人工智能和人機(jī)大戰(zhàn)簡史

2011年2月16日，史上最強(qiáng)的人機(jī)對抗落下帷幕。經(jīng)過三天的比賽，IBM最新的電腦系統(tǒng)Watson，在美國智力節(jié)目Jeopardy上擊敗兩位人類選手取得冠軍。

祝賀Watson！如同參賽的人類選手Brad所寫下的：歡迎我們的電腦新霸主！這a是一場必將被載入史冊的戰(zhàn)斗，這是機(jī)器的勝利，同時也是人類的勝利。可以想象，后世對這場比賽的批注將是：人類科技史上的一次偉大進(jìn)步。

人工智能的歷史源遠(yuǎn)流長，人機(jī)大戰(zhàn)的歷史短暫激烈，人機(jī)大戰(zhàn)作為人工智能的試金石，不僅吸引了大眾的關(guān)注，還為相關(guān)研究提供了標(biāo)準(zhǔn)問題，同時還能推動相關(guān)研究成果的產(chǎn)業(yè)化。讓我們期待下一輪的人機(jī)大戰(zhàn)和新的人工智能技術(shù)的到來。

人工智能的歷史源遠(yuǎn)流長，很早人類就試圖用機(jī)器來代替人的部分腦力勞動。公元前850年，古希臘就有制造機(jī)器人幫助人們勞動的神話傳說。公元前900多年，我國也有歌舞機(jī)器人傳說的記載，這說明古代人就有人工智能的幻想。17世紀(jì)法國物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家 B.Pascal制成了世界上第一臺會演算的機(jī)械加法器并獲得實際應(yīng)用。隨后德國數(shù)學(xué)家和哲學(xué)家G.W.Leibniz在這臺加法器的基礎(chǔ)上發(fā)展并制成了可以進(jìn)行全部四則運算的計算器。他還提出了邏輯機(jī)的設(shè)計思想，即通過符號體系，對對象的特征進(jìn)行推理，這種“萬能符號”和“推理計算”的思想是現(xiàn)代化“思考”機(jī)器的萌芽，因而他曾被后人譽(yù)為數(shù)理邏輯的第一個奠基人。

進(jìn)入20世紀(jì)后，人工智能相繼出現(xiàn)若干開創(chuàng)性的工作。1936年英國數(shù)學(xué)家A.M.Turing在他的一篇“理想計算機(jī)”的論文中，就提出了著名的圖靈機(jī)模型，1945年他進(jìn)一步論述了電子數(shù)字計算機(jī)設(shè)計思想，1950年他又在《機(jī)器會思考嗎？》提出著名的“圖靈測試”——一個人在不接觸對方的情況下，通過一種特殊的方式，和對方進(jìn)行一系列的問答，如果在相當(dāng)長時間內(nèi)，他無法根據(jù)這些問題判斷對方是人還是計算機(jī)，那么，就可以認(rèn)為這個計算機(jī)具有同人相當(dāng)?shù)闹橇Γ催@臺計算機(jī)是智能的。其本質(zhì)是讓人類來測試機(jī)器是不是具有智能，自此“人機(jī)大戰(zhàn)”成了人工智能的試金石，在人工智能的發(fā)展史中一幕幕地上演。此外，1938年德國青年工程師Zuse研制成了第一臺累計數(shù)字計算機(jī)Z-1，后來又進(jìn)行了改進(jìn)，到1945年他又發(fā)明了Planka.kel程序語言。1946年美國科學(xué)家J.W.Mauchly等人制成了世界上第一臺電子數(shù)字計算機(jī)ENIAC。還有同一時代美國數(shù)學(xué)家N.Wiener控制論的創(chuàng)立，美國數(shù)學(xué)家C.E.Shannon信息論的創(chuàng)立，英國生物學(xué)家W.R.Ashby所設(shè)計的腦等，這一切都為人工智能學(xué)科的誕生作出了理論和實驗工具的巨大貢獻(xiàn)。

1956年在美國Dartmouth大學(xué)的一次歷史性聚會被認(rèn)為是人工智能學(xué)科正式誕生的標(biāo)志，此后人工智能進(jìn)入快速發(fā)展的時期。這一階段開發(fā)出許多堪稱神奇的程序: 計算機(jī)可以解決代數(shù)應(yīng)用題， 證明幾何定理， 學(xué)習(xí)和使用英語. 當(dāng)時大多數(shù)人幾乎無法相信機(jī)器能夠如此“智能”。 研究者們在私下交流和公開發(fā)表的論文中表達(dá)出相當(dāng)樂觀的情緒， 認(rèn)為具有完全智能的機(jī)器將在二十年內(nèi)出現(xiàn)。各國政府和公司向這一新興領(lǐng)域投入了大筆資金。然而到70年代，人工智能的發(fā)展遇到了瓶頸，即使最杰出的人工智能程序也只能解決它們嘗試解決的問題中最簡單的一部分， 也就是說所有的人工智能程序都只是“玩具”。同時由于過度的樂觀使得人們的期望過高，當(dāng)承諾無法兌現(xiàn)時，經(jīng)費的資助和投入也大幅縮水。在經(jīng)歷了10多年的低潮之后，從80年代中期開始，有關(guān)人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的研究取得了突破性的進(jìn)展：生物物理學(xué)家Hopfield提出了一種新的全互聯(lián)的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)模型；Rumelhart提出了反向傳播學(xué)習(xí)算法，解決了多層人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)問題，成為廣泛應(yīng)用的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法。從此，掀起了新的人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的研究熱潮，提出了很多新的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)模型，并被廣泛應(yīng)用于模式識別、故障診斷、預(yù)測和智能控制等多個領(lǐng)域。

國際象棋被認(rèn)為是可以衡量智力水平的游戲，所以成為了“人機(jī)大戰(zhàn)”的經(jīng)典項目。1985年，當(dāng)時的國際象棋世界冠軍、“棋王”卡斯帕羅夫在德國漢堡舉行了一場人機(jī)車輪大戰(zhàn)。卡斯帕羅夫在五個小時內(nèi)，以32︰0的完美比分擊敗了所有電腦公司祭出的硬件和象棋軟件程序。然而十二年之后情況發(fā)生了變化，1996年棋王在與“深藍(lán)”(Deep Blue)的比賽中第一次輸了一盤；1997年，升級版的“湛藍(lán)”(Deeper Blue)在決定勝負(fù)的第六個回合中，只用了22步棋便迫使卡斯帕羅夫投子認(rèn)負(fù)——這是棋王職業(yè)生涯里最快的失利。這是人工智能的一個重要里程碑，畢竟，人海里沒有幾個比卡斯帕羅夫還聰明。在當(dāng)時看來，人工智能輔以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、海量運算和數(shù)據(jù)庫的海量存儲技術(shù)，電腦能像人腦一樣思考的前景也許并不遙遠(yuǎn)。然而，“深藍(lán)”是靠暴力運算制勝的——每秒算度兩億步棋和瞬間探索內(nèi)含幾百萬個棋譜的數(shù)據(jù)庫。但在面對現(xiàn)實生活中的問題時，對自然語言的識別和判斷，對于模糊概念的分析，對于聯(lián)想和幽默的理解等都是計算機(jī)頭疼的問題。

當(dāng)人工智能研究陷入低潮時，大多數(shù)商業(yè)公司停止或削減了在這個領(lǐng)域的研究支持，而IBM則是少數(shù)堅持投入人工智能研究的企業(yè)之一。正是這種長期不懈的研究投入，不斷地推動著人工智能的研究，也給 IBM 自身帶來了不可估量的商業(yè)回報。

最近 IBM 高調(diào)推出超級計算機(jī) Watson，目標(biāo)是建造一個能與人類回答問題能力匹敵的計算系統(tǒng)，并且將參與真人答題電視節(jié)目 Jeopardy 中，與人類爭奪100萬美元的獎金。在比賽中，參賽者必須要回答一系列的問題，主要涉及歷史、文學(xué)、政治、電影、流行文化和科學(xué)。 這要求計算機(jī)具有足夠的速度、精確度和置信度，并且能使用人類的自然語言回答問題。毫無疑問，Watson 將面臨比“深藍(lán)”大得多的壓力和挑戰(zhàn)——回答 Jeopardy 比賽中的題目需要分析人類語言中微妙的含義、諷刺口吻、謎語等，這些通常是人類擅長的方面，一直以來計算機(jī)在這方面毫無優(yōu)勢可言。然而，在不久前結(jié)束的比賽中，機(jī)器再次擊敗了人類，這也是人工智能的又一次標(biāo)志性進(jìn)展。

除了 IBM 導(dǎo)演的“人機(jī)大戰(zhàn)”之外，人工智能的專家和研究者們也不甘寂寞，各種人機(jī)大戰(zhàn)紛紛上演。足球是人類最喜歡的體育運動，而機(jī)器人足球也吸引了眾多研究者的目光——因為足球比賽中包括了動態(tài)環(huán)境中的多主體合作、實時推理—規(guī)劃—決策、機(jī)器學(xué)習(xí)和策略獲取等當(dāng)前人工智能的熱點問題，而且涉及計算機(jī)、自動控制、傳感與感知融合、無線通訊、精密機(jī)械和仿生材料等眾多學(xué)科的前沿研究與綜合集成。從1997年開始，機(jī)器人足球世界杯賽(RoboCup)每年舉行一次，有來自30多個國家的幾百支隊伍參加，是目前最大的機(jī)器人和人工智能研究的盛會。RoboCup 還樹立了一個遠(yuǎn)大的、激動人心和人人皆知的目標(biāo)，一個全世界人們都可以分享的夢想：“到 2050 年，建立一支全自主的類人型機(jī)器人足球隊，戰(zhàn)勝人類的足球世界杯冠軍隊。”

“人機(jī)大戰(zhàn)”在給人們帶來一次次震撼的同時，也在悄悄地改變著世界。正如IBM 的研究項目主管David Shelpler說：“IBM 不是一家娛樂公司，我們是一家商業(yè)技術(shù)公司。” Watson 研究的成功，對于IBM 公司正在積極推進(jìn)的“智慧的地球”，也將具有不可估量的商業(yè)意義。毫無疑問，“人機(jī)大戰(zhàn)”作為人工智能的試金石，不僅吸引了大眾的關(guān)注，還為相關(guān)研究提供了標(biāo)準(zhǔn)問題，同時還能推動相關(guān)研究成果的產(chǎn)業(yè)化。讓我們期待下一輪的“人機(jī)大戰(zhàn)”和新的人工智能技術(shù)的到來。