【BitTiger讀書會】·第十二期《歌德爾、艾舍爾闪唆、巴赫:集異璧之大成》

【BitTiger讀書會簡介】

BitTiger讀書會盅粪,以書會友。以報告方式悄蕾,加強組織表達力湾揽;以討論方式,激蕩思考判斷力笼吟,期能擴充知識領(lǐng)域贷帮,養(yǎng)成讀書習(xí)慣。

每周一本好書,一年閱讀50本書,集眾智,挑好書晒他,留精華內(nèi)容,創(chuàng)優(yōu)質(zhì)社群。

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在上一期的活動中,晨陽與我們分享了數(shù)據(jù)之巔這本書惶室。這一期夹界,我們將與旭沖一起讀《歌德爾丙者,艾舍爾、巴赫:集異璧之大成》侣集,領(lǐng)略數(shù)學(xué)缀辩,畫,音樂三者之間奇妙的聯(lián)系。


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【書籍介紹】

書籍簡介:歌德爾的數(shù)學(xué)定理臼膏,艾舍爾的畫嚷硫,巴赫的音樂医清,這三者之間到底存在怎樣奇妙的聯(lián)系? 作者候世達(hofstadter)作為罕見的跨學(xué)科研究者持搜,站在高層次發(fā)現(xiàn)學(xué)科之間的聯(lián)系-------遞歸贫导,以精妙而通俗易懂的話語串聯(lián)起多學(xué)科,展現(xiàn)了對藝術(shù)寨昙,邏輯學(xué)捉蚤,計算機科學(xué)盅蝗,認知科學(xué)的獨特見解狂秦。


【嘉賓介紹】

杜旭沖,一名在歐洲的計算機專業(yè)學(xué)生椭更,熟悉C,C++蛾魄,對機械感興趣虑瀑。


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0_1498267986276_哥德爾,埃舍爾和巴赫——集異璧之大成.pdf


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【分享文稿】

作者與書籍簡介

計算機科學(xué)里有一本奇書,它的作者是人工智能領(lǐng)域里不可忽視的人物扔水;這本書的名字叫《哥德爾痛侍、埃舍爾、巴赫:集異璧之大成》铭污,這個人就是侯世達恋日。

“侯世達”是Douglas Hofstadter的中文名膀篮,這個1997年由他的中文出版商所定的名字嘹狞,如今已是他在中文世界里的通稱岂膳,這個名字也確實比他的父親、1961年諾貝爾物理學(xué)獎得主磅网、物理學(xué)家羅伯特·霍夫施塔特(Robert Hofstadter)按照姓名音譯規(guī)則對應(yīng)過來的中文名要好聽谈截。不過,侯世達還有一個更私密涧偷、也更漂亮的中文名簸喂,那就是1976年他的第一位中文老師高先生為他取的“侯道仁”。

與他的中文名字同樣精彩的燎潮,是侯世達的成名作“G?del, Escher, Bach: an Eternal Golden Braid”的譯名——《哥德爾喻鳄、埃舍爾、巴赫:集異璧之大成》确封。侯世達的這本書在英文世界里被簡稱為“GEB”——取哥德爾(G?del)除呵、埃舍爾(Escher)、巴赫(Bach)的首字母爪喘,而中文則以“集異璧”應(yīng)對颜曾。

由于這本書涉及到大量學(xué)科,會有我也不能講清楚的問題秉剑,我主要介紹書的結(jié)構(gòu)后泛豪,想和大家討論幾個核心問題,我也只是討論者侦鹏,不知道答案诡曙。

書籍結(jié)構(gòu)

本書出發(fā)點:從思辨角度,哥德爾不完備定理略水、埃舍爾的版畫价卤、巴赫的對位法,三者有相似之處聚请。從哥德爾不完備定理入手荠雕,與其他領(lǐng)域的例子對照,看能否更深入理解人類的認知過程驶赏,為AI提供思路炸卑。

上篇:命題演算系統(tǒng)(作為哥德爾不完備定理的背景)

【一】形式系統(tǒng);

【二】討論形式系統(tǒng)的意義煤傍;

【三】遞歸可枚舉集盖文、遞歸集概念;

【四】維持意義的標準:一致性蚯姆、完全性五续;

【五】遞歸現(xiàn)象洒敏;

【六】意義的層級、可理解性疙驾;

【七】命題演算凶伙;

【八】某命題演算系統(tǒng);

【九】對命題演算系統(tǒng)編碼

下篇:計算機它碎、大腦函荣、人工智能(哥德爾不完備定理,及在這些領(lǐng)域內(nèi)的討論)

【十】層次現(xiàn)象扳肛;

【十一】從不同層次理解大腦傻挂;

【十二】思維是可理解的;

【十三】遞歸集在程序領(lǐng)域中的意義挖息;

【十四】哥德爾不完備定理金拒;

【十五】思維現(xiàn)象:跳出系統(tǒng);

【十六】思維現(xiàn)象:自指套腹、重復(fù)绪抛;

【十七】是否存在“銀彈”;

【十八】AI目前的進展沉迹;

【十九】AI可能的突破點睦疫;

【二十】思維現(xiàn)象:怪圈

各章概要

【導(dǎo)言】

介紹:巴赫(卡農(nóng)、賦格)鞭呕、埃舍爾(怪圈)蛤育、哥德爾(不完全性定理)

數(shù)理邏輯的發(fā)展:機械化推理、集合論→羅素悖論(不包含自身的集合的集合是否包含自身葫松、理發(fā)師悖論瓦糕、第三次數(shù)學(xué)危機)→羅素、懷特阂该矗《數(shù)學(xué)原理》通過分層消除悖論→希爾伯特希望論證一致(無矛盾)+完全(真陳述可推導(dǎo))→哥德爾不完全性定理(一致性和完全性無法共存)咕娄。另一時間線:巴比奇的差分機、分析機→電子計算機(綜合三個領(lǐng)域的研究:公理化推理珊擂、機械計算圣勒、智能心理)→對人工智能的期待

【第一章 形式系統(tǒng)】

烏龜:提及芝諾悖論

WU形式系統(tǒng),用于演示:形式系統(tǒng)摧扇、公理圣贸、定理、推理規(guī)則扛稽、判定過程

觀點:人與機器工作方式的區(qū)別(人會觀察自己在做什么吁峻,有洞察力,能夠跳出系統(tǒng)尋找模式)

【第二章 同構(gòu)使形式產(chǎn)生意義】

烏龜:將推理規(guī)則理解為公理,推理過程將無限依賴上級推理規(guī)則

pq形式系統(tǒng)用含,用于演示:由同構(gòu)產(chǎn)生了意義(與語言中主動的意義不同矮慕,形式系統(tǒng)的意義是被動賦予的,不能做出新陳述啄骇,解釋也不唯一)

觀點:日常已經(jīng)習(xí)慣于使用形式系統(tǒng)解釋現(xiàn)實(乘法規(guī)則痴鳄、證明素數(shù)無限多)

【第三章 圖形與空隙】

烏龜:埃舍爾的鑲嵌畫

例:素數(shù)形式系統(tǒng)(素數(shù)理解為合數(shù)的空隙)

概念:遞歸可枚舉(可按符號規(guī)則生成)、遞歸集(自身和補集都是遞歸可枚舉)

理論:有些形式系統(tǒng)的負空間不是其他形式系統(tǒng)的正空間(存在非遞歸的遞歸可枚舉集)→有些形式系統(tǒng)沒有用符號規(guī)則表達的判定過程

【第四章 一致性肠缔、完全性】

烏龜:藏頭詩(演示多個層級上的相同意義)

觀點:以語言為例夏跷,意義由現(xiàn)實世界而來(同構(gòu)產(chǎn)生意義)哼转。pq形式系統(tǒng)修改后明未,需要重新解釋

幾何學(xué)的歷史:歐幾里得《幾何原理》以五條公設(shè)為基礎(chǔ)→后繼者試圖證明第五條公設(shè)→放棄平行公設(shè)后,得到的非歐幾何學(xué)壹蔓,仍然有一致性

概念:形式系統(tǒng)的外部一致(定理解釋后→真陳述)趟妥、內(nèi)部一致(所有經(jīng)解釋的定理彼此相容)、完全性(可表示的真陳述都是定理)

觀點:最低級別的被動意義=一致性佣蓉;最高級別的被動意義=完全性

如何達到完全性:1.添加新規(guī)則披摄,增強系統(tǒng)能力;2.限制解釋范圍

【第五章 遞歸】

烏龜:在層級間跳轉(zhuǎn)勇凭、對元愿望的解釋

舉例:切換日常工作疚膊、計算機堆棧、巴赫《和聲小迷宮》、語法(遞歸遷移網(wǎng)=RTN圖)。遞歸定義總有一部分避免自指磕蒲,所以回避了循環(huán)定義孔厉。不同于分層結(jié)構(gòu),或可稱為異層結(jié)構(gòu)蹦漠。

繼續(xù)舉例:遞歸圖案與Fibonacci、數(shù)學(xué)函數(shù)、物理理論善炫、費曼圖

拋出問題:怎么理解兩個東西相同

相關(guān)領(lǐng)域:程序設(shè)計:模塊、循環(huán)库继、函數(shù)箩艺,下棋

觀點:復(fù)雜的遞歸有不可預(yù)期性

【第六章 意義存在的位置】

烏龜:基于同一模式,用不同音程產(chǎn)生不同音樂

觀點:對消息的解讀宪萄,存在三層信息:框架消息(這是一條消息)艺谆、外在消息(解碼機制)、內(nèi)在消息(傳遞的意義)→框架消息雨膨、外在消息無法用語言傳達→不是靠信息理解消息(會出現(xiàn)無窮多層次的消息)擂涛,而是靠大腦本身理解消息,即,存在普適的解讀機制(所以消息不只是觸發(fā)器)→還原消息依賴背景信息

【第七章 命題演算】

烏龜:演示沒有共識下撒妈,無法進行推理

演示命題演算恢暖,命題演算系統(tǒng)是可判定的,可嵌入到更大的系統(tǒng)用于推理

【第八章 符號數(shù)論(TNT)】

烏龜:回文

TNT基于五條公理(類似于皮亞諾公設(shè))狰右。TNT不是完全的(否則數(shù)論可以用機械方法解決)杰捂,無法用有窮方法證明一致

概念:ω不完全(全部個體是定理,但整體描述不是定理棋蚌,即不支持數(shù)學(xué)歸納法)嫁佳、ω不一致(全部個體是定理,且有定理稱并非全部個體是定理谷暮,即存在超自然數(shù))

【第九章 禪宗】

烏龜:演示定理判定蒿往、定理生成、缺少一致性

禪宗:公案是觸發(fā)器(本身不含有頓悟的信息湿弦,但可能是導(dǎo)致頓悟的機制)瓤漏。公案的原理是使人困惑,從而擺脫邏輯(二元論颊埃、借助詞語的思維)蔬充,達到“無”(整體論)的方式

WU形式系統(tǒng)的答案,使用數(shù)字表達WU/TNT(哥德爾密碼子班利,編碼允許自指存在饥漫,自指導(dǎo)致TNT不完全)

【第十章 層次】

烏龜:費馬大定理,音樂各自獨立的聲部作為整體看待

觀點:對同一事物存在不同理解層次罗标,如象棋大師比新手的理解層次更高庸队,“智能”需要有構(gòu)造高層描述的能力

以計算機為例:二進制,指令集馒稍,匯編皿哨,高級語言,操作系統(tǒng)

觀點:不同層次并行存在(作為不同的理解方式)纽谒,高層規(guī)則由低層而來(概念:“旁效現(xiàn)象”)证膨,但有獨立的靈活性,所以可以獨立地觀察思維規(guī)律

【第十一章 大腦和思維】

烏龜:將蟻群理解為智慧體

大腦構(gòu)造:神經(jīng)元鼓黔、記憶的位置央勒、視覺、符號/概念/原型澳化、符號非孤立崔步、對世界的模擬、描述性/過程性的知識

【第十二章 心智與思維】

觀點:能“理解”意味著不同大腦的符號存在同構(gòu)(例:跨語言缎谷、以地理概念類比)井濒,大腦可以理解為“合理概念”的集合,意識是大腦的一個子系統(tǒng)

引用:盧卡斯《心智、機器和哥德爾》

【第十三章 計算機語言】

烏龜:數(shù)論(哥德巴赫猜想及變種瑞你、3n+1)酪惭、無窮(素數(shù)=無窮事實的合集)、康托爾的對角線法

概念:原始遞歸(僅涉及到“可預(yù)測終止”的計算者甲,可用BlooP計算)春感,系統(tǒng)足夠強(可表達全部原始遞歸),遞歸/一般遞歸(可用有終止FlooP計算)虏缸,部分遞歸(只能用無終止FlooP計算)

BlooP語言(保證能停止):對角線法論證BlooP無法表達所有函數(shù)(?1>?0)

FlooP語言(圖靈完備):停機問題

丘奇-圖靈論題:人能計算的=機器能計算的=FlooP能計算的

【第十四章 TNT的不可判定命題】

烏龜:在語言中自指

哥德爾的證明:1.推理有效(構(gòu)成證明對)可用BlooP測試鲫懒,可用TNT表達,2.構(gòu)造公式“G不是TNT定理”→G不可判定

TNT為ω不完全刽辙,即窥岩,可將G理解為超自然數(shù)(類似i),產(chǎn)生分支數(shù)論(類似非歐幾何)

【第十五章 跳出系統(tǒng)】

烏龜:無限重復(fù)的論證

論述哥德爾不完備是無法“修補”的

對盧卡斯“心智不能解釋為機器”的反駁:1.無法論證人的能力超出了形式系統(tǒng)的能力扫倡,足夠復(fù)雜的形式系統(tǒng)也一樣“智能”谦秧,2.人類同程序一樣,都無法“超越自身”

【第十六章 自指撵溃、自復(fù)制】

烏龜:遞歸視頻

若干種自指:句子本身自指、“引用+非引用”的句子锥累,借助翻譯/輸出自指

DNA的復(fù)制/工作機制缘挑,病毒入侵,細胞分化

【第十七章 沒有“銀彈”】

烏龜:衍奴瑪拉

觀點:思維=形式系統(tǒng)支撐的“非形式系統(tǒng)”

丘奇定理:沒有方法總能區(qū)分TNT的定理與非定理桶略;塔斯基-丘奇-圖靈定理:沒有方法總能區(qū)分真假數(shù)論語句语淘。拉瑪奴衍、心算家都不是反例

丘奇-圖靈論題:大腦過程可用FlooP程序模擬

觀點:如果要模仿基于現(xiàn)實世界的知識表示际歼,需要從“符號觸發(fā)模式”之下的層次入手惶翻,這一層可能類似于形式系統(tǒng)(如神經(jīng)元)

觀點:“智能機器”的基礎(chǔ)機制會逐漸收斂于人類智能的基礎(chǔ)機制

對意義的觀點:句法級別(表面)/語義級別(內(nèi)部,來自與其他符號的關(guān)聯(lián))

關(guān)于說謊者悖論:悖論并沒有否掉系統(tǒng)的意義鹅心,只是意味著“總能對真理做完全精確判斷”的不可行

【第十八章 AI:歷史】

AI介紹:空間AI施德魯吕粗,圖靈/圖靈測試,早期對話程序旭愧,泰斯勒定理(AI=尚未做到的東西)颅筋,AI的各子領(lǐng)域介紹

各領(lǐng)域的細節(jié):如何定義“創(chuàng)造力”,解決問題的過程(問題分解/規(guī)劃問題空間/構(gòu)造規(guī)則框架)输枯,知識表示/模塊性议泵、演繹推理/類比(不同的機制)

【第十九章 AI:展望】

烏龜:語言矛盾、虛擬

關(guān)于想象力的觀點:存在多層的穩(wěn)定性桃熄,用于維持知識的“框架”

邦加德《模式識別》的啟發(fā):識別的過程:潛意識選擇詞匯表(基礎(chǔ)性質(zhì))先口,嘗試性進行高層描述,比較兩組的描述,重新構(gòu)造描述(添加信息碉京、去掉信息桩引、從另外角度看),直到發(fā)現(xiàn)能區(qū)分兩組的條件收夸】咏常“尋找模式”機制:發(fā)現(xiàn)同一性會觸發(fā)“重構(gòu)”,重構(gòu)會丟掉大量信息卧惜,減少信息與原始數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)厘灼。在概念網(wǎng)絡(luò)中“游走”。使用“元描述模板”記錄處理過程咽瓷。進行“聚焦/過濾”

觀點:人臉/足跡/文字的識別由潛意識進行设凹。符號存在“裂變/聚變”。實現(xiàn)類比(概念骨架茅姜,可作用于不同概念維度)闪朱。概念有若干用于觸發(fā)的“入口”。創(chuàng)造性的產(chǎn)生(來自隨機性)钻洒。對AI常見問題的回應(yīng)

【第二十章 怪圈】

觀點:大腦的軟件規(guī)則自我修改奋姿,但硬件不變。處在怪圈上層時素标,怪圈是可解釋的称诗。解釋證據(jù)/論證是大腦本身的硬件機制(否則會有類似芝諾的悖論)。哥德爾意味著自省是有限制的头遭。對符號/對象(使用/談?wù)摚┑膮^(qū)分推動了現(xiàn)代音樂與繪畫的發(fā)展寓免。低層無法解釋的概念有可能在高層輕松解釋。關(guān)于自由意志:可以理解為低層是機械的计维,而高層具有“意識”袜香。

形象的例子:埃舍爾《畫廊》、謝潑特音階(Shepard tone)

主要觀點

接下來鲫惶,我會來講講集異壁的主要觀點蜈首。

這本書是一本邏輯自洽的書,并不需要太多前提知識儲備剑按,需要的是作者進行邏輯思考疾就。這不是一本太學(xué)術(shù)的著作,屬于科普和睡前娛樂讀物艺蝴,別看書有1000多頁猬腰,大部分內(nèi)容是一個話嘮對于邏輯的重要觀點的反復(fù)討論。

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音樂的形式之美

賦格 (fugue) 是復(fù)音音樂的一種固定的創(chuàng)作形式猜敢,它的主要結(jié)構(gòu)是:首先在一個聲部上姑荷,出現(xiàn)一個主題片段(Subject)盒延,然后在其他的聲部上模仿這個片段(Subject)。演奏主題的聲部與新的聲部相對應(yīng)的樂句鼠冕,形成相互問答追逐的效果添寺。

巴赫是當之無愧的賦格大師,「音樂的奉獻」是巴赫在這方面最高成就的作品之一懈费。它本身就是一部大型的计露、高度理智化的賦格,許多概念和形式彼此交織憎乙。要想理解有多個聲部的賦格是多么聳人聽聞票罐,可以把即興創(chuàng)作六個聲部的賦格比作同時下六十盤盲棋,而且全部要下贏泞边。

卡農(nóng)可以看做是更嚴格單一的“賦格”该押,由一個單一主題與它自己相伴而奏,主題和副本之間構(gòu)成和聲阵谚。更復(fù)雜的卡農(nóng)蚕礼,在音高和速度上相互交錯,還有主題轉(zhuǎn)位梢什,每當原來的主題跳上時奠蹬,它就跳下,兩者所越過的半音數(shù)目相同绳矩。最玄奧的是逆行 —— 主題依一定時間從后往前奏出罩润。使用了這種技巧的卡農(nóng),俗稱為“螃蟹卡農(nóng)”翼馆。

賦格和卡農(nóng)中的“規(guī)律”,即是數(shù)學(xué)中的“同構(gòu)”金度。同構(gòu)是保存信息的變換应媚。兩個復(fù)雜結(jié)構(gòu)可以相互映射,并且每一個結(jié)構(gòu)的每一部分在另一個結(jié)構(gòu)中都有一個相應(yīng)的部分猜极。

在這里中姜,音樂與形式合而為一了。規(guī)律產(chǎn)生韻律跟伏,音樂即形式丢胚,形式即音樂。

“有序” 在巴赫的賦格中體現(xiàn)得淋漓盡致受扳。但“有序”是終極追求嗎携龟?美與和諧來自有序嗎?智能是將無序變?yōu)橛行騿幔?br>

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荷蘭版畫家艾舍爾的許多作品勘高,都源于悖論峡蟋、幻覺或雙重意義坟桅,讓人著迷。

提到悖論蕊蝗,本書的另一個主角哥德爾出場了仅乓。

悖論有一個共同的禍根,就是自指蓬戚,或稱“怪圈”夸楣。企圖從邏輯學(xué)中導(dǎo)出所有的數(shù)學(xué),而且一定不能有矛盾子漩,這是很多數(shù)學(xué)家的理想豫喧。但是 1931 年哥德爾發(fā)表的論文揭示出,沒有一個公理系統(tǒng)可以產(chǎn)生所有的數(shù)論真理痛单,除非它是一個不一致的系統(tǒng)嘿棘。

哥德爾不完全定理:數(shù)論的所有一致的公理化形式系統(tǒng)都包含有不可判定的命題。

也就是說:沒有什么是完備的旭绒。一個人不能抓著自己的頭發(fā)把自己提起來鸟妙,上帝也不能制造上帝自己。

悖論是一種死循環(huán)挥吵,而循環(huán)的無限性又讓人捉摸不透重父、欲罷不能。

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悖論與禪宗

佛教禪宗的基本教條之一是:沒有任何辦法能刻劃禪宗是什么忽匈。悖論是禪宗的一大特點房午。

人的心智處于困惑狀態(tài)時,就會在某種程度上不合邏輯的運轉(zhuǎn)丹允。禪宗認為郭厌,只有跨出邏輯,擺脫理論雕蔽,人才能躍入頓悟境地折柠。

詞語把我們引向某些真理 (可能同時也引向某些虛假) —— 但肯定不能引向所有真理。如果依賴詞語走向真理批狐,就如同依賴一個不完全的形式系統(tǒng)而走向真理扇售。無論一個形式系統(tǒng)多么強有力,都不可能給出所有真理嚣艇。

數(shù)學(xué)家們的困窘在于:除了形式系統(tǒng)承冰,還有什么可以依靠?

而禪宗信徒的困窘則是:除了詞語食零,還有什么可以依靠困乒?

禪宗采納整體論,認為整個世界根本就不能被劃分為一個個事物慌洪。劃分世界就會誤入歧途顶燕,就不能達到頓悟凑保。頓悟狀態(tài)意味著自我和宇宙之間的分界消解。這將是二元論的真正終結(jié)涌攻。

禪宗哲學(xué)似乎體現(xiàn)了這樣一個觀念:通向終極真理之路欧引,會是充斥悖論的。

摒棄感知恳谎,摒棄邏輯芝此、詞語、二元化的思維因痛。這就是禪宗的實質(zhì)婚苹,主義的實質(zhì)。這即是“無”方式——非智能鸵膏,非機械膊升,就是“無”。

禪宗并沒有給出答案谭企,而是明白最終沒有答案

對有序的追尋廓译,最終落腳到無序。探尋之旅越發(fā)的有意思了债查。

信號非区,意義,模式

我們到底怎樣認出一個信號的存在盹廷?

任何消息是否本質(zhì)上具有足夠的內(nèi)在邏輯征绸?是人把意義賦予了材料,還是意義本來就在那里俄占?作者認為管怠,意義在多大程度上以可以預(yù)測的方式作用于智能,它就在此程度上是對象的一部分缸榄。

任何消息都分三層:框架消息排惨,外在消息,內(nèi)在消息碰凶。在使用任何規(guī)則之前,必須有另一個規(guī)則來告訴你如何使用這一規(guī)則鹿驼;即欲低,存在一個具有無窮多層次的規(guī)則體系,這就組織了任何規(guī)則的使用畜晰。但是大腦對消息的解碼能力反駁了這一理論砾莱。

若智能是自然的,則意義是固有的

智能喜愛模式化凄鼻,厭惡隨機性腊瑟。

如果我們把巴赫的音樂看成遺傳型聚假,把它想要激發(fā)出來的情感看成表現(xiàn)型,那么我們所感興趣的問題是:遺傳型是否包含了表現(xiàn)型的展現(xiàn)過程所需要的全部信息闰非。若要恢復(fù)一條消息膘格,需要在多大程度上理解它所處的環(huán)境?DNA 是否具有普遍的觸發(fā)能力财松?在沒有被置入適當?shù)幕瘜W(xué)環(huán)境時是否仍能導(dǎo)出表現(xiàn)型瘪贱?答案是否定的,但不是絕對否定辆毡。(- -)b

遞歸與智能

誰也不知道非智能行為和智能行為之間的界限在哪里菜秦。但是智能的基本能力還是確定的:

對于情境有很靈活的反應(yīng)

充分利用機遇

弄懂含糊不清或彼此矛盾的信息

認識到一個情境中什么是重要的因素,什么是次要的

在存在差異的情景之間能發(fā)現(xiàn)它們的相似處

從那些由相似之處聯(lián)系在一起的事物中找出差別

用舊的概念綜合出新的概念舶掖,它們用新的方法組合起來

提出全新的觀念

程序設(shè)計中的遞歸枚舉是個過程球昨,其中新的東西按照一定的規(guī)則,從已有的東西中產(chǎn)生出來眨攘。復(fù)雜到一定程度的遞歸系統(tǒng)主慰,其能力可能會強有力得足夠打破任何事先規(guī)定下來的模式。

這不就是使智能成為智能的性質(zhì)之一嗎期犬?

與其僅僅考慮由可以遞歸的調(diào)用自身的過程組成的程序河哑,為什么不考慮得更復(fù)雜一些,設(shè)計出可以修改自身的程序——可以作用于程序本身龟虎,擴展璃谨、改進、推廣鲤妥、加固程序的程序佳吞?智能的核心之處大概就是這種“交織的遞歸”之所在。

如何給需要智力的行為編出程序呢棉安?這不是最最明顯的自相矛盾嗎底扳?本書的一個主要論題,就是理解這個”矛盾”:

讓讀者重新認識存在于形式化和非形式化的贡耽、有生命的和無生命的衷模、靈活的和不靈活的事物之間的那些表面上看來不可逾越的鴻溝。這便是人工智能索要研究的全部蒲赂。人工智能工作的奇異之處就是試圖將一長串嚴格形式化的規(guī)則放在一起阱冶,用這些規(guī)則交給不靈活的機器如何能靈活起來。

描述的層次

在40年代滥嘴,荷蘭心理學(xué)家阿德里安·德·格魯特就研究了下棋時新手和大師是怎樣感知一個棋局的木蹬。大師們以“組塊”來感知棋子分布。大師在超前搜索時很少比新手走的更遠若皱,他們感知棋局的方式像一個過濾器:在觀察局勢時已經(jīng)建立了更高層次的組織镊叁,壞棋一般不會被想出來尘颓。智能緊密的依賴于為復(fù)雜對象——如棋盤、電視屏幕晦譬、書頁或畫面——構(gòu)造高層描述的能力疤苹。

人工智能研究中的一個重大問題,就是要指出如何跨越層次的鴻溝蛔添,即如何構(gòu)造一個系統(tǒng)痰催,使它可以接收一個層次上的描述,然后從中生成另一個層次上的描述迎瞧。

計算機系統(tǒng)在最高層的描述夸溶,極大程度地組塊化了。比如凶硅,匯編語言的設(shè)計思想缝裁,是要把各個機器語言的指令“組塊化”,當要用一條指令把一個數(shù)加到另一個數(shù)之上時足绅,不必寫“010111000”捷绑,而只寫 ADD 就行。

不同層次的知識以“組塊化”的形式呈現(xiàn)氢妈。但是組塊化模型可能有個很大的缺點:它通常不具有精確的預(yù)測力粹污。一個組塊化模型是定義了一個“空間”,并預(yù)期著行為會落入其中首量,而且描述了行為落在該空間的不同區(qū)域的概率壮吩。

真正造成混亂的是,同一個系統(tǒng)允許兩種以上不同層次的描述加缘,而這些描述在某些方面又是彼此相似的鸭叙。我們進行自我認識時會遇到混亂,因為我們由許多層次構(gòu)成拣宏,同時我們用重疊的語言在所有這些層次上描述我們自己沈贝。

意識到自己的思想,這難道不是意識的本質(zhì)嗎勋乾?當你意識到自己的思想時宋下,難道不是直接在符號層次上讀你的大腦嗎?意識系統(tǒng)只是在符號層次上感覺到自己辑莫,對更低的層次杨凑,如信號層次,則毫無意識摆昧。

于是人工智能的進展即語言的進展。

大腦蜒程,心智和思維

大腦中大約有一百億個神經(jīng)元绅你。每個神經(jīng)元具有若干突觸(輸入端口)和一個軸突(輸出通道)伺帘。輸入和輸出均為電化學(xué)流,即移動的離子忌锯。一個神經(jīng)元每秒可“發(fā)射”千次決定——就是沿其軸突釋放離子伪嫁,這些離子最終將穿入一個或多個其他神經(jīng)元的輸入端口,致使它們作出同類決定—— 如果所有輸入的總和超過了一個確定的閾值則發(fā)射偶垮;否則不發(fā)射张咳。

關(guān)于智能一個可能的猜測是:存在著由許多神經(jīng)元構(gòu)成的大尺度結(jié)構(gòu),它們在一個較高的層次上處理概念似舵。但不同概念并不對應(yīng)一個固定的神經(jīng)元群脚猾。

低層次的神經(jīng)發(fā)射通訊,是如何導(dǎo)致高層次的符號激活通訊的砚哗?如果可以自足地解釋高層次的符號激活通訊——建立一個不涉及低層神經(jīng)事件的理論龙助,那么智能就可能實現(xiàn)于不同于大腦的其他硬件上,而這是 AI 研究的基礎(chǔ)中一個關(guān)鍵假設(shè)蛛芥。那表明智能是一種可以從它所在的硬件中“抽取”出來的性質(zhì)——換句話說提鸟,智能將是一種軟件性質(zhì)。

一個想法若充分經(jīng)常地在一個人的大腦中重現(xiàn)仅淑,它就會逐漸地組塊化而形成一個單獨的概念称勋。那些一次又一次被人們采納的通道組成了知識。大腦狀態(tài)本身不具有說明哪條線路將被采納的信息涯竟。外界環(huán)境在決定路線的選擇時扮演著極為重要的角色赡鲜。

關(guān)于意識的一種解釋:意識是系統(tǒng)的一種性質(zhì),每當系統(tǒng)中有服從觸發(fā)模式的符號時昆禽,這種性質(zhì)就會出現(xiàn)蝗蛙。

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作者侯世達

最后,我想引用侯世達老爺爺被采訪的記錄醉鳖,來展示一下他對人工智能更新的認識

侯世達想用這些思考回答捡硅,什么是思考?也就相當于找到——什么是人工智能盗棵?

在侯世達看來壮韭,戰(zhàn)勝卡斯帕羅夫的深藍不過擁有龐大的運算能力,能在極短的時間內(nèi)完成幾萬種可能的排布計算纹因。而卡斯帕羅夫只能喷屋、也只用想幾十種就可以與之拼得不相上下。盡管最后深藍贏得了這場「人機戰(zhàn)爭」瞭恰,可這又有什么意義呢屯曹?既不能了解卡斯帕羅夫是如何謀劃和整理棋局,也無法了解我們是怎么下棋的。

人工智能的任何一個分支領(lǐng)域如果不嘗試去回答這些問題恶耽,在侯世達看來都是走入了誤區(qū)密任。「對于我這樣一個剛剛起步的人工智能研究者而言偷俭,顯然應(yīng)該遠離這種旁門左道浪讳。人們會把一些看起來很厲害的程序當作人工智能,但我知道它們和智能一點關(guān)系都沒有涌萤,我完全不想和這種研究扯上關(guān)系淹遵。而且我也不理解為什么那么多人不這么想「合」

在過去的 30 年中透揣,侯世達和他的學(xué)生都待在印第安納大學(xué)西北邊的一個老房子里,試著補上這個缺口:通過編寫可以自己思考的程序來探索人類思考的方式笙以。

它們的假設(shè)非常簡單:大腦是一個非同尋常的軟件淌实,要明白這個軟件如何運行,最好的辦法是親自寫一遍猖腕。計算機非常靈活拆祈,足以模擬大腦奇怪復(fù)雜的思維,但只聽命于精確指示倘感。如果它們的努力有所回報放坏,簡直是一石二鳥:我們終于可以明白自己的思維機制——也可以制造懂得思考的機器。

曾經(jīng)有兩年時間侯世達都在編寫「Jumbo」老玛,一個用來完成報紙上填字游戲的軟件淤年。四分鐘就足夠?qū)懗鲆粋€能產(chǎn)生同樣作用的軟件:羅列字母嘗試他們的排列組合,直到出現(xiàn)字典中的單詞為止蜡豹。

侯世達的興趣當然不是填字游戲麸粮,他感興趣的是大腦在這個過程中是如何運作的。他觀察自己的思維镜廉,「字母在我的腦海里打轉(zhuǎn)……它們在努力自己做些什么弄诲。」Jumbo 的模型結(jié)構(gòu)其實是模仿生物細胞內(nèi)部的活動娇唯,獨特之處在于其流動性齐遵。

侯世達定律:做事所花費的時間總是比你預(yù)期的要長,即使你的預(yù)期中考慮了侯世達定律塔插。

——侯世達梗摇,于《哥德爾、埃舍爾想许、巴赫》

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