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點(diǎn)擊：2229  作者：張?zhí)烊?   來源：知識(shí)分子微信號(hào)  發(fā)布時(shí)間:2024-03-05 12:01:38

 

達(dá)特茅斯會(huì)議上七位主要科學(xué)家合影

 

如今的人，經(jīng)常說到人工智能（AI），但事實(shí)上人工智能包含的研究方向很多，并不是一個(gè)單一的學(xué)科。就目前來說，??智能包括“語言處理、圖像識(shí)別、?機(jī)對(duì)話、?機(jī)對(duì)弈、機(jī)器翻譯、?動(dòng)駕駛、機(jī)器學(xué)習(xí)、仿生模擬”等等方面。因此，要探究AI的歷史，也是一個(gè)十分復(fù)雜的問題。

 

不過好在“人工智能”這個(gè)名詞的來源，倒是有一個(gè)明確的年份，科學(xué)家們認(rèn)為，1956年夏天的達(dá)特茅斯研討會(huì)，標(biāo)志著AI的誕?。因此，今天我們就介紹一下那次會(huì)議以及它的發(fā)起人麥卡錫。

 

麥卡錫何許人也？

 

約翰·麥卡錫（John McCarthy，1927－2011）是一位美國計(jì)算機(jī)科學(xué)家[1]，人工智能創(chuàng)始人之一。

 

麥卡錫于出生于波士頓，父親是愛爾蘭移民，母親是立陶宛猶太移民。大蕭條期間，父親在加州找到工作，全家搬到洛杉磯。

 

非常有趣的是，麥卡錫土生土長于資本主義的美國，卻成長在一個(gè)共產(chǎn)黨家庭，他的父母都是20 世紀(jì) 30 年代的積極的美國共產(chǎn)黨員，他們鼓勵(lì)孩子們發(fā)展批判性思維。麥卡錫在少年時(shí)代喜歡閱讀的科學(xué)書籍，是俄羅斯的兒童科普讀物《十萬個(gè)為什么》。

 

麥卡錫很早就表現(xiàn)出了數(shù)學(xué)天賦，他中學(xué)時(shí)候就自學(xué)了大學(xué)數(shù)學(xué)，之后于 1944 年被加州理工學(xué)院錄取。在加州理工學(xué)院，他參加了馮·諾依曼的講座，這堂課激發(fā)和影響了他一生的職業(yè)興趣。

 

麥卡錫在加州理工學(xué)院開始讀研究生，但轉(zhuǎn)到普林斯頓大學(xué)完成博士論文。獲得博士學(xué)位后，他在普林斯頓大學(xué)和斯坦福大學(xué)短期任職，麥卡錫于 1955 年成為達(dá)特茅斯學(xué)院的助理教授。

 

 

圖1：人工智能早年先驅(qū)，圖源：IEEE SPECTRUM

 

年輕的麥卡錫，經(jīng)常思考，也經(jīng)常與同行討論當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)科學(xué)家們熱衷的“思考機(jī)器”的問題。

 

其實(shí)，讓機(jī)器具備智慧，像人一樣思考，這是人類自古以來的夢(mèng)想。然而，從實(shí)用的現(xiàn)代觀點(diǎn)來說，這個(gè)夢(mèng)與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的發(fā)展同步，理論上也是起始于幾位數(shù)學(xué)家的構(gòu)想和研究，從1900年大衛(wèi)·希爾伯特提出23個(gè)未解數(shù)學(xué)難題后，繼而有哥德爾的不完備性定理、馮·諾依曼的數(shù)字計(jì)算機(jī)構(gòu)形、圖靈的圖靈機(jī)等等，都推動(dòng)著計(jì)算技術(shù)的蓬勃發(fā)展。

 

如何模擬大腦？當(dāng)年的研究有兩個(gè)方向：有的科學(xué)家深入研究人腦，例如，1943年，美國神經(jīng)科學(xué)家?卡洛克和邏輯學(xué)家?茨提出了第一個(gè)神經(jīng)元數(shù)學(xué)模型；而大多數(shù)計(jì)算機(jī)學(xué)家們，則從計(jì)算機(jī)模擬方面想辦法。例如，圖靈1950年提出“圖靈測(cè)試”，多位數(shù)學(xué)家，包括圖靈和香農(nóng)，都寫過機(jī)器與人對(duì)弈的象棋程序等。

 

不過，企圖將計(jì)算機(jī)的經(jīng)典數(shù)理邏輯方法用于模擬人腦，使人總感覺有某種先天不足的缺陷，因?yàn)槿四X的思維過程中有太多“模糊”的直觀意識(shí)和不確定性，似乎與嚴(yán)密的數(shù)字計(jì)算格格不入！

 

因此，幾十年來計(jì)算技術(shù)突飛猛進(jìn)長足發(fā)展，AI的發(fā)展卻經(jīng)常止步不前。

 

于是，麥卡錫萌生了一個(gè)想法，他決定組織一個(gè)小組來澄清和發(fā)展有關(guān)思維機(jī)器的想法。為了避免只關(guān)注某個(gè)狹隘的方向，也避開權(quán)威們對(duì)于自動(dòng)機(jī)理論、或者控制論等等名詞上的爭論，他為這個(gè)領(lǐng)域選擇了一個(gè)中立性的名字：人工智能。

 

1955 年初，麥卡錫聯(lián)系洛克菲勒基金會(huì)，請(qǐng)求資助在達(dá)特茅斯舉辦約 10 名參與者的夏季研討會(huì)。六月，他和當(dāng)時(shí)在貝爾實(shí)驗(yàn)室的信息論創(chuàng)始人香農(nóng)一起會(huì)見了生物和醫(yī)學(xué)研究主任羅伯特·莫里森 ，討論了這個(gè)想法和可能的資助。

 

1955年9月2日，麥卡錫、明斯基、羅切斯特和香農(nóng)正式提出該會(huì)議的計(jì)劃，該提案第一次使入了“人工智能”一詞，于是，人工智能（AI）就此誕生了。

 

AI的第一次會(huì)議

 

1956年夏天，一群數(shù)學(xué)家和計(jì)算機(jī)科學(xué)家陸續(xù)來到了達(dá)特茅斯學(xué)院數(shù)學(xué)系所在大樓的頂層。在兩個(gè)月左右的時(shí)間里，他們進(jìn)行了一次長時(shí)間的頭腦風(fēng)暴會(huì)議[2]。

 

原本計(jì)劃參加的有 11 名數(shù)學(xué)家和科學(xué)家，其中6個(gè)人整個(gè)期間都在，他們是：馬文·明斯基、朱利安·畢格羅、麥凱教授、雷·所羅門諾夫、約翰·霍蘭德、麥卡錫。

 

有的呆了一半時(shí)間，有的比較短暫，例如：香農(nóng)、羅切斯特、塞爾弗里奇、艾倫·紐厄爾、赫伯特·西蒙。再加上其他感興趣的人士，據(jù)說與會(huì)人員共有47位左右。

 

沒有發(fā)現(xiàn)這次研討會(huì)有全體人員的合照，不過，圖2是七個(gè)微笑的年輕男人坐在草坪上的黑白照片特寫，其中有發(fā)起和出席會(huì)議的幾位主要代表人物，這7人都為人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)或相關(guān)領(lǐng)域做出了貢獻(xiàn)。他們是（從左到右）：

 

奧利弗·塞爾弗里奇：MIT數(shù)學(xué)家；

納撒尼爾·羅切斯特：BM信息研究主管，會(huì)議發(fā)起人之一；

雷·所羅門諾夫：美國數(shù)學(xué)家；

馬文·閔斯基：哈佛大學(xué)數(shù)學(xué)與神經(jīng)學(xué)研究員，會(huì)議發(fā)起人之一；

米爾納：蒙特利爾麥吉爾大學(xué)神經(jīng)心理學(xué)教授；

約翰·麥卡錫：達(dá)特矛斯學(xué)院數(shù)學(xué)助理教授，會(huì)議發(fā)起人之一；

克勞德·香農(nóng)：貝爾電話實(shí)驗(yàn)室數(shù)學(xué)家，會(huì)議發(fā)起人之一。

 

 

圖2：達(dá)特茅斯會(huì)議上七位主要科學(xué)家

 

簡單介紹一下這七位先驅(qū)以及其他幾位科學(xué)家對(duì)人工智能方面的貢獻(xiàn)。

 

(1)機(jī)器知覺之父：奧利弗·塞爾弗里奇（Oliver Gordon Selfridge，1926—2008）

 

奧利弗出生于英國，是Selfridges百貨創(chuàng)始人哈里·塞爾弗里奇的孫子。他是人工智能的先驅(qū)， 被稱為“機(jī)器知覺之父”。他少年時(shí)代在墨爾文學(xué)校接受教育，移居美國后在麻州就學(xué)。1945年，他獲得MIT數(shù)學(xué)學(xué)士學(xué)位。隨后，他成為諾伯特·維納的研究生，但沒有撰寫自己的博士論文，未獲得博士學(xué)位。

 

然而，塞爾弗里奇在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模式識(shí)別和機(jī)器學(xué)習(xí)方面撰寫了重要的早期論文，他的“鬼域模型”（Pandemonium）論文（1959 年）為人工智能領(lǐng)域公認(rèn)的經(jīng)典之作。是圖像識(shí)別中最早的計(jì)算模型之一，影響了現(xiàn)代聯(lián)結(jié)主義者、人工智能和單詞識(shí)別模型的發(fā)展。

 

(2)納撒尼爾·羅切斯特（Nathaniel Rochester，1919—2001）于 1948 年 11 月加入 IBM，是IBM 701總設(shè)計(jì)師，他編寫了第一個(gè)匯編語言，并參與了人工智能領(lǐng)域的創(chuàng)立。他領(lǐng)導(dǎo)了實(shí)用子程序的準(zhǔn)備工作，以促進(jìn) IBM 及其客戶對(duì) IBM 701 的使用。并與應(yīng)用科學(xué)部門的規(guī)劃小組合作，為國防計(jì)算器制定了嚴(yán)格的規(guī)范。他為機(jī)器的設(shè)計(jì)制定了出色的規(guī)劃和系統(tǒng)規(guī)范，包括算術(shù)函數(shù)和邏輯運(yùn)算。1967 年，他被任命為 IBM 院士。

 

(3)雷·所羅門諾夫（Ray Solomonoff，1926– 2009）是美國數(shù)學(xué)家。他于 1956 年發(fā)表了第一份關(guān)于非語義機(jī)器學(xué)習(xí)的報(bào)告，于 1960 年發(fā)明了算法概率，并發(fā)表了推出柯爾莫哥洛夫復(fù)雜性和算法信息論的定理，是算法信息論和概率人工智能分支的創(chuàng)始人。在 1960 年加州理工學(xué)院的一次會(huì)議上首次描述了這些結(jié)果，并在 1960 年 2 月的一份報(bào)告《歸納推理一般理論的初步報(bào)告》中描述了這些結(jié)果。算法概率是一種獨(dú)立于機(jī)器的方法，為解釋給定觀察的每個(gè)假設(shè)（算法/程序）分配概率值，最簡單的假設(shè)（最短的程序）具有最高的概率，而越來越復(fù)雜的假設(shè)接收越來越小的概率。

 

(4)馬文·明斯基（Marvin Minsky，1927—2016），生于美國紐約市猶太人家庭，美國科學(xué)家，專長于認(rèn)知科學(xué)與人工智能領(lǐng)域，MIT人工智能實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)始人之一，著有幾部人工智能和哲學(xué)方面的作品。1969年，因?yàn)樵谌斯ぶ悄茴I(lǐng)域的貢獻(xiàn)，獲得圖靈獎(jiǎng)。閔斯基奠定了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究基礎(chǔ)。一直在MIT任教直到過世為止。

 

他有數(shù)項(xiàng)發(fā)明，如1957年的共聚焦顯微鏡，1963年的頭戴式顯示器。1951年，他設(shè)計(jì)并建構(gòu)了第一部能自我學(xué)習(xí)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)機(jī)器，SNARC。1952年，他發(fā)明會(huì)自行關(guān)閉電源的無用機(jī)器。

 

(5)米爾納（Peter Milner，1919 – 2018）在英國出生長大，1944 年移居加拿大。原來是一名電氣工程師，但當(dāng)他的妻子布倫達(dá)·米爾納 （Brenda Milner）在麥吉爾大學(xué)學(xué)習(xí)神經(jīng)科學(xué)時(shí)，他對(duì)神經(jīng)科學(xué)產(chǎn)生了興趣，成為了與她同一個(gè)導(dǎo)師的研究生，后來自己在麥吉爾任教。他與詹姆斯·奧爾茲合作，發(fā)現(xiàn)了大鼠大腦中的快樂中樞和疼痛中樞。他研究大腦不同區(qū)域的神經(jīng)元活動(dòng)的同步。

 

(6)麥卡錫（John McCarthy）在組織了這次會(huì)議的一年后， 1956 年秋移居MIT擔(dān)任研究員。從1962 年開始，麥卡錫成為斯坦福大學(xué)的全職教授，并一直任職到 2000 年退休。1971 年因其對(duì)人工智能領(lǐng)域的貢獻(xiàn)而獲得圖靈獎(jiǎng)。 

 

麥卡錫發(fā)現(xiàn)原始遞歸函數(shù)可以擴(kuò)展到使用符號(hào)表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算，從而產(chǎn)生了LISP編程語言， 1960 年LISP發(fā)布后很快成為人工智能應(yīng)用程序的首選編程語言。

 

麥卡錫還發(fā)明了所謂的“垃圾收集”方法，幫助推動(dòng)了MIT的Project MAC；以及后來在斯坦福大學(xué)，幫助建立了斯坦福人工智能實(shí)驗(yàn)室。

 

麥卡錫在創(chuàng)建三個(gè)最早的分時(shí)系統(tǒng)（兼容分時(shí)系統(tǒng)、BBN 分時(shí)系統(tǒng)和達(dá)特茅斯分時(shí)系統(tǒng)）方面發(fā)揮了重要作用。分時(shí)系統(tǒng)的開發(fā)，促成了互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算的出現(xiàn)。 

 

(7)克勞德·香農(nóng)（Claude Shannon，1916—2001），美國數(shù)學(xué)家、電子工程師和密碼學(xué)家，被譽(yù)為信息論的創(chuàng)始人。他是這次會(huì)議的積極組織者之一。香農(nóng)發(fā)明了很多設(shè)備，舉其中一個(gè)與AI有關(guān)的：他的辦公桌上放著一個(gè)他稱之為“終極機(jī)器”的盒子，這是香農(nóng)根據(jù)馬文·明斯基提出的想法而做出來的。這個(gè)盒子外表平淡無奇，只是在一側(cè)有一個(gè)開關(guān)，彈一下開關(guān)，盒蓋就會(huì)打開，一個(gè)機(jī)械手會(huì)伸出來；將開關(guān)復(fù)原，機(jī)械手就縮回盒子。此外，香農(nóng)還做了一個(gè)設(shè)備能夠復(fù)原魔方。

 

(8)除了這幾位之外，與會(huì)者中還有不少人物，例如，研究博弈論，提出“納什均衡”的諾貝爾經(jīng)濟(jì)獎(jiǎng)得主約翰·納什（John Nash Jr.，1928—2015），也在出席者的名單中。

 

(9)亞瑟·李·塞謬爾（Arthur Lee Samuel，1901—1990）美國計(jì)算機(jī)科學(xué)家，他是電腦游戲與人工智能方面的先鋒。塞謬爾的電腦跳棋程式是世界上最早能成功進(jìn)行自我學(xué)習(xí)的計(jì)算機(jī)程序之一，也因此是人工智能（AI）基礎(chǔ)概念的早期展示之一。

 

(10)西蒙（Herbert Simon，1916—2001），漢名為司馬賀，美國學(xué)者、計(jì)算機(jī)科學(xué)家和心理學(xué)家，研究領(lǐng)域涉及認(rèn)知心理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、公共行政、經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)和科學(xué)哲學(xué)等多個(gè)方向。為1975年圖靈獎(jiǎng)得主，1978年，獲得諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)。

 

(11)艾倫·紐厄爾（Allen Newell，1927—1992）是計(jì)算機(jī)科學(xué)和認(rèn)知信息學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)家，曾在蘭德公司，卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的計(jì)算機(jī)學(xué)院、泰珀商學(xué)院和心理學(xué)系任職和教研。他是信息處理語言（IPL）發(fā)明者之一，并寫了該語言最早的兩個(gè)AI程序，合作開發(fā)了邏輯理論家（Logic Theorist 1956年）和一般問題解決器General Problem Solver。1975年他和赫伯特·西蒙（司馬賀）一起因人工智能方面的基礎(chǔ)貢獻(xiàn)而被授予圖靈獎(jiǎng)。

 

三 研討會(huì)的成果：首批“符號(hào)主義”者

 

研討會(huì)根據(jù)提案所述，討論涵蓋了許多主題，包括計(jì)算機(jī)、自然語言處理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算理論、抽象和創(chuàng)造力等問題。研討會(huì)發(fā)起或鼓勵(lì)了幾個(gè)重要方向：符號(hào)方法、早期專家系統(tǒng)，以及演繹系統(tǒng)與歸納系統(tǒng)。

 

通過8周左右的討論，與會(huì)者們大致勾勒出了我們今天所知的人工智能圖景，可以說，這次會(huì)議催生了AI的第一個(gè)研究者陣營：符號(hào)主義者（symbolists），基于符號(hào)主義的專家系統(tǒng)在20世紀(jì)80年代達(dá)到了頂峰。

 

符號(hào)主義者理解的AI是源于數(shù)理邏輯，基于邏輯表達(dá)式。因此可以用數(shù)學(xué)和物理學(xué)中的邏輯符號(hào)來表達(dá)思維的形成，通過大量邏輯規(guī)則，來產(chǎn)生像人一樣的推理和決策。符號(hào)主義強(qiáng)調(diào)思維過程的邏輯性，側(cè)重于推理和解決問題的思路，企圖用數(shù)學(xué)公式來描述人工智能。它在計(jì)算機(jī)代數(shù)、自然語言處理、語音識(shí)別等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。

 

符號(hào)主義曾多年保持一枝獨(dú)秀，為人工智能的發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)，專家系統(tǒng)的成功開發(fā)與應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)人工智能聯(lián)系實(shí)際走向應(yīng)用具有重要意義。之后，又出現(xiàn)了連接主義和行為主義，符號(hào)主義稱為人工智能三大主流派別之一。

 

麥卡錫和明斯基，當(dāng)年都是符號(hào)主義的倡導(dǎo)者。本文上面介紹的與會(huì)者中，西蒙和紐厄爾是最早一批符號(hào)主義學(xué)派代表人物。這兩位科學(xué)家，早在50年代初期就開始了這方面的工作。1955年末，他們開發(fā)了一個(gè)名為邏輯理論（LOGIC THEORIST）的程序，可以算是第一個(gè)AI程序，它將每個(gè)問題表示成一個(gè)“樹”模型，選出最可能得到正確結(jié)論的那一個(gè)分枝，然后逐次求解問題。

 

1957年，西蒙和紐厄爾，與程序員克里夫肖一起，又推出了通用問題解決器（General Problem Solver，GPS）推理架構(gòu)以及啟發(fā)式搜索思路，其影響深遠(yuǎn)，AlphaGO就是借鑒這一思想打敗了人類頂尖棋手。

 

除此之外，符號(hào)主義還為我們貢獻(xiàn)了專家系統(tǒng)、知識(shí)庫、知識(shí)圖譜等一系列優(yōu)秀技術(shù)。

 

之后的人工智能領(lǐng)域，又出現(xiàn)了其他“主義”。如今總結(jié)起來，主要是三個(gè)主流學(xué)派：符號(hào)主義（Symbolism）、聯(lián)結(jié)主義（Connectionism）、行為主義（Actionism）[3]。

 

總的來說，符號(hào)主義注重抽象思維，用數(shù)學(xué)解釋智能；連接主義抽象形象思維，企圖模仿人腦模型；而行為主義研究感知，偏向于行為模擬，更注重應(yīng)用。

 

三種綱領(lǐng)融匯結(jié)合，帶來了人工智能的春天！

 

參考文獻(xiàn)：

[1]Oral history interview with John McCarthy：

https://conservancy.umn.edu/handle/11299/107476

[2]達(dá)特茅斯研討會(huì)：（維基百科）

https://en.wikipedia.org/wiki/Dartmouth_workshop

[3]科普中國：人工智能的三大學(xué)派

https://www.kepuchina.cn/zt/salon/tsrgzn/201901/t20190123_924578.shtml

 

作者： 張?zhí)烊?span lang="EN-US"> ；來源：知識(shí)分子微信號(hào)