彭民德（43）智慧計算成果斐然

作為回顧中國電子計算曆史的這組文章的最後一篇，讓我們來看看智慧計算的發展和現狀。

計算會有智慧嗎？在計算機剛剛誕生時，創始輩就將計算機和人腦進行過比較，提出“計算機是否也有比較高階的人類特徵—學習能力呢？”（維納：《控制論》P127，科學出版社1962）60年來，計算學界對於這個問題已經作出了肯定的回答，有學習能力就有智慧，電子計算已經發展到目前智慧計算的時代。

智慧計算是借用自然界生物界規律的啟迪，具有學習歸納和獨立思考能力的計算。包括遺傳演算法、神經網路、機器學習、生物計算、量子計算、模糊邏輯、模式識別、知識發現、資料探勘等。在一些報導中，把人工智慧和智慧計算等價使用。廣義地說，會學習，可以積累知識就有智力。筆者正在使用“搜狗拼音漢字輸入法”寫這些話，詞庫裡沒有“正在使用”這個詞，可是當用拼音一次輸入這個詞後，再用聲母“zh-z-sh-y”尋找這個詞的時候，“正在使用”一詞就出來了，表明字型檔裡已經有了。這似乎可以說電腦有學習積累功能，具備學習單詞的智力。這點知識還是筆者教給它的，說明電腦還有快速接受人們智力的能力，人示範一次它就記住了。

計算機智慧計算的歷史跟計算機發展史同步。2006年，在中國計算機學會舉辦中國計算機事業50週年慶典的同一年，另一個一級學會“中國人工智慧學會”，也舉辦了慶祝人工智慧學科50週年的慶祝活動。總結了我國在這個領域的重要成果，包括吳文俊院士關於機器證明定理的“吳氏方法”等15位院士和30位教授的研究成果（塗序彥等：《廣義人工智慧》P13-14，國防工業出版社，2012年8月），形勢非常喜人。

智慧計算的研究是計算機發展的重要方向，越來越成為人們關注的焦點，智慧計算或許會成為未來計算科學各個方向融合發展的新引擎。在雲平臺和大資料時代，智慧計算有了更快的發展機遇。隨著計算機速度和容量的提高，雲端計算和大資料技術的發展，讓機器進行深度學習有了可能，電腦會越來越有智慧。一代一代智慧手機的出現，其中數不勝數的智慧應用，已經為我們展現出光輝的前景。工業機器人和服務型機器人大量湧現，正在深刻地影響著社會的生產和人們的生活方式。電腦作為人類的助手，會越來越能幹，越來越聰明，越來越人性化。未來社會將人機共生，智慧計算機和智慧機器人將更好地為人類服務，成為人類離不開的助手和朋友。

近年來，智慧機器人不斷走近人們的視線。2011年2月28日，IBM的超級計算機沃森在與人的智慧競賽中獲勝。2014年機器人“尤金”通過了人工智慧的圖靈測試，從而被認定該機有智慧。2015年6月，由美國國防部高階研究專案局舉辦了“世界救援機器人挑戰賽”，一款由機載計算機控制的美國Atlas人型機器人，用led照明，視覺系統包括鐳射測距儀和立體照相機，身高180cm，體重150kg，雙足行走，摔倒了能夠很快爬起來，已經有較好的仿人程度。

在2015年11月北京世界機器人大會上，一款由安川首鋼開發的智慧機器人,它控制一副撲克牌，自己作莊家，可以同時面對最多3位參與者玩21點遊戲。它能夠規範地給每人先發兩張牌，顯示每個人各張牌的點數和總點數。然後面對1號玩家，詢問是否要牌，並等待一個倒數計時的時限。要牌之後立馬逐張計算並公佈其總點數，直到不再要牌或者超過21點。而後再依次轉向第二、三個玩家做同樣操作。最後是機器人自己。它能夠快速地做出點數計算並快速判斷自己是否還要牌。完後迅速判斷哪位是贏家，用動作示意向優勝者表示鼓勵，並給一張獎劵。整個過程跟真人當莊家一樣。這款機器人就成了一個有智慧的遊戲莊家。

在我國，不但學界業界重視，多次舉辦高校智慧機器人競賽，無人駕駛汽車競賽。海信、美的、三一重工等企業，都在自己的產品中運用了智慧計算。社交、商務、政務、金融等領域產生的資料呈爆炸式增長，80%的資料以影像、語言、視訊、文字等非結構化的形式存在。一個大規模生產、分析和應用資料的時代已經開始。大資料存在的意義不在於規模龐大，而在於經過深入分析之後能夠發現其背後的價值。比如百度的搜尋引擎就包含了大資料的智慧計算。也可以通過分析某人在網上的行為，迅速地給他畫像。某些婚戀網，利用大資料和智慧計算技術，更有針對性地輔助推薦，牽線搭橋，儘可能改善交友環境和準確率。新聞媒體也日愈關注智慧計算領域了，CCTV曾專門就人工智慧進行特別報導，比如新聞臺2015年6月28日的《世界週刊》發了“人工智慧的喜與憂”。甚至中央政治局也曾專門就人工智慧進行專題學習。廣為人知的是2015年10月19日，李克強總理曾經跟百度智慧機器人“小度”有過對話（http://tech.ifeng.com/a/20151020/41493165_0.shtml）。
百度負責人：小度，你知道國務院總理是誰嗎？
機器人小度：李克強唄，誰不知道呀。
李克強總理：你為什麼叫小度？
機器人小度：百度研發的嘛。
北京市領導：你對北京市城市管理有什麼意見？
機器人小度：不堵車吧。

這種對話涉及到語音識別技術，自然語言的處理和理解技術，機器人深度學習技術等等。機器人需要快速地聽，動用其知識庫裡已有的資訊，判斷語義，進行思考，選擇最為恰當的詞語，回答表述，需要一整套智慧計算。每次要從雲端儲存的許許多多可選的回答中，選出一個最恰當的答案，可不是一件容易的事。即便這樣，小度也還只是相當於一個兩歲孩子的智慧，其成長還有很長的路要走。不過這足以讓人看到未來的希望。

從有100多家中外機器人企業參加的北京2015年世界機器人博覽會看，工業機器人的研製起步比較早，在2014年全球23萬個機器人中，工業機器人佔80%。其中又主要用於汽車行業。有用於噴塗、鍛壓、複合材料成型等各個生產環節的專用機器人。服務機器人是機器人家族中比較年輕的成員，也成了未來的發展趨勢。“目前，世界上至少有48個國家在發展機器人，其中25個國家已涉足服務機器人開發。在日本、北美和歐洲，迄今已有7種型別計40餘款服務型機器人進入實驗和半商品化應用。近年來，全球服務機器人市場保持較快的增長速度。根據國際機器人聯盟的資料，2010年全球專業領域服務機器人銷量達13741臺，同比增長4%，銷售額為320億美元，同比增長15%；個人/家庭服務機器人銷量為220萬臺，同比增長35% ，銷售額為5.38億美元，同比增長39%。”（引自2015年北京世界機器人博覽會資料：《哈工大機器人集團》 P91）

這次機器人博覽會上展示了由中國科技大學研製的一款服務型機器人“可佳”。現場表演了以語音互動方式，它聽從主人招呼，替主人倒了一杯水，還可以避障，送到了主人手裡。CCTV 4 在11月24日的《中國新聞》欄目對此做了報導。據開發人員講，在可佳身上比較好地整合了機器人和人工智慧的一些關鍵技術，比如任務規劃、建模、避障、導航等技術。成本也有望在3年內控制在萬元之內。

這次博覽會上最受觀眾關注的也許要算日本大阪大學石黑浩教授的情感機器人了（圖1）。她的皮膚、面容、秀髮、體型，是個標準的妙齡美女。會微笑，眨眼睛，皺眉頭，頸脖慢慢轉動，會跟人對話。
觀眾：你好！
機器美女：你好！
觀眾：你會講中文？
機器美女：是的。
觀眾：你從哪裡來?
機器美女：我從日本大阪來。
觀眾：你明天還在這裡嗎?
機器美女：不，我明天回大阪啦。

這款機器人要是加上更多表情，會走路等更多動作，就會更加受歡迎。網路上馬上就有人對這款機器人加以評論，其中有人認為這種機器人將來可以成為年輕人的性伴侶。開發者雖然把這款機器人叫做情感機器人，但是人的情感是人的一種本能，太神祕了，要用機器模仿，還有太遠的路要走。

不久後，2016年4月，中國科技大學也釋出了中國首款美女機器人“佳佳”（圖2），她也有極高的顏值，有多種表情，可以回答問題。

早在1957年就有電子計算領域的先驅者預言，計算機“將比人類更會下象棋”，只不過當時預言會“在十年之內”實現而落空，被人笑稱為是一種不負責任的“振聾發聵的宣言”。（參見：【法】吉爾•多維克著，勞佳譯《計算進化史¬——改變數學的命運》P133，人民郵電出版社2017.2）60年後的今天，這種預言終成現實。近年來智慧計算領域轟動全世界的最典型的事例莫過於谷歌的阿爾法狗戰勝世界眾多圍棋高手（圖3）。

2016年年初的媒體報導，谷歌DeepMind人工智慧研發團隊，首先收羅職業棋手3000萬步棋，然後教計算機程式AlphaGo據此優選學習跟人下棋。再教它自行對弈，創造新棋法。2015年10月在倫敦挑戰三屆歐洲圍棋冠軍二段樊麾，直落5局完勝對手。成為繼IBM深藍之後棋壇上又一個振奮人心的人工智慧重大事件。2016年3月9日開始，這款人工智慧下棋程式與世界圍棋冠軍，韓國9段棋手李世石進行對弈，共進行5局。在圍棋領域當時代表人類最高智慧的這位選手賽前信心滿滿，自信會以5：0全勝。不料開局進行到三個半小時，他在186手宣告首局敗北。研發人員則以此作為一個歷史時刻而高興。研發人員介紹，為該程式搭建了模擬人腦的深度學習神經網路，讓它學習人的經典下法，從中挑選更有勝算的走法，拋棄明顯的差棋。不必每一步都考慮所有可能的走法，只對由策略網路提出來的十幾個有希望的方案進行考量，從而把計算量控制在可控的範圍內。研究人員認為，機器的優勢是它不會累，不會因為累而犯錯誤，總能夠精準地執行樹狀計算。而且人每天下不了幾盤棋，機器卻每天可以下百萬盤之多，遠比人的知識積累快（2016年3月9日CCTV新聞臺《國際時訊》）。3月10號的第二局比賽，機器又贏了。李世石感嘆，跟人下可以觀察對方的表情，還可以輔以心理戰，面對冷漠的機器什麼都看不到。最終的結果是李世石以1：4告負，這成了人們一段時間的熱點話題。普遍認為，機器勝利也是人類的勝利，為人類在人工智慧領域取得了如此迅速的進展而歡呼。

在隨後的幾個月，升級版的AlphaGo，又陸續打敗了世界上，包括中國棋手聶衛平在內的，60多名頂尖圍棋高手，已無人可敵，對於圍棋機器人的自學習能力和棋路的創新發展更令人驚訝。

2016年CCTV春晚上，由國內優必選公司研發的540名Alpha1S機器人，組成9×15的4個方陣，整齊地為歌者伴舞，令幾億觀眾耳目一新。讚歎智慧計算已經跟我們的生活緊密地聯絡起來了。

雖然智慧計算取得了可喜的進展，但只能說還是初步的。比如讓機器理解和模仿人的情感那太複雜了，還有很長的路要走。筆者一次跟機器人接觸的體驗或許就可以說明這一點。在2016年12月的《2016中國資訊產業經濟年會》上，門口有一個少年人型機器人做接待，說著簡單的歡迎詞，做簡單的歡迎手勢，還可以跟人互動做些表演。筆者把她當作一個兩歲的孩子，跟她簡短對話後站在她面前逗她玩，請她往前走。她說：“你攔住我，又叫我走，怎麼走呀。我才不會那麼傻呢！”這樣回答也算有一定智慧了，顯得格外可愛。不過要是一個兩歲孩子，將可能有更多互動，選擇不一定是唯一的。也許依然會執行大人的指令，求之不得往前撲到大人身上來，表示親暱。大人或許隨後會給孩子留出前進的空間，邊退邊引她前行，最後再擁抱在一起。機器人孩子卻無情感表示，不理會筆者的意向。她只會照著設計者事先放在語言庫的話說，只是做了一次恰當的選擇而已，並不能帶著情感互動。

在中國，智慧計算有最高領導層支援，這是智慧計算技術發展的強有力保證。最近，2017年年中，國務院做出了《新一代人工智慧發展規劃》：到2020年，我國人工智慧總體技術和應用，與世界先進水平同步。到2025年，人工智慧基礎理論實現重大突破，部分技術與應用達到世界領先水平。到2030年，人工智慧理論、技術和應用，總體達到世界領先水平，成為世界人工智慧創新中心（CCTV“新聞聯播” 2017-7-20）。這是國家層面又一個戰略性的，鼓舞人心的規劃。

但是，就世界範圍而言，因為人工智慧研究的無序性，也存在潛在的危險。有些國家有些人或者研究團隊，利用人工智慧進行鍼對他國他人的侵略性武器研究，時有傷及平民的報導。為此一些有良知的科學家呼籲應該制定人工智慧領域研究的道德和法律層面的規範，預防和限制人工智慧研究的負面工作，保證研究工作的健康進行，保證研究成果的安全性。

還有一個動向必須注意，時不時有對於人工智慧和機器人的恐懼性宣傳，這種宣傳多在一些蹩腳的科幻影視作品中出現，他們把機器人強行組合成一個整體，並征服統治人類。他們把這一天的到來稱為一個時間“奇點”。許多嚴肅的計算機專家不贊成這種宣傳，經常有人站出來批評。比如，《中國計算機學會通訊》2015年6月，登載王威廉的文章：“奇點理論：是關於人工智慧的科學理論？還是垃圾科學”，就鮮明地表明瞭批評立場。計算機程式比人更會做計算，比如已經將圓周率算到12萬億位，表現出人所不及的計算能力。在汽車生產線上的機器人特別會搬重物，超過任何大力士。用計算機已經完成了關於地圖塗色的“四色定理”的計算證明，至今沒有人可以用手工完成對這個定理的推理證明。有這樣那樣的計算機和機器人，從多個方面表現出來比人更聰明的事實，都沒有讓人恐慌。那計算機程式比人更會下棋，或者出現其它新鮮事物，幹嘛就要跟人類對立起來，甚至恐慌呢？媒體往往並不在意其間的分歧，注意正確地導向，報導時喜歡新增聳人聽聞的辭藻。比如2017年4月11日，CCTV4報導一家餐館引進一款機器人送餐，就莫名其妙地在螢幕上用了標題“機器人‘侵入’人類生活”。雖然對侵入一詞加了引號，依然表現有把機器人跟人類對立起來的傾向。嚴肅的媒體在新聞報導中為何也要用有爭議的科幻作品詞彙，讓人不好理解。

60年來智慧計算髮展到今天這樣可喜的程度，創造出一個又一個奇蹟，是一代又一代計算人智慧的積累，也是人類文明的傳承和進步。下一個60年，智慧計算的前景肯定會更加輝煌，讓我們滿腔熱情地期待和祝願吧。
(與本文相關的更多內容，請參看彭民德《電子計算60年》第7章 移動計算集中雲端 電子工業出版社 2016.9)

鳴謝
自去年5月以來，在《圖靈社群》以文章的形式，陸續選登了本人《電子計算60年》一書的大部分內容。這組文章具體記述了60年來電子計算從無到有發展至今日輝煌的一個縮影，跟同仁們做了溝通，了卻了一位過來人的一樁心願。至此，這組連載也要畫休止符了。
筆者特別感謝武衛東先生，是他建議使用圖靈社群這個有品味和眾多讀者的書友平臺並首作推薦的。特別感謝黃志斌、李潔、空軍等許多會員，給予連續的推薦和鼓勵，給了筆者陸陸續續發文的動力，也讓筆者深感榮幸。他們還及時指出文中的不當，讓筆者的寫作過程又得到一次學習提升。劉敏編輯在自己的電子雜誌上選用了其中的文章，並慷慨地給銀子，讓筆者兌換到若干好的譯著。在此不一一列名，只彙總一聲真誠的道謝。
筆者今後還會繼續關注圖靈社群的新書和文章，祝社群越辦越好。