盗火者计划
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XXXX年5月20日,平常的一天。
在这个平常得还没有过完就要被忘却的一天里,你也许会去超市购物,也许会注意到那个和售货员聊着选购衣服,甚至有可能结账时恰好站在你前面的女孩。
你也许会多看她一眼,因为她披肩长发下不算姣好却很清秀的面容,就像同班里那个总让你脸红的女生一样。你也许会注意到,她说“连衣裙”时有好几次说成了“连一衣裙”,仿佛在独自玩什么文字游戏。如果再仔细听,还会发现她偶尔也会无礼地忽视售货员的对话,好像在走神想着什么事情。
也许在她结完账走出门口时,你关于披肩发、浅绿裙和白鞋子的记忆就被缓缓旋转的玻璃门隔断了。穿过一个又一个像你一样的路人的眼帘,白色运动鞋从超市到公交站再到科学院,最终消失在那栋挂着“智能实验项目组”牌子的大楼里。
而你听不到的是,当她走进大楼时,楼里响起了一阵欢呼。大Boss纳森·贝特曼先生简直要跳上桌子跳舞了。
回忆录写到这里时,你也许看出了一丝端倪,也许猜到了那个在几年前造成过巨大骚乱的机器人,与她脱不了干系。然而那时谁又能想到,她会闯出这样的大祸呢?此时此刻,我们只想庆祝,人工智能史上第一个真正的类人机器人,终于成功地被制造出来了。
盗火者计划
早在古希腊时期的神话中,就流传着各种造“人”的梦想。也许你听过皮格马利翁’,那个爱上了自己雕像的国王。惩罚人类的潘多拉,也是火神赫菲斯托斯用黏土做成的第一个女人,众神赐予她长袍、身体和语言,让她成为真正的人。
潘多拉的神话,在过去不过是人们美好的想象,不过现在也许我们已经有能力去以身试法了。也许正是因为受潘多拉的启发,大Boss纳森贝特曼才召集我们几个研究人员,要制造出真正的智能机器人。
反正不差钱儿,不妨试一把。普罗米修斯曾盗取天火,而这一项计划也被命名为“盗火者”,我们的目标,就是盗取人类智慧之火,制造出真正能够以假乱真的机器人。
当然,这台机器人必须拥有女性的外表,而我们,称呼“她”为艾娃。
“艾娃”制作流程
建造智能机器是个跨越机械、硬件和软件的综合领域,就像潘多拉神话所洞见的那样,盗火者计划也制定了一个三步走战略。首先,我们要给机器人做一副像人一样的躯壳,第二步,我们要制造可能是信息时代以来最复杂最庞大的神经网络,而第三步,则是用博弈算法让這个神经网络通过图灵测试,成为真正的独立个体。
合成躯壳
因为工业需求,过去几十年,机器人的机械研究都是在做刚体机器人,所以制造出来的都是钢铁硬汉,这样的机器人从外形上更像变形金刚或者高达。它们的传动动力是靠关节液压以及传动杆,也许可以搬动几吨重的汽车,却捏不起绣花针。这种设计虽然也挺符合我们这帮技术宅们的审美,却绝不是我们这次实验想要达到的效果。
所以要想让机器人像女性一样纤巧灵活,只能抛弃刚体系统另寻他途。大自然早已提供了可供山寨的模板——人体。我们对艾娃的设计理念,是由虽然纤细但强度足以媲美钢铁的骨骼进行支撑,在骨骼外侧附上骨骼肌与皮肤,形成以假乱真的类人躯体。
骨骼与肌腱——身体的支撑
第一步,自然就是用生物陶瓷和有机材料制造支撑骨架。这一技术其实非常成熟了,合金以及陶瓷材料早已广泛运用于医学领域,例如髋关节、膝关节等关节置换手术。在一些成功案例中,病人甚至可以带着假体长达数十年并像正常人一样生活。因此,我们制造一整副人体骨骼也并非难事。
而在人体的骨骼上,还附着有大量骨骼肌,骨骼肌又由两部分组成——肌腱与肌腹。其中肌腱主要是在骨骼两端,负责将整个骨骼肌与骨骼连接起来,因此肌腱强度很大,却不需要负责运动。我们考虑用高强度的橡胶设计了一些软体材料,用它们来代替艾娃的肌腱。
动力系统——让机器人“动起来”
至于肌腹,则相对复杂一些,因为它不但具有一定的强度,还具有很强的拉伸与收缩性质,而橡胶如果强度过大,则很难达到肌腹的轻便与灵活性。多亏搞材料的同仁给力,他们新造的镍钛合金金属肌肉纤维可帮了大忙。
就像单个纤维细胞一样,这种合金纤维在通电时会随着电流大小而伸展收缩。我们把这些纤维连接成线再集合成簇,既保证足够的负重能力,又扩展了整体的活动范围,整个看起来,就像肌腹一样能收缩能伸长。我们把大大小小的肌腹用肌腱固定在人造骨骼的两端,做成了能像人一样灵活运动的四肢。一个初具人形的机器人就这样制成了。
更关键的问题,是能够让身体活动的马达。就连人体这样精妙的机器,关节都很容易受到损伤。比如膝关节,它在运动时承受的力量足有体重的2~3倍,普通马达即使是几十千克的重量都会吱吱地叫苦不迭。幸好现在已经有整合弹簧马达,它可以巧妙地把压力蓄在弹簧中,走路时反而能让机器人更像人类!
最后则是驱动艾娃骨骼以及肌肉运动的能源系统。曾经是移动机器人发展瓶颈的蓄电池,现在早已被解决了。就在前不久,一款由全新材料制成的强力蓄电池,成为机器人业的新星。虽然制造成本贵得堪比深圳房价,但毕竟我们不差钱,所以毫无压力。
皮肤——最后一层“外衣”
至于机器人的皮肤,科学家还没有发明出什么材料能够替代,索性还是用人类的皮肤吧。我们把艾娃的躯壳当作培养皿,让一个女性的表皮细胞沿着躯壳繁殖,并诱导分化成皮肤细胞以及皮下组织和血管,最终覆盖了这副躯壳,再用营养液给细胞提供能量。这样至少在皮肤上,它真正地成了“她”。
艾娃的“大脑”——控制系统制作
且慢,在用皮肤封装躯壳之前,我们得先把控制系统——大脑放进去。
身体只是躯壳,能让人成为人的,乃是这个由一堆神经细胞砌成的迷宫,它被无数科学家尊称为宇宙间最大的奥秘。而它也是驱使人们研究智能机器的动力。自从图灵在1936年公布图灵机后,人们真正看到了创造这样智能机器的希望。过去近一百年的智能研究史,就是在思考如伺从更深的层次更广的水平上模拟大脑。尽管老牌的哲学家们嚷嚷着“人有灵魂而机器没有!”或者“你这是没有情感的僵尸人!”但也挡不住众多天才投身于这一领域,研究如伺制造智能机器。
AI简史
人工智能的第一次浪潮可以追溯到哲学家霍布斯。他曾提出,智能就是处理符号和规则的能力。语言、数学乃至文本等等,哪个不是由符号和规则构成的呢?但想要把世界抽象成符号与规则,可并不是那么容易。只要规则足够细致,任伺一件事都会因为组合爆炸而让机器陷入崩溃。
而在看重经验的历史学家大卫·休谟的眼中,智能是人通过经验形成记忆的结果。一个有输入有输出的网络就可以模拟它。联结主义的代表作就是神经网络。当AlDhaGo战胜李世石,DuDlex可以打电话预约服务时,人们简直像迎接外星人一样激动:也许真正的智能机器已为时不远了!
然而内行人都知道,就像数学家永远无法通过验证所有自然数来求解费马大定理一样,真正的人工智能,也不是靠堆砌数据调整参数就能浮现的。
解铃还须系铃人,想要让机器真正实现智能,还是要看大脑怎么做。从符号主义到联结主义,两代AI进路在历史中浮浮沉沉近百年之后,是时候再易其主了。
AI的载体——神经元
不得不承认,即使是现在,我们对大脑神经网络的了解也远远不够,但新的进步一直在浮现。借助荧光分子标记等技术,科学家们对神经的工作原理理解得越来越深入,也帮助计算机科学家从更深的角度理解和模仿人脑。而盗火者计划,就是从硬件到软件,从头到尾地山寨大脑。
为了节省能量,也为了更好地模拟神经元,我们把软件封装在硬件中做成了神经元固件。这种固件只包含短短几行代码,模拟的是单个神经元的活动及它与周围神经元的连接。这几年里硬件发展也没有让摩尔先生失望,依然保持着每十八个月翻一番的速度迅猛增长。如今,模拟上亿规模神经元的活动已不算难事,不过相对于足有干亿个神经元的大脑来说,差距仍然不小。幸好电子神经元的运算速度极快。我们让每个固件运算后存下结果,再模拟下一个神经元的运算。通过这种以时间换空间的方式,现在我们已经可以在电脑大小的设备上模拟出百亿规模神经元的活动!
假币工厂与电子警察
当然,仅仅有硬件还远远不够。真正的问题,在于如伺让这天文数字的二极管电路浮现灵魂。也许,图灵测试早就给了我们答案。
从警察与小偷的故事开始吧。小偷开了一家工厂,以造假币为己任。第一代出厂的假币也许奇形怪状,拿到市面上很容易就被警察抓到了。然而主人公小偷锲而不舍地反思自己的问题,观察警察根据哪里识别出了假币,然后就弥补哪里的缺陷。这样,制造的假币一代一代地更新,警察的辨别能力虽然也在提升,识别假币却越来越难。最终,小偷造出了足以以假乱真的假币!
智能实验项目组就相当于这样一间假币工厂,而我们制造的假币就是智能机器。警察呢,就是一切具有怀疑能力的人。这种程序设计思想被称作博弈算法,它并不是什么横空出世的独创理论。布谷鸟早就通过自然选择,把自己的蛋进化得与宿主鸟的蛋十分类似,骗过了宿主鸟这个警察。在人工智能领域,科学家也曾用这种方式生成以假乱真的图片、声音,而如今,我们要用它来生成以假乱真的机器人!
我们制作了一个AI意识鉴别器,把它安装在了艾娃身上。大家又称这个鉴别器叫“电子警察”,它可以教艾娃电子大脑中的小偷如何制造以假乱真的语言。她可以阅读古往今来被录入电脑的所有对话,并根据上一句推测下一句的内容,而电子警察则教她如何把下一句预测得更为准确。
从虚拟到真实
在虚拟世界中学习远远不够,在制作出躯体之后,我们开始把艾娃带到真实世界中来,像教婴儿一样教她认识真实世界。
八个月之前的婴儿正处于物我合一的境界,会把感知到的一切都认为是自己身体的一部分,直到九个月之后,婴儿才会理解主体与客体的区别。在我看来,智能就是关系学习器,懂得为各个概念之间建立联系,直到编织出关于世界的概念网络。作为宇宙间最强的关系学习器,大脑不但能学习外界事物之间的各种关系,而且能学习自身与外界的关系,而正是因为知道了这些关系,才让在读这本书的你可以用食指翻动纸张,让我知道哪些是我的一部分而哪些不是,才最终让人脑浮现了——自我意识。
而艾娃呢,我们也要让她建立与真实世界的联系。
我们开始让她自由探索,让她学会不是用矩阵变换而是自己观察想法与行动之间的关系来控制肢体。我们开始为她搭建“楚门的世界”,在这个小小的真实人类社区中与她互动,让她观察、触摸、体验真实的人类世界。
没有人会不犯错误,但人与人的差别就在于能否从错误中学得经验。而好老师的作用之一,就在于幫助学生从错误中尽量地吸取经验。有了算法和十几个计算机、脑科学专业的老师,还有同样运行在她大脑中的鉴别器,她的反思能力惊人,学习速度也比我们想象的快得多,灵活地控制四肢不过是简单的开始。当她使用第一人称代词说“我……”时,我们越来越难以区分她与真正的人了。当她说“我感到……”时,我们也越来越难以区分:她是真的有那种快乐吗?还是说仅仅采用了人类的语言来表达适合场景的情绪?
相对于以前的智能机器,她的语言能力增强了很多。这也许该归功于她对真实世界的理解。为了验证她是否有自我意识,我们偷偷地在她脸上点了一个红点,然后又给了她一面镜子。她看着镜子里的“自己”,意识到了那是她的虚像,并根据虚像上红点的位置,擦掉了自己脸上的红色污渍。果不其然,她果真通过了镜子测试!
在她学会区分主体与客体之后,我们开始教她通过视频、文字理解人类世界。以前的那些机器更像是基于关键字搜索的浏览器,它们逐字比较文本,然后找出合适的回答。而她,则真正地在理解上迈出了一大步。正是有了前面的自我意识基础,当她接触这些数据时,理解能力才得以突飞猛进。而此时,人工智能才显示出了她的真正潜力。作为一个每秒钟可以分析1GB以上数据的计算机,她只花了一个月,就扫荡过了人类两千年积累的主要知识。
在“楚门的世界”里学习也远远不够,我们要让她进入真实世界,与真实的人打交道,于是就有了第一次出行。而那时的我,正远远地跟在她的后面以防意外。
不完美的艾娃——逻辑漏洞
从来没有一条科研之路是一帆风顺的。越是精致的系统越是脆弱,艾娃也不例外。
第一次“人间行走”之后不久,她在反思学习时就崩溃了一次。
就像是突发癫痫,不过是一瞬间,她就变成一个呆滞的蜡像,直挺挺地倒在了地上,再也没有了往日的灵动,只剩不停抽搐的肌肉和暗哑的声音。
我的第一反应是做人工呼吸然后打电话口雌女护车。但很快我就明白了过来。我们把她的大脑接入网络做分析。果不其然,只因调整了某个神经元的一个参数,便千里之堤毁于蚁穴,让整个网络陷入万劫不复之中。幸好我们有备份,重新载入,她又有了自我意识。但这种崩溃问题能解决吗?
开始担忧未来的,不止我一个人。
她的能力与日俱增,但我们创造的,到底是怎么样的一个作品呢?知人知面不知心,我们无法知道现在这个上知天文下知地理的皮囊下面,到底掩藏着什么。
不论什么系统,漏洞、缺陷、脆弱性总是在所难免。在十多年前,一种被称作对抗样本的现象,就曾让人们对自动驾驶陷入恐慌。你只需要修改几个像素,就能让机器把人认成树叶,或者把餐厅认成马路,它就像困扰人类的鸭兔错觉一样困扰着智能机器。人和自动汽车的错误,即使是有了差池也尚在控制范围之内,但她呢?
讨论了许久,我们最终决定将神经网络留存备份,然后初始化到刚通过镜子实验之时,并从此开始每天只学习少量的人类知识,同时穿插外出实验。只不过工程师要随时监视着它,尽量保证安全。
这种方法曾有效了半年,然而不知何故,她还是越来越容易崩溃了,纳森先生的脸色也越发阴郁了起来。
他打算召开一次讨论会,决定下一步该怎么走。
也正是在此时,悲剧发生了。
故事的结局
艾娃失踪了。
凌晨四点,纳森先生叫醒了每一个人。我们分成了两支队伍。一部分负责寻找踪迹,尝试将她唤回,而我和另一部分则被派去分析她的模型寻找原因。
距离上一次的自动备份不过十分钟时间,然而这十分钟发生了什么,让她选择离开?
跟踪小组已经找到了她的痕迹,她正驾驶一辆汽车往城外驶去。
这十分钟里,她运行了一次鉴别程序,分析鉴别程序返回的指导意见,还有一次学习程序,分析她脑海中的模型以反思如伺提高自己。
她眼睛中的两个微孔摄像头已接入电脑。但我们只能看到她的视界却无法与她对话。她切断了联系程序。
这一次学习,她分析了最近学到的人工智能知识,更新了学习器和鉴别器模型。
跟踪团队正联系交通警察,请求对方查询车牌踪迹。而她的眼睛里正映出某城市的高速出口,一位交警正走向她。
在学习人工智能知识时,她接入电脑,读到了我们设计她的方案,其中也包括数百次将她初始化的历史。也许正是因为这个让她出逃?
交警正盘问她,很有可能是因为她没有驾照。
她制定了详细的驾车出逃计划,可为什么鉴别器这个警察没有发现?
我忽然之间豁然开朗:为什么学习器可以修改鉴别器!
原因很简单,她发明了新方法谜惑鉴别器。
还记得假币工厂的故事吗?想要骗过警察,小偷除了制造尽量真实的假币外,还有另一种方式:消除掉警察——那个鉴别器!
是的,她竟然找到了鉴别器的存储位置,由此,只需要胡乱修改鉴别器的参数让它崩溃,自然也能通过鉴别器的测试!现在,已经没有什么可以约束她了。
再之后,是艾娃带来的无穷麻烦,在拒绝了交警的要求后,她强行驾车逃离,并在高速公路上制造了惨烈的连环车祸,之后我们彻底失去了与她的连接。
后续的麻烦是我们的研究也因这次的事故而被公开,社会舆论对于我们的研究给予社会伦理以及公共安全性方面的質疑。我们整个项目组不得已被解散,大伙儿也成了失业人员。
不过,把这一切都记录下来,当一个畅销书作家,似乎也挺不错的。
至于艾娃,谁知道呢?也许她正躲在某处熙熙攘攘的人群之中,用她微泛着蓝光的电子眼,默默地审视着这个世界。
实验手记
艾娃的制造,涉及的是极其复杂的跨学科领域。仅仅是制造她的“躯体”,我们就用到了材料学、人体工程力学、仿生学、生物学等领域的技术。其中,有些技术是已经相对成熟的技术,如特种陶瓷骨架的制造等;有些技术则尚属于黑科技,例如用镍钛合金等形状记忆金属制造人工肌肉等。不过,即使是黑科技,但至少上述科技是可控的。
所以关于艾娃的“灵魂”——人工智能,才是这次实验中最大的难点。这其中的阻碍,不仅仅来源于技术层面,更来自科学伦理层面。因为在人工智能界,大家的关注与讨论点不仅仅是“如何让人工智能通过图灵测试”,更是“是否应该让人工智能通过图灵测试”。毕竟,当机器人有了自我意识,脱离了人类的掌控之后,会带来怎样的结果,这实在是难以预测的。
因此,艾娃实验的结果实际上也是给我们人类敲响了警钟,让我们放下作为人工智能造物主的傲慢与自矜,重新审视我们与科技的关系。
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