涌现:AI大模型赋能千行百业
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1.1 AI大模型的演变

1.1.1 图灵测试:人工智能诞生

图灵测试(Turing Test)是一种测试人工智能智能程度的方法,它以英国逻辑学家、数学家艾伦·图灵(Alan Turing)的名字命名。1950年,图灵在论文“Computing Machinery and Intelligence”中提出图灵测试的思想。

1.图灵测试的基本原理

如果一台机器能够与人类进行对话,而人类无法分辨出这台机器和一个真实的人之间的区别,那么可以认为这台机器具备智能。图灵测试的意义在于检验人工智能的水平和进展,并且为人工智能研究提供一个目标和标准。图1-1展示了图灵测试的原理。

图1-1 图灵测试的原理

图灵测试的原理涉及模仿和误导两个方面。首先是模仿,即机器能够模仿人类的思维和行为,并与人类进行对话。图灵认为,如果一台机器能够回答一些一般性的问题,如“你喜欢什么样的音乐?”“你怎么看待人类的情感?”等,而且在回答中表现出智能和情感的特质,那么可以认为这台机器具备智能。这需要机器能够理解问题的含义,正确推断问题的答案并回答,同时表现出类似人类的态度、情感和思维方式。

其次是误导,即机器可以利用各种方法来隐藏自身的机械本质,比如使用复杂的语言模型、回避一些难以回答的问题、调侃人类、与人类开玩笑等,以此来迷惑人类的判断。图灵认为,误导是测试机器的智能程度的一个重要手段,因为如果一台机器能够以与人类相似的方式误导人类,使人类无法准确判断其真实性,那么这台机器更接近具备智能。为了达到误导的效果,机器需要具备一定的智能和灵活性,能够理解人类的语言、情感和社交规则,以及准确把握对话的上下文。

例如,小明、小红和小刚3人参加一场游戏。小刚被隔离在一个密闭房间中,他只能通过两台打印机分别与小红和小明进行交流。然而,小刚并不知道打印机背后的回答者是谁。游戏的目的是让小刚在游戏结束后,根据提问和回答的记录,猜测出哪台打印机背后的回答者是小红,哪台打印机背后的回答者是小明。小红希望尽量帮助小刚猜出自己的身份,而小明则希望尽量干扰小刚的判断。由于小明可能会故意模仿小红的回答来干扰游戏进程,因此这个游戏被称为模仿游戏。

如果将人类小明替换为机器小明,并让机器小明通过预先设定的程序模仿小红并回答小刚的问题,这个游戏仍然可以进行。图灵在他的论文中提出了一种通过用机器代替人类来判断机器是否具备智能的方法:通过观察小明等角色回答错误的概率是否显著提高来判断这台替换的机器是否具备智能。

虽然图灵测试作为一种简单的思想实验存在许多缺陷,但它第一次让人们能够确切地想象出具备智能的机器是什么样子的,而不是仅停留在科幻的虚无中。这为后世围绕人工智能的科学实践提供了重要的方向指引。

2.图灵测试的意义

图灵测试作为一种重要的测试人工智能智能程度的方法,不仅可以帮助人们了解机器的智能水平,还可以促进人工智能领域的发展。图灵测试的重要意义如下。

图灵测试是一个智能的检验标准,通过评估机器与人之间的对话交互能力,判断机器是否具备智能。这有助于界定人工智能的边界和范畴,帮助人们了解目前人工智能技术的进展和水平。图灵测试为人工智能的研究提供了一种明确的目标和标准,促使科学家和研究人员不断努力开发更加智能的算法和系统,使机器在模拟人类思维和行为的能力上更加接近真人。

图灵测试为人工智能的发展提供了目标和动力。作为测试工具,图灵测试可以激励科学家和研究人员不断提升人工智能的智能水平,努力让机器能够更好地模仿和误导人类。通过与机器进行交互的实验和研究,可以发现和应对人工智能的一些瓶颈和挑战,推动人工智能的突破和创新。

图灵测试具有一定的实践意义。它可以评估人工智能产品的质量和性能,便于用户对其进行选择。通过对产品进行图灵测试,可以了解其与用户之间的交互体验是否真实、自然,了解其是否足够智能、能否满足用户的需求。这有助于开发人员改进和优化产品,提高用户体验和满意度。

可将图灵测试用于语音识别、自然语言处理等领域的算法研究和评估,推动这些领域相关技术的发展与应用。通过图灵测试,可以评估和比较不同的算法和系统在交互中的表现和性能,指导研究和实践的方向,推动相关技术的创新和进步。

1.1.2 达特茅斯会议:人工智能起步

1956年8月,在美国汉诺斯小镇的达特茅斯学院中召开了人类史上第一次人工智能会议——达特茅斯会议。计算机科学、语言学、心理学等不同学科的科学家,如John McCarthy(Lisp语言发明者、图灵奖得主)、Marvin Minsky(人工智能与认知学专家)、Claude Shannon(信息论的创始人)、Allen Newell(计算机科学家)、Herbert Simon(诺贝尔经济学奖得主)等,聚在一起开了这次为期两个月的会议。

1.达特茅斯会议的主要讨论内容

达特茅斯会议主要讨论了如下内容。

(1)人工智能的定义和研究领域

在达特茅斯会议上,科学家们对人工智能的定义进行了非常重要的讨论。他们认为,人工智能是一种能够模拟和实现人类智能的技术。人工智能的研究领域涉及语言处理、问题求解、学习、推理和感知等方面。他们提出,通过研究和开发智能系统和机器,可以使计算机具备解决复杂问题的能力。

(2)人工智能的目标和挑战

科学家们也讨论了人工智能的目标和挑战。他们希望通过研究和开发人工智能,实现计算机的自主学习和推理能力,使其能够执行智能型任务,并解决复杂的现实世界问题。然而,在达到这个目标之前,科学家们面临着许多技术和理论上的挑战,如知识表示、推理、自然语言理解等。

(3)人工智能的研究方法和技术

在达特茅斯会议上,科学家们还讨论了人工智能的研究方法和技术。科学家们认识到,为了实现人工智能的目标,需要开发具体的研究方法和技术。他们提出了一种名为“推理方法”的技术,它利用逻辑推理和符号处理来模拟人类的思考过程。此外,他们还探讨了机器学习、神经网络等技术的应用。

2.达特茅斯会议的意义

达特茅斯会议的召开标志着人工智能正式作为一个独立的学科产生。这次会议在人工智能的发展史上具有重要的意义,主要如下。

推动了人工智能的研究和发展。达特茅斯会议为人工智能的研究和发展提供了一个重要的平台。会议汇集了来自不同领域的科学家和研究人员,推动了关于人工智能研究的合作和跨学科交流。会议的召开不仅增强了人工智能研究人员之间的合作,也促进了人工智能技术的发展。

建立了人工智能的核心概念和方法。在达特茅斯会议上,科学家们讨论了人工智能的核心概念和方法,如推理、知识表示、学习等。这些概念和方法成为后来人工智能研究的基础,并对人工智能的发展产生了深远的影响。例如,在推理方面,会议上提出的“推理方法”成为后来逻辑推理和符号处理的重要技术基础。

激发了人工智能研究的热潮。达特茅斯会议的召开激发了人工智能研究的热潮。会议后不久,许多科学家和研究机构开始在人工智能领域进行深入的研究。

引发了对人工智能的社会影响的思考。达特茅斯会议的讨论还引发了人们对人工智能的社会影响的广泛思考。参会的科学家们认识到,人工智能的发展将对社会结构和人们的个人生活产生重大影响。这促使他们开始考虑人工智能的伦理和法律问题,如人工智能的责任和隐私保护等。这对于后来人工智能的发展和应用具有重要的指导意义。

达特茅斯会议对后来人工智能的发展产生了深远的影响,并且会议之后,人工智能领域出现了一批令人瞩目的研究成果,如机器定理证明、跳棋程序等。它们为人工智能的发展拉开了帷幕。

当时,人工智能所面临的主要技术障碍包括3个。一是计算机的性能不足,这使得早期许多程序无法在人工智能领域得到应用。二是人工智能的复杂性高。早期的人工智能程序主要用于解决特定的问题,因为这些问题对象少、复杂性低,一旦问题的维度上升,程序往往无法承受。三是数据量严重不足。在当时,无法找到规模足够大的数据库来支持程序进行深度学习,这导致机器无法读取足够的数据来进行智能化。

1.1.3 人机首次对话:人工智能进步

1966年,美国麻省理工学院的Joseph Weizenbaum开发了一款被称为Eliza的自然语言聊天机器人。Eliza首次实现了人机对话,被认为是人机对话的里程碑。Eliza是基于Rogerian疗法的原型,旨在模仿心理咨询师与患者之间的对话。Eliza通过模式匹配和替换技术来生成回复。它使用简单的语法和规则来理解用户输入,然后生成相应的回应。Eliza能够理解一些关键词和短语,并使用这些信息来提出问题或回应用户的提问。例如,如果用户说“我感到很孤独”,Eliza可能会提出“你为什么觉得孤独?”这样的问题。

虽然Eliza的回应通常是根据预定的模式生成的,它本身并没有真正地理解语义,但它仍然给用户营造了一种与机器交互的感觉。用户对Eliza的回应会觉得惊奇和有趣,他们往往会忘记自己实际上在与一个程序交流。

Eliza推出后迅速受到广泛的关注和热议。它被认为是人工智能潜力的一个重要示例,引发了许多人对人机对话的探索和讨论。Eliza被视为后来聊天机器人和虚拟助手的先驱,对今天的自然语言处理和人工智能应用产生了深远的影响。

尽管Eliza在技术上非常有限,但它开创了人机对话的新纪元。它对人们认识人工智能的潜力和局限性起到重要的启示作用,并为后来的研究工作奠定了基础。人机对话的发展不断推进,如今已经有了更先进、更智能的聊天机器人,这些聊天机器人能够更好地模拟人类对话和理解语义。

近年来,随着人工智能技术的不断发展和进步,人机对话技术成为人工智能领域的热点之一。众多科技公司纷纷推出了人机对话技术的相关产品,并将人机对话技术作为其重点研发方向。这些公司的研发团队不断探索和创新,力图打造出更加智能化、自然化的人机交互体验。在这些科技公司的产品中,比较具有代表性的有Google公司的Google Assistant和Apple公司的Siri等。这些产品采用了自然语言处理技术、语音识别技术、语义理解技术等核心技术,实现了人机之间的自然对话和交互。用户可以通过语音、文字等方式与这些产品进行交流。例如,可以提出问题、查询信息、定制提醒等,它们则能够迅速做出反应,提供准确的信息和服务。

在这些产品中,Siri的评价尤其值得一提。Siri是由Apple公司开发的智能语音助手,它能够与用户进行自然语言对话,帮助用户完成各种任务。对于Eliza,Siri评价道:“Eliza是一位心理医生,它是我的启蒙老师。”Siri通过学习Eliza的对话模式和语言风格,逐渐成长为现在的智能语音助手。从Siri的评价可以看出,人机对话技术的发展离不开早期对聊天机器人的探索和得到的启蒙。这些聊天机器人不仅为后来的自然语言处理技术的发展奠定了基础,还启发了人们对于人机交互模式的思考和创新。如今的人机对话技术已经取得了长足的进步,但还有很多问题需要解决和探索。例如,如何提高人机对话的准确性和流畅性、如何实现更加智能化的自然交互等。科技公司和研究团队将继续在人机对话上进行探索和创新,为人类带来更加智能化、自然化的人机交互体验。

1.1.4 左右手互搏:AI首次战胜人类

1.超级计算机深蓝战胜人类国际象棋冠军

1997年5月,IBM(International Business Machines,国际商业机器)公司研发的超级计算机深蓝与当时的国际象棋冠军Garry Kasparov进行了6局比赛。最终,深蓝以3.5∶2.5的比分战胜了Kasparov,成为历史上第一个在标准比赛时限内击败人类国际象棋冠军的计算机系统。深蓝是一台采用分布式计算技术的超级计算机,它拥有1000多颗处理器和每秒2亿次的计算速度。它采用了基于规则的专家系统、人工神经网络、遗传算法等多种人工智能技术,通过学习大量的国际象棋棋谱和人类专家的棋局分析资料,不断优化自身的棋局判断和决策能力。此外,深蓝还采用了机器学习技术,通过自我对弈来不断提高自身的棋艺水平。在其他领域也有类似的最高荣誉得主,比如DeepMind公司的AlphaGo等。

深蓝战胜人类国际象棋冠军这个事件显示了计算机的庞大记忆容量、不断提高的算法实力和计算能力,使其具有像人类一样的思维能力、决策能力和战略性思考。相比于人类智慧,人工智能似乎有着能够升级硬件和不停改进算法这些不容忽视的优势。这个事件向人类证明了,当可处理和存储的数据量逐渐增加到一个巨大的量级时,人工智能将会不断发展与进化,而这是人类单靠自身智慧发挥所不能及的。

超级计算机深蓝胜出后,人们开始对计算机在棋谱、图像识别、语音识别和机器人等领域的性能进行深入研究。虽然在这些领域中机器和人类之间具有一定的差别,但和在国际象棋领域中一样,人工智能越发展,机器的性能越卓越。总体而言,人类社会的发展曲线将会随着人工智能技术的普及和应用而不断上扬,并且人工智能对人类社会未来的发展甚至会更有利。

在这个事件中进行的不只是计算机和人类的比赛,更多的是对人工智能和人类智能之间的差异和联系进行探索,从而进一步推动智能科技的发展和进步。我们可以认为,人类智能与人工智能之间的竞争是一个不可避免的发展过程。可以想象的是,随着人工智能技术的不断发展和普及,机器的人类化水平将越发高超,它们不仅有与人类几乎相同的知识技能和智能,还可以根据特殊环境对自身加以调整,进一步提升效率。

这个事件无论是在技术方面还是在伦理和社会方面,都催生了新的思想和讨论。一个更深入的讨论是,随着我们越来越依赖人工智能技术,机器是否会超越人类,拥有自我意识和自主学习能力的自我生成算法?这个问题引起了全球范围内的研究和讨论,有助于我们更好地理解人工智能和社会科技发展之间的相互作用。

超级计算机深蓝战胜人类国际象棋冠军是人工智能发展历程中的里程碑事件,它引发了广泛的讨论和思考。我们需要更深入地了解人工智能的潜力和挑战,以及如何更好地引领人工智能的发展,以推动人类社会的发展和进步。

2. AlphaGo战胜围棋顶级棋手

AlphaGo是由DeepMind公司开发的人工智能程序,其目标是通过机器学习和深度神经网络来提高机器在围棋方面的表现。AlphaGo在2015年击败了欧洲围棋冠军、世界排名第三的职业棋手樊麾。然而,真正引起轰动的是2016年3月AlphaGo与来自韩国的围棋世界冠军李世石的对决。这次对决吸引了全球数百万人在线观看,也受到全球媒体的关注。人类世界冠军对战人工智能程序的比赛具有里程碑式的意义,被视为人工智能领域的重要突破。

这场比赛的结果是AlphaGo以4∶1的总比分战胜了李世石,这意味着人工智能在围棋领域已经取得超越人类顶尖棋手的能力。AlphaGo在这次对决中的胜利不只意味着计算机在游戏上的突破,更反映出人工智能在认知能力和决策能力方面的惊人进展。

围棋这样的游戏规则简单而清晰,但是在实际棋局中存在着无穷无尽的变化和可能性,这使得围棋对于人工智能来说是一个巨大的挑战。在围棋比赛中,棋盘上的每一次走子都会对接下来的棋局产生影响,因此,计算机需要能够理解和评估每一次走子的潜在影响,然后做出决策。AlphaGo凭借强化学习和深度神经网络技术的结合,成功地应对了围棋这个复杂游戏中的挑战。

AlphaGo的胜利表明,人工智能在认知能力方面取得了重大突破。它能够通过学习和积累经验,快速而准确地评估并选择最佳的行动方案。与传统的计算机程序不同,AlphaGo不仅通过计算来寻找最优解,还通过机器学习和模式识别来提升其决策水平。使用这种基于数据和模式的方法可以使它更好地适应不确定性和复杂性,并且在面对新情况时能够做出更好的决策。

3. AlphaGo Zero以100:0完胜AlphaGo

AlphaGo Zero是DeepMind公司于2017年推出的新版本,引人注目的地方在于它完全是通过自我对弈和自我学习来训练的,没有吸收任何人类专家的知识和经验。相比之前的AlphaGo,AlphaGo Zero显著提高了棋力,最终以100:0的比分战胜AlphaGo。AlphaGo Zero在如下几个方面进行了突破。

首先,AlphaGo Zero的核心算法是强化学习中的蒙特卡洛树搜索(Monte Carlo Tree Search,MCTS)。蒙特卡洛树搜索是一种智能算法,它可以帮助计算机在复杂游戏中做出最佳决策。

同时AlphaGo Zero针对蒙特卡洛树搜索进行了一些改进,使得其搜索更加高效和准确。

具体来说,AlphaGo Zero采用一种称为“零值有效”的技术来提高蒙特卡洛树搜索的搜索速度。在常规的蒙特卡洛树搜索中,每次搜索都需要让游戏进入最终状态,然后根据游戏胜负结果进行反向传播更新搜索树。但是,在围棋这样的复杂游戏中,到达最终状态需要经历很多步骤,这会导致搜索树的增长非常缓慢。为了解决这个问题,AlphaGo Zero通过引入零值,即将局面的胜负结果设为随机数,来避免搜索树的过度生长,加快了搜索速度。

其次,AlphaGo Zero利用了深度卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)来学习围棋的策略网络和价值网络。策略网络用于预测在每个棋盘位置上下一步的最佳走法的概率分布,而价值网络用于评估当前局面的胜率。这两个网络协同工作,帮助AlphaGo Zero做出更准确的决策。

与AlphaGo相比,AlphaGo Zero的神经网络更加简化和精简。AlphaGo依赖人类对局的先验知识,使用复杂的特征工程来提取棋局的特征。然而,AlphaGo Zero通过自学习从头开始,不再依赖人类经验和特征工程,直接从原始棋盘数据中学习。这样做的优势在于,AlphaGo Zero能够全面理解围棋的局面,并且可以处理领域外的不常见局面。

再次,AlphaGo Zero使用了自我对弈(Self-Play)的方式来进行训练。它通过与自己进行数百万次对局,不断生成新的训练数据,并根据自身的经验进行学习和优化。这种自我对弈的方式使得AlphaGo Zero可以从不断的对局中积累大量的数据,从而提高自己的实力。在每次对局中,AlphaGo Zero利用蒙特卡洛树搜索来选择下一步的走法,并根据搜索结果进行自我评估和训练。

最后,AlphaGo Zero通过大规模并行计算的方式进行训练和优化。它利用多个GPU(Graphics Processing Unit,图形处理器)和TPU[1]进行并行计算,以加快训练速度和提高效率。通过这种高效的计算方式,AlphaGo Zero得以迅速训练出一个强大的围棋AI,并在100场对阵AlphaGo的比赛中以全胜的战绩取得了令人瞩目的成绩。


[1] TPU(Tensor Processing Unit,张量处理器)是Google公司推出的专门用于加速人工智能计算的处理器,其在低功耗和高计算密度方面具有明显优势。