碾壓美國的蘇聯AI事業:生於赫魯曉夫,死於勃列日涅夫

dicksonjyl560101發表於2020-06-15
2020-06-14 14:26:39

曉查 賈浩楠 發自 凹非寺
量子位 報導 | 公眾號 QbitAI

蘇聯,一度掌握全球AI起步的領導權。

1967年,冷戰鐵幕籠罩,蘇美關係脆弱又敏感,但兩國的電腦科學家,卻相隔大洋展開一場國際象棋比賽——通訊方式是原始的一張張電報。

不同的是,下棋的不是人類,而是美蘇雙方的大型計算機。

這是全世界最早的 機機大戰

碾壓美國的蘇聯AI事業:生於赫魯曉夫,死於勃列日涅夫

 美蘇兩國國際象棋AI大戰

最終,蘇聯的計算機,以 3:1大勝美國。

這也(可能是)全世界最早的AI對戰——因為就在一年前的達特茅斯, Artificial Intelligence,人工智慧,首次被明確定義。

更巧的是,這場對決中的美國一方領隊,正是主持召開達特茅斯會議的 約翰·麥卡錫

然而,贏得如此“標誌性”對決的蘇聯一方AI先驅,卻沒能跟麥卡錫一樣載入史冊,更沒能在全球AI的發展史冊中留下隻言片語。

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他們的故事不僅當時不為外人道,後來還因為蘇聯1991年解體倒塌,更不被知道。

直到最近,才有好事者從塵封的故紙堆中找出了這段風雲往事,連帶揭開了背後的蘇聯AI發展往事。

讓人唏噓的是,這背後不僅是個人成就和命運的錯配,還有一個民族和國家在時代際遇中的陰差陽錯。

跟其他前沿探索一樣,蘇聯贏得了那場標誌性的AI對決,卻輸掉了一個時代的先發之戰。

從核物理所走出的象棋AI

蘇聯AI事業的起源,與 亞歷山大·科諾羅德(Alexander Kronrod)密不可分。

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生於1921年的他,年少就展現出數學興趣和天賦。1938年,17歲,進入國立莫斯科大學學習力學和數學。

但生逢亂世,學業和研究受到戰爭打亂,科諾羅德兩次入伍,兩次受傷,為後來的羸弱埋下伏筆。

1945年,二戰結束,從戰場返回的科諾羅德進入了蘇聯庫爾恰托夫研究所(Kurchatov Institute),這是蘇聯、乃至今日俄羅斯,實力最強的核物理研究機構。

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 庫爾恰托夫研究所

蘇聯當時的重心在重工業,所以科諾羅德一開始並非從事AI研究,而是在核能所搞計算數學,負責反應堆和加速器中基本粒子的數學計算、處理雲室觀測結果。

在工作過程中,科諾羅德逐漸意識到,計算不是計算機的主要功能, 演算法可能蘊含著更深刻、更強大的內涵和功能,已經遠遠超出了傳統數學的範疇。

但在當時的制度下,科諾羅德的首要任務是支援物理研究,很難分出精力去搞演算法。

即便如此,科諾羅德憑著對AI前景的堅信不移,沒讓蘇聯直接錯過一個時代的開幕。

4年之後,1949年,科諾羅德成為了蘇聯新成立的理論與實驗物理研究所(ITEP)數學室主任。

在這裡,他正式開始了AI的探索研究。

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憑藉他本人在物理所的影響力,他帶領著他的研究小組在完成物理所任務之外,開始了最早棋 # 牌AI演算法研究。

彼時,正值 「通用圖靈機」提出不久,資訊理論之父 夏農幾年來一直在嘗試教會計算機玩國際象棋。

即便鐵幕森嚴,但夏農的想法很快就流行開來,美國和蘇聯的科研機構紛紛跟進。

在美國,MIT的約翰·麥卡錫小組於1962年首先開發出了象棋AI「Kotok-McCarthy」。

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在蘇聯,科諾羅德帶領著他的團隊,在1963年也開發出了象棋AI「Kaissa」,意思是「象棋之母」。

這個研究小組中,還包括日後蘇聯AI事業的重要骨幹: 喬治·安德森·威爾斯基(Georgy Adelson-Velsky)、 弗拉基米爾·阿拉扎洛夫(Vladimir Arlazarov)、 安德烈·萊曼(Andrey Leman)等人。

1965年,約翰·麥卡錫訪問蘇聯,在拜會了科諾羅德之後,兩人商定舉辦第一次國際AI象棋比賽。

於是一年後的11月,這場人類史上首次計算機程式大戰,拉開帷幕。

比賽前後持續了 9個月時間,雙方團隊在各自的實驗室裡,通過電報聯絡,並在各自的棋盤上實時復現對局,最終 蘇聯的「Kaissa」以3:1的成績擊敗了美國象棋AI「Kotok-McCarthy」

但結果還不是全部。

1965年的面見,讓麥卡錫記住了科諾羅德的一句名言:“ 國際象棋是人工智慧的果蠅。

在科諾羅德看來,如果像遺傳學家一樣,從1910年開始將精力集中在果蠅的育種上,那麼計算機象棋就會發展到和遺傳學一樣強大。

只可惜,聽者有意,說的一方卻遭遇來自“同一陣營”的不理解。

蘇聯其他科學家根本沒有意識到這是怎樣的時刻。IETP的物理學家投訴,說科諾羅德的小組使用實驗室資源玩遊戲。

當時,這一批蘇聯計算機先驅們,正在編寫紙牌和象棋程式,希望教會計算機一種思維模式,卻成了“玩遊戲”。

更嚴重且致命的是,蘇聯國內嚴酷的政治環境,又給了AI小組更重的打擊。

1968年,科諾羅德因營救蘇聯詩人葉賽寧的兒子沃爾品,被當局譴責,早就看他不爽的IETP物理學家們,趁勢把他趕下了臺。

科諾羅德本人還因此被開除莫斯科國立師範大學的教授職位,實驗室被迫解散……

他的數學和計算機學術生涯,就此徹底結束。

另一條路線的成果

象棋AI同時,蘇聯還有另一條AI研究路線上的成果。

憑藉在基礎學科上的強大實力,也為世界AI的發展留下了寶貴遺產:

AVL樹GNN

當時,電腦科學領域,離散演算法的計算複雜度問題是一個熱門課題,蘇聯的科諾羅德AI團隊為此做出了重要的貢獻。

其研究小組的兩位成員喬治·安德森·威爾斯基(Georgy Adelson-Velsky)和葉甫蓋尼·蘭迪斯(Evgenii Landis),提出了世界首個自平衡二叉樹,即AVL樹。

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之後,隨著首個多項式可解問題和NP(Non-deterministic Polynomial)完全問題引起電腦科學界的關注,科諾羅德實驗室開始致力於尋找快速解答演算法。

大多數問題都能很快地排除在P問題和NP完全問題集之外,不過 線性規劃和圖同構問題,卻不在其中。

圖同構問題吸引了包括安德烈·萊曼(Andrey Leman)和鮑里斯·威斯菲勒(Boris Weisfeiler)在內的科諾羅德實驗室成員的關注。

他們二人在這個問題上的首個重要的研究成果便是知名的Weisfeiler-Leman演算法。

WL演算法奠定了如今機器學習中圖神經網路(GNN)的基礎。

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WL演算法的內容可以簡單描述為:給定一張圖,圖中每個節點都有某種顏色。在每一輪迭代中,每個節點都會獲取一組其鄰居節點的顏色資訊,並以特定的方式更新其顏色。

該演算法主要的用途是檢驗兩圖是否同構。如果最後的著色#情況不同,則這兩張圖「非同構」。如果兩張圖有相同的最終著色結果,那麼WL將輸出它們「可能同構」,但這仍然意味著它們有很小的概率不是同構的。

對於任意兩個包含n個頂點的「d-正則圖」,其他電腦科學家推理得出,當 n 趨於無窮大時,WL 演算法失敗的可能性為0,這是一種相當強大的演算法。

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近年來隨著GNN的發展,計算機界對WL演算法的關注度也越來越高。

然而,這篇論文在當時的蘇聯,卻遭受的不公平的待遇。

1971年,WL演算法的提出者之一萊曼在科諾羅德的指導下完成這篇論文,但是負責授予高階學位的蘇聯高階認證委員會(HAC)卻拒絕了萊曼,還給出了 “這不是數學”的評價。

原因是科諾羅德的立場問題。

萊曼憤怒地回應說:“我不是數學家,我是一名程式設計師。”

這種以立場來論研究的風氣還只是冰山一角。隨著蘇聯國內越來越嚴酷的環境,AI的研究基本陷入了停滯,科諾羅德、萊曼、威斯菲勒等蘇聯AI先驅,在歷史的程式中走向不同的人生軌跡。

也成為了後來世界格局變幻的前兆和縮影。

先驅結局:一個國家的時代遺憾

蘇聯AI先驅們,後來在歷史浪潮中作出了不同的個人選擇。

其中,安德烈·萊曼和鮑里斯·威斯菲勒,兜兜轉轉,最終依然在AI領域發光發熱,但建設的是另一個國家。

科諾羅德的實驗室在1968年被解散以後,萊曼繼續和其他同事在控制問題研究所任職,1976年之後又到系統分析研究所工作,直到蘇聯解體前夕。

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左側為安德烈·萊曼

1990年,萊曼移#民矽谷,和其他移 # 民的蘇聯科學家一起創立了Cognitive Technology公司,從事光學識別系統(OCR)的研發,併成為了文件OCR領域的領導者。

他們的解決方案Cuneiform OCR被許多IT巨頭使用,例如甲骨文、IBM和三星。

從1995年到2012年,萊曼在多家高科技創業公司擔任程式設計師。他最後的僱主是一家基因醫療公司Invitae,在那裡他開發了至今仍被員工大量使用的基礎設施系統。

萊曼於2012年去世。

WL演算法的另一位創造者,鮑里斯·威斯菲勒,猶太裔蘇聯人,七十年代初,他因拒絕寫聯名信告發同事而被扣上「反蘇聯」的罪名……

1975年離開蘇聯前往美國。

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威斯菲勒後來到賓夕法尼亞大學任教授,1981年加入美國籍。

他的其後的研究進展,資料並不多。

最後的“失蹤”也同樣神祕。

威斯菲勒是一位經驗豐富的戶外運動專家,但他在1984年底獨自前往智利翻越安第斯山脈的過程中,失蹤了。

從此再無音訊。

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蘇聯AI之父亞歷山大·科諾羅德

相比上述兩位大牛,他們的前輩,後來被譽為“蘇聯AI之父”的科諾羅德,在遭受打擊之後依然無法捨棄故土,他一直留在了蘇聯,但再也沒機會接觸他熱愛的學科。

自1968年被從ITEP被趕出來以後,科諾羅德去了蘇聯中央地球物理考察實驗室。

在那裡從事石油天然氣勘探的計算工作,這項工作對他來說既無挑戰也沒有創新機遇。

之後他開始研究治療癌症的藥物,並通過醫生免費提供給患者,由於該藥物未獲得批准,這險些讓他遭受牢獄之災。最後因為患者親屬要求用這種藥物繼續治療,訴訟被駁回。

也有資料稱,科諾羅德曾在當局不批准動物實驗的情況下,在自己身上進行藥物實驗。 他自己認為抗癌藥物研究是他這一生最重要的工作

科諾羅德另一項最著名的成果是用於數值積分法的Gauss-Kronrod求積公式。

但AI方面的進展,再也沒有了。

科諾羅德晚年多次中風,嚴重損害了他的讀寫能力,最終在1986年10月6日因第三次中風與世長辭。

5年後,蘇聯解體。

覆盤:硬體走錯路的蘇聯AI

除了人才方面沒有抓住機會,現在覆盤蘇聯的錯過,也有另一種觀點:

硬體方向走了錯路。

蘇聯在數學和計算機領域有很多優勢,如首次提出提出 模糊控制論概念,象棋AI的技術起點也比美國高出很多。

但是,這種強大的理論和實踐的優勢並沒有傳承下來。

進入70年代中後期,在勃列日涅夫的統治下,蘇聯更加激進地向戰爭機器轉型,主要資源投向軍事工業和能源產業。

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AI這種類無法快速取得突破並運用在軍事上的科研領域,自然進展寥寥。

而工業工程中依賴的計算機,蘇聯則用當時輕易賺來的石油美元從西方進口,本國的計算機發展也趨於停滯。

從另一方面講,蘇聯在關鍵的 半導體技術也誤入歧途。

在美蘇兩國爭相發展積體電路的時期,也正是核武器日新月異高速發展的時期。

在核戰環境下,存在大量的電磁脈衝,電子管基本不受干擾,而電晶體則無法正常工作。

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蘇聯認為積體電路並不適合核戰爭,所以走上了一條電子管小型化的道路。直到蘇聯意識到真空電子管再也無法縮小,才開始摸索積體電路技術。

當年美蘇兩國象棋AI大戰裡,美方使用的是IBM 7090大型機,也是第一臺電晶體商用計算機,而蘇方使用的是 列別捷夫精密機械與計算機工程學院製造的M-20,這臺計算機部分使用電晶體、暫存器。

後來的事情,大家都知道了,IBM一直是商用大型機的巨頭,美國還有仙童這樣的半導體企業為後來的英特爾、AMD孵化了大量人才。

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80年代,是美國半導體行業飛速發展的時代,英特爾8086處理器取得了巨大的成功,而此時卻是蘇聯政局最為動盪的時期。

最終,蘇聯不僅錯過了個人計算機浪潮,也錯過了AI革命。

對了,象棋AI完勝美國,還不是蘇聯AI的最高光時刻。

1974年,瑞典斯德哥爾摩還舉辦了世界首屆計算機程式象棋冠軍賽。

比賽持續了五個夜晚,總共有來自8個國家的13個象棋程式相互較量。

碾壓美國的蘇聯AI事業:生於赫魯曉夫,死於勃列日涅夫

蘇聯AI在所有4場比賽中全部取勝,擊敗了美國在內的其他象棋程式,勇奪冠軍。

訊息傳回國內,蘇聯舉國上下備受鼓舞,都為本國科學家取得的成績驕傲。

然而誰也沒想到,這幾乎成為了蘇聯AI最後的高光時刻。

動輒上綱上線的氛圍,舉報盛行的學術風氣,科研投入的嚴重失衡……最終讓戰鬥民族,在AI始發站迷失,也趕不上後續的復興,大批數學物理計算機人才,反倒成為了矽谷奇蹟的中堅。

可悲亦可嘆。

參考連結

https://towardsdatascience.com/a-forgotten-story-of-soviet-ai-4af5daaf9cdfhttps://link.springer.com/article/10.1007/BF03025307https://www.chessprogramming.org/Stanford-ITEP_Match

— 完 —



https://www.toutiao.com/i6838086149504762381/



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