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《人机环境系统智能》前言

已有 1923 次阅读 2022-11-17 18:22 |个人分类:2022|系统分类:科研笔记

写这本书的初衷还是得从剑桥图书馆说起,自从来到剑桥逐渐适应了这里的环境和学术氛围以后,除了与朋友们聚会聊天,就是准备好矿泉水和面包,到学校各个图书馆里去看书、找书、借书了。记得那是2013年春天的一个下午,阴雨连绵,风呼呼地刮着,在剑桥大学图书馆的顶层,空无一人,静的有点瘆人,按图索骥,终于找到了那本1948年诺伯特·维纳发表的《控制论--关于在动物和机器中控制和通讯的科学》,心里很是激动,忘了时差,随即就给谭文辉(本书的第二作者)拨通了手机告知……。

是啊,时至今日,控制论的思想和方法已经渗透到了几乎所有的自然科学和社会科学领域,维纳把控制论看作是一门研究机器、生命社会中控制和通讯的一般规律的科学,更具体他说,是研究动态系统在变化的环境条件下如何保持平衡状态或稳定状态的科学(他特意创造“Cybernetics”这个英语新词来命名这门科学。“控制论”一同最初来源希腊文“mberuhhtz”,原意为“操舵术”,就是掌舵的方法和技术的意思,在柏拉图的著作中,经常用它来表示管理人的艺术)。尽管维纳也意识到了生命、社会中的反馈不完全是可计算的,但是,在他的控制论中,却是用基于客观数据或事实的反馈机制作为控制的核心,这恐怕与植根于西方科技还原思想有关(即万物是由基本微粒(分子、原子等)构成的,并且万物皆数),事实上,东方传统思想中,除了类似的还原论(如金木水火土)外,还有涉及到天人合一的整体观和系统论,落实到控制上,不妨认为一个人机环境系统不但要有客观事实数据的反馈,还应包含主观价值责任的反馈。无独有偶,对于1948年香农提出的以信息量多少的统计公式为代表的信息论理论(见其1948年发表的《通讯的数学理论》一文)也有同样问题,即只注重客观事实数据的多少而忽略了其所包含信息价值的大小,于是在当前许多领域都出现了DRIP(Data Rich Information Poor)现象——数据丰富信息贫乏。再进一步看,1948年,得到学术界重视的L.V.贝塔朗菲在美国讲授“一般系统论”虽然把研究和处理的对象看作一个整体系统来对待(从本质上说明其结构、功能、行为和动态,以把握系统整体,达到最优的目标),但其本质上仍是以计算为主的数学描述过程,没有深入发掘非数学非计算的因素和过程。通过上述,我们可以看到传统的控制论、信息论、系统论都存在着还原为主系统为辅的失衡状态,在进入智能时代的背景下,这种局面愈演愈烈,这在一定程度上也说明了为什么说当前AI距离智能越来越远的原因。鉴于此,本书将尝试做一些边缘性的研究和探讨,希望能够把西方的科技优势与东方的智慧思想取长补短、相得益彰,使二者有机地结合起来造福人类。

当前,人们常常会问及“什么是智能?”、“智能是什么?”这样的问题,答案往往却是众说纷纭、莫衷一是……,其中不少人认为:智能不仅是规则和概率,智能也可以反规则和反概率,智能虽然具有随机性和不确定性,但同时也具有决定性和必然性,追根溯源,智能的本性就是人类的本性,所以通过研究人的本性才能够体现并观察智能的可能性和复杂性。

智能化应该不是信息化、数字化的简单延伸、扩展,而是一种与后两者大不相同的新型范式,智能不仅是掌握已知的信息、学习已有的知识,更重要的是生成有价值的信息、知识及有效地使用这些信息、知识。同时,也是理性逻辑推理与感性超逻辑判断的统一。

一个智能系统是自组织与它组织共在的,即是一个同化与顺应同时起作用的平衡组织,打破平衡就会产生出新的系统。开放智能系统中的逻辑不同于物理系统中的数理逻辑,除了已知恒定的变量参数以外,还会在各种事、物交互过程中不断衍生出新的变量参数,原有的变量参数会退居次席或消失,还有的变量参数甚至会忽隐忽现……,这些都增加了智能逻辑变化的不稳定性和不确定性,使真实智能与人工智能的距离越来越远,与人机环境系统智能的距离越来越近。变量的变化与变化的变量让基于计算的AI很难应对博弈时智能体的态势感知,而人类的算计恰恰相反,她不但可以应对变量的变化问题,也可以处理变化的变量问题,还可以解决非计算的判定性问题,如非情人眼里出东施。​人机环境系统智能不但可以有效地态-势-感-知,而且还可以更高效地势-态-知-感,更可以把两者结合起来游刃有余地往返迭代回归升华,不但要计算,还要算计,切实实现“道者反之动”。

DARPA(Defense Advanced Research Projects Agency,美国国防部高级研究计划局)假设当今机器学习ML的一些限制是:①无法结合上下文和背景知识的结果;②将每个数据集视为一个独立的不相关输入。在现实世界中,观察结果通常是相关的,并且是潜在因果机制的产物,可以建模和理解。DARPA认为,能够获取和集成符号知识并大规模执行符号推理的混合AI 算法将提供稳健的推理,推广到新情况,并提供保证和信任的证据。DARPA在这方面研究的缺点就在于:只有符号知识而忽略了非符号知识。当前人机交互最前沿的问题之一就是人与人工智能的交互,但我们还仍没有看到黎明前的曙光,究其因,人机之间只有“计算”尚无“算计”浸入,再简化一点说,即只有“算”没有“计”。 许多被计算出的智能,只能是计算智能,缺少很多的感知、认知和洞察。

一个关于人们在涉及经济风险时如何做出决策的流行理论是前景理论,它由行为经济学家 Daniel Kahneman 和 Amos Tversky 在 1970 年代提出的(后来 Kahneman 获得了诺贝尔奖)。其核心理念是:人并非总是理性的。康德最重要的洞见是,在世界既有的状态与世界应然的状态之间有个鸿沟,而两者都有相同的价值。而一个人需要一直把两者记在心上。这是极端难以采取的立场。这是非常现代的。这意味著一定程度的活在刀口上,一定程度的永恒挫折。休谟认为,虽然人类是理性的动物,而且这是我们本性的一个面向,我们应该拥抱它,而且不能否认:我们不只是理性的动物,也是非理性的人类动物。对人类生命的哲学理解,并不是设计出来把人类生命拉去跟哲学达成一致的,它是设计出来让哲学符合人类生命的。

人是生理与社会的融合,机器是物理学与数学的结晶,环境是地理与历史的产物,人机环境系统交互则是复杂形式与简单规律的表征。复杂就是多事、物的交织作用。机管复,人管杂。复杂的往往是形式,主要还是因为没有找到简单的运行规律,当你找到万有引力时,一切都明亮起来……真正的智能不但可以解决问题,而且更应该提出问题,二者相辅相成。无,是非存在的有;虚是非存在的实;非是非存在的有;should是非存在的being。2005年奥斯卡获奖电影《鸟人》中的一句台词:“A thing is a thing;not what is said of that thing”,这或许是对“道可道非常道;名可名非常名”最传神的英文翻译吧!

“智能”在人机环境系统里具有完全不同于它在经典数理、生理、物理里的意义,它不再是一个单纯的硬逻辑计算,而是要参与到系统演化中来的软硬逻辑计算计。世界是由软硬逻辑混合出的计算计构成的。硬逻辑指客观上无法改变的数理、物理等逻辑,强调一义性和自洽性。软逻辑指主观上可以改变的心理、管理等逻辑,涉及多义性和辩证性。计算侧重硬逻辑,算计偏好软逻辑。计算主要处理时空一致性问题,算计侧重解决时空不一致性的困难。计算体现了不易,算计则体现了变易,计算计则是蕴含着不易与变易的有机结合——对易或不对易。

如果两个力学量是对易的,它们就互相独立,先测量谁后测量谁不影响结果,它们可以有共同的本征态,可以同时测准;如果两个力学量不对易,它们就不独立,一般来说先测量谁后测量谁结果就不一样,它们没有共同的本征态,无法同时测准。因此,如果两个力学量不对易(比如测量量子运动时的位置/动量与博弈中的态/势、感/知),它们就没法同时处于本征态。系统处于一个力学量的本征态,测量这个力学量时能测准,另一个力学量就会因为处于叠加态而测不准。于是,你就没法同时测准它们,这就是所谓的不确定性原理。博弈中的态、势与感、知是两组不对易的非力学量,它们所产生出的不确定性可能会更强。

《素书》曰:“夫道、德、仁、义、礼五者,一体也。”,实际上,人、机、环与智力、智能、智慧也是一体的,人机环境的智能光合作用,即为天时、地利、人和、机辅之间的共振效应;现实的being-可能的should(being隐藏着should,should也隐藏着being)、态势感知、计算-算计大都是一体的。计算计打破了虚实(真假、有无)的界限,可以虚虚,也可以实实,还可以虚实。非常道即计算-算计的混杂性。算计的核心在于悬置、等待、蛰伏……,正如康德所言:“我们的理智并不是从自然界引出规律,而是把规律强加给自然界,这个强加给自然界的规律是我们由众多的理论中,遴选出的理论来表述的。”

一个包含特定人机环境系统态势感知中的态、势、感、知都是多种、多层级的,如态分为初态、次态…N态,在不同的上下文背景中会表现出不同的状“态”,势、感、知也类似。在不同上下文背景中不同态、势、感、知的叠加纠缠构成了千变万化的主客观组合。这就决定了博弈决策的过程与其说是对数据的客观分析,不如说是对风险和优先级的权衡。基于观察,可得这么一个观点:单纯数据驱动的AI模型,在做决策时候,极易受到攻击。同时,机器自主性的提高可能会大大增强人机交互的难度,主要表现在机器自主性所带来的不确定性增加,但随着人机交互的频繁,会降低这种不确定性,但不会彻底消除。

在经典力学里,系统状态一旦确定,所有力学量的取值就都确定了,测量只不过是把这些值读取出来,并不会影响它们。一个苹果在那里,它的位置和动量都是确定的,不论谁去测量,测量几次,都不会改变苹果的位置和动量。你去测量苹果的位置,当然也不会影响苹果的动量。

以前,你以为一个人要么是步兵,要么是炮兵。而现在,你发现他还可以是特种兵,可以既是步兵又是炮兵。一群完全一样的特种兵,一样可以根据战场需求立马“分裂”成步兵队和炮兵队,就像马赛克第二次通过排列组合后分裂一样。跟量子叠加态相对,我们把量子处于确定的自旋向上或自旋向下的状态称为本征态。也就是说,通过某磁场的量子可以处于自旋向上本征态、自旋向下本征态以及自旋向上和自旋向下的叠加态。

人机环境系统也类似,其态势感知既有本征态,也有叠加态。如果一个人机环系统既可以处于进攻的本征态,也可以处于防守的本征态,还可以处于攻守混合的叠加态,那我们就可以认为(就像通过x方向磁场后的每个量子都是处于z方向自旋向上和自旋向下的叠加态)该人机环境系统处于态势感知叠加态。于是,第二次通过相同或类似博弈行为/任务规划时,仍既可能攻,也可能守,这样就分裂成了两种态势感知叠加(就像第二次通过z方向磁场时,每个量子都既可能向上偏转,也可能向下偏转,这样就分裂成了两束。),只有通过具体博弈时才能知道究竟是何种态势与感知。

一个想法能否变成现实,我们分成三个阶段:第一个阶段大逻辑,第二个阶段小逻辑,第三个阶段执行细节,顺序一定不要乱。只有前面解决了,才能进入下一步。当然这三步是螺旋形的迭代中完善,解决了大逻辑问题,开始研究小逻辑。

在智能博弈中,大逻辑常常包括软硬逻辑,小逻辑特指硬逻辑。大逻辑可以让任何看起来不搭的事在特定情境上发生,但是这事在小逻辑上却又是合理且自洽的,就像物理学中的波粒二象性,可以看作“两种截然相反的观点,却能并行不悖。”,双方永远不会按照对手的想象而活着,如同军事家辛弃疾所言“谋贵众,断贵独”。

场论的概念起源于麦克斯韦的电磁场理论,麦克斯韦电磁场理论的核心概念是“场”,在某种空间区域,其中具有一定性质的物体能对与之不相接触的类似物体施加一种力,这就是“场”。那么一个带电物体对其他带电物体施加一种力(吸引力或排斥力,取决于极性)。磁体周围有磁场。人机环境系统中或许也有态、势、感、知场,计算、算计场,以此打破博弈中的时空与价值维度。我们目前缺乏的是如同拓扑的概念一样谈论一般可计算计性概念的抽象框架。基于拓扑的概念,我们能够谈论一般空间之间的连续函数;同样的,我们或许也需要有一个对可计算计性的一般框架来考虑一般不同数据结构之间的可计算计函数,同时比较不同计算计模型之间的关系。

人机环境系统智能的基本问题即是感性与理性的平衡问题,其中:Being作为存在,隐隐意味着理性上的至少、惟一性;Should表征意识,潜在意味着感性中的可能、无限性。

事实关系是在时间、空间和上下文的事实域内给人一种强烈的客观感觉。而价值关系则是深刻情感化的,其中的对象、属性、范畴越来越由自我、作用和意识构成的主观模型所定义。这种事实关系和价值关系之间彼此定义和塑造的双重过程,就是事实价值混合物。人类态势感知到的常常是这种事实价值弥(散)聚(合)混合体,并可以根据具体情况恰当突显出或客观事实的一面或主观价值的一面。对于机器的态势感知,常常是被赋予非适应性的量化事实性突显过程,并且是内化成了的人为规训和统计束缚。智能分为理智和情智两大块,AI只是理智中极小的一部分,目前的智能技术水平还大多停留在AI上,更奢谈更广阔深远的情智。智能不是完全去除错误和愚蠢,而是共处共生,阴阳同构。

有物理上的“非存在的有”,比如老子里的“三十辐共一毂,当其无,有车之用。埏埴以为器,当其无,有器之用。凿户牖以为室,当其无,有室之用。故有之以为利,无之以为用。”,也有心理上的“非存在的有”,比如“爱恨交加”。态,存在的时空;势,非存在的时空;感是有的时空,知是无的时空。存在的事物或事实提供了科学的依据和基础,非存在的意识或想象则提供了艺术的联系与说明,态势感知把存在的和非存在的“有无”游刃在一起,形成多种不同的人机环境系统侧面以解释出全息的世界及其投影、影射。

人机之间若不能产生可塑性(重新有效分配感性与理性资源的能力),即意味着失配。AI们一直试图把人类的感性转化为理性嵌入到系统中,这里有两个极大的困难(也是元宇宙的科学瓶颈),一是感性的机理与逻辑还远远没有搞清楚,二是理性的机理与逻辑还处在原生态阶段。事实涉理,价值及义,西方的智能文化是存在固有缺陷的,缺失义理,有眼利而无大义,是一维的,非此即彼。而东方文化则以义理为核心,义利兼备,以大义为本,是二维度的,和而不同。支撑智慧文化在中国存在,以及在中国存在的,正是西方所缺失的义理文化。如何实现事实价值之间的适时隐显是智能的关键。美国出现经济危机和疫情危机,其根源都在缺失义理,有利而无义。事实突显主导时有“态”,价值突显主导时有“势”,事实价值混合突显主导时有“态势”。外部刺激所产生的是“感”性,内部刺激所产生的是“知”性,内外部的结合刺激为“感知”。若事实为阳,价值为阴,一阴一阳谓之“道”,休谟之问(从事实Being能否推出价值Should)则为“问道”之问。

本书分为人机交互与人机混合智能两部分,前面四章涉及人机交互,后面七章涉及人机环境系统智能。如果把“人机交互”看成脖子以下的形而下规则约束,那么“人机环境系统智能”就是脖子以上的形而上自由意志,人类与科技的关系中既有绝对决定的事实成分,也有相对自由的价值因素,正可谓:岁月无情,如剑如霜,生命有界,绝对决定;人生有意,如桥如电,风光无限,自由意志。最后用离开剑桥时感叹出的“质鳞波苍穹,何命不羞?!”与大家共勉,谢谢!






再聚剑桥格莱切斯特果园 003.JPG



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