人脑? 电脑? 谁更强?(2)

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(http://www.epochtimes.com)
【大纪元1月16日讯】其实,任何人对机器能否思维这个问题的回答,完全取决于他们 对思维概念的理解和定义。信息论创始人申农曾说过,机器能否思维 ,其答案完全依赖我们如何定义思维。要弄清机器思维的来龙去脉, 我们还得追溯到图灵。

第二节 图灵检验引出的问题:机器能否思维?

维纳曾说,“图灵也许是第一个把机器的逻辑可能性作为一种智 力实验来研究的人。”1950年,英国的《心》杂志发表了图灵的文章 :计算机与智能”。文中写道,“现在人们对’思维机器’的兴趣 是由一种通常称作’电子计算机’或&’字计算机’的特殊机器引起 的。”文章接着提出了“(这种)机器能够思维吗?”这样一个问题 。为了作出判断,作者提出了一个被称作模仿游戏(imitation game) 的试验。

图灵的模仿游戏是这样的:玩这个游戏的有三个人,一个男人(A) ,一个女人(B),一个男女均可的提问者(C),提问者呆在与其他两个人相隔离的房间内。游戏要求提问者辨别出另一房间里的两人谁是男人,谁是女人。他只知道那两个人的符号是X和Y,在游戏结束时,他得说出“X是A,Y是B”或“X是B,Y是A”。提问者可以向A与B提出各 种问题,比如“请X告诉我你头发的长短”,比如“请问Y,您的性格是什么类型的?”,以此辨别A和B的性别。A的任务是想方设法地使提问者作出错误的判断,而B的任务是帮助提问者找到答案。也许,B 的最好对策是给出忠实的回答,比如“我是女的,不要听信A的话”, 但这也无济于事,因为A也可以装出同样的回答来。

现在的问题是,如果由一个机器来扮演游戏中的A的角色,而提问者的任务是辨别谁是机器谁是人,那么在这个新游戏中,提问者作出错误判断的次数是否会同从前由一男一女参加时一样呢?这样,机器能否思维的问题就转化为了这个挺有意思的游戏问题。如果提问者在一系列的这种检验游戏中,没有能力对人和机器作出区别,那么,这台机器肯定是通过了模仿游戏的检验。在图灵看来,也可据此判定这台机器是能够思维的。

需要注意的是,图灵认为,他设计的这个检验是将智力和体力、精神与肉体截然分开的,所以在游戏中,提问者不能看到和接触到被提问者,也不许听到他们的声音。提问者提出的问题和被问者的回答都采用一种不同于人际交流方式的渠道进行传输,比如打印在键盘上,或显现在显示器上。这样,机器和被提问的人不能展示他们的身姿和力量,却可以胡吹瞎侃,尽情作语言表演。一句话,这是一个纯粹的智力游戏。另外,图灵对“机器”这一概念做了明确规定:允许把任何一种工程技术应用到这台机器上来,工程师可以设计这机器,但可以描述不出它的运转方法;但用生物方法生殖和培养的人不算机器 。图灵的规定实际上是说明,他在这个游戏中设想的机器就是指电子计算机。

图灵设计的这个模仿游戏暗含了很多假设,引起许多层面的思考 。如能不能从行为主义的角度判定机器能否思维,如是否存在(现实的或潜在的)解决用模仿游戏的术语描述的那种涉及大量事件的算题的算法。文章发表后引发了许多争论,后来讨论机器思维的诸多文章也都要谈到这个游戏,因此图灵的这篇文章标志着现代机器思维问题的讨论的真正开端。

行为主义对人工智能研究的启发

图灵检验的一个非常突出的特点是,它对思维的定义是从行为主义的角度出发的,也就是说,它并不要求那台接受检验的思维机器在内部构造上与人脑一致,而仅仅要求从外部功能,从外部表现来看,人们无法将它与人脑作出区分。而这一点,正是日后人工智能发展的 一个重要思路。

行为主义(Behaviorism)是在本世纪初兴起的一个心理学派,它是从动物心理学、动物行为的研究中形成和产生出来的。行为主义是 针对当时正统的构造主义或构造派心理学(Structural psychology) 与流行的机能主义或机能派心理学(Functional psychology)提出来 的。在行为主义来,构造主义要找的心理元素、机能主义要找的机能的原因,都是看不见摸不着的东西,都难以进行“客观”的研究。 所以,行为主义者决心改造传统的心理学,不再用意识、情绪等心理 概念,而代之以行为的概念。这样,心理学等价于对行为的研究。行为主义的创始人华生把有机体应付环境的一切活动统称为行为,而把作为行为的最基本成分的肌肉和腺体分泌称为反应,把引发有机体活 动的外部和内部变化统称为刺激。这样,人和动物的全部行为都可以分析为刺激和反应。

行为主义的研究方法给控制论和仿生学等技术学科的发展带来许多启迪。比如,仿生学方法一般经过三个步骤来实现:第一阶段主要是通过生物学研究来探索活体对象的功能和内部结构等各个方面;第二阶段是理解阶段,即通过建立数学模型和揭示出某些规律来理解获得的资料,它的进展关系到用简单的方法模拟活体对象复杂的运动形式的可能性;第三阶段是技术阶段,即由工程师研究出有效的、可实现的具体物理模型。在研究人脑功能的机制中,当人们难以弄清人脑的细致结构和它的具体功能之间的关系时,行为主义的方法就提供了一个解决方法。研究者可以避开这一困难,改变研究方法,从外部的行为加以研究,通过找寻其外部表现的刺激和反应之间的关系来寻求突破。而控制论也认为:“同是一个行为主义的分析,对于机器和生命机体二者都是可用的,不论行为的复杂性如何。”也正是从行为主义的角度出发,维纳探寻了机器与动物之间的相似性,而他的《控制论》一书的副标题也体现了这一点:关于在动物和机器中控制和通讯 的科学。

当然,行为主义也存在许多缺陷,受行为主义启发的控制论并未放弃对结构的研究。比如,克劳斯就认为,行为是与结构相联系的。控制论是通过对行为的分析和研究去探索结构的。通过行为、机能研究结构,这是控制论在方法论上的一个特点,这也克服了行为主义在方法上的局限性。

脑模型与形式化问题

让我们再回到图灵试验。哲学家们也许会怀疑仅仅在行为上的相似性,能否为智能属性提供充分的解释,可是对那些想要制造思维机的技术人员来讲,图灵试验正是评价他们工作高下的一个标准。于是,科学家们可以继续研究智力机器,而哲学家们也可以把即使通过了图灵试验的机器称作没有思维。但是,人工智能的研究并不只是一个工程技术问题。它的进展不仅要依靠心理学的发展,受到关于“心”的哲学的左右,它也对人类认识脑的构造、探究精神概念产生巨大的影响。

人工智能的发展,要建立智力模型,探究脑模型与脑原型之间的 相互关系,也就是研究从技术上设计出来的模型与脑的真实情况的关 系。于是,脑模型与原型之间的关系值得注。一般来讲,模型与原型之间的关系有三个主要方面。

第一是相似性,而且这种相似性要有精确的规定和明确的表达。而这里指的相似意义很泛,既可以纯粹是外表的,也可以是内部结构的,还可以是行为上的。脑模型研究的相似性要求非常高,这给研究工作带来很大的困难。人脑是我们已知结构中复杂程度最高的,单单大脑皮层就有约140亿个神经元,神经元的树突和轴突又构成了复杂的联系组织,并且有许多联系是后天形成的。面对这样一个复杂的结构,要制造结构和功能都相似的模型是一个很难达到的目标。第二是代表性,即模型不仅可以在认识过程中代表原型,也可以在实际的意义上代表原型(在相似范围之内)。这样,模型本身往往也是研究的目的。第三是外推性。外推性一方面表现在从模型推得关于原型的信息,另一方面是指扩大相似性的范围,即人们总在研究过程中力图发现更多的相似性以解释原有的相似性。所以,人们在人工智能方面的研究也可能由脑模型的某些性质推断大脑的实际性质。这就会影响到从心理学和哲学角度对“心”这一概念的理解。
(学术论文选登)(http://www.dajiyuan.com)


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