第1章 计算机器与智能
(艾伦·图灵,1950年)
为什么选取这篇文章进入本书,而且作为第1章首先进行解析呢?艾伦·图灵的一生中有两篇非常重要的文章,分别是《计算机器与智能》和《论可计算数及其在判定性问题中的应用》。有趣的是,同样一个人撰写的文章,这两篇文章一个是肯定的,一个是否定的。在《计算机器与智能》中,艾伦·图灵论证了“数字计算机在理论上可以思考”。在《论可计算数及其在判定性问题中的应用》中,图灵论证了“不是所有的可定义的问题都可以被计算”。图灵的这两篇文章,一篇说明了计算机“能”的一面,另一篇说明了计算机“不能”的一面。
这两篇文章的论证方法是不同的。为了让读者有一个乐观的状态,我们首先介绍和解析说明了计算机“能”的一面的这篇文章。
第二篇文章运用了大量的数理逻辑知识,全篇各种形式化的符号,对这篇文章,大家争议不多。第一篇文章没有任何形式化的符号,对这篇文章,大家有一些争议(尽管艾伦·图灵已经在文章中反驳了9种典型的反对意见)。有争议的论文,不代表就是错误的,更不代表没有价值。
人类的历史走到现在,人工智能经历了多次兴衰起伏,当前正处于一个蓬勃发展的阶段(主要归功于计算能力和存储能力的提高)。让我们在历史中找到现阶段的定位,回归基本问题,追根溯源,看看我们已经取得了哪些进展,还有哪些差距,未来可能走多远,以及未来可能的前进方向。
《计算机器与智能》是艾伦·图灵在1950年于《心智》(Mind)杂志上发表的在计算机科学发展史上具有奠基意义的一篇经典文章,这篇文章相距1936年《论可计算数及其在判定性问题中的应用》的发表已过去了14年。
艾伦·图灵出生于1912年,与我国的华罗庚、“三钱”(钱学森、钱伟长、钱三强)几乎同龄,他在发表《计算机器与智能》这篇文章时只有38岁。今天,设想如果没有艾伦·图灵,在过去的一个世纪中,计算机的面貌将发生怎样的变化?如果没有华罗庚和“三钱”,我国的科学技术面貌将发生怎样的变化?这给我们的启示是,我们需要尽力包容、鼓励、尊重、支持年轻科学家的成长和探索。
下面给出一些科学家的出生时间:
•约翰·冯·诺依曼(计算机科学家,出生于1903年12月28日)
•库尔特·哥德尔(数理逻辑学家,出生于1906年4月28日)
•华罗庚(数学家,出生于1910年11月12日)
•艾伦·图灵(计算机科学家,出生于1912年6月23日)
•钱学森(空气动力学家,出生于1911年12月11日)
•钱伟长(力学家,出生于1912年10月9日)
•钱三强(核物理学家,出生于1913年10月16日)
•莫里斯·威尔克斯(计算机科学家,1967年图灵奖得主,世界上第一台存储程序式电子计算机EDSAC的设计者,出生于1913年6月26日)
之所以将上述科学家列在一起,至少有两点考虑:一方面,他们都将在本书中的不同地方被提到,熟悉他们的事迹有助于理解本书的主题;另一方面,他们的出生时间较为接近,“江山代有才人出”,以同时代涌现的人才群体的视角审视和怀念这些科学家,或许能给我们一些启示。
《心智》杂志是心理学和哲学领域的一本期刊,每个季度出版一次。艾伦·图灵这篇论文是1950年第四季度这一期的第一篇文章。一篇计算机科学的经典文献发表在心理学和哲学领域的期刊上,这说明学科之间存在着密切的联系,因此多学科之间的融合是必要的。
这篇文章涉及了很多哲学上的观点,比如唯我论、行为主义、不可知论、形式主义、符号主义、联结主义。
这篇文章的标题是两个非常基本的名词,一个是计算机器(Computing Machinery),一个是智能(Intelligence),即使我们在70多年后讨论这两个基本概念仍很容易陷入空谈,或者原地踏步,表面热闹但却是循环论证,或者“盲人摸象”,总之不容易取得实质性的、全面的、正确的新结果。注意,艾伦·图灵在文章中使用了“intellectual capacity”表达“智能”这个意思,这充分说明智能是能力的一种,智能不是全部能力。
注意到艾伦·图灵在标题中说计算机时,没有用Computer这个词,因为这个词从本意上可以指从事计算的人(Human Computer)。虽然今天Computer一般指计算机,但为了避免歧义,艾伦·图灵使用Computing Machinery来指代进行计算的机器,是非常精准和恰当的。
什么是计算机?什么是智能?计算机能否思考?这样的“基本”问题值得回答吗?能够回答吗?有的人不仅仅对问题的答案有不同意见,对问题本身也有不同意见,他们认为:不要“正名”,只管用就好了;或者说,只去做具体的设计和应用就好了,不要思考“空洞”“好高骛远”“虚无缥缈”的问题;或者说,只关注怎样做(How)就好了,不要关注为什么(Why)和是什么(What)。持这些观点的人看到艾伦·图灵撰写的《计算机器与智能》或许应该有所反思。一个38岁的年轻人,在计算机刚刚起步(只有4年)的时刻,讨论“计算机器与智能”,我们应该持鼓励、赞赏的态度,而不是持讥笑、反对的态度,这对中国基础科学的发展或许有益处。
这里顺便提一下,我国古代有关于“正名”的研究,包括《论语》和《吕氏春秋》等典籍都有关于名实的文章。“正名”就是修正或端正事物的指称、名号,使名实相符。“名”是对事物的指称,规定事物的属性及其与他者的关系。“实”是名所指称的事物、实体。名的规定应与其所指之实相符。但在现实中,往往名不符实。针对这种情况,就要求事物所用之名不能超过事物自身的属性,名所指之实也不能超出名所规定的范围。“正名”是维护名所构建的社会秩序的重要方法。各家都认同“正名”的主张,但其所修正的“名”的具体内容则有所不同。
这篇文章原文共28页,分7个章节,依次是(1)模仿游戏、(2)对新问题的评价、(3)游戏中的机器、(4)数字计算机、(5)数字计算机的通用性、(6)关于主要问题的对立观点、(7)具有学习能力的机器。全文内容丰富,涉及神学、物理、化学、生物、信息论、数理逻辑等多个学科,但紧扣“机器是否能够思考”这一主题,语言简练,逻辑严谨,可以看出艾伦·图灵能够得心应手地驾驭多学科的知识,他不是对这些知识一知半解,相反,这些知识深深地融入他的意识之中。
本书的第1章和第2章是艾伦·图灵的两篇流芳百世的著作,尽管两篇文章都比较有名,但有人认为第一篇的技术性要差一些。我们认为,这是两篇不同风格的文章,第一篇文章没有符号化的东西,没有定量的东西,没有定理,没有具体的结构设计,但不代表第一篇文章不重要。第一篇文章讲计算机能做什么,第二篇文章讲计算机不能做什么。人类中的大多数是“入世”的,是建设者,所以更关心前者。
我们在写作本书的时候,将做两个方面的新工作,一是对第一篇文章(也就是本章)做一些定量的拓展,挖掘其中可以定量化、符号化、形式化的内容,二是对两篇文章进行类比和对比研究,形成“单独-类比-对比-整体”的思考路线。