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我从哪里来？: 热度 6 xying 2018-8-20 07:28; “我是谁，从哪里来，到哪里去？”这大约是意识觉醒，内省自察时会渐起的迷思。自古以来，宗教提供了便宜的答案。圣经把它推到神的创造；佛典将之归为虚幻，放下执念便是无我。但这并不能满足爱思考的追问，那么，神从哪里来？执念之前是什么？于是，旧约里的摩西遇到神，问“你是谁？”，神答：“I am that I am”；禅宗则反诘“一念未生前本来面目是什么”。睿智的回声依稀仿佛又遥不可及。科学兴起，以物理主义作为认识世界的基础。物质被定义为不依人的主观而改变的客观存在，而意识则是纯粹的主观体验。这两个不同的先验前提构建出了两个不同的世界，自我在物理世界中没有位置，而它却是精神世界的主宰。笛卡尔企图用严谨的逻辑来思考物质和精神的关系，他归结为二元论。尽管二元论在逻辑上自圆其说，但自我作为物理世界的观察者，当关系牵扯无法通融时，究竟何者是为虚幻？时至今日，独立于主观意识之外的科学解释了上至宇宙，下达基本粒子，以及生命起源，却鲜有涉及主观意识的成因。人工智能飞速发展，机器人的某些智能已经超越人类，人们开始担心将来它会否觉醒自我，拥有自由意志，威胁到人类。这就要理解知觉怎么从大脑的结构上产生，自我是怎么形成的。我们对此能否有个可供想象的大致图像呢？大脑方面的研究现代神经心理学临床医学探索主观精神状态与大脑状态的确切关系。这些科学研究专注于人的身体而不是精神部分。指导科学研究的基础是还原论，在不断地剖析细分中找出最根本的原因。我们知道，自我是拥有意识的主体，意识是自我存在的体现，感觉知觉意向和内省是意识的内容，大脑是它们的容器。如果替换身体的各个部分，尽管有证据表明，这可能会影响人的喜好甚至性情，但只要人活着还有意识，都维持与原来同一的那个“我”，甚至部分大脑损伤，包括失去半个大脑也还如此。大多数神经生物学家，相信意识是在神经元层面发生的，受到物理规律的支配。神经元是构造大脑功能的基本构件，人们的意识活动涉及一系列神经元组的兴奋波动，然而电生理实验表明，神经元组的兴奋并不都能产生有意识的知觉和反应，许多智能反应都是在无意识中进行。大脑神经科学家希望找出对应着特定意识感知的最小神经元组（Neuronal Correlates of Consciousness，NCC），了解其构成、活动和机制，以便从物理世界的角度来理解，支持意识感知的必要条件。早在1988年，英国DNA结构发现者弗朗西斯·克拉克（Francis Crick）和美国计算神经学家克里斯托夫·柯克（Christof Koch）就开始致力于这个研究，已经有了许多成果。临床医学和睡眠研究表明，意识具有不同的觉醒水平。休克、麻醉、深度睡眠等等的意识水平都可以通过脑电波等外部测量探知。与意识相关的神经元活动区域和模式，也可以通过脑电图（EEG）、功能核磁共振（fMRI）和微电极探知。近几十年来与大脑科学相关的研究表明与意识活动相关的神经元活动可被视为原因，意识可能被解读为这个复杂神经系统状态变化的一种特性，其系统运行方式符合物理规律。物质以存在的形式反映系统状态的内容，这内容表达了信息。神经网络系统上的状态在特定神经元组的机制下解读出信息。美国威斯康星大学麦迪逊分校精神病学家和神经学家朱利奥·托诺尼（Giulio Tononi）将意识的感知解释为网络信息的整合。在这里，基本构件是个逻辑门，神经网络可以抽象为这些与门或门与非门联接起来的数字电路网络。他为这种用来解释意识体验的网络建立起一个数学模型，以此解释这种网络系统对状态涌现出的感知特性，计算足以反映意识清醒程度的数值指标Φ，并且分析意识体验的信息结构。这个研究类似于从符合观测规律的公理出发建立起力学理论，再用实验来检验理论推测出的结果。他以意识体验是存在的、复合的、信息的、整合的和排斥的五个意识现象学特征，作为五个公理，以此从状态转移机制，找出对给定状态，能够产生最大Φ值的神经元复合体，和具有最小不确定性的概念结构。这个研究称为“信息整合理论（Integrated Information Theory，简称IIT）”，在2014年已有第三个版本，称为IIT3.0，下面大致描述我的理解。具体IIT内容可以查看所附的参考资料。网络系统怎么能对状态有“感觉”？“感觉”是对状态内涵的解读。系统在这里表现为一个虚拟的主体，在这主体的视角下，状态在系统的机制下可以解析出一个较清晰前因后果的连贯性内容。所谓的“因”是能回溯系统在状态运行前一时刻的状态，所谓的“果”是能推测出系统下一个时刻的状态，它意味着对状态含义的一种了然。被考察的神经元组网络只是巨大神经网络系统的一部分，这些未知的外部输入被考虑成白噪音的随机变量，所以对被考察系统的状态，其“前因”只是一个可能状态的概率分布，其“后果”亦然。这两个概率分布称为系统状态的“因果性曲目（Cause-effect repertoire）”。如果这曲目要比完全随机无序的前因及随机状态演化的后果都具有较少的不确定性（较小熵），这可以解释为系统的主体对这状态有较清晰的“感觉”。其“感觉”即是系统在状态中可以获得信息。信息在这里定义为不确定性的减少，信息量由比较中的概率分布之间距离（Earth mover’s distance）来计算。因果性曲目只是“感觉”的非常初级成分，意识的体验在主体上是不可分解的，这意味着能够产生这种体验的神经元组，作为整体在这状态下的因果性曲目，其不确定性要比分解成几个部分后推测的综合要小，这样的不可分解整合减少不确定性的信息量记为φ. 在因果性曲目考量中尽量排除那些会增加不确定性的神经元，由此拥有最大φ值的因果性曲目记为MICE，它们共同组成了意识体验一个方向的维度，例如“红色的”，“滚动着”或者“圆球”等等，称之为“概念（concept）”。显然不可分解神经元组的各个不可分解的子集，都分别能够产生“概念”，意识的体验是拥有许多不同“概念”的综合，越多个的“概念”和越大的φ值，系统就对这状态有着越丰富和越清晰的感觉，例如感觉到了“红色滚动的圆球”。意识是不可分解的整体体验，我们看到红色滚动的球，不是一个主体感觉到红色，一个感觉到滚动，另一个感觉到圆球的组合，而是同一个主体以最确定的方式在不同的方向维度上感觉到红色的、滚动的、和圆球的概念。这要求对应着这主体的神经元组，对拥有的“概念”这个层次上也是不可分解的，即作为一个整体要比分解成几个部分的概念组合要有更小的不确定性。这个整体更强的概念系统的信息记为Φ。具有最大Φ值的不可分解神经元组可以看作对这状态感觉的意识主体。Φ值对应着这时整体意识的清醒程度。这样子，我们可以从公理出发用严谨的数学推理分析意识体验的信息结构，并计算出代表意识清醒程度的信息量。 NCC研究和IIT理论紧密相连，理论工作与临床实验相互验证，它们是神经科学的热门方向。心理方面的研究 NCC，IIT以及许多大脑研究虽然承认意识的存在，但对心灵问题只是着眼于身体一方，用物理世界的机制对意识现象做出推测。它们解释了物质的系统作为虚拟主体，对状态产生了某种可以解读为“感觉”的特性，但这个对这个系统涌现出感知中心的主体如何成为精神世界中心的“自我”，仍然没有触及。这类似于从微观上了解了电脑的硬件，系统的逻辑结构，以及运行过程，但对其宏观功能还需要从软件的程序结构上来了解。弗洛伊德创建的心理学，特别自容格后，对自我有许多深入的研究。人类理性的自我并非与生俱有，而是文化的产物。初生婴儿的心智混沌朦胧只有本能，在与人互动，接触社会，拥有更多知识之后才慢慢丰满明晰起来。心理学立足于精神世界的一方，用观测、实验和思辨的方法理解意识和无意识，以及自我本我超我的区别和形成。法国心理学家拉康（Jacques Lacan 1901- 1981）认为“自我”或者“我”自己只是个幻象，它只是无意识本身的一个产物。拉康是自笛卡尔以来法国最为重要的哲人，他也是欧洲自尼采和弗洛伊德以来最有创意和影响的思想家。他用索绪尔的语言学来重新解释弗洛伊德的学说，关于自我作为幻象的理论大致是这样的：婴儿感觉与母亲浑然一体，识别不了它自己与满足它需求的客体之间存在着什么区分，作为人处在“现实界（the Real）”，感觉不到需求的缺失。但在6到18个月，能够区分身体与外界不同时，感觉到与母亲是分离的，有了“他者（other）”的概念，需求要通过请求他者来实现。这个期间婴儿头脑里慢慢地将自己身体各部分拼凑成一个整体，在外人的提醒下，误认为“我”指的是镜像里那个整体的他者，作为人处在“想象界（the Imaginary）”，这时“我”是宾格的他者。请求的区分需要用语言来实现，以此来表达欲求，抽象象征的概念开始出现。象征界的秩序是语言自身的结构，我们必须进入象征界才能成为言说的主体，才能用“我”来指称自己。拥有一个自我的前提在于将自己想象地投射到镜象、即投射到镜子中的它者，并让自己通过说“我”而得到表达。作为人这时处在“象征界（the Symbolic）”。“我”或者自我，是象征符号（symbolic identity）所指的那个想象。本我是人进入象征秩序时，对自己想象剪裁阉割所产生的创伤，一种无法被象征秩序吸收的，或是被象征秩序压抑的各种各样无意识的仓库。没有任何理性的语言可以解释本我。被西方左翼知识分子泰勒，英格顿等人，称为当代几十年来世界上最有影响的思想家齐泽克（Slavoj Zizek，1949- ）继承了拉康的结构主义精神分析学，对此有进一步的论述。他认为对动物来讲、没有什么真实与虚假的分别。这种分别来自语言，也就是说象征秩序。所以说真实本身就是象征秩序的一部分。什么是象征秩序？象征秩序就是语言，法律，文化，用象征符号来解释自然环境。一方面没有象征秩序就没有真实，另一方面，在象征秩序与自然界之间，也就是解释者与被解释者之间有一个永远无法逾越的鸿沟。因为任何象征秩序都用他自己的系统与逻辑去解释一切事物，而自然世界却有自己的法则和规律。象征秩序充其量只能在可能的范围内根据自己的逻辑以抽象思维的形式去理解事物的表面现象。时间和空间本身就是我们对外界世界理解的基础。但是时间和空间的概念本身就是对事物的抽象。为什么我们对世界的感觉是如此的真实、一致和稳定？这便是意识形态的作用。它是一种想像、期望、价值及假設的综合。当我们身陷其中时，一切都能在这体系中自圆其说而奕奕如生。宗教和科学理论都是一种意识形态。哲学上的认识现在进行中的NCC研究，IIT理论和心理学，给出了从脑神经网络到心理上形成自我过程的一个解释。在这里，我们看到意识活动对应着大脑中特定神经元组的兴奋；神经元组上信息整合在系统的主体上涌现出与意识感知相同的现象特性；心理学解释了人怎么在感知的基础上建立起作为自我的幻象。这些临床实验基础上的科学研究，对意识的问题提供了一个可供想象的大致图像。由此不难理解，拥有神经网络的大脑且能区分自身与它者的高等动物，会具有某种程度的朦胧意识。根据IIT理论，我们可以猜测，连接有传感器神经网络的机器人，如果具有足够高的Φ值，也可能具有意识感知，当它能够与人语言交流，积累对这世界及群体关系的认知时，它也同样进行着人类建立起自我认知的成长过程。这样的机器会拥有与人类同样的自我吗？这很难说。具备产生意识因果性机制的机器，严格说来也还是模拟人类脑神经组的机制。美国伯克利大学哲学教授约翰·塞尔（John Searle）用中文房间（Chinese room）的思想实验针对能够通过图灵测试的机器智能，认为只是模拟人类行为的机器并没有思想。依此，无论多深入的模拟，机器都无法与人相提并论。但若如此绝对，一切结构相异的物体都无所谓共同的特征了。因此他又说只有能够理解自然语言，具有人类心理活动才是足以解释心智活动机制的强人工智能，这又让它成为最有价值的仿制。能与人进行自然语言对话的机器已经问世，按照IIT理论建造出来的机器脑也将具备类同于人类那样的感知特性。关键在什么是“理解”自然语言，什么是真实的“心理活动”？实际上“理解”和“心理活动”都是在主观的精神世界那一方。虽然心理学着眼于精神世界，但它仍然是从外部客观的角度来猜测主观内在世界的内容，NCC和IIT则完全是基于客观的物理世界。我们只能不断地发掘主观现象的客观特性，通过更深层次的模拟来逼近它，而永远无法证明它们的等同。当代哲学家戴维·查默斯（David Chalmers）把理解人类意识的问题分为“简单问题”和“困难问题”。科学研究能够逐步理解怎么从大脑的结构和机制上产生知觉、记忆和行为的意识表现，这些所谓“简单问题”的科学研究，都无法越过物质与精神的藩篱，解决身心关系的“困难问题”，证明主观意识怎么会从物质基础上涌现出来。或说，如果不能从物理世界的研究确定自我的形成，我们能否在精神世界中自省来了解？人们自古以来就进行这样的探索。参透生死是精神修炼中终极的觉悟。但是人们的理性思考建立在语言和逻辑上，当我在思考我的自身时，语言的表达就是一个自我指涉的命题，这时进行逻辑思考，若非陷入悖论就会进入无穷的循环。神对摩西说“I am that I am”，禅宗的“从来处来往去处去”都是如此模式。奥地利哲学家路德维希·维特根斯坦认为合乎逻辑的语言局限了思维。塔斯基证明了与哥德尔定理等价的语言局限性。所以维特根斯坦最后承认对于世界有“可说的”和“不可言说”的东西。我从哪里来，这生死大问题，是自省中不可言说的内容。对此，禅宗不立文字，佛曰不可说，只能拈花微笑。实际上即使机器具有意识，我们也不能够进入它的精神世界来确认。我们认为他人与我一样拥有自我，也不是个能够通过进入他的精神世界来确认的事实，只是基于知识和经验，相信我并非唯一，以他人的表现和动因类比，来相信他们也是拥有自我的。这同样的类比为什么不能应用在智能的机器上？科学研究只能在客观世界的此岸来窥视主观世界，而不能真正进入彼岸，但这并不阻碍不断逼近真人仿制的进步。如果机器与人在客观上已是难辨真假，作为应用，我们又有何求？【参考资料】 ⦁克里斯托夫·科赫，顾凡及、侯晓迪译，“意识探秘——意识到神经生物学研究”，上海：上海科学技术出版社，2016 ⦁Oizumi M, Albantakis L, Tononi G (2014), From the Phenomenology to the Mechanisms of Consciousness: Integrated Information Theory 3.0, PLoS Comput Biol 10(5): e1003588. ⦁应行仁，“机器怎样才能有意识？”，《中国计算机学会通讯》2018，14（2）：42-46 *此文曾刊登在《中国计算机学会通讯》第14卷第6期（2018.6）专栏，这里文字略有修改; 个人分类: 科普|45766 次阅读|18 个评论

机器怎样才能有意识: 热度 11 xying 2018-8-16 08:27; 意识，没有一个客观的科学定义，难以观测认定，但它是每个人都能主观感受到的真实。当你看到嫣红的桃花轻摇，缤纷飞舞，闻到阵阵清香，清晰地感受身在桃林暖风花雨中，勾起昔日人面桃花相映红的怅惋，你的感受认定了自己在熟悉的春日下。这经历和想象，方才过往现在感受与即将到来的统一和谐连贯映像，综合着各种感知的体验构成了意识，其中有个同一的心理上连贯的“自我”作为意识的主体，以内在的视角对世界作出反应。机器会有吗？在心智研究上，人们向来把难解的意识问题留给哲学思考，科学只关心客观能够描述的智能。人工智能发展到今，机器在辨识和棋类博弈方面的智能已经与人相敌了，各种高超的智能机器喷涌而出，人们开始认真考虑机器能否形成自我，怎样才能具有意识的问题了。智能的问题早期人们对心智问题的研究，基本是内省的感悟，这个感悟构建的心理学独立于物理世界之外，表现为物质和心灵的二元论。到了20世纪，行为主义开始流行，不讲主观感觉只重客观行为，观察人的外在表现和倾向，不在乎所谓的心理解释。1950年图灵在“电脑能思考吗？”的论文中，第一次提出“机器思维”的概念。他认为：通过电传终端与另一边进行对话，如果人们无法区分那边是机器还是人类时，那么就该承认这机器具有智能。这个测试称为“图灵测试（Turning Test）”。他的主张在认知科学上称为功能主义。计算机发明后，特别是图灵的工作，功能主义取代了行为主义，成为心灵和智能研究的主流。在功能主义旗帜下的计算主义，以实现功能的计算来窥探认知，至今仍是人工智能研究和认知科学的标准范式。 1980年代，当计算主义信心满满地研究智能、展望未来时，哲学家塞尔用“中文房间”思想实验，提出质疑。塞尔形象地模拟专家系统的符号运算，说不懂中文的他，躲在装有许多中文字片的房间里，收到外面传来中文字条，他只是按预订的规则挑选对应的中文字片来作为回复，就给人一种能理解中文会思考做答的印象。计算机也是如此，它只是按规则搬弄字符，无论表现得多么神奇，其实都不是通过思考。这是现代哲学中最著名的思辨之一，他针对是能够通过图灵测试的机器智能，在哲学界和认知科学上引起了广泛的讨论。那时的人工智能是按照符号主义的思想来构建的，认为认知和思维的基本单元是符号，知识用符号依句法形成符号串表示为命题，认知是按形式逻辑处理符号串的过程，研究智能的工作是怎么最有效地搜索知识库来求解。塞尔质疑心灵活动能够通过这样机械式的计算来描述。他认为思考不是简单的逻辑运算，必须由具有内在因果性的机制和意向的动力来驱动。当问起肉包好吃吗？大脑中涌现肉包形象、香气和味道体验的回忆，在喜好意向的驱动下，组织成语言作答。而专家系统和中文房间，都不是从由对肉包的感受，只是分析句法，按照对照表找到最符合的字片来回复。虽然惟肖惟妙，但谈不上理解，更没有思想。在过后的30多年至今，人工智能的主流已经从符号主义，转到深度学习的联结主义机制上了。神经网络通过学习，获得了如同人类一样，能够举一反三、由此及彼，联想推测的“感性”辨识决策能力。虽然让机器模仿人类，不是现在人工智能研究主流追求的目标，但技术的发展让它在更高程度的智能上与人真假难分，听和看人类自然语言也进入应用领域，通过图灵测试不再是个问题了。但图灵测试只与对应问答的功能有关，具有同样输出输入关系的功能可以由不同的内在机制来驱动的。也许“中文房间”的符号主义操作过程，并不适用于现在神经网络的智能机制了，但塞尔的核心思辨仍然在质问：人对问题的回答是有意识的，由感受内容的因果性所驱动，机器会有意识吗？它真的理解所问的内容吗？意识的问题哲学家用僵尸（Philosophical Zombie）来形容在行为上与真人无异，却没有思想、意志和意识的物体。它所作所为不由自主，只是被动的反应。“中文房间”的思辨自1980年起，哲学家科学家就不断地在学术刊物上争议。作为哲学家的塞尔强调计算机的行为不是由意识驱动的，它是按照固定程序行事的哲学僵尸，只是在模拟能够思考。图灵测试无法区分哲学僵尸和由意识驱动行为的人类，他们的本质分歧在于什么是意识？能否测定意识？ “意识”是哲学一直关注最古老的问题，自笛卡尔起，哲学家开始以严谨的态度思考物质与精神的关系。科学研究的是客观的现象，而意识是主观的体验。看到一片光华，你感觉到了通红的颜色，火热的激情，可是客观的测量和物理知识告诉我们，这是频率400～484THz的电磁波作用于我们的眼睛，但是在黑暗中的激情迷幻也能产生类似的感受。当你正在经受着疼痛，而一切身体检查都无法解释疼痛的存在时，什么更为真实？是根据科学检测的医生判断，还是自己切身的感受？当你沉静下来，专注内心默念几次：“我的脑中响起了这句话”，你用心体察，会感受到头脑里也响起这句话，而周边其实寂静无声。这些都是每个人都能真切感受到的体验，其体外的物理测量却无法探知。外在的检测难以探知主观的体验，在过去只能通过主观诉说得知，同一种事物主观感受因人而异，体验未必是真，诉说也许谬误，这些都无法符合客观的标准。所以近到二三十年前，意识的概念一直被科学界所排斥，甚至这个词在《自然》和《科学》稿件和基金申请中都是个忌禁。主观意识从根本上便被要求客观的研究无视，它远在以客观为基础的科学理论之外。能被客观测量的事物性质叫属性，如“力”和“频率”；主观感觉到的性质叫感受（quale），如“疼痛”，“红色”，“迷茫”等等，它是具有前因后果连贯的一个状态。感受是一切心理现象的基础，它是意识的体现。意识存在于主观世界的感受空间里，而客观世界是在物质属性的空间里。人在感官刺激下感受到一种体验，而在没有感官信号输入的梦境中，同样可以得到类似的体验，即使在清醒时也有幻听、幻觉和联想。客观世界的物质作用和主观世界的内心感受并非完全对应。现代的神经生理学研究虽然已经细致地了解了机体经受伤害时，刺激作用于机体外周感受器，转变成神经冲动进入中枢神经系统直到大脑皮质兴奋的动力过程和化学物质，但是仍然无法理解如何产生主观意识上的体验。当代哲学家戴维·查默斯（David Chalmers）把理解人类意识的问题分为“简单问题”和“困难问题”。“简单问题”是指理解大脑中产生知觉、记忆和行为的结构、功能和机制，“困难问题”是理解这些为什么会和意识相联系，它的本质和来源。因此解决“简单问题”，对解决“困难问题”并没有帮助。主观和客观是基于对立假设的两种世界，不能以己方来肯定对方的基本设定，所以困难的问题永远无解。意识理论对应于解释意识本质和来源的“困难问题”，时空物质的本质和来源其实是对应着这个问题的另一面。客观世界是意识的产物，意识无法验证自我不存在的世界。在科学上是先以承认时空物质的存在性作为不容置疑的公理，然后研究它们间的性质和关系，给我们建造了一个物理世界的理论。在这构建中抹去了主观的位置，所以建立在物质主义的科学无法解释意识的问题。近十来年来，脑科学致力于研究“真正问题”，即意识存在的生物学基础。它不同于回避意识存在的“简单问题”，也不纠缠于解释意识的存在的“困难问题”，而是以承认意识存在作为出发点，探究支持意识现象的基础机制。它包含了研究清醒、幻梦到睡眠的意识层次，视觉、听觉、触觉、心情、思想和信仰等意识体验，以及产生自我意识的意识自身。意识存在性对思考这问题的人而言，其实并不比物质的世界更为可疑，笛卡儿曾以怀疑一切的态度审视被认为真实的存在，当一切皆为可疑时，唯有正在怀疑着的这个意识必须存在才有可能，所以“我思故我在”。现代的脑科学研究通过脑电图（EEG）、功能核磁共振（fMRI）和微电极等技术手段，来探知大脑神经活动，将意识活动对应于神经元的一系列兴奋状态变动，建立起主观感觉与客观可测量现象的联系，以此来研究与人们主观感受相关的机制、结构和量值。了解当你“知道”你正看着一条狗时，头脑哪些神经元发生了什么？当你突然感到悲伤时，它又发生了什么？从20世纪90年代开始的几十年中，现代神经科学、临床和心理学的研究从外部探知人脑的活动现象和区域，已经积累了许多发现。英国DNA双螺旋结构发现者弗朗西斯·克拉克（Francis Crick）和美国计算神经学家克里斯托夫·柯克（Christof Koch）在1988年就致力于这个研究。他们发现每个意识的知觉都与特定方式运作的特定神经元组（Neuronal Correlates of Consciousness，简称NCC）有关。神经元兴奋的信号、波动和活动的区域都能被仪器检测到，从而判别无意识、意识清醒的程度，以及支持它们的神经组织结构。病理分析可以鉴别这些神经元组是否与意识有关。看到红色是一种神经元意识的关联，香气是另一种关联，触觉又是一种。当你看到嫣红的桃花轻摇，缤纷飞舞时，视觉皮层活跃起来在综合处理桃花的颜色，形状和运动的轨迹，嗅觉皮层在分辨联系送来的香气，颞叶上的听觉区收到花枝轻摇的声响，微风和花瓣轻拂而过的皮肤产生感觉的电信号传入脑中触觉的区域，这些感官皮层的兴奋导致大脑皮层几个区域同时涌起的兴奋波动，让你感受到一个融为一体的意识体验。米兰大学的神经科学家马塞洛·马斯米尼（Marcello Massimini）用脑电图（EEG）记录短时电脉冲刺激后的脑区响应（经颅磁刺激技术 TMS），可以从用响应模式的信息复杂度，定量地区分从完全清醒状态、无梦睡眠到深度麻醉状态的不同意识水平。美国威斯康星大学麦迪逊分校精神病学家和神经学家朱利奥·托诺尼（Giulio Tononi）从信息角度来寻找一个描述意识清醒程度的数值指标Φ和意识体验的信息结构。在研究中总结出意识体验是存在的、复合的、信息的、整合的和排斥的五个现象学特征。他将之立为五个公理，依此由状态转移机制来找出在给定状态下，能够产生最大Φ值的神经元复合体和具有最小不确定性的概念结构。这个类似于构建力学系统的研究称为“信息整合理论（Integrated Information Theory，简称IIT）”。在这个理论中，神经元组中神经元的兴奋与否抽象地描述成它们01真值的一个状态，神经元联接的结构和权重决定了兴奋触发的机制，神经元组将单个神经元的兴奋机制复合成为状态随时间变化的机制。神经元组外还可能有其他未知的输入，因此神经元组的现在状态，决定了是在其机制约束下，相关神经元集合以前和以后可能状态的两个概率分布。在状态的变化中，以前状态是现在的“因”，以后是现在的“果”，神经元组的兴奋在其机制约束下，建立了“因果性曲目（Cause-effect repertoire）”，即这两个概率分布。若这曲目要比完全随机无序的前因及随机状态演化的后果具有较少的不确定性（较小熵），神经元组的机制对这状态就产生了一种因果性信息。对神经元组而言，这个较确定的前因后果是神经元组对状态有一个较清晰连贯的系统属性，对应着意识中的基础“感觉”。对应于意识体验是不可分解整体的属性，只有在神经元组整体产生因果性曲目的不确定性比分割成几块产生的曲目组合小，则才有可能。若整体产生的因果性信息大于分解组合的神经元组，则称为不可分解的整合，这种整合能减少不确定性的信息量记为φ。因果性曲目不一定要包含所有相关的神经元，排斥公理让我们只关心和选取能导致最小不确定性整合的那些神经元所组成的因果性曲目。这影响了相应的φ值。对应于最大φ值那个因果性曲目记为MICE。这个不可分解的神经元组、其最大φ值和MICE组成了一个“概念（concept）”，对应于意识体验中的一个感受方向，它指向这不可分解的神经元组拥有哪个最为确定的前因后果。不可分解神经元组的各个不可分解的子集都能产生“概念”，这个系统的信息量是每个“概念”中MICE的因果性信息量与它φ值加权的和，它标志着系统减少不确定性的能力，所以具有越多个和越高φ值“概念”的系统可能对应着有着越丰富明确的综合感觉。整合公理要求进一步比较神经元组整体与分解组合所拥有“概念”MICE系统的不确定性。这个整体更强的概念系统信息，记为Φ，意味着这神经元组在整合“概念”上也是不可分解的。排斥公理说，具有最大Φ值的不可分解神经元组，即“复合体（complex）”，排斥了其他“感觉”的贡献，以消除任何两可的含糊。最大整合概念系统的概念结构（MICS）是由现在状态的复合体所产生的概念结构，它拥有最大整合确定性的概念组合。按照以上方法发现的MICS在信息角度等同于意识的主观体验，其信息的构成完全符合意识体验现象学的特征，其复合体对应于意识中的主体。例如看到“一个红色滚动的圆球”，这对应着一个作为复合体的神经元组正处在某个状态中，它的机制产生的“红色”、“滚动的”、“圆球”等各个概念都具有相应的最为确信的因果性曲目，构成一个不可分解的整体体验。每个概念对应着意识体验的一个方向，其φ值表示这方向体验的强度。它们决定着体验的品质。而Φ值对应着这时整体意识的清醒程度。 IIT提供了一个计算方法来测量意识体验和理解其机理的数学模型，其计算机模拟的结果在临床中得到了验证。只有足够高的Φ值才具有人类澄明的意识。它被认为是目前最有前途的意识理论，成为当下神经科学的热门话题，得到许多重量级科学家的拥护。机器意识 NCC和IIT理论在科学实验的基础上探究大脑皮层神经元组的兴奋状态与意识活动的联系。根据IIT，人脑中融为一体的意识体验，依赖于兴奋状态在复合体中所产生信息整合为一体的能力。这个理论建立在抽象的状态转移机制系统上，所以不仅适用于大脑中神经元组，也可以是任何符合这数学模型的硬件。托诺尼用Φ值来度量整合的程度，Φ值越高，对应着意识程度这时就越高。这种意识现象的度量只与系统中状态转移机制的结构和所处的状态有关，而不管它是在一个人的神经系统、或是一只昆虫的，甚至是一台机器中。根据IIT，虽然我们不能确信能产生高Φ值的机器一定会像人类那样思考，但可以确定今日机器学习的人工智能，包括深度学习具有很强辨识能力的机器，打败人类的阿尔法狗，现在会与人对话的机器人都不具备意识的特征。不论它们拥有多少神经元和联接，将来拥有多少超越人类的智能，这类前馈型多层神经网络实现的是一个从输入到输出的确定函数，只拥有属于哲学僵尸的功能。这样没有反馈回路结构的神经网络系统，不能形成复合体，Φ=0，只有输入到输出的映射关系，不会产生意识的体验。就像人类的小脑具有远比大脑多的神经元，实现了许多非常复杂需要智能的活动，但这些智能还只是在无意识下进行。高度联接的互联网和生物的本能也只具有不值一提的Φ值，单纯的高智能系统未必具有意识。意识也许是一种灵活地运用高度整合极其丰富信息来做决策和交流活动的信息控制机制，人类在自然竞争中因此进化出具有密集复杂联接结构的大脑皮层，用以支持这种优越的机制。作为工具的智能机器，不必具有意识也可以实现我们所需要的各种智能。现在流行的人工智能技术并不导向具有意识的机器，对此必须在结构和研究上另起炉灶才有可能。尽管这还是个空白，但创造这种与人类意识特征相同的信息整合智能，在原理上并无不可逾越的障碍。【参考资料】 ⦁克里斯托夫·科赫，顾凡及、侯晓迪译，“意识探秘——意识到神经生物学研究”，上海：上海科学技术出版社，2016 ⦁Oizumi M, Albantakis L, Tononi G (2014), From the Phenomenology to the Mechanisms of Consciousness: Integrated Information Theory 3.0, PLoS Comput Biol 10(5): e1003588. ⦁Tononi G (2012) Integrated information theory of consciousness: an updated account. Arch Ital Biol 150: 56–90. * 此文曾刊在《中国计算机学会通讯》第14卷第2期（2018.2）专栏，这里文字略有修改。; 个人分类: 科普|34216 次阅读|30 个评论

“狗”的质变: 热度 5 xuxfyuwp 2017-6-8 20:31; AlphaGo的正规翻译应是阿尔法围棋，在多数场合已被俗称“阿尔法狗”取代，这源于围棋在英语读音“go”，不过，这确实是个绝顶聪明的“狗”，在极其复杂的围棋博弈中完全超越了人类智慧。面对强大的AlphaGo2.0，世界排名第一的中国围棋手柯洁俯首称臣，输得心服口服，没有再想翻身的念头，称AlphaGo2.0为“围棋上帝”。年轻的优秀棋手败北，当年曾称雄棋坛的聂旋风似亦无恋战之意，认为AlphaGo2.0至少达到了20段的水平，不知这是啥标准，人类的最高段位也就是九段，若有人获得十段，那肯定属于名誉性质的。从解说中聂棋圣对这位机器对手的称呼也体现出了不断增加的敬意，先是称“阿尔法狗”，后来称阿尔法围棋，到最后则改称为阿老师。赛后，聂卫平又在微博上发表评论说：“柯洁虽然下得很努力，但毕竟对手太强了，人类棋手能和AlphaGo比赛是一种错觉。以后希望我们能够多多学习人工智能围棋的优点，共同进步。” 人类社会在自身的发展进程中，不断在试图通过创新来延伸自己的能力，包括力量、速度、视力、听力、脑力等，如汽车、火车、飞机、吊车、显微镜、望远镜、通讯网络、电脑，都成功地实现了人类能力的拓展。最新的变化要算是人工智能了，近年来随着科技快速推进，似有突破之势。其主要特点之一是机器的能力不再是简单将人的某些能力提升或延伸，而是出现了本质的超越，按马云的解读，人工智能已演变成机器智能，机器具备了深度思考、分析、判断能力，且形成了自我摄取，自我调整，自我成长的循环体系。 2016年3月，AlphaGo1.0战胜了韩国顶尖棋手李世石，已震惊世界。但通过研判局势，较充分的备战和研究，中国的优秀棋手柯洁仍有信心，认为可以找到取胜之机。时隔一年，人类的智慧虽有进步，但难有质变，而“狗”却进步惊人。当走出了人类不可能想到的妙棋时，柯洁意识到了对手是如此强大，计算之精准，自己难有机会。其实，第一局棋柯洁仅输了四分之一子，离“上帝”并不遥远，不知是否可以称之为咫尺天涯，但这可能这正是机器的强大之处，唯一的目标是赢棋，绝无更多的贪婪，以这种无法动摇的“心态”博弈，使人类无计可施，任何带有诱惑的招数都无法奏效，最终步入绝境。 AlphaGo2.0与AlphaGo1.0相比，究竟超越了多少呢？根据AlphaGo 首席研究员 DavidSilver的介绍，还真是不在一个层次上了。新版2.0与前任1.0对战，可以让其三子。熟悉围棋的人大概都能理解，让三子的棋，双方显然不是一个量级的对手。为何AlphaGo2.0能在短期内能获得如此迅速的进步呢？若人类任何一个九段棋手想在一年内达到让另一位九段棋手三子的水平，相信是不太现实的。谷歌大中华区总裁Scott Beaumont先生介绍说，新版AlphaGo是在过往围棋人工智能通常采用的蒙特卡洛法之外，加入了策略网络（policy network）和价值网络（value network）两种神经网络算法。AlphaGo 首席研究员 David Silver先生介绍， “与李世石对战的版本在云上有50个TPUs在运作，搜索50个棋步为10000个位置/秒，而打败柯洁的AlphaGoMaster则是在单个TPU上进行游戏，AlphaGo已可以成为自己的老师，通过搜索变化与自己博弈不断学习和提升。” 从AlphaGo的进步、提高可以清晰看出，机器智能已完全超越传统人工智能概念，不再简单是人类的某些能力被延伸、提升或超越，也不再仅是依照人类的设计去实现某种卓越的功能，而是自身可以产生原不属于人类赋予的能力。这种颠覆性的改变为未来社会的运行打开了难以预料的想象空间，若真有一天，人类智慧遇到了机器智能的强有力挑战，到那时，又该“问苍茫大地，谁主沉浮？”了。; 个人分类: 杂感|4621 次阅读|6 个评论

[转载]中科院自动化所王飞跃 | 机器崛起：重现的自动化愿景: 热度 1 Kara0807 2017-4-20 21:09; 中科院自动化所王飞跃 | 机器崛起：重现的自动化愿景编者注：《机器崛起（Rise of the Machines ）》一书是《麻省理工技术评论》、《君子》、《财富》杂志评定的 2016 年最佳书籍之一。书中，作者分三个阶段讲述了控制论的发展历程：最先用人类的思维去改造机器，即研究拟人化的机器，在体能和智能上要超越人类；接着用机械化理论控制、改造并重塑人类，认为思维也是一种机器，有规律可循，可按照改造机器人的方式改造人类身体；最后用机器改造环境，可构建美好的梦幻空间、虚拟世界、虚拟现实，无法律约束，无政府管制。 2016 年，本书一经出版，便得到了众多国际主流学者及媒体的高度评价。在中科院自动化所王飞跃教授的主导下，书稿中文版已完成翻译并将于5 月上旬正式发售。德先生作为《机器崛起》的官方宣传平台，后期将持续为大家奉上该书的扩展阅读、推荐序以及各路大咖精彩评论。本文是王飞跃教授为《机器崛起》一书所著译者序，更多精彩内容敬请关注德先生。 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 毫无疑问，《 Rise of the Machine 》是我近年来读到的最好一本著作。除了消耗时间之外，此书的翻译和校对过程给人以轻松、畅想、愉快的享受，而且常常伴有“ 原来如此！ ” 、 “ 竟然这样！ ” 、 “ 怎么会呢？ ” 等惊叹和无奈。借用美国国家安全局和中央情报局前负责人的话：在这本书里，作者托马斯· 瑞德巧妙地以作家的艺术、历史学家的严谨、哲学家的敏感揭露了 “ 赛博这东西 ” 已经并将继续颠覆人类感觉和认知的各个方面， “ 此书不仅仅是精神食粮，更是一场思维盛宴。 ” 英国前安全情报协调专员和最高情报机构负责人，亲历 “ 月光谜案 ” 的欧蒙爵士称 “ 本书为历史学家和记者之类设定了一种新的叙事标准 ” 。一位美国空军赛博战的前负责人讲得更干脆： “ 它将成为经典！（ It will be a classic. ） ” 然而，作为一名长期从事控制与自动化研究的科技工作者，自己还有 “ 额外 ” 的感叹和思考：控制论的天地原来如此之广阔，可为何今天却如此落魄，连自己的辉煌历史都被人 “ 遗忘 ” ？控制理论与控制论到底是什么关系？把 Cybernetics 译成中文 “ 控制论 ” 是利大于弊还是弊大于利？控制论同自动化又是什么关系？这关系是从控制论与控制理论的关系衍生出来的还是它们之间本身就有什么更加深刻的内在关联？显然，在赛博（ Cyber ）到底是什么意思都无法确定的情况下，对这些问题的回答也只能是仁者见仁、智者见智了。但个人总摆脱不了一种无法释然的感觉：似乎这么多年自己的努力和辛苦，只是在一条极其宽阔的大道上又修了一个小巷，筑了一个小院，结果在里面把凤凰养成了鸡，把狮子训成了猫。唯一可以安慰的是，鸡的社会经济价值远大于凤凰，猫的人文关怀作用更远胜于狮子。回想三十多年前，当我刚由力学转入控制领域时，曾有两个困惑：一个是文学上的：为什么钱学森要将其专著称为《工程控制论》，难道控制不就是关于工程吗？另一个是数学上的：控制教程书上讲的闭环反馈控制，其实从数学上看完全是开环的设定控制，特别对于确定性系统，反馈仅仅是形式上的，实质上根本没有任何反馈，但为何却称反馈控制呢？第一个困惑很快就解除了：钱学森在《工程控制论》开篇的第一段就解释说， Cybernetics 一词首先由法国物理学家安培在《论科学的哲学》中采用，为法语 Cybernetique ，意思是 “ 国务管理（ Civil Government ） ” ，自然属于社会科学的范畴。而且，之前诺伯特 · 维纳的《控制论》之副标题是： “ 关于在动物和机器之中的控制与通信的学科 ” ，又把控制论从社会科学扩展到生物学和机器智能（即人工智能或认知科学）了。相信这就是为什么钱学森要在其开创性的 “ 控制论 ” 前冠以 “ 工程 ” 二字的原因，也是为什么形式上在《工程控制论》里我们可以看到现代控制的框架和公式，但在维纳的《控制论》中几乎看不到现代控制的任何影子。本来，最初有把 Cybernetics 译成中文 “ 机械大脑论 ” 的提议，其实这至少能表述原文 75% 的含义，但 “ 控制论 ” 似乎只能传递原意的 25% 了。正是因为自己的这一认识，大约五六年前，在 IEEE SMC （系统、人、控制论，全称为 Systems, Man, and Cybernetics ）学会的一次理事会上，我对东欧学者提出设立 “Social Cybernetics” 技术委员会表示反对，因为 “ 控制论 ” 本来就是关于社会的，建议取名 “ 计算社会系统 ” ，并结合社会计算，创办一份 “ 计算社会系统 ” 的 IEEE 汇刊。但第二个困惑却困扰了我许多年，最后才 “ 顿悟 ” 般地弄明白：原来，所谓 “ 反馈 ” ，其实不在数学方程的形式或意义里面，而在其工程实施的实践和效果之中！所以，反馈必须在数学之外去理解，否则对于确定性系统而言，数学上就是根本没有反馈的开环控制。我曾问过一些控制专业的学生，还有教过控制理论和控制工程课程多年的老师，许多都不认识甚至不理解这一点。然而，正是反馈思想的这一独特的引入方式，才是维纳《控制论》对现代控制理论的最大贡献；而钱学森的《工程控制论》就是针对机电系统，使隐式的反馈变成数学和工程上的显式反馈机制。实际上，维纳的最大贡献可能是将机电伺服系统的物理反馈现象推广为生理神经上的 “ 目标性行为 ” （ purposeful behaviors ）和哲学上的 “ 循环因果律 ” （ circular causality ）及 “ 循环逻辑 ” （ circular logic ），认为人类、生物和智能机器等都是通过 “ 由负反馈和循环因果律逻辑来控制的目标性行为（ purposeful action governed by negative feedback and the logic of circular causality ） ” 实现其目的。这与当时在科学中居统治地位的因果范式冲突，但形成了控制论的思想基础。正在这一基础之上，再加上 1943 年麦卡洛特和波特关于神经系统固有思维逻辑运算的革命性文章，才有了后来的 “ 控制论小组 ” 和梅西系列会议，最后正式诞生了控制论这一领域。回顾历史我们发现，维纳获得巨大成功的专著《控制论》只是在巴黎的一次随机酒吧访问的随机谈话而导致的一份随机的合同及其随机产生的后果而已！当时无人 —— 包括维纳和其墨西哥裔法国籍的出版商 ——将其严肃对待，结果最后《控制论》一书的版权却成了麻省理工学院（ The MIT Press ）出版社和法国出版商竞相争夺的目标，历史就是如此有趣！更令人想不到的是，《控制论》的出版会引发社会如此大的反响和意外 “ 反馈 ” ：军事上的赛博战争出现了，文化上的赛博朋克露头了，社交上的赛博社区涌现了， ..... ，最后是今天的互联网、物联网、赛博空间，等等，结果人人在问 “ 赛博 ” 到底有什么含义？人人似乎都有答案，但没有人能讲清楚 “ 赛博 ” 是什么，谁知道明天又会出现什么？显然，就像当年自己对数学上反馈的困惑一样，理解赛博，必须理解其含义之外的含义。对今人而言，控制论引发的最大成果和现象可能就是眼下火热的人工智能、 AlphaGo 围棋人机大战、日益兴起的智能技术 ( 新 IT ) 和智能产业。其实， “ 人工智能 ” 本来就是作为 “ 机械大脑 ” 和机械认知的 “ 控制论 ” 而涌现的，是 1955 年，年轻的约翰 · 麦卡锡为了避免与维纳的纠缠，避免使用 “ 控制论 ” 而想出的新词，进而有了 1956 年里程碑式的达特矛斯人工智能研讨会，从此人工智能作为一个正式独立的研究领域面世。麦卡锡和同事尼尔斯 •尼尔森（ Nils Nilsson ）后来对人工智能作出了的另一种解释： AI = Automation of Intelligence （智能的自动化）该见解更是与维纳的控制论思想一脉相承，也解释了从工程角度，人工智能的实质就是知识自动化。这样的认识，有助于消除关于人工智能威胁人类的顾虑及所谓的 “ 奇点理论 ” 给社会带来的困惑。这种困惑大约 200 年前蒸汽机发明和 60 多年前控制论与计算机出现时都曾一度流行，但历史证明其与事实不符，过度担心是不必的。当然，技术是把双刃剑，人工智能也是如此，我们必须适度思考并应对其负面影响。在《历史的起源与目标》一书中，德国学者卡尔 · 雅斯贝斯曾将公元前 800 到前 200 年间约 600 年人类文化的突破称之为 “ 轴心时代 ” 。这就是以中国、印度、希腊和古中东文明所代表的世界范围的 “ 哲学突破 ” 、宗教的兴起和农业文明的巩固。当代一些社会学者认为人类社会刚刚进入 “ 第二轴心时代 ” 。但作为一名技术人员，我更倾向于人类社会即将走完 “ 第二轴心时代 ” 。始于 14 世纪中期的文艺复兴，终于 20 世纪的现代物理学和现代数学，差不多也是 600 年时间。在 “ 第二轴心时代 ” ，我们经历了 “ 科学突破 ” ，以殖民和贸易为特征的 “ 负和 ” 、 “ 零和 ” 全球化以及工业社会的出现及成熟。翻译完《机器崛起》，我相信人类正进入 “ 第三轴心时代 ” ，始于量子力学、相对论和哥德尔的不完备性定理所引发的人类对物性、人性和理性的重新认识，以及随之而来的计算机、互联网、机器人等新技术和控制论、人工智能、智能科学等新学科。或许，时下的 “ 反全球化 ” 就是第二轴心时代的一次 “ 回光返照 ” ，以资源优化、智力调配、人机结合、虚实一体为特征的新一轮多赢 “ 正和 ” 智能全球化已经开始了，人类将在 “ 第三轴心时代 ” 进入智业社会。在第一轴心时代，人类解放了 “ 物之力 ” ，实现了 “ 农业文明 ” ，基本解决了社会上资源不对称的问题；在第二轴心时代，人类解放了 “ 能之力 ” ，实现了 “ 工业文明 ” ，基本解决了人们之间信息不对称的问题；在第三轴心时代，人类将解放 “ 智之力 ” ，充分利用赛博空间，使全球化由 “ 负和 ” 、 “ 零和 ” 走向 “ 正和 ” ，进入 “ 智业文明 ” ，最终解决我们之间的智力不对称问题。因此，以人工智能和机器人为代表的智能技术是时代的呼唤，对此我们要有激动之心；智能科学是多少前辈科学家努力的结果，是科学发展的必然，对此我们要有敬畏之心；智能科技同其它科技一样，是把双刃剑，既能造福人类，但用不好也会对人类造成伤害，对此我们要有平常之心。《机器崛起》是关于控制论之遗失的历史，但却为我们重现了一幅自动化的辉煌愿景。从我个人的角度，我希望给本书再加上三个小小的遗失。一是维纳与 Cyberspace 和虚拟现实的发源地赖特帕 - 特森（ Wright—Patterson ）空军基地的一段趣事，二是在控制论思想萌发、形成、发展中一位中国人的重要作用，三是控制论理念在一个第三世界国家的社会政治实践。 1953 年， MIT 的博士生阿玛尔 · 博斯（ Amar Bose ）被电子研究实验室（ RLE ）主任杰罗姆 · 韦斯纳（ Jerome Wiesner ）指定负责与维纳联系。不久，维纳要求博斯替他去做一个重要讲座，因为维纳觉得自己的社会地位和公开的观点使他无法接受这一邀请，但内心又很想去。维纳对博斯说： “ 赖特帕特森基地有位将军请我去介绍我的理论，你替我去讲吧。 ” 可几周过去，博斯再没听维纳提及此事。一天见到博斯，维纳说赖特帕 - 特森基地那个人办事不可靠，还没联系好。又过了几天，另一位博士生见维纳在系里的信件收发室里撅着屁股翻着大邮筐，满地都是从筐里飞出来的信件。原来，维纳丢了基地的邀请信且忘了那位将军的名字。很快，博斯从维纳秘书那里接到电话： “ 他刚口述了一封信，要求在地址上写：致俄亥俄州戴顿赖特 - 帕特森空军基地给诺伯特 · 维纳写信的人，我该怎么办？ ” 博斯告诉： “ 你小的时候没给圣诞老人写过信吗？就那么办。 ” 结果，此事再无音信，当然讲座也没有办成。当时，赖特 - 帕特森空军基地是美军先进武器的研究中心。很久之后的 1984 年，美军公开宣布他们终于悟出不但改变战争形态同时也改变世界科技之空间概念的虚拟现实技术，这就是赖特 - 帕特森基地所描述的视觉耦合机载系统模拟器（ VCASS ）。可惜，维纳与赖特 - 帕特森空军基地失之交臂，此时他已去世正整整 20 年了。否则，他一定会更感自豪：尽管二战期间其控制论没有像他一直暗示的那样发挥了重大的作用，但现在，他的《控制论》终于在军事上有了不可动摇的历史地位！实际上维纳在讲座一事上表现的态度，不但与其身世、性格和经历相关，更与他的首位中国学生李郁荣（ Yuk Wing Lee ）密切相联。李郁荣是广东新会人， 1904 年生于澳门， 1930 年在 MIT 获得博士学位，导师就是维纳。他是华人系统学习研究现代通信和控制的第一人，他的工作催生了维纳的控制论思考，并在后期发展维纳控制论的理论及工程应用方面，做出了极大的贡献。维纳本人也十分看重与李郁荣的合作，认为李郁荣的稳重与判断力正是自己需要的，李郁荣是自己进入工程应用的 “ 桥梁 ” ，并与李郁荣完成了他的第一个网络专利。实际上，这也是 1936 年维纳来清华任教一年的主要原因之一，因为离开了李，他在电路网络方面的研究进展大大受挫，一筹莫展。在清华大学，他们取得更多的进展，加深了维纳对反馈作用、意义及其复杂性的理解。他们还提出了离散计算机的设想，并安排清华大学向 MIT 购买相应设备器件，可惜因种种原因被时任 MIT 工学院院长的布什否定。此外，维纳在清华还帮助华罗庚前往英国过去的老师哈代处深造，使华罗庚在国际数学界显露头角。维纳自己认为，在清华大学的一年，才是控制论思想萌芽的一年。其实，李郁荣随维纳学习之初十分困难。开始时，按维纳的理论设计电路总行不通。他跑去找维纳，说理论一定有什么地方不对。好在李郁荣没有放弃，不断的尝试，一年之后，才算明白维纳在说什么，终于成功！他们的 “ 柔性网络 ” 在当时具有革命性的突破意义，以致 “ 无人相信 ” ！博斯是李郁荣的博士生，他后来转述了李郁荣博士论文答辩的火爆场面：电机系里 20 名教授全都来了，他们根本不理解李郁荣在做什么，弄不明白为何对一个清清楚楚的电路搞上一堆不知所云的复杂数学公式，而且除了维纳保证这些式子是对的，就是李郁荣自己也说不清它们是什么意思。原来，李按照维纳的指导，第一次将拉盖尔函数用于电路分析，还首次使用今日电路和控制通用的术语 “ 综合 ” （ Synthesis ），并开创性地把希尔伯特变换关系用于工程分析，发明了著名的 Lee-Wiener 网络。因为他不是数学家，李郁荣有些地方并没有吃透，而且维纳似乎也没花多少时间去思考并指导李郁荣。结果，大家 “ 猛轰 ” 李郁荣，不停向他提问，使他几乎无法招架。最后，年轻的教授维纳站起来说： “ 先生们，我建议你们把论文带回家好好研究一下，你们会发现它是对的！ ” 维纳的话结束了李郁荣的答辩，但通过还是失败没有结果。两周之后，李郁荣在惴惴不安中收到系里寄来的小纸条，上面写着： “ 你过了。（ You passed . ） ” 博斯为此愤愤不平，认为这些教授们欠李郁荣和维纳一个道歉：他们应祝贺二位并赞扬其巨大贡献，这是电机工程领域里程碑式的工作，从此为现代通信工程打下了理论和应用基础。博士毕业之后，李郁荣因身为中国人很难找到工作，尽管维纳非常想把他留在 MIT 或在美国工作，极力推荐，但最后李郁荣只好回到上海，后赴清华教书，最先要做的一件事就是请维纳来华访问。在清华，维纳收到了 ATT 的信，要买他和李郁荣的专利。为了使专利尽快得到应用，维纳决定忍痛以 5 千美元的低价把专利卖了 , 以为产品上市后一定还会分到更多的利润。没想到， ATT 买他们的专利的目的是为了将其束之高阁，打开他们自己专利的市场，消灭竞争。从此，他们再也没从专利得到分文。这件事，让维纳痛恨 ATT 和大公司，从此开始失去对大组织的信任。 1942 年初，维纳向军方提交了他关于防空火力控制的研究报告，名为《稳态时间序列的外插、内插和平滑》。里面满是复杂的数学公式。报告很快被相关部门负责人瓦伦 •韦弗（也是一个数学家）用明亮的黄色封面装订起来，被称为 “黄祸” 并标为机密，仅在有一定密级的人员中传阅。战后的 1948 年，香农和韦弗出版了《通信的数学理论》（也是一部经典），维纳认为该作利用了他的研究成果，至少受了启发，而维纳的报告却迟迟没有解密，直到 1949 年才正式发表。维纳一直坚信他的理论可以在第二次世界大战中发挥重要作用，但却被官僚封杀，自此更对政府和军方失去信心。这就是为何他在战后声称不再接收大公司、军方和政府的研究经费资助，并公开发表反战声明的一个原因，也是他心中想去赖特 - 帕特森空军基地但不自己前往的原因。从历史资料看来，维纳与李郁荣和博斯这些低调 “ 微不足道 ” 的人共事时最为快乐且高产。维纳后来帮助李郁荣在 MIT 找到位置，但李郁荣和夫人因抗日战争爆发滞留上海，最后靠开古董店和当年 ATT 的专利费维生。战后他们得以赴美，在 MIT 为推广维纳理论的应用不遗余力，成果卓然，形成当时名震世界的通信统计理论学派，并在 MIT 开课，其讲座影响广泛。李郁荣的学生中有许多留在 MIT 执教，他们都是现代控制和通信历史上赫赫有名的权威，其中两人创办了今天仍十分有名的 Teledyne 公司和 Bose 公司。至此，李郁荣总算 “ 回报 ” 了当年 MIT 电机系教授们对他的博士论文的 “ 礼遇 ” 。图注：李郁荣主持的 MIT 夏季讲座使维纳的理论广为传播，成为现代通信的基础。（摄于 1954 年，维纳身边分别是李郁荣和香农）身为第二代孟加拉裔的美国人，博斯是李郁荣一位富有传奇色彩的学生，也是他的第一个博士生。当年，李要 Bose 研究维纳的非线性理论的论文和笔记，但花了十个月博斯还弄不清维纳到底在讲什么。每次问李郁荣，李郁荣总是告诉他： “ 坚持，会来的。（ Keep on it, it will come . ） ” 一次李郁荣告诉博斯，有个数学的国际会议将在 MIT 召开，让他去讲维纳的理论。在此之前，博斯从未做过学术报告，而且并不懂要讲的东西，他真的吓坏了。会议召开的两周之前，他终于觉得 “ 明白了 ” ，结果博斯的报告被会议高度评价，连维纳也非常满意，这段经历也成了博斯最宝贵的学习体验。图注：黑板前的师生三代：李郁荣、博斯和维纳在 MlT ( 同引自注 15) 当年，博斯因为难以向大公司推销他的音响技术而苦闷，去向李郁荣诉说。李郁荣用自己开古董店的经验告诉博斯： “ 每一个古董商的梦想就是有一天一个极有价值的东西能来到手中，而且能被认出来并抓牢，不让它跑掉。 ” 尽管李郁荣没再讲什么，波斯明白了：他不应该再去找大公司了，自己干！今天， Bose 公司已是世界上最著名的音响设备商，李郁荣就是它的 “ 催生者 ” 。李郁荣的一生朴实低调，他婚后无子女，其夫人是加拿大人，著有 A Letter to My Aunt ，记录其中国的艰难经历。 1969 年退休后到加州生活，于 1989 年 11 月 8 日去世。今天，李郁荣教授差不多已被完全遗忘，令人感叹。我曾打电话给瑞德，讲述此事，希望他能在中文版序言中讲一下李郁荣的故事。瑞德对此也十分感兴趣，要了相关材料。感谢他在序言中提及了李郁荣的亊迹。最后一个 “遗失” ，是早已被大家忘记的 20 世纪 70 年代智利总统阿连德的 “ 赛博协同工程 ” （ Project Cybersyn ） —— 一场来自南美洲的控制论革命。作为智利的第一个民选总统，阿连德重用年轻的弗洛雷斯，试图在远离冷战大国的南半球，走出一条抗衡东西方意识形态对峙的第三条道路，即 “ 智利特色的民主社会主义道路 ” 。为此，弗洛雷斯在英国控制论学者比尔的身上看到了希望，邀请他赴智利把控制论应用于一个国家的管理，成就了一段几乎是天方夜谭般的赛博故事。比尔为智利设计了 “ 赛博协同控制工程 ” 工程指挥中心，希望由此通过信息充分交换的国家联网系统，将国家行政和长期计划转为日常决策和实时行动： “ 不像苏联那样将计划产量从中央向下逐级指派，也不像美国那样依靠自由市场调节，而是一种去中心化、非官僚式，既保证企业和社会的自主性又能实现快速实时干预的经济政策 ” 。图注：智利阿连德总统的 “ 赛博协同控制工程 ” 指挥中心操作室还原图历史表明，在当时的技术水平下，这是一场 “ 大数据 ” 和控制论的乌托邦梦想。阿连德的尝试失败了，最后自己也在军事政变中饮弹身亡。有兴趣深究的读者，可细品梅迪纳的《控制论的革命者 : 阿连德智利的技术与政治》。翻译和校订此书是一次令人愉悦和心动的经历，引发了自己许多的历史回顾和更多的未来畅想。在此，我十分感谢王晓、郑心湖、梁侨、王赛等同事为本书的翻译及校对工作所付出的努力；中国科学院院士贺福初教授、中国工程院院士戴浩教授以及中国指挥与控制学会副理事长兼秘书长秦继荣教授在翻译过程中给予了大力的支持和帮助，并对译稿提出了许多非常宝贵的修改意见；中国工程院院士孙优贤教授、桂卫华教授，驭势创始人吴甘沙博士以及新智元创始人杨静女士对本书的倾情推荐。瑞德教授本人提供了书中所用的图片原稿，他对中文译稿也寄予了深切的希望并在翻译过程中给予了大力的支持。王晓博士以及她所带领的平行工作室，为本书的翻译付出了大量的心血。在这一年中，她同时将自己的博士课题应用于社会化营销，创建了 “ 德先生 ” 微信自媒体平台，目前已初具规模。《机器崛起》一书的扩展阅读、推荐序与书评也将在 “ 德先生 ” 进行首发，感兴趣的读者可多关注。感谢中国自动化学会、中国指挥与控制学会、机械工业出版社、麻省理工科技评论、新智元为推动本书的出版付出的所有努力！希望本书能帮助读者更加深入的理解当前的自动化和智能科技及其对人类社会的帮助及其冲击。王飞跃，二零一七年三月十七日于长沙普照园平行居中国科学院复杂系统管理管理与控制国家重点实验室主任国防科技大学军事计算实验与平行系统技术研究中心主任【1】 André-Marie Ampère, Essai sur la philosophic des sciences . Paris, 1845. 【2】 Wiener N.1948, Cybernetics: Or Control and Communication in the Animal and the Machine . Massachusetts: MIT Press ,1948 ISBN 978-0-262-73009-9; 2nd revised ed. 1961. 在本书中，维纳没有提安培已经采用了“控制论”，认为是自己基于希腊文“掌舵人”而首次创造的新词。【3】关于Cybernetic的中文译法，其过程和选择请见龚育之等人对《控制论》的中文译本：诺伯特·维纳.《控制论——或关于在动物和机器中控制和通信的科学》 . 郝季仁译. 北京：北京大学出版社, 2007. 【4】 IEEE是国际电气和电子工程师协会(the Institute of Electrical and Electronics Engineers)的简称。【5】 IEEE Transactions on Computational Social Systems，于2014年创刊。2017年，IEEE期刊重振委员会任命王飞跃为汇刊主编。【6】王飞跃.从工程控制到社会管理: 控制论Cybernetics本源的个人认识与展望 .控制理论与应用. 2014, 31(12) : 1621-1625. 【7】 Rosenblueth A, Wiener N, Bigelow J. Behavior, Purpose and Teleology .Philosophy of Science. 1943, 10( 1): 18-24. 【8】 McCulloch W S Pitts W. A Logic Calculus of the Ideas Immanent in Nervous Activity . Bulletin of Mathematical Biophysics. 1943(5)：115-133.5, 1943, pp. 115-133. 【9】 Conway F Siegelman J. Dark Hero of the Information Age: In Search of Norbert Wiener, the Father of Cybernetics . New York: Basic Books, 171-172. 【10】摘自王飞跃在2016年世界人工智能大会上的报告：《人工智能名人堂：纪念与欢庆》。【11】 Cousins E. Christ of the 21st Century . New York: Continuum Publishing, 1994. 【12】关于“物之力” “能之力” “智之力”的讨论，请见：贺福初.如何解放创造力？ ., 国防参考, 2016(14). 【13】关于如何对待人工智能，请见：1). 李德毅.对人工智能要有点敬畏之心 . 环球时报, 2016-5-20；尼尔斯尼尔森. 理解信念 .王飞跃，赵学亮译北京：机械工业出版社，2017. 【14】有些中文的文章称李郁荣是布什的学生，此系误传，但布什确实将李郁荣推荐给维纳做博士生，见张奠宙和李旭辉所作之《维纳和李郁荣》以及李迪所著之《数学史研究文集》第四辑（内蒙古大学出版社）。【15】 Therrien C W..The Lee-Wiener Legacy-A History of the Statistical Theory of Communication .IEEE Signal Processing Magazine.2002-11,33-44. 【16】有文章介绍Amar G. Bose是维纳的博士生，系误传。李郁荣是Bose唯一的博士导师。见“王飞跃，一只耳机背后的故事：维纳、李郁荣和Bose师生三代的传奇。” 【17】图自《控制论的革命者》，更多评论见王洪喆所作之《阿连德的大数据乌托邦》（《读书》 2017年3期）。 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 《麻省理工技术评论》、《君子》、《财富》杂志评定的2016年最佳书籍之一入选“2017年度最激动人心之科学著作”的决选名单《机器崛起》已在德先生旗下求知书店上架（识别下方二维码可进入购书直通车），现预定本书享8折优惠！求知书店《机器崛起（Rise of the Machines）》英文原版一经发售便被众多媒体广泛报道，并得到了高度评价，以下为相关媒体名单：《书单》、《电脑科技杂志》、《宇宙杂志》、《君子》、《金融时报》、《法兰克福汇报》、《法兰克福汇报大学报》、《星期五》、《卫报／观察家报》、《国际事务》、《柯克斯书评》、《自然》、《新苏黎世报》、《新科学家》、《纽约时报》、《展望杂志》、《科学美国人》、《旁观者》、《科学光谱》、《保准报》、《南德意志报》、《日报》、《技术评论》（德国）、《宇宙》、《华尔街日报》、“战争困境”网站；澳洲广播电台（澳大利亚）、巴伐利亚电台、德国广播电台、德国国家电台文化台、美国国家公共电台市场频道、西德广播电台、德国三星电视台。; 个人分类: 王飞跃教授|2465 次阅读|1 个评论

机器崛起：重现的自动化愿景: 热度 10 王飞跃 2017-4-19 08:40; 机器崛起：重现的自动化愿景王飞跃毫无疑问，《 Rise of the Machine 》是我近年来读到的最好一本著作。除了消耗时间之外，此书的翻译和校对过程给人以轻松、畅想、愉快的享受，而且常常伴有“ 原来如此！ ” 、 “ 竟然这样！ ” 、 “ 怎么会呢？ ” 等惊叹和无奈。借用美国国家安全局和中央情报局前负责人的话：在这本书里，作者托马斯· 瑞德巧妙地以作家的艺术、历史学家的严谨、哲学家的敏感揭露了 “ 赛博这东西 ” 已经并将继续颠覆人类感觉和认知的各个方面， “ 此书不仅仅是精神食粮，更是一场思维盛宴。 ” 英国前安全情报协调专员和最高情报机构负责人，亲历 “ 月光谜案 ” 的欧蒙爵士称 “ 本书为历史学家和记者之类设定了一种新的叙事标准 ” 。一位美国空军赛博战的前负责人讲得更干脆： “ 它将成为经典！（ It will be a classic. ） ” 然而，作为一名长期从事控制与自动化研究的科技工作者，自己还有 “ 额外 ” 的感叹和思考：控制论的天地原来如此之广阔，可为何今天却如此落魄，连自己的辉煌历史都被人 “ 遗忘 ” ？控制理论与控制论到底是什么关系？把 Cybernetics 译成中文 “ 控制论 ” 是利大于弊还是弊大于利？控制论同自动化又是什么关系？这关系是从控制论与控制理论的关系衍生出来的还是它们之间本身就有什么更加深刻的内在关联？显然，在赛博（ Cyber ）到底是什么意思都无法确定的情况下，对这些问题的回答也只能是仁者见仁、智者见智了。但个人总摆脱不了一种无法释然的感觉：似乎这么多年自己的努力和辛苦，只是在一条极其宽阔的大道上又修了一个小巷，筑了一个小院，结果在里面把凤凰养成了鸡，把狮子训成了猫。唯一可以安慰的是，鸡的社会经济价值远大于凤凰，猫的人文关怀作用更远胜于狮子。回想三十多年前，当我刚由力学转入控制领域时，曾有两个困惑：一个是文学上的：为什么钱学森要将其专著称为《工程控制论》，难道控制不就是关于工程吗？另一个是数学上的：控制教程书上讲的闭环反馈控制，其实从数学上看完全是开环的设定控制，特别对于确定性系统，反馈仅仅是形式上的，实质上根本没有任何反馈，但为何却称反馈控制呢？第一个困惑很快就解除了：钱学森在《工程控制论》开篇的第一段就解释说， Cybernetics 一词首先由法国物理学家安培在《论科学的哲学》中采用，为法语 Cybernetique ，意思是 “ 国务管理（ Civil Government ） ” ，自然属于社会科学的范畴。而且，之前诺伯特 · 维纳的《控制论》之副标题是： “ 关于在动物和机器之中的控制与通信的学科 ” ，又把控制论从社会科学扩展到生物学和机器智能（即人工智能或认知科学）了。相信这就是为什么钱学森要在其开创性的 “ 控制论 ” 前冠以 “ 工程 ” 二字的原因，也是为什么形式上在《工程控制论》里我们可以看到现代控制的框架和公式，但在维纳的《控制论》中几乎看不到现代控制的任何影子。本来，最初有把 Cybernetics 译成中文 “ 机械大脑论 ” 的提议，其实这至少能表述原文 75% 的含义，但 “ 控制论 ” 似乎只能传递原意的 25% 了。正是因为自己的这一认识，大约五六年前，在 IEEE SMC （系统、人、控制论，全称为 Systems, Man, and Cybernetics ）学会的一次理事会上，我对东欧学者提出设立 “Social Cybernetics” 技术委员会表示反对，因为 “ 控制论 ” 本来就是关于社会的，建议取名 “ 计算社会系统 ” ，并结合社会计算，创办一份 “ 计算社会系统 ” 的 IEEE 汇刊。但第二个困惑却困扰了我许多年，最后才 “ 顿悟 ” 般地弄明白：原来，所谓 “ 反馈 ” ，其实不在数学方程的形式或意义里面，而在其工程实施的实践和效果之中！所以，反馈必须在数学之外去理解，否则对于确定性系统而言，数学上就是根本没有反馈的开环控制。我曾问过一些控制专业的学生，还有教过控制理论和控制工程课程多年的老师，许多都不认识甚至不理解这一点。然而，正是反馈思想的这一独特的引入方式，才是维纳《控制论》对现代控制理论的最大贡献；而钱学森的《工程控制论》就是针对机电系统，使隐式的反馈变成数学和工程上的显式反馈机制。实际上，维纳的最大贡献可能是将机电伺服系统的物理反馈现象推广为生理神经上的 “ 目标性行为 ” （ purposeful behaviors ）和哲学上的 “ 循环因果律 ” （ circular causality ）及 “ 循环逻辑 ” （ circular logic ），认为人类、生物和智能机器等都是通过 “ 由负反馈和循环因果律逻辑来控制的目标性行为（ purposeful action governed by negative feedback and the logic of circular causality ） ” 实现其目的。这与当时在科学中居统治地位的因果范式冲突，但形成了控制论的思想基础。正在这一基础之上，再加上 1943 年麦卡洛特和波特关于神经系统固有思维逻辑运算的革命性文章，才有了后来的 “ 控制论小组 ” 和梅西系列会议，最后正式诞生了控制论这一领域。回顾历史我们发现，维纳获得巨大成功的专著《控制论》只是在巴黎的一次随机酒吧访问的随机谈话而导致的一份随机的合同及其随机产生的后果而已！当时无人 —— 包括维纳和其墨西哥裔法国籍的出版商 ——将其严肃对待，结果最后《控制论》一书的版权却成了麻省理工学院（ The MIT Press ）出版社和法国出版商竞相争夺的目标，历史就是如此有趣！更令人想不到的是，《控制论》的出版会引发社会如此大的反响和意外 “ 反馈 ” ：军事上的赛博战争出现了，文化上的赛博朋克露头了，社交上的赛博社区涌现了， ..... ，最后是今天的互联网、物联网、赛博空间，等等，结果人人在问 “ 赛博 ” 到底有什么含义？人人似乎都有答案，但没有人能讲清楚 “ 赛博 ” 是什么，谁知道明天又会出现什么？显然，就像当年自己对数学上反馈的困惑一样，理解赛博，必须理解其含义之外的含义。对今人而言，控制论引发的最大成果和现象可能就是眼下火热的人工智能、 AlphaGo 围棋人机大战、日益兴起的智能技术 ( 新 IT ) 和智能产业。其实， “ 人工智能 ” 本来就是作为 “ 机械大脑 ” 和机械认知的 “ 控制论 ” 而涌现的，是 1955 年，年轻的约翰 · 麦卡锡为了避免与维纳的纠缠，避免使用 “ 控制论 ” 而想出的新词，进而有了 1956 年里程碑式的达特矛斯人工智能研讨会，从此人工智能作为一个正式独立的研究领域面世。麦卡锡和同事尼尔斯 •尼尔森（ Nils Nilsson ）后来对人工智能作出了的另一种解释： AI = Automation of Intelligence （智能的自动化）该见解更是与维纳的控制论思想一脉相承，也解释了从工程角度，人工智能的实质就是知识自动化。这样的认识，有助于消除关于人工智能威胁人类的顾虑及所谓的 “ 奇点理论 ” 给社会带来的困惑。这种困惑大约 200 年前蒸汽机发明和 60 多年前控制论与计算机出现时都曾一度流行，但历史证明其与事实不符，过度担心是不必的。当然，技术是把双刃剑，人工智能也是如此，我们必须适度思考并应对其负面影响。在《历史的起源与目标》一书中，德国学者卡尔 · 雅斯贝斯曾将公元前 800 到前 200 年间约 600 年人类文化的突破称之为 “ 轴心时代 ” 。这就是以中国、印度、希腊和古中东文明所代表的世界范围的 “ 哲学突破 ” 、宗教的兴起和农业文明的巩固。当代一些社会学者认为人类社会刚刚进入 “ 第二轴心时代 ” 。但作为一名技术人员，我更倾向于人类社会即将走完 “ 第二轴心时代 ” 。始于 14 世纪中期的文艺复兴，终于 20 世纪的现代物理学和现代数学，差不多也是 600 年时间。在 “ 第二轴心时代 ” ，我们经历了 “ 科学突破 ” ，以殖民和贸易为特征的 “ 负和 ” 、 “ 零和 ” 全球化以及工业社会的出现及成熟。翻译完《机器崛起》，我相信人类正进入 “ 第三轴心时代 ” ，始于量子力学、相对论和哥德尔的不完备性定理所引发的人类对物性、人性和理性的重新认识，以及随之而来的计算机、互联网、机器人等新技术和控制论、人工智能、智能科学等新学科。或许，时下的 “ 反全球化 ” 就是第二轴心时代的一次 “ 回光返照 ” ，以资源优化、智力调配、人机结合、虚实一体为特征的新一轮多赢 “ 正和 ” 智能全球化已经开始了，人类将在 “ 第三轴心时代 ” 进入智业社会。在第一轴心时代，人类解放了 “ 物之力 ” ，实现了 “ 农业文明 ” ，基本解决了社会上资源不对称的问题；在第二轴心时代，人类解放了 “ 能之力 ” ，实现了 “ 工业文明 ” ，基本解决了人们之间信息不对称的问题；在第三轴心时代，人类将解放 “ 智之力 ” ，充分利用赛博空间，使全球化由 “ 负和 ” 、 “ 零和 ” 走向 “ 正和 ” ，进入 “ 智业文明 ” ，最终解决我们之间的智力不对称问题。因此，以人工智能和机器人为代表的智能技术是时代的呼唤，对此我们要有激动之心；智能科学是多少前辈科学家努力的结果，是科学发展的必然，对此我们要有敬畏之心；智能科技同其它科技一样，是把双刃剑，既能造福人类，但用不好也会对人类造成伤害，对此我们要有平常之心。《机器崛起》是关于控制论之遗失的历史，但却为我们重现了一幅自动化的辉煌愿景。从我个人的角度，我希望给本书再加上三个小小的遗失。一是维纳与 Cyberspace 和虚拟现实的发源地赖特帕 - 特森（ Wright—Patterson ）空军基地的一段趣事，二是在控制论思想萌发、形成、发展中一位中国人的重要作用，三是控制论理念在一个第三世界国家的社会政治实践。 1953 年， MIT 的博士生阿玛尔 · 博斯（ Amar Bose ）被电子研究实验室（ RLE ）主任杰罗姆 · 韦斯纳（ Jerome Wiesner ）指定负责与维纳联系。不久，维纳要求博斯替他去做一个重要讲座，因为维纳觉得自己的社会地位和公开的观点使他无法接受这一邀请，但内心又很想去。维纳对博斯说： “ 赖特帕特森基地有位将军请我去介绍我的理论，你替我去讲吧。 ” 可几周过去，博斯再没听维纳提及此事。一天见到博斯，维纳说赖特帕 - 特森基地那个人办事不可靠，还没联系好。又过了几天，另一位博士生见维纳在系里的信件收发室里撅着屁股翻着大邮筐，满地都是从筐里飞出来的信件。原来，维纳丢了基地的邀请信且忘了那位将军的名字。很快，博斯从维纳秘书那里接到电话： “ 他刚口述了一封信，要求在地址上写：致俄亥俄州戴顿赖特 - 帕特森空军基地给诺伯特 · 维纳写信的人，我该怎么办？ ” 博斯告诉： “ 你小的时候没给圣诞老人写过信吗？就那么办。 ” 结果，此事再无音信，当然讲座也没有办成。当时，赖特 - 帕特森空军基地是美军先进武器的研究中心。很久之后的 1984 年，美军公开宣布他们终于悟出不但改变战争形态同时也改变世界科技之空间概念的虚拟现实技术，这就是赖特 - 帕特森基地所描述的视觉耦合机载系统模拟器（ VCASS ）。可惜，维纳与赖特 - 帕特森空军基地失之交臂，此时他已去世正整整 20 年了。否则，他一定会更感自豪：尽管二战期间其控制论没有像他一直暗示的那样发挥了重大的作用，但现在，他的《控制论》终于在军事上有了不可动摇的历史地位！实际上维纳在讲座一事上表现的态度，不但与其身世、性格和经历相关，更与他的首位中国学生李郁荣（ Yuk Wing Lee ）密切相联。李郁荣是广东新会人， 1904 年生于澳门， 1930 年在 MIT 获得博士学位，导师就是维纳。他是华人系统学习研究现代通信和控制的第一人，他的工作催生了维纳的控制论思考，并在后期发展维纳控制论的理论及工程应用方面，做出了极大的贡献。维纳本人也十分看重与李郁荣的合作，认为李郁荣的稳重与判断力正是自己需要的，李郁荣是自己进入工程应用的 “ 桥梁 ” ，并与李郁荣完成了他的第一个网络专利。实际上，这也是 1936 年维纳来清华任教一年的主要原因之一，因为离开了李，他在电路网络方面的研究进展大大受挫，一筹莫展。在清华大学，他们取得更多的进展，加深了维纳对反馈作用、意义及其复杂性的理解。他们还提出了离散计算机的设想，并安排清华大学向 MIT 购买相应设备器件，可惜因种种原因被时任 MIT 工学院院长的布什否定。此外，维纳在清华还帮助华罗庚前往英国过去的老师哈代处深造，使华罗庚在国际数学界显露头角。维纳自己认为，在清华大学的一年，才是控制论思想萌芽的一年。其实，李郁荣随维纳学习之初十分困难。开始时，按维纳的理论设计电路总行不通。他跑去找维纳，说理论一定有什么地方不对。好在李郁荣没有放弃，不断的尝试，一年之后，才算明白维纳在说什么，终于成功！他们的 “ 柔性网络 ” 在当时具有革命性的突破意义，以致 “ 无人相信 ” ！博斯是李郁荣的博士生，他后来转述了李郁荣博士论文答辩的火爆场面：电机系里 20 名教授全都来了，他们根本不理解李郁荣在做什么，弄不明白为何对一个清清楚楚的电路搞上一堆不知所云的复杂数学公式，而且除了维纳保证这些式子是对的，就是李郁荣自己也说不清它们是什么意思。原来，李按照维纳的指导，第一次将拉盖尔函数用于电路分析，还首次使用今日电路和控制通用的术语 “ 综合 ” （ Synthesis ），并开创性地把希尔伯特变换关系用于工程分析，发明了著名的 Lee-Wiener 网络。因为他不是数学家，李郁荣有些地方并没有吃透，而且维纳似乎也没花多少时间去思考并指导李郁荣。结果，大家 “ 猛轰 ” 李郁荣，不停向他提问，使他几乎无法招架。最后，年轻的教授维纳站起来说： “ 先生们，我建议你们把论文带回家好好研究一下，你们会发现它是对的！ ” 维纳的话结束了李郁荣的答辩，但通过还是失败没有结果。两周之后，李郁荣在惴惴不安中收到系里寄来的小纸条，上面写着： “ 你过了。（ You passed . ） ” 博斯为此愤愤不平，认为这些教授们欠李郁荣和维纳一个道歉：他们应祝贺二位并赞扬其巨大贡献，这是电机工程领域里程碑式的工作，从此为现代通信工程打下了理论和应用基础。博士毕业之后，李郁荣因身为中国人很难找到工作，尽管维纳非常想把他留在 MIT 或在美国工作，极力推荐，但最后李郁荣只好回到上海，后赴清华教书，最先要做的一件事就是请维纳来华访问。在清华，维纳收到了 ATT 的信，要买他和李郁荣的专利。为了使专利尽快得到应用，维纳决定忍痛以 5 千美元的低价把专利卖了 , 以为产品上市后一定还会分到更多的利润。没想到， ATT 买他们的专利的目的是为了将其束之高阁，打开他们自己专利的市场，消灭竞争。从此，他们再也没从专利得到分文。这件事，让维纳痛恨 ATT 和大公司，从此开始失去对大组织的信任。 1942 年初，维纳向军方提交了他关于防空火力控制的研究报告，名为《稳态时间序列的外插、内插和平滑》。里面满是复杂的数学公式。报告很快被相关部门负责人瓦伦 •韦弗（也是一个数学家）用明亮的黄色封面装订起来，被称为 “黄祸” 并标为机密，仅在有一定密级的人员中传阅。战后的 1948 年，香农和韦弗出版了《通信的数学理论》（也是一部经典），维纳认为该作利用了他的研究成果，至少受了启发，而维纳的报告却迟迟没有解密，直到 1949 年才正式发表。维纳一直坚信他的理论可以在第二次世界大战中发挥重要作用，但却被官僚封杀，自此更对政府和军方失去信心。这就是为何他在战后声称不再接收大公司、军方和政府的研究经费资助，并公开发表反战声明的一个原因，也是他心中想去赖特 - 帕特森空军基地但不自己前往的原因。从历史资料看来，维纳与李郁荣和博斯这些低调 “ 微不足道 ” 的人共事时最为快乐且高产。维纳后来帮助李郁荣在 MIT 找到位置，但李郁荣和夫人因抗日战争爆发滞留上海，最后靠开古董店和当年 ATT 的专利费维生。战后他们得以赴美，在 MIT 为推广维纳理论的应用不遗余力，成果卓然，形成当时名震世界的通信统计理论学派，并在 MIT 开课，其讲座影响广泛。李郁荣的学生中有许多留在 MIT 执教，他们都是现代控制和通信历史上赫赫有名的权威，其中两人创办了今天仍十分有名的 Teledyne 公司和 Bose 公司。至此，李郁荣总算 “ 回报 ” 了当年 MIT 电机系教授们对他的博士论文的 “ 礼遇 ” 。图注：李郁荣主持的 MIT 夏季讲座使维纳的理论广为传播，成为现代通信的基础。（摄于 1954 年，维纳身边分别是李郁荣和香农）身为第二代孟加拉裔的美国人，博斯是李郁荣一位富有传奇色彩的学生，也是他的第一个博士生。当年，李要 Bose 研究维纳的非线性理论的论文和笔记，但花了十个月博斯还弄不清维纳到底在讲什么。每次问李郁荣，李郁荣总是告诉他： “ 坚持，会来的。（ Keep on it, it will come . ） ” 一次李郁荣告诉博斯，有个数学的国际会议将在 MIT 召开，让他去讲维纳的理论。在此之前，博斯从未做过学术报告，而且并不懂要讲的东西，他真的吓坏了。会议召开的两周之前，他终于觉得 “ 明白了 ” ，结果博斯的报告被会议高度评价，连维纳也非常满意，这段经历也成了博斯最宝贵的学习体验。图注：黑板前的师生三代：李郁荣、博斯和维纳在 MlT ( 同引自注 15) 当年，博斯因为难以向大公司推销他的音响技术而苦闷，去向李郁荣诉说。李郁荣用自己开古董店的经验告诉博斯： “ 每一个古董商的梦想就是有一天一个极有价值的东西能来到手中，而且能被认出来并抓牢，不让它跑掉。 ” 尽管李郁荣没再讲什么，波斯明白了：他不应该再去找大公司了，自己干！今天， Bose 公司已是世界上最著名的音响设备商，李郁荣就是它的 “ 催生者 ” 。李郁荣的一生朴实低调，他婚后无子女，其夫人是加拿大人，著有 A Letter to My Aunt ，记录其中国的艰难经历。 1969 年退休后到加州生活，于 1989 年 11 月 8 日去世。今天，李郁荣教授差不多已被完全遗忘，令人感叹。我曾打电话给瑞德，讲述此事，希望他能在中文版序言中讲一下李郁荣的故事。瑞德对此也十分感兴趣，要了相关材料。感谢他在序言中提及了李郁荣的亊迹。最后一个 “遗失” ，是早已被大家忘记的 20 世纪 70 年代智利总统阿连德的 “ 赛博协同工程 ” （ Project Cybersyn ） —— 一场来自南美洲的控制论革命。作为智利的第一个民选总统，阿连德重用年轻的弗洛雷斯，试图在远离冷战大国的南半球，走出一条抗衡东西方意识形态对峙的第三条道路，即 “ 智利特色的民主社会主义道路 ” 。为此，弗洛雷斯在英国控制论学者比尔的身上看到了希望，邀请他赴智利把控制论应用于一个国家的管理，成就了一段几乎是天方夜谭般的赛博故事。比尔为智利设计了 “ 赛博协同控制工程 ” 工程指挥中心，希望由此通过信息充分交换的国家联网系统，将国家行政和长期计划转为日常决策和实时行动： “ 不像苏联那样将计划产量从中央向下逐级指派，也不像美国那样依靠自由市场调节，而是一种去中心化、非官僚式，既保证企业和社会的自主性又能实现快速实时干预的经济政策 ” 。图注：智利阿连德总统的 “ 赛博协同控制工程 ” 指挥中心操作室还原图历史表明，在当时的技术水平下，这是一场 “ 大数据 ” 和控制论的乌托邦梦想。阿连德的尝试失败了，最后自己也在军事政变中饮弹身亡。有兴趣深究的读者，可细品梅迪纳的《控制论的革命者 : 阿连德智利的技术与政治》。翻译和校订此书是一次令人愉悦和心动的经历，引发了自己许多的历史回顾和更多的未来畅想。在此，我十分感谢王晓、郑心湖、梁侨、王赛等同事为本书的翻译及校对工作所付出的努力；中国科学院院士贺福初教授、中国工程院院士戴浩教授以及中国指挥与控制学会副理事长兼秘书长秦继荣教授在翻译过程中给予了大力的支持和帮助，并对译稿提出了许多非常宝贵的修改意见；中国工程院院士孙优贤教授、桂卫华教授，驭势创始人吴甘沙博士以及新智元创始人杨静女士对本书的倾情推荐。瑞德教授本人提供了书中所用的图片原稿，他对中文译稿也寄予了深切的希望并在翻译过程中给予了大力的支持。王晓博士以及她所带领的平行工作室，为本书的翻译付出了大量的心血。在这一年中，她同时将自己的博士课题应用于社会化营销，创建了 “ 德先生 ” 微信自媒体平台，目前已初具规模。《机器崛起》一书的扩展阅读、推荐序与书评也将在 “ 德先生 ” 进行首发，感兴趣的读者可多关注。感谢中国自动化学会、中国指挥与控制学会、机械工业出版社、麻省理工科技评论、新智元为推动本书的出版付出的所有努力！希望本书能帮助读者更加深入的理解当前的自动化和智能科技及其对人类社会的帮助及其冲击。王飞跃，二零一七年三月十七日于长沙普照园平行居中国科学院复杂系统管理管理与控制国家重点实验室主任国防科技大学军事计算实验与平行系统技术研究中心主任【1】 André-Marie Ampère, Essai sur la philosophic des sciences . Paris, 1845. 【2】 Wiener N.1948, Cybernetics: Or Control and Communication in the Animal and the Machine . Massachusetts: MIT Press ,1948 ISBN 978-0-262-73009-9; 2nd revised ed. 1961. 在本书中，维纳没有提安培已经采用了“控制论”，认为是自己基于希腊文“掌舵人”而首次创造的新词。【3】关于Cybernetic的中文译法，其过程和选择请见龚育之等人对《控制论》的中文译本：诺伯特·维纳.《控制论——或关于在动物和机器中控制和通信的科学》 . 郝季仁译. 北京：北京大学出版社, 2007. 【4】 IEEE是国际电气和电子工程师协会(the Institute of Electrical and Electronics Engineers)的简称。【5】 IEEE Transactions on Computational Social Systems，于2014年创刊。2017年，IEEE期刊重振委员会任命王飞跃为汇刊主编。【6】王飞跃.从工程控制到社会管理: 控制论Cybernetics本源的个人认识与展望 .控制理论与应用. 2014, 31(12) : 1621-1625. 【7】 Rosenblueth A, Wiener N, Bigelow J. Behavior, Purpose and Teleology .Philosophy of Science. 1943, 10( 1): 18-24. 【8】 McCulloch W S Pitts W. A Logic Calculus of the Ideas Immanent in Nervous Activity . Bulletin of Mathematical Biophysics. 1943(5)：115-133.5, 1943, pp. 115-133. 【9】 Conway F Siegelman J. Dark Hero of the Information Age: In Search of Norbert Wiener, the Father of Cybernetics . New York: Basic Books, 171-172. 【10】摘自王飞跃在2016年世界人工智能大会上的报告：《人工智能名人堂：纪念与欢庆》。【11】 Cousins E. Christ of the 21st Century . New York: Continuum Publishing, 1994. 【12】关于“物之力” “能之力” “智之力”的讨论，请见：贺福初.如何解放创造力？ ., 国防参考, 2016(14). 【13】关于如何对待人工智能，请见：1). 李德毅.对人工智能要有点敬畏之心 . 环球时报, 2016-5-20；尼尔斯尼尔森. 理解信念 .王飞跃，赵学亮译北京：机械工业出版社，2017. 【14】有些中文的文章称李郁荣是布什的学生，此系误传，但布什确实将李郁荣推荐给维纳做博士生，见张奠宙和李旭辉所作之《维纳和李郁荣》以及李迪所著之《数学史研究文集》第四辑（内蒙古大学出版社）。【15】 Therrien C W..The Lee-Wiener Legacy-A History of the Statistical Theory of Communication .IEEE Signal Processing Magazine.2002-11,33-44. 【16】有文章介绍Amar G. Bose是维纳的博士生，系误传。李郁荣是Bose唯一的博士导师。见“王飞跃，一只耳机背后的故事：维纳、李郁荣和Bose师生三代的传奇。” 【17】图自《控制论的革命者》，更多评论见王洪喆所作之《阿连德的大数据乌托邦》（《读书》 2017年3期）。 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~; 个人分类: 书海拾贝|21545 次阅读|12 个评论

关于人机大战的看法: 热度 1 lxj6309 2016-3-11 16:48; 最近人机大战，李世石连输两局，不少人对机器产生了畏惧。这里提一点看法：必须把机器作为机器对待，以与人博弈的办法对付机器，就会出错。不要想机器有什么智慧，它实际上不懂欺骗，所以，你也不要想怎么欺骗它。对机器要讲大战略和大布局，并且不要心存侥幸。机器的唯一长处是运算速度快和准确，至于是否想的周全，全在于设计者的水平。对于围棋，恐怕也没有什么现成棋局可以参考，就是计算条件最优解。如果现在算法和硬件已经可以穷尽围棋棋步的所有可能，那么，人类棋手只有失败的份，最多平局！; 个人分类: 科技普及|4397 次阅读|1 个评论

智能化改变世界?: 热度 2 王飞跃 2016-2-11 08:45; 智能化改变世界 ? ——《大智能时代》书序王飞跃在 2015 年第七届中国智能车未来挑战赛举办之际，《新智元》创始人杨静女士给了我两本将由机械出版社出版的译书：本书《数字法则：机器人、大数据和算法如何重塑未来》和另一本《大智能时代：智能科技如何改变人类的经济、社会与生活》，告我出版社希望我能为两本书写序，而且只有 5 天的时间。杨静为宣传未来挑战赛不辞辛苦，连续两年亲赴现场报道，而且以极大的热情为传播普及智能技术付出了许多努力，开创了利用新媒体推介和交流人工智能与机器人等的新途径。虽然我时间紧，但实在无法拒绝她的请求，何况自己还兼任中国自动化学会科普工作委员会主任及中国科协智能自动化科普团队的首席科学家，这也的确是份内之事。没有想到，接下来，仅仅读这两本就花了自己两周多的时间。好在很有收获，两本书超出了我的期望。本以为不过又是两本时尚之作，细读之后，感觉两书极富特色，代表了当代社会关于人工智能技术两个 “对立”阵营的典型观点：失望与希望，或更直白地说，反对与支持，十分值得关注智能技术的用户、研究者及政策制定者阅读，而且最好两本合起来读。显然，本书支持智能技术，对智能时代充满希望。写书的方式十分新颖，成于一位资深商界人士的问和一位年轻技术人员的答之间，引人入胜。松尾丰博士是东京大学的一位项目副教授，曾在斯坦福大学访问多年，主持过社会网络挖掘系统POLYPHONET 的研发，虽然年轻但对许多人工智能技术的看法，很有见地。书虽然不厚，但我在飞机、酒店、会场上断断续续的读了近一周，在内页写下许多随感和记号，为写序做准备。可惜在参加世界机器人大会期间，把书留在了饭桌座位上，尽管还用铅笔在书中写过自己的名字，但书再也找不回来了。不知何人拾到此书，唯一确定的是：一定不是机器人，它们还没有如此的智能。显然，有人喜欢此书，认为至少值得拿回去读。本书以对话的形式，从对智能技术本身的描述和认识开始，探索其对政治与经济的推动，对伦理与文化的影响，对社会与教育的冲击，从各个角度进行了有趣，许多时候还是十分深刻的分析。特别是讨论判断 “ 人工智能 ” 的基准时，就 “ 中文房间 ” （即 “ 中国屋 ”) 与 “ 图灵测试 ” 之间的关系 ; 在讨论 “ 大数据 ” 时，就 “ 因果关系 ” 与 “ 关联关系 ” 之间的关系，等等，观点十分明晰。希望有助于解除当下社会上流行的图灵测试 “ 崇拜 ” 和数据挖掘 “ 神化 ” 。当然，我们也不要走向另一个极端，毕竟人类曾有过没有 “ 神灵 ” 认可就不敢放心的阶段，现在还处于弄不清因果关系心里就没有底的境地。对于人工智能一些分歧较严重的话题，如 “ 奇点理论 ” 、 “ 强 AI” 等等，松尾丰只是描述观点，并没有加以渲染。显然，这是其智能技术一线工作经验的客观反应。其实，就像光速不可超一样，相信人的智力也是有限的，这也是有限理性的必然结论，我们不应过多地花时间去讨论那些极容易陷入 “ 无穷回溯 ” 的话题之中。我更感兴趣的是书中提出的 “ 网络国家 ” 、 “ 介数国家 ” 、 “ 初创国家 ” 和 “ 创业国家 ” 等概念，以及智能技术在形成与维持这类新型 “ 国家 ” 过程中的核心与关键作用。更让我高兴的是书中关于结合实时智能技术与 PDCA 循环，用于大型社会或城市管理与服务、 “ 把神话性质的要素恰当地植于国民的认识中 ” 、 “ 在人工智能中安装模拟世界的设备 ” 、 “ 人工智能或监视机器是否会取代神明在人们心中的位置呢？ ” （这个问题让我想起《 1984 》中无处不在的 “Big Brother” ）、 “ 由大家一起决定关于人命价值评分机制的时代即将来临 ” 、 “ 现状的模式化 ” （其实八卦就是决策与状况的模式化之古老版本），等等讨论，不但有趣，而且相应的思路与自己从事的基于 ACP （人工社会、计算实验、平行执行）方法之平行智能的想法，相当一致。本书的基调，对智能技术既希望又理性，虽然有着 “ 不放过任何犯罪行为的社会终将到来 ” 的偶尔 “ 超调 ” ，但讨论内容还是合理的。当然，我也不同意 “AI 是人类最后的发明 ” 之讲法，而 “ 人工智能是日本再次腾飞的机会 ” 之言语也让我想起日本上世纪八十年代的 “ 第五代机 ” 的雄心壮志，但智能时代必将改变世界，就像工业化已经改变了我们的世界一样。就是为了这个原因，推荐你花点时间读读此书，科普一下智能技术，了解并准备迎接新的智能时代。; 个人分类: 随思走笔|6276 次阅读|2 个评论

给《Nature》审稿: 热度 10 profjin 2015-6-11 03:46; 一月份收到《Nature》的资深编辑Liesbeth Venema审稿邀请，请我审一篇综述文章。三月份又审了它的修改稿。前几天居然收到杂志社寄来的一个邮包，一看是三本《Nature》最近出版的一期杂志。翻阅之后发现原来这期杂志收集了有关“机器智能”的6篇综述文章，分别阐述“深度学习”、“增强式学习”、“概率学习”，“小型自主飞行器”、“软体机器人”及“进化计算”。做了20多年计算智能的研究，没想到这几年突然热起来了。很高兴看到进化计算也被列为“机器智能”的六个重要领域之一，希望这对进化计算研究领域的发展能起到积极的促进作用。; 31196 次阅读|21 个评论

机器智能设计与制作已经进入了个人时代，你信吗？: 热度 2 accsys 2015-3-10 08:34; 自从现场可编程阵列器件FPGA与EDA软件出现之后，任何以电子电路为基础的机器智能设计与制作都可以由个人来完成了，在此之前是不可想象的事情。十几年前市场化的电子电路设计的材料和场地器件FPGA让设计者一下子摆脱了“刀耕火种”的境况，只要你有一台电脑和一块资源足够使用的FPGA开发板，你就可以在自己的家里进行机器智能的设计与验证。什么CPU 、DSP、GPU、SOC等你都可以自己去设计完成，当然你应该具有相应的知识。现在很多人在利用FPGA做嵌入式，厂家提供的各种软硬核，自己是否可以尝试设计呢？把机器智能设计的全部搞清楚，我们才有可能摆脱任人宰割的状况，才会有我们自己的原创。真希望更多的人能够认识到这一点，运用FPGA与EDA开发出更多属于我们自己的产品。 2015-3-10; 个人分类: 随笔|2124 次阅读|6 个评论

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