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黃鐵軍:人工智能不會以人為中心,但不要為此失落

1970 年,黃鐵軍出生在河北的一個農村。從小學到博士後,他的整個學習過程都在國內完成。“我1988年考大學第一志願報考北京大學物理系,沒被錄取。有幸武漢工業大學計算機專業收留了我,本科到博士十年,我都在武漢,直到中科院讀博士後時才到北京。”

黃鐵軍笑言,他之所以能夠進入計算機領域,要感謝當初河北省招辦老師的一句話。1988年,黃鐵軍高中畢業,本想填報自己尤其擅長的物理專業,省招辦老師則建議他報考“未來會大有作為”的計算機專業。

自“誤打誤撞”入讀計算機專業以來,黃鐵軍已與計算機打交道整整三十年。如今,他是北京大學信息科學技術學院教授,計算機科學技術系主任,並曾兩次榮獲國家科學技術進步二等獎。(點擊查看相關介紹)

黃鐵軍 東方IC資料圖

黃鐵軍的主要研究方向為視覺信息處理與神經形態計算,他本人還是我國《新一代人工智能發展規劃》起草工作的主要參與者之一,同時擔任“新一代人工智能產業技術創新戰略聯盟”秘書長,國家人工智能標準化總體組(國標委)副組長等職務。在他及其團隊看來,與腦研究交叉的人工智能將是一個比較前沿,並且會有重大突破的方向。

黃鐵軍一直在積極推動構建類腦人工智能的技術路線:結構層次模仿腦,器件層次逼近腦,智能層次超越腦。黃鐵軍認為,雖然大腦是強人工智能的唯一參照物,但在揭開人腦的奧秘之前,人類也完全可能通過發展類腦計算機,真正實現從“弱人工智能”到“強人工智能”的突破。他曾在採訪中提出,要先放下“理解智能”的迷思,以神經科學為基礎,構建神經形態計算系統,再通過訓練實現強人工智能。

今年7月,澎湃新聞在北京的一家咖啡館約見了黃鐵軍教授,也就當前頗具爭議的一些人工智能相關的問題採訪了他。

“希望可以提出全新的人工智能模型”

澎湃新聞:可以用最簡單的語言科普一下“深度學習”嗎?以及人工智能和深度學習的關係是?

黃鐵軍:人工智能的研究有各種各樣的方法,其中受大腦的啟發而產生的深度學習是可能會引起未來重大變化的一個方向,也是比較前沿的研究。我們國家的對腦的研究叫做“腦科學類腦研究”,2017年7月份國務院有一個規劃,與腦研究交叉的人工智能是一個比較前沿,並且會有重大突破的方向。

深度網絡模型在實際應用中收到了非常好的效果,現在看到的幾乎所有人工智能的最新進展,背後都是深度神經網絡技術在支撐,包括人臉識別、語音識別、翻譯等等。

在深度學習之前產生的人臉和語音識別等的產品性能沒有現在這麽好,準確度也差很多,而深度學習使人工智能有了更大的可能性,發揮了很重要的作用。

現在所有人都在想,下一代人工智能是什麽樣的?我的看法是,不能永遠停留在學習層次,需要重大突破,我們希望有更大的動作,不斷改進,可以提出全新的人工智能模型。

腦神經 資料圖

澎湃新聞:你能否進一步解釋一下“深度神經網絡”的概念?

黃鐵軍:人的神經系統有1000億個神經元,都是在大腦裡。神經元上有很多樹凸,就像樹一樣,有很多樹乾和樹根,樹根是吸收養分的,對神經元來說是接受輸入信號的。樹乾是傳輸信號的,叫軸凸。

兩個神經元之間連接的地方叫突觸,神經脈衝是通過突觸實現從一個神經元到另一個神經元,每一次的交換都會產生變化。這些生物神經元連成一個複雜網絡,我們的大腦由幾百億神經元連在一起,這個連接方式叫神經網絡。

對於腦神經的研究我們可能知道的只有百分之幾,但是全世界的腦科學專家希望在10到20年之內都能搞清楚。

而人工神經網絡,其實就是在模擬生物神經網絡,但是是一種很粗糙的模擬,因為我們本來也不是那麽了解。

澎湃新聞:人工神經網絡的人工神經元是怎麽回事?

黃鐵軍:1943年,有兩個科學家提出了一種人工神經元模型,將神經網絡中的運作簡單描繪成一種數據函數和模型,神經脈衝的交流方式也可以模擬。從這之後,連續不斷地出現了至少幾百種人工神經元模型和人工神經網絡模型。

澎湃新聞:除了關注人腦這一塊,你本人和團隊是尤其著重視覺研究的。進行這樣的研究,對於整個人工智能研究發展的意義具體體現在哪裡?

黃鐵軍:視覺識別是智能的一種,就像我們的眼睛連接著大腦的一部分一樣。研究智能,你可以全腦一下子去解決,這是一種可能性。但是事實上一定是從各個部分慢慢地、一塊一塊地解決,將研究進程分解開來。

就像解剖麻雀,你總得先從一個小的、可操作的對象做起。我用視覺舉例子,不僅僅是給大家講這個理念,而是要先去做一個東西出來,告訴大家這件事不僅僅是一種想法,更是一種技術路線,是可以實現的。

對於大腦視覺神經的複雜結構,我們也隻搞清楚了一部分,估計大概十年能全搞定。咱們的研究水準在全世界是領先的,但每個國家有自己的特點,對於這個問題全世界有太多的研究團隊。我說十年能完全掌握,這其實已經是比較激進的了,是在有充分的資金、技術、人才資源的投入條件下才可能做到的。

我們希望首先解決一個科學問題,就是我們是怎麽看見世界的,我們可以先不管大腦是怎麽思考,這個問題更難。

澎湃新聞:機器難道不是一定要向人類學習的麽?

黃鐵軍:智能從來不應該以人為中心、以人為模板。比如說人類是進化出來的,在人進化成人之前,地球上有沒有智能?水準有高低,但生命誕生之初都有智能的。

智能的定義其實是比較寬的,現在看來只要它能對環境做出應激反應、出現變化,都可以稱之為智能。一個單細胞動物在水裡面,哪個地方營養豐富,就往哪個地方移動,那就是“智能”。

如果從這樣的角度理解智能,那麽機器也擁有一定的智能。今天我們家裡買的掃地機器人,碰到東西會自己轉彎,會回到插座去自己充電,在這個過程中它表現出來的就是一定的智能。

澎湃新聞:《深度學習:智能時代的核心驅動力量》的作者特倫斯在美國負責腦計劃的項目,我覺得你在中國和他正好是對應的關係,因為你在中國也參與腦計劃。

黃鐵軍:美國腦計劃主要是腦科學的專家研究大腦,儘管也有研究信息、計算機等其他領域的專家,算是交叉的,但還是偏腦多一點。

美國人工智能研究是國家戰略,白宮也出了很多文件。在中國也是類似的情況,現在中國的重大項目叫科技創新2030,從2016年到2030年這之間共有16項重大方向,其中第一個就是人工智能,還有腦科學、類腦等等的研究,都是並行的。

人工智能應該是目前體量最大的一個單體,這16個方向也有其他的重要研究,中間有很多交叉。簡單的人工智能發展,不是說非要依賴於腦,腦科學也不僅僅是為人工智能服務。

在交叉領域最容易出現新發現,也是大家很感興趣的,但是這兩個東西不能等同。包括這本書它起了“智能時代的核心驅動力量”的名字,我覺得不太合適。因為我認為深度學習只能說是人工智能這一浪潮中的一個技術推動力(而已)。

意識和智能到底是什麽?

澎湃新聞:你如何定義意識?

黃鐵軍:當我們說意識和智能的時候,是在談一種功能和現象。這種功能你有我有大家都有,而它的物理基礎就是我們的神經系統加上我們的身體。身體也重要,我們的智能是跟我們身體密切相關的,也跟我們所在的地球的世界是密切相關的。

神經網絡皮層的結構,是在從蟲子變成人的複雜過程中,有一個幾百億、上千億神經元,所以大腦進化成了這麽一個複雜的結構。這個結構接受外界的刺激,包括眼睛、視覺、聽覺、觸覺和味覺各種,形成一個動力學過程(dynamic system)。那裡面有很多環路,所以神經脈衝在流轉的過程中不斷改變,這就叫活體。你是活體,你是有意識的。

澎湃新聞:所以說有意識的機器人的出現是基於對腦更深入的理解,然後更多地模仿,它慢慢地可能會出現這種意識和自我認知?

黃鐵軍:對,首先你得有一個結構,難造的是神經網絡,然後去訓練它、刺激它,讓它產生功能,功能是產生出來的。我們說視覺、聽覺這些,一個眼睛只不過是一個感知的器官。事實上,世界上的各種物理信號都是可以通過傳感裝置給輸入進去。

比如說,你現在想感知地球,怎麽感知?將來一個智能大腦,他的感知可能遠遠超出我們人的視覺和聽覺的範疇。你現在不能直接感知地球的異動,但是將來一個智能系統可以。

澎湃新聞:人工智能是可能擁有感知,但是我仍然認為比如說他可能不會愛,也不太懂道德和倫理。未來把這樣一個對自己能夠反映的機器人扔到社會環境裡邊,它就一定會產生社會人類意識?

黃鐵軍:事實上要不要它產生跟人完全一樣的倫理和社會關係,我們還要想一想。因為可能不存在這樣的一個歷史階段。

澎湃新聞:在生物和人的研究中,有證據證明,有感覺是有意識的一個充要條件嗎?

黃鐵軍:自我意識的產生,大概就是一歲到兩歲之間。每個孩子生下來是人,但是他沒有自我意識。他當然有吃奶和其他生物的基本需求,但跟動物沒有區別。

孩子在兩歲左右才能照鏡子,他能認出自己。他有意識,但是沒有自我意識。猴子也沒有。猴子對個人的感受是可以培養出來的,前幾年科學神經所就有研究證明自我意識可以培養出來。

澎湃新聞:你的意思是人工智能可能會有感覺,然後就會產生意識?

黃鐵軍:問題不可能那麽簡單,我們只是在往軌道上走。舉個例子,如果我們在猴子頭上點個紅點,然後讓它照鏡子,他一點不會異常。但是如果是人照鏡子,頭上有紅點,他就會在意這個點。而猴子一旦知道自我存在之後,就會很在意頭上有沒有紅點。而它一旦知道鏡子裡邊其實就是自己的影像之後,它的自我意識就產生了,馬上美的概念就來了。

它會梳理那個毛,一梳理它就感覺更好一點。然後它照到這個地方看,全身看看,它馬上對身體的各個部分就開始關心了。我們未來要做的方向就會無限趨近於生物神經網絡。

“最大的思維障礙,就是以人為中心思考人工智能”

澎湃新聞:你會更傾向於同意霍金的判斷,就是人工智能未來會是人類的終結者?

黃鐵軍:我完全同意,但我不知道霍金作出這種判斷基於什麽這個理由。

澎湃新聞:那你是基於什麽作出的判斷?

黃鐵軍:一方面,我們對生命進化確實要有敬畏之心。但是另外一方面,我們要看到技術進步,和精細地了解這樣一個結構和功能的速度,是超出很多人的想象和預料的。

可能十年之後,大家的看法會完全不同。我為什麽對視覺很有信心,是因為我已經看到了,儘管我不能給所有人分享那種感受,但我能看到神經的細節。儘管我看到的可能是個局部,但是所謂的看到更多不過是時間和成本的問題,是資源夠不夠的問題,並不是真的做得到做不到的問題,現在做得到。

澎湃新聞:你認為機器會出現意識,我們未來會面臨機器反叛的這種可能嗎?

黃鐵軍:我認為現在所有人最大的思維障礙,就是以人為中心思考這個問題,太自我了。反叛,什麽叫反叛?社會會因為某個人反叛就不發展了嗎?

澎湃新聞:你會擔心別人覺得你是技術狂人嗎?就是有點不把人當回事?

黃鐵軍:首先,人從來都不應該把自己設定為宇宙的中心。以前人類以為地球是宇宙的中心,後來我們這些觀念都變了。現在我們都知道地球不是宇宙的中心,只是個平常的星球而已。

所以為什麽在智能的發展過程中,人就是在社會坐標原點,所有的東西都是以我為出發點考慮呢?他去不去反叛我?他對我好不好?

首先要放棄以自我為中心的思維方式,然後我們再說機器智能和人到底怎麽和諧的共處。

澎湃新聞:智能超越我們以後,還可以和平相處嗎?

黃鐵軍:人類一定要存在的話,就一定要在未來更高級和智能的階段找到自己的平台位置,否則就會被歷史淘汰。

澎湃新聞:那你覺得我們能找到那個時代的位置嗎?哪怕那個位置不是中心。

黃鐵軍:能找到,但不是永遠,永遠很難。比如說將來智能進入別的星系,人去不了。你只能永遠停留在地球上,而智能早就擴散到別的地方。

而人類不要為此覺得失落,“人類不是中心”就是這個意思。

澎湃新聞:那你擔不擔心被他們消滅掉?

黃鐵軍:當你說消滅的時候,你還是把自己擺在了一個對等的位置。事實上你根本就不在對等的位置。

比如視覺,人類視覺和機器視覺,大家總覺得機器世界不過是對人類世界的模仿,但事實上它的世界比你快一千倍。它是模仿沒錯,但是它遠遠有超越你的地方。那意味著什麽?它能看到你看不到的東西。就像我們說一個人能看到別人看不到東西的時候,它自然比你要聰明很多,強大得多,而且不是一點半點。

澎湃新聞:不過也有一些人認為要限制這種力量的發展。並不是說人類是中心,而是站在一個稍微謹慎一點的立場上。

黃鐵軍:這是兩個維度的問題。第一,技術會怎麽發展我們必須探討清楚。不了解技術進化情況的謹慎沒用。

現在的發展就像一個孩子是你生的,百分之百是你的孩子,你永遠要控制它嗎?上帝造了人,然後人現在開始想。你可以試試教育它,但首先你要知道孩子不是屬於你的,不是你永遠可控的,而且你也不應該永遠控制他,它會超越你的。

我們都知道下一代可能比我們更強,要不然人怎麽進化的?只是這一次比我們強的太多,我們怎麽辦的問題。要接受智能的進化,而不是說小修小改,整個的超越是改變不了的。

澎湃新聞:你覺得我們這幾代人,能看到他們嗎?

黃鐵軍:我們這代就能看到。(機器)意識的出現很有希望,但我不能說絕對。

澎湃新聞:很多專家認為人類的獨特性在於創造性,比如對於美的感知,也有很多人指出人工智能與擁有著情感、直覺、抽象思維的人類仍然存在著天壤之別。而你覺得將來機器也會擁有這些特質嗎?

黃鐵軍:它會有。美、對世界規律的感知、科學性和意識,在未來某個時候都(會)有。

我想說,世界上能夠拋棄自我的人很少,科學家裡邊也一樣,這個比例不會比普通人高多少。所以很少有人能跳出這種人本的這種思維去看問題。可以想想日心說,當時經歷了多大的思想爭議。

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