推荐人：王煜全  海银资本合伙人

 

推荐语：

由于乔布斯的魔力，iPad越来越热，几乎成了人人必备的东西。其实那早就不是什么新概念了。早在20世纪90年代初，苹果公司当时的总裁约翰·史考利就首次提出了PDA （Personal Digital Assistant）这个新名词。说到PDA，就不能不说起历史上最成功的PDA——Palm Pilot的发明人杰夫霍金斯。此人是移动计算历史上的一位奇人，他不光发明了Palm Pilot，还建立了后来唯一能与Palm 公司抗衡的HandSpring公司，说他是现代移动计算之父应该也不过分。

 

说实话，杰夫·霍金斯一直是我的偶像之一，原因倒不是他的上述成就，而是他在2004年出版了一本名字叫《On Intelligence》的书。大陆版的译法实在不敢恭维，叫《人工智能的未来》。其实书里介绍的是人类智慧的原理，而且开篇就介绍了，人类智慧和人工智能根本不是一码事。

其实每个人在人生的某个阶段大概都有过诸如“我是谁”、“我为什么有意识”和“智慧是什么”之类的疑问。对于人类智慧的探索，应该是自有人类以来就不断进行的最古老的活动之一。既然上帝不会思考，自然也不会把思考的本事传递给人类。那么智慧究竟是什么？是从哪里来的呢？随着自然科学的进展，人们逐渐承认，智慧并不是存在于人的身体结构之外的某个神秘的东西。

这本书的出现可以说是划时代的，因为这本书第一次揭示了智能的本质。杰夫霍金斯在书中提出了智慧的记忆-预测架构。简单说，基于我的记忆，我能预测到下一秒、下一天或下一年将会出现什么，这就是智慧。 

杰夫霍金斯研究智慧的目的就是希望能够制造出一部真正的智能机器——这样的智能机器将不再仅仅是对人类大脑的简单模仿，它们的智能在许多方面会远远超过人脑。我的兴趣也是如何充分运用杰夫霍金斯的研究成果，但方向与他不同，不是研究智能机器，而是通过网络的联结，把全人类的大脑整合成一部智能机器，同时使每个独立的人都能够享用“网络联结的人类”这个“超级智能机器”所带来的超级智慧。

 

 

文章内容

智能之未来

文/Jeff Hawkins Sandra Blakeslee 译/ 贺俊杰等

 

我们要预言一项新技术的最终用途是困难的。正如大家在整本书中看到的，大脑是通过类比过去而做出预测的。因此，我们自然而然地认为，新技术仅仅是被用来完成那些旧技术所要完成的同样任务，只是更快、更高效、更经济。

 

这样的例子比比皆是。人们把火车叫做“铁驹”，把汽车叫做“无马马车”。在电报盛行的那几十年里，电话仅仅是扮演着电报的角色——只用于传递重要新闻和紧急事件。直到20世纪20年代，电话才得到普及。摄影问世之初被人们当作是一种新的肖像画技术。同样，人们视电影为舞台剧的变种，这就是为什么在20世纪的大部分时间里电影院银幕前的幕布在电影结束后要重新被拉回的原因。

 

新技术的最终用途通常是无法预料的，它远远超出我们最初想像力所及。电话已发展成无线通话，其数字通信网络可以让地球上任意两个人通过声音、文字和图像进行交流，而无论他们各自身居何处。

 

1947年，贝尔实验室发明了晶体管，很快人们就清楚地认识到这是个重大突破，但它最初的应用仅仅是针对旧的产品进行改善——晶体管取代真空管，这使得更小、更可靠的收音机和电脑出现。在当时，这已是相当重要和令人兴奋的变化了。晶体管最具革命性的应用直到最近才被发现。经过一段渐进的革新过程之后，人们开始设计出集成电路、微处理器、数字信号处理机和存储芯片。

 

 同样地，1970年，为了改进桌上型计算器，微处理器发展起来了。它的最初亮相又一次被认为仅仅是替换“旧家伙”。因为当时的电子计算器仅仅是用于替换机械台式计算器，微处理器也很明显地成了替代螺线管的候选技术（螺线管当时被用于某些工业控制领域，比如切换红绿交通信号灯。）然而，直到几年后，微处理器的真正威力才开始显现出来，而当时却没有人能预见到现代的个人电脑、手机、国际互联网、全球定位系统以及任何其他在今天看来是最基本的信息技术。

 

同样的道理，认为我们可以预言类大脑存储系统的革命性应用前景，那也是很不明智的。我完全相信并期待这样的智能机器将会在诸多方面改善我们的生活，对这一点我们深信不疑。但要预言这项技术若干年后的情形却是不可能的。只要回顾一下那些荒谬的预言家曾做出的充满信心的预言，你就能明白这一点。在20世纪50年代，有人预言到2000年时我们的地下室会有原子核反应堆，它能带我们去月球上度假。但只要我们能将这样的教训牢记在心，设想一下未来智能机器的样子还是有所裨益的。就其未来而言，我们至少可以得出一些广泛而又有益的结论。

 

我们能研制出智能机器吗？如果可以，那它们将会是什么样子呢？它们看上去是像我们在科幻片中常见的酷似人类的机器人呢，还是像现在个人电脑黑色或黄色的机箱盒，或者是别的什么样子？我们将会用它们来干什么呢？这项技术是不是很危险，会不会危害到人类并对我们的个人自由构成威胁？智能机器最明显的应用范围将是什么？我们有没有办法知道这些神奇的应用将会是什么？智能机器对我们生活的最终影响将会是什么呢？这些问题都很有意思。

 

我们能造出智能机器吗？

 

是的，我们能造出智能机器，但它可能不是你所想像的那个样子。我认为我们造出的智能机器可能不会如人一样行动，也不会以我们的方式与我们交流，虽然把智能机器做成人的样子是理所当然的事情。大家熟悉的智能机器这个概念是从电影和小说上得来的。如果智能机器并不是会走会说的机器人，那它们会是什么样子呢？

 

我们发现，如果在进化过程中给我们的感官连接上一个分层的存储系统，那么这个存储系统就会建立起一个关于世界的模型，并以此预测未来。我们从自然界那里认识到，我们应该沿着与此相同的路线制造智能机器。那么，下面就是制造智能机器的方法。

 

首先，我们需要一组感觉器官，通过它们从世界提取模式。我们的智能机器将有一组不同于人类的感觉器官，这些感觉器官甚至可能是“存在”于一个有别于我们所熟悉的世界里的。因此，不必一定要认为它要有一双眼球和一对耳朵。

 

其次，跟这些感官相连的是一个以大脑皮层工作原理而运作的分层存储系统。接下来就是要像教育自己的孩子一样去训练这个存储系统。经过反复的训练，这个智能机器就会通过自己的感官构建起一个它自己的关于世界的模型。

 

没有理由要求智能机器一定要有人的形象，能像人一样行动，具有与人一样的感觉。智能机器之所以有智能，是因为它可以通过一个分层记忆系统来理解它的世界并与之交互，可以如你我一样思考自己的世界。正如我们所看到的，它的思维和行为可能与我们的完全不同。但，即便是这样，它仍然是有智能的。智能是通过分层记忆系统的预测能力进行衡量的，而不是看它是否具有与人一样的行为。

 

让我们将注意力转移到制造智能机器所面临的最大挑战——建立记忆。要制造智能机器，我们需要建立一个有着分层结构并如人脑皮层一样工作的大型记忆系统。在这个问题上，我们将要面临的是记忆容量和连通性方面的挑战。

 

我们的智能机器会需要大容量的记忆。也许一开始我们将用到硬盘或者光盘，但最终我们要用硅晶片来制造它们。硅晶片尺寸比较小，功耗低，并且是蚀刻的，因此它被制造成有足够的容量并用于智能机器只是一个时间的问题。

 

连通性是我们要克服的第二个问题。人脑有大量的皮层下白质。这些白质是由上百万个的轴突组成，这些轴突在薄薄的皮层下朝着各个方向延伸，从而连接着皮层各层次中的不同区域。皮层中的单个细胞会与5000-10000个其他细胞相连。这种大量的平行布线运用传统的硅生产技术是难以甚至是不可能做到的。硅晶片与白质并不很相似。要解决这个问题还需要进行大量的实验和工程革新。

 

诚然，为了使智能系统更小、成本更低、功耗更低，我们还有许多问题要解决，没有什么可以阻挡我们。计算机从最初的房间大小到现在能放进口袋里一共花了50年的时间。但由于现在我们处于更高的技术起点上，向智能机器过渡将会快得多。

 

我们该不该制造智能机器？

 

在2l世纪里，智能机器将从科幻小说中走出来变为现实。在这之前，我们应该考虑一下伦理问题，即智能机器潜在的危险是否会超过它可能带来的好处。

 

能思考、能按自己意愿行动的机器的未来景象已困扰人们很长时间了，这是可以理解的。新知识和新技术在出现之初总会使人们感到恐慌。人们具有创造性思维，因而会想像出可怕的情形来，比如新技术会取代我们的身体，使我们不再有用，使我们的人生不再有价值。但历史已证明，这些可怕的设想从未如我们料想的那样出现过。

 

但仍然有像比尔·乔伊那样的思想家，他们担心我们有可能研制出微型智能机器人，这些机器人有朝一日能摆脱我们的控制，遍布地球并根据自己的计划一点点地重建这个世界。制造智能机器与制造自我复制机器其实并不是一码事，两者之间没有任何的逻辑联系。人脑和电脑都不能直接进行自我复制，与大脑类似的记忆系统也是一样。而智能机器的优越性之一就是我们可以对它们进行大规模生产，当然这种大规模生产并不像细菌和病毒那样进行自我复制。自我复制不需要智能，智能也不需要自我复制。

 

对于智能机器人们还有另外一些忧虑。智能机器会如原子弹那样对人类构成威胁吗？它们的出现会导致小集团或邪恶的个人进行独裁吗？智能机器会如《终结者》和《黑客帝国》中那些不可控制的机器一样作恶并与我们作对吗？这些问题的答案是否定的。作为信息设备，类似大脑的记忆系统将是我们开发出来的用途最大的技术之一。但就像汽车和电脑一样，它们仅仅是工具而已，具有智能并不意味着它们将有特殊的能力来破坏我们的物质世界或控制人类。

 

为什么要制造智能机器？

 

现在我们来看看这个问题——智能机器能做什么？

 

预言技术发展趋势最有名的例子就是摩尔定律。戈登·摩尔准确地预言了一块硅晶片上能容纳的电路元件数目每一年半就会翻一番。当时，摩尔没有说这些芯片是否是存储芯片或者是中央处理单元，并没有说这些芯片将用于何种产品，也没有预测这些芯片将放置在塑料或陶瓷里，或黏附在电路板上，更没提及任何制造芯片的加工工艺。他仅仅是把握了大体的发展趋势，然而他是完全正确的。

 

现在我们无法预言智能机器的最终用途。我们没有办法准确地了解到那些细节。尽管如此，我们能做的不仅仅是耸耸肩而已，有两条思路或许可以帮助我们。其一就是想像一下这种类人脑的记忆系统最短期的用途——尝试一些显而易见、比较缺乏趣味性的应用；其二就是考虑一下长期的趋势，就像摩尔定律一样，这有助于我们想像可能成为未来生活一部分的智能机器的应用。

 

让我们先从短期的应用着手，这些应用都是显而易见的。这就类似于用晶体管替换收音机里的电子管，或者用微处理器来制造计算器。我们可以先涉足那些人工智能尝试要解决却又没有完全解决的领域，比如说，语音识别、机器视觉和智慧型汽车等等。

 

就我个人而言，我对智能机器的那些较明显的应用并不怎么感兴趣。在我看来，一项新技术真正的好处以及它能带给我们的兴奋在于它前所未有的用途。智能机器到底会在什么方面带给我们惊奇呢？我认为智能机器在4个方面会超过我们人脑的能力：速度、容量、可复制性和感觉系统。

 

1、速度

当神经元以1/103秒的速度工作时，硅正以1/1010秒的速度运行。人脑思维和基于硅片的思维之间速度的差异将会给我们带来惊人的结果，那便是，智能机器能够以快于人脑100万倍的速度思考。这样的脑子可以在几分钟内读完整个图书馆的书或者研究大量的资料，而同样的任务你我都需要几年的工夫才能完成。

 

这其实没有什么不可思议的，因为人脑的进化有两个与时间有关的限制，其一是细胞工作的速度，其二就是世界变化的速度。对人脑来说，如果它周围的世界以很慢的速度变化发展，而它自己却以快上100万倍的速度工作的话，那将毫无意义。但脑皮层算法并不意味着它必须以很慢的速度工作。

 

如果，一台智能机器与人交谈，它就必须慢下来并以人脑的速度运行；如果它读书时要翻页，这也将限制它的阅读速度；但如果当它与电子世界交互时，它就可以运行得非常快——两台智能机器间交谈的速度可以比两个人交谈的速度快上100万倍。这种不知疲倦、不知厌烦，并能以闪电般速度进行思维的机器，将会在我们所想像不到的方面为我们造福。

 

2、容量

不管人脑皮层的容量有多大，智能机器的记忆容量都可以远远地超过它。人脑的大小受到一些生理因素的制约，其中包括：婴儿头颅的大小取决于母亲骨盆的直径，大脑工作时所需很高的代谢（你的大脑虽然只占你体重的2%，但它却要消耗你20%的氧气），以及神经元较慢的工作速度。但我们制造的智能记忆系统可以是任何大小的，而且在设计的细节上我们可以做精心的调整。相比之下，几十年后人类新皮层的容量将会显得有些捉襟见肘了。

 

3、可复制性

每个人都要在人生相同的学习道路上艰苦跋涉，即使这些过程已被无数人一次又一次地重复过，这样做的目的就是在大脑皮层中建立起世界的模型。

 

智能机器不必经历这种漫长的学习过程，因为芯片以及其他的存储器都可以被不断地复制，其中的内容也可以被轻易地转录。从这种意义上讲，智能机器可以如软件般复制。

 

一旦我们对一个训练好了的原型系统感到满意，就可以随心所欲地将其复制。为完善智慧型汽车所进行的芯片设计、硬件配置训练和反复试验需要花上许多年的时间，但一旦完成了最终产品，就可以投入批量生产。

 

4、感觉系统

人脑有着惊人的灵活性，我们看着雷达屏幕就可以明白它表示什么。许多种动物都有着真正不同的感官，比如蝙蝠和海豚有回声定位系统，蜜蜂能看到偏振光和紫外光，某些鱼能感应电场。

智能机器可以通过任何自然界已有的感觉方式，还可以通过由人全新设计的感觉方式来感知世界。声纳、雷达、红外线观测仪都是我们可以让智能机器具有的非人类感觉的明显例子。它们仅仅是个开始。

 

更有趣的是智能机器能体验到真正奇异的感觉世界。正如我们看到的，新皮层算法从根本上讲是用来发现世界模式的，而不仅仅倾向于这些模式的基本物理特性。只要输入到皮层的信息不是随机的，并有一定的丰富性和统计特征，智能系统就能对它们形成恒定记忆并进行预测。没有理由要求这些输入模式一定要与动物的感觉类似，也不需要它们完全由现实世界派生而来。我以为，智能机器革命性的用途就在于这些奇异的感官领域。

 

智能机器的未来

 

做这些设想的目的是说明类大脑的机器可以在许多方面以惊人的幅度超越我们自身的能力。它们可以以快上100万倍的速度思考和学习，可以记忆庞大的详细信息，还可以理解相当抽象的模式；它们有比我们敏感得多的感官，这些感官可以分散四处，能洞察细微的现象；它们还可以思考三维、四维或更多维度的问题。所有这些有趣的设想不能让智能机器模仿人类或是让复杂的机器人来实现。

 

这些设想需要多久才能实现呢？50年后我们能造出智能机器吗？20年怎样？抑或只需5年呢？在高科技领域有这么一种说法：变化比你的短期预期要长，但比你的长期预期要短。这句话曾无数次地被应验。智能机器领域也会出现类似的情形，在初始阶段会进展很慢，但很快就会腾飞起来。因此，在许多人看来，理论神经科学的发展和智能机器的开发已经完全停顿下来了。以过去30年已取得的成果为参照，我们很自然就会认为离最终的答案还十分遥远，但我相信这一领域现在正处在转折点上，很快就会腾飞。

 

在神经科学会议上，我会走遍会场，询问每个人，问他们需要多久我们才会有可行的大脑皮层理论。有那么一些人——不到5%——会说“永远不会有！”或“我们不是已经有了吗？”（对于他们的职业来说这是多么令人不解的回答啊！）另外有5%的人会说5-10年。剩下的人中有一半会说10-50年，或者说“在我有生之年吧”。最后那些人会说50-200年，或者说“我今生是看不到了”。我支持那些充满信心的人。几十年来，我们都处在“缓慢”进展的时期里。因此，在许多人看来，理论神经科学的发展和智能机器的开发已经完全停顿下来了。以过去30年已取得的成果为参照，我们很自然就会认为离最终的答案还十分遥远，但我相信这一领域现在正处在转折点上，很快就会腾飞。

 

我们可以加速未来的进程，可以使转折点快一点到来。本书的目的之一就是要让你相信，只要有了正确的理论框架，就可以在理解大脑皮层方面取得飞快的进展；要让你相信，有了记忆-预测理论框架作为指引，可以揭示大脑工作的原理以及我们是如何思考的。我们需要这些知识，有了它们才能制造出智能机器。如果这一理论模型是正确的话，整个进程将会大大加快。

 

因此，虽然不愿意预言智能机器成为现实的具体时间，但我相信，只要今天有足够多的人能全力解决这一问题。那么，几年后我们就有可能建立起有用的原型和脑皮层模拟装置。我希望，在10年内智能机器将成为最热门的科技领域。对此，我不愿意谈得过于具体，因为我知道很容易低估重要事件发生所需要的时间。那为什么对于理解大脑和制造智能机器的进展速度我会如此乐观呢？这是因为我研究智能问题已有相当长的时间。还是在1979年，当我迷上大脑研究时，就觉得解决智能这一难题是能在我有生之年可以完成的。

 

多年来，我细心观察了人工智能和神经网络的盛衰，以及称之为“大脑的十年”的20世纪90年代变化发展。我也亲眼目睹了人们对于理论生物学，尤其是理论神经科学的看法不断在转变。我也看到了有关预测的思想、层次表征和时间因素都被引入了神经科学。我还知道，我和我的同事对大脑的理解也在加深。我兴奋于18年前提出了预测的作用及随后对预测所作的测试。因为20年来我一直埋头于神经科学和计算机领域，也许我的大脑已经建立了关于科技将如何变化发展的高级模型，这一模型预测到我们即将面临快速发展，现在就是转折点。

 

节选自《人工智能的未来》

陕西科学技术出版社2006年1月