣,人和動物的全部行為都可以分析為刺激和反應。

行為主義的研究方法給控制論和仿生學等技術學科的發展帶來許多啟迪。比如,仿生學方法一般經過三個步驟來實現:第一階段主要是通過生物學研究來探索活體對象的功能和內部結构等各個方面;第二階段是理解階段,即通過建立數學模型和揭示出某些規律來理解獲得的資料,它的進展關系到用簡單的方法模擬活體對象复雜的運動形式的可能性;第三階段是技術階段,即由工程師研究出有效的、可實現的具體物理模型。在研究人腦功能的机制中,當人們難以弄清人腦的細致結构和它的具體功能之間的關系時,行為主義的方法就提供了一個解決方法。研究者可以避開這一困難,改變研究方法,從外部的行為加以研究,通過找尋其外部表現的刺激和反應之間的關系來尋求突破。而控制論也認為:「同是一個行為主義的分析,對于机器和生命机體二者都是可用的,不論行為的复雜性如何。」也正是從行為主義的角度出發,維納探尋了机器与動物之間的相似性,而他的《控制論》一書的副標題也體現了這一點:關于在動物和机器中控制和通訊 的科學。

當然,行為主義也存在許多缺陷,受行為主義啟發的控制論并未放棄對結构的研究。比如,克勞斯就認為,行為是与結构相聯系的。控制論是通過對行為的分析和研究去探索結构的。通過行為、机能研究結构,這是控制論在方法論上的一個特點,這也克服了行為主義在方法上的局限性。

腦模型与形式化問題

讓我們再回到圖靈試驗。哲學家們也許會怀疑僅僅在行為上的相似性,能否為智能屬性提供充分的解釋,可是對那些想要制造思維机的技術人員來講,圖靈試驗正是評价他們工作高下的一個標准。于是,科學家們可以繼續研究智力机器,而哲學家們也可以把即使通過了圖靈試驗的机器稱作沒有思維。但是,人工智能的研究并不只是一個工程技術問題。它的進展不僅要依靠心理學的發展,受到關于「心」的哲學的左右,它也對人類認識腦的构造、探究精神概念產生巨大的影響。

人工智能的發展,要建立智力模型,探究腦模型与腦原型之間的 相互關系,也就是研究從技術上設計出來的模型与腦的真實情況的關 系。于是,腦模型与原型之間的關系值得注。一般來講,模型与原型之間的關系有三個主要方面。

第一是相似性,而且這种相似性要有精确的規定和明确的表達。而這里指的相似意義很泛,既可以純粹是外表的,也可以是內部結构的,還可以是行為上的。腦模型研究的相似性要求非常高,這給研究工作帶來很大的困難。人腦是我們已知結构中复雜程度最高的,單單大腦皮層就有約140億個神經元,神經元的樹突和軸突又构成了复雜的聯系組織,并且有許多聯系是后天形成的。面對這樣一個复雜的結构,要制造結构和功能都相似的模型是一個很難達到的目標。第二是代表性,即模型不僅可以在認識過程中代表原型,也可以在實際的意義上代表原型(在相似范圍之內)。這樣,模型本身往往也是研究的目的。第三是外推性。外推性一方面表現在從模型推得關于原型的信息,另一方面是指擴大相似性的范圍,即人們總在研究過程中力圖發現更多的相似性以解釋原有的相似性。所以,人們在人工智能方面的研究也可能由腦模型的某些性質推斷大腦的實際性質。這就會影響到從心理學和哲學角度對「心」這一概念的理解。
(學術論文選登)(http://www.dajiyuan.com)


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