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谢耘:人工智能技术的本质与系统性创新的意义
关键字: 区块链人工智能大数据科学原理应用技术正因为如此,以深度学习为例,在《深度学习》(【美】伊恩·古德费洛等著,MIT Press出版,2016年)这本被认为是“深度学习”领域奠基性的经典教材中,作者为了阐述深度学习的这种实验性特征,专门设置第11章来讨论这个问题,它的题目取为“实践方法论”。
在这一章的开头,作者写了这样一段话:“要成功地使用深度学习技术,仅仅知道存在哪些算法和解释它们为何有效的原理是不够的。一个优秀的机器学习实践者还需要知道如何针对具体应用挑选一个合适的算法以及如何监控,并根据实验反馈改进机器学习系统。在机器学习系统的日常开发中,实践者需要决定是否收集更多的数据、增加或减少模型容量、添加或删除正则化项、改进模型的优化、改进模型的近似推断或调整模型的软件实现。尝试这些操作都需要大量时间,因此确定正确的做法而不盲目猜测尤为重要。”这段话比较完整地揭示了深度学习这个具体技术的实验性特征。
人工智能的这种状态多少有点像传统领域在现代科学出现以前,人们通过经验摸索,也能够设计制造出很多不同类型的精巧工具来解决各种具体的问题的状况。而具体的实用技术再丰富精妙,也未必能够产生出更深一层的原理性、普适性的成果。中国历史上无数的能工巧匠都没有能够让中国赶上现代科技发展的潮流,就说明了这个问题。
以上各层的产出,都还不能直接服务于人。所以在它们之上,还有把技术变成实用产品/系统的原理与技术。在此为了简便我们只分了两层。特别需要指出的是,由于人工智能等技术属于具体应用技术,而不是系统级技术,所以事实上它们自己无法成为构造实际应用系统/产品的基础,而必须依附于系统级原理与相关技术才能发挥作用。虽然当初有过主要基于人工智能技术构造系统的努力,比如日本的第五代计算机,今后这种努力也不会完全消失。但是,从人工智能技术的客观本质来看,将其作为具体层面的应用技术来使用,才是合理的选择。
对底层技术发挥自身价值起决定性作用的,是基础系统原理及相关的技术。比如冯诺依曼架构就属于这个范畴。它之所以成为了计算机领域的核心成就,就是因为这个架构使得我们能够利用相关的具体技术设计制造出实际可以使用的计算机系统产品,借助计算机系统产品让相关的具体技术在各个领域里发挥出自己应有的价值。
这一层的基础系统原理及相关的技术与具体的应用领域相对独立,所以其影响也是全局性的。它们不仅包括了独立基础性系统的原理与相关系技术,还包括了大量独立系统之间的交互链接组成更宏观的基础性大系统的原理与相关技术。互联网、云计算就属于这个类别。在网络化的信息技术领域,组成宏观大系统的原理与技术在起到日益重要的作用。当然独立基础性系统的创新,是大规模互联系统的前提,其作用更为基础。
这一层基础系统原理与相关技术层面的创新的重要性,远远超过了那些具体应用技术,至少可以与基础共性技术比肩,有些甚至接近科学原理。所以冯诺依曼架构在计算机领域才有了如此崇高的地位。而人脑的强大功能,不仅仅体现在具体的智力能力上,还体现在它的系统层面。这种系统层面的优势,在本章第一节中我们用实例指出,它不仅仅是在于大量神经元之间的分布式联接而形成的高度分布的网络,在下一节我们还会从另外一个方面分析人脑在系统层面的一个重要的、没有被充分重视的特征。
同属于这个层面的除了互联网,云计算以外还有最近备受关注的“区块链”。2009年伴随比特币出现的区块链技术,最能说明系统层面的突破,如何能够让下层具体的应用技术发挥出最大的价值了。
2008年11月,一个自称为“中本聪”的匿名人士在互联网上发表了一篇简短但影响重大的文章:“Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System”(比特币:一个对等网络上的现金系统)。2009年1月3日,中本聪自己在比特币系统里建立了第一个区块(创世块),由区块链支撑的比特币系统开始运转,区块链技术正式登场。该技术的示意见图2。
图2 区块链示意
仔细研究区块链中的具体技术我们就会发现,区块链所使用的解决具体问题的技术,如非对称加密,防篡改,对等网络等等,都是现有的技术,没有任何一个是中本聪发明或改进过的。仅仅使用这些现成的技术,中本聪却创造出了一个在开放互联网上分布式运行、不用监管、人人可以参与记账、账目公开透明,同时又是可信、可靠、安全、精准无误的现金系统。
如果说虽然至今还没有基本的可行性,但是无数人依然在向往创造出与人有着同样智能,甚至超越人的智能化系统的话,一个这样的现金系统在被创造出来之前,可以说基本任何人都没有想到过要去实现这个目标,也不会相信有人能够把它创造出来。这是一个建立在现有信息具体技术之上、超出了所有人想象的信息技术奇迹。
这个奇迹依靠的不是解决具体问题的技术的新突破,而是一个创新的系统性原理与设计。中本聪充分利用了分布式开放网络环境下人的行为特征,巧妙地创造出了可以运行在开放的互联网上的基于区块链的分布式系统。比特币中保证账务记录准确无误的所谓“共识算法”,正是这个分布式系统的系统级运行机制的一部分。或者说共识算法是通过分布式系统的系统级运行机制的设计而实现的。区块链技术之所以难以被准确把握与理解,就在于它的许多本质的特性是由系统级机制决定的,而不是依靠单点技术来实现。
不论区块链的技术未来会有什么样的应用,它的出现本身都给我们带来了非常深刻的启示。
首先,它让我们在信息技术产业中看到了一个活生生的、利用成熟的具体技术做系统级创新所能够创造出来的、超出所有人想象、超出了具体技术所能够达到的、奇迹般的颠覆性效果。系统的重要性,在上个世纪八十年代就被高度重视了。当时在科技界有着著名的三论之说,即信息论,控制论与系统论。对系统论的高度重视,是对近代科技发展历程认识深化的结果。钱学森做出的最重要的一个历史性贡献,就是把系统论的观点与方法深深地植入了中国的许多领域,特别是航天领域。
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- 责任编辑:陈轩甫
- 最后更新: 2018-07-15 11:28:59
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