理论教育 神经网络:推动人工智能的新时代

神经网络:推动人工智能的新时代

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:但在20 世纪50 年代就已经存在各种暗示,如果AI 研究者能够选择完全不同于符号处理的方式,计算机会如何表现出智能行为。大自然使用通用的学习方法来解决特殊的问题,而人类则是顶尖的学习者。当然,我们可以学习逻辑思维或遵守规则,但必须要经过大量的训练,而我们当中的大多数人对此并不在行。这一点可以通过人们在一个叫作“华生选择任务”的逻辑谜题上的典型表现来进行说明。

神经网络:推动人工智能的新时代

任何人工智能的难题都可以被解决。唯一能证明这一论断成立的是这样一个事实:自然界通过进化已经解决了这些难题。但在20 世纪50 年代就已经存在各种暗示,如果AI 研究者能够选择完全不同于符号处理的方式,计算机会如何表现出智能行为。

第一条暗示是,我们的大脑是强大的模式识别器。我们的视觉系统可以在1/10 秒内识别混乱场景中的对象,即使我们可能从未见过那个特定的对象,也不论该对象在什么位置,多大尺寸,以什么角度面对我们。简而言之,我们的视觉系统就像一台以“识别对象”作为单一指令的计算机。

第二条暗示是,我们的大脑可以通过练习来学会如何执行若干艰巨的任务,比如弹钢琴、掌握物理学知识。大自然使用通用的学习方法来解决特殊的问题,而人类则是顶尖的学习者。这是我们的特殊能力。我们大脑皮层的结构整体上是相似的,并且我们所有的感受系统和运动系统都有深度学习网络。1

第三条暗示是,我们的大脑并没有充斥着逻辑或规则。当然,我们可以学习逻辑思维或遵守规则,但必须要经过大量的训练,而我们当中的大多数人对此并不在行。这一点可以通过人们在一个叫作“华生选择任务”(Wason selection task)的逻辑谜题上的典型表现来进行说明(见图3-1)。

图3-1 这四张卡片,每张都是一面有数字,另一面涂满了颜色。要测试以下命题为真:一张卡片在一面显示为偶数,那它的另一面就是红色的。你需要翻哪(几)张牌呢?图片来源:“华生选择任务”,维基百科。(www.daowen.com)

正确的选择是正面为数字“8 ,背面为棕色的卡片。在最初的研究中,只有10% 的受试者给出了正确的答案。2 但是,当给这项逻辑测试加上了熟悉的背景信息时,大多数受试者都能很快找出正确答案(见图3-2)。

推理似乎是基于特定领域的,我们对该领域越熟悉,就越容易解决其中的问题。经验使得在一个领域内进行推理变得更容易,因为我们可以用已有的例子来下意识地得到解决方案。例如,在物理学中,我们通过解决各种问题,而不是通过背诵公式,来学习电磁学领域的知识。如果人类的智能是完全基于逻辑的,那么它应该是跨领域的通用智能,但事实并非如此。

图3-2 每张卡片都是一面有一个年龄数字,另一面印着一种饮料。需要翻哪(几)张牌才能检验这条法律:如果你正在喝酒,那说明你一定超过18岁了?图片来源:“华生选择任务”,维基百科。

第四条暗示是,我们的大脑充满了数百亿个小小的神经元,每时每刻都在互相传递信息。这表明,要解决人工智能中的难题,我们应该研究具有大规模并行体系结构的计算机,而不是那些具有冯·诺依曼数字体系结构,每次只能获取和执行一个数据或指令的计算机。是的,图灵机在被给予足够内存和时间的条件下,的确可以计算任何可计算的函数,但自然界必须实时解决问题。要做到这一点,它利用了大脑的神经网络,就像地球上最强大的计算机一样,它们具有大量的并行处理器。只有能有效运行的算法,最终才能在自然选择中胜出。

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