第2章 什么是人工智能

2.1 人工智能第一人

人類探索人工智能的歷史悠久。人工智能真正成為一門(mén)學(xué)科是由有人工智能之父稱號(hào)的麥卡錫在1956年夏天達(dá)特茅斯的那次研究活動(dòng)中確立的，但人工智能概念的正式提出是在1948年，出自一個(gè)英國(guó)人，他的名字叫阿蘭·圖靈。

圖靈從小聰明絕頂，正直清高。據(jù)說(shuō)上中學(xué)時(shí)，他就表現(xiàn)出了過(guò)人的數(shù)學(xué)天分。在數(shù)學(xué)課上，他完全不聽(tīng)講，也不看書(shū)，所有定理都是自己推導(dǎo)出來(lái)的。他把中學(xué)以前的數(shù)學(xué)知識(shí)從頭到尾“發(fā)明”了一遍，這讓老師和校長(zhǎng)大為頭痛。后來(lái)校長(zhǎng)忍無(wú)可忍，把圖靈的父親找來(lái)告狀，還嘲諷地說(shuō)：“你的孩子偏科，我們這里培養(yǎng)的是文化人，他要是想當(dāng)科學(xué)家，那可是來(lái)錯(cuò)了地方。”鼠目寸光的校長(zhǎng)做夢(mèng)也沒(méi)能預(yù)見(jiàn)到這個(gè)“偏科”的學(xué)生后來(lái)竟真的成為了世界上最偉大的科學(xué)家和哲學(xué)家之一。

作為富家子弟的圖靈出身名校。據(jù)說(shuō)他去英國(guó)劍橋大學(xué)入學(xué)報(bào)到的時(shí)候，他的父母為了避稅，正帶著全家在法國(guó)定居。他只好從法國(guó)跨越英吉利海峽去英國(guó)。可是渡輪到岸的時(shí)間太晚了，去學(xué)校的班車已經(jīng)沒(méi)有了。他二話不說(shuō)，從行李里拿出隨身攜帶的自行車，買(mǎi)了張地圖，一路騎行趕往學(xué)校。然而，“車不作美”，中途壞了兩次。近百千米的路程，他走了一夜，中途還在一家五星級(jí)酒店休息了一下。事后，他把這家五星級(jí)酒店的發(fā)票寄給父母，證明自己既沒(méi)有說(shuō)謊也沒(méi)有亂花錢(qián)。

圖靈是科班出身的數(shù)學(xué)家，在他生活的那個(gè)年代，數(shù)學(xué)就是腦袋加紙筆。他一直在想，既然數(shù)學(xué)是一門(mén)嚴(yán)謹(jǐn)而富于邏輯的學(xué)問(wèn)，那么能不能發(fā)明一種機(jī)器代替紙筆進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，進(jìn)而幫助人們解決一切數(shù)學(xué)和邏輯可以解決的問(wèn)題？一天，他又躺在學(xué)校的草坪上仰天冥想，突然一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)械裝置浮現(xiàn)出他的腦海中，這就是后來(lái)被稱為圖靈機(jī)的虛擬計(jì)算裝置。他的這個(gè)裝置是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的核心原型和本質(zhì)概括。

圖靈機(jī)是一個(gè)簡(jiǎn)單得不能再簡(jiǎn)單的裝置。它由3個(gè)部分構(gòu)成：一條無(wú)限長(zhǎng)的紙帶，上面有無(wú)窮多的格子，每個(gè)格子里可以寫(xiě)1或0；一個(gè)可以移動(dòng)的讀寫(xiě)頭，每次可以向當(dāng)前指向的格子讀或?qū)?或0；一個(gè)邏輯規(guī)則器，可以根據(jù)在當(dāng)前紙帶位置上讀到的是1還是0，結(jié)合邏輯規(guī)則，指示讀寫(xiě)頭向前或向后移動(dòng)一個(gè)格子，或在當(dāng)前的格子里寫(xiě)入1或0。

圖靈證明了他的這個(gè)裝置與計(jì)算理論中的邱奇演算和哥德?tīng)栠f歸函數(shù)等價(jià)，從而證明了這個(gè)簡(jiǎn)單裝置的無(wú)限計(jì)算能力。有了圖靈機(jī)，我們就可以把原來(lái)純數(shù)學(xué)和邏輯的東西與物理世界的實(shí)體裝置聯(lián)系起來(lái)，函數(shù)變成了規(guī)則控制下的紙帶和讀寫(xiě)頭。今天的電子計(jì)算機(jī)實(shí)際上就是圖靈的這個(gè)虛擬計(jì)算裝置的一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)。被稱為電子計(jì)算機(jī)之父的馮·諾依曼一直都說(shuō)，他的思想來(lái)自圖靈機(jī)，其核心內(nèi)容就是存儲(chǔ)程序結(jié)構(gòu)，一個(gè)被編碼的圖靈機(jī)就是存儲(chǔ)的程序。所以說(shuō)計(jì)算機(jī)科學(xué)起源于圖靈一點(diǎn)也不過(guò)分。1936年他發(fā)表的那篇論文《論可計(jì)算數(shù)》和文中描述的圖靈機(jī)成為了人類文明中具有劃時(shí)代意義的里程碑。

1939年9月1日，德國(guó)軍隊(duì)占領(lǐng)了波蘭，2日英國(guó)對(duì)德國(guó)宣戰(zhàn)，3日?qǐng)D靈被召往布萊切利園。這個(gè)莊園其實(shí)是英國(guó)政府的密碼學(xué)校和密碼破譯基地，負(fù)責(zé)為英國(guó)海陸空三軍提供密碼加解密服務(wù)。圖靈的工作是負(fù)責(zé)破解德國(guó)傳奇的Enigma加密機(jī)。戰(zhàn)時(shí)的工作十分繁重，據(jù)說(shuō)一次圖靈需要去倫敦參加一個(gè)緊急會(huì)議，但一時(shí)沒(méi)有車可以送他，于是他說(shuō)了一句“我自己解決吧”，就拔腿奔跑而去。64千米的路對(duì)于他來(lái)說(shuō)似乎毫不費(fèi)力，會(huì)后他又自己跑了回來(lái)。圖靈的長(zhǎng)跑紀(jì)錄是奧運(yùn)會(huì)水平的，他本來(lái)想代表英國(guó)參加1948年的奧運(yùn)會(huì)，但因?yàn)槭芰藗缓梅艞墶?/p>

即使在戰(zhàn)爭(zhēng)中，圖靈也沒(méi)有放棄對(duì)機(jī)器與智能問(wèn)題的思考。戰(zhàn)后，他來(lái)到曼徹斯特大學(xué)任教。在朋友的催促下，他把他對(duì)機(jī)器與智能問(wèn)題的思考寫(xiě)成了文章，這就是1950年他在英國(guó)哲學(xué)雜志《心》上發(fā)表的又一篇具有劃時(shí)代意義的論文《計(jì)算機(jī)與智能》。在論文中，他提出了“模仿游戲”這個(gè)后來(lái)被人們稱為“圖靈測(cè)試”的人工智能的定義。該論文被公認(rèn)為最早對(duì)人工智能進(jìn)行系統(tǒng)化和科學(xué)化的論述。

“模仿游戲”很簡(jiǎn)單。兩個(gè)封閉的房間里分別有一個(gè)人和一臺(tái)機(jī)器，他們通過(guò)一個(gè)打字終端來(lái)回答屋子外面的人提出的問(wèn)題。如果屋子外面的人不能通過(guò)提問(wèn)判斷兩個(gè)房間里面回答問(wèn)題的哪一個(gè)是人哪一個(gè)是機(jī)器，那么機(jī)器就被認(rèn)為是有智能的。圖靈不僅在論文中提出了“機(jī)器能思維嗎”這個(gè)問(wèn)題，而且提出了這個(gè)問(wèn)題的各種變種；不僅給出了答案，而且預(yù)想了人們對(duì)于答案的可能異議以及對(duì)異議的反駁。他還進(jìn)一步預(yù)測(cè)，2000年機(jī)器的內(nèi)存會(huì)達(dá)到1GB。事實(shí)證明他的預(yù)測(cè)十分準(zhǔn)確。

2011年，IBM公司的沃森超級(jí)計(jì)算機(jī)在美國(guó)的電視智力競(jìng)猜節(jié)目中擊敗人類，成為“圖靈測(cè)試”里程碑式的證明，標(biāo)志著人工智能的歷史性飛躍。美國(guó)麻省理工學(xué)院的機(jī)器人專家布魯克斯不無(wú)感嘆地說(shuō)道：“閱讀圖靈的文章，真是令人折服。他早就想到了這些玩意兒，沒(méi)有人比他更先知。”

然而，圖靈的聰明才智并沒(méi)有讓他的人生輝煌，他的個(gè)人生活一直困擾著他，還讓他官司纏身。英國(guó)政府不但沒(méi)有因?yàn)樗趹?zhàn)時(shí)從事密碼工作的貢獻(xiàn)而保護(hù)他，反而吊銷了他的安全許可，這意味著他從此沒(méi)有辦法在這個(gè)領(lǐng)域里工作。

1954年6月7日，他被發(fā)現(xiàn)死在自己家中的床上，年紀(jì)還不到42歲。關(guān)于他的死因，至今眾說(shuō)紛紜。為了紀(jì)念和表彰圖靈對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的貢獻(xiàn)，美國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)于1966年設(shè)立了圖靈獎(jiǎng)，這是一個(gè)被稱為“計(jì)算機(jī)科學(xué)界的諾貝爾獎(jiǎng)”的最高專業(yè)獎(jiǎng)項(xiàng)。2009年9月10日，圖靈死后55年，在英國(guó)人民的強(qiáng)烈呼吁下，英國(guó)首相布朗面向全英國(guó)人民正式向圖靈致歉。布朗說(shuō)：“我很驕傲地說(shuō)，我們錯(cuò)了，我們應(yīng)該更好地對(duì)待你。”

圖靈這個(gè)偉大的天才生時(shí)平凡，死時(shí)陰暗。像很多偉大的人物一樣，他所有的榮譽(yù)和地位都是在他死后獲得的。今天，在英國(guó)曼徹斯特公園里，圖靈雕像的基座上刻著著名邏輯學(xué)家羅素的一句話：“數(shù)學(xué)不僅有真理，也有最高的美，那是一種冷艷和簡(jiǎn)樸的美，就像雕像。”圖靈被認(rèn)為是人類歷史上最偉大的12位哲學(xué)家之一，和亞里士多德齊名。也許偉大、光榮其實(shí)并不重要，重要的是真和美；也許你是誰(shuí)也不重要，重要的是你為人類做過(guò)什么貢獻(xiàn)。圖靈以他對(duì)人工智能理論空前絕后的卓越貢獻(xiàn)而成為人工智能第一人。