人工智能簡史|(1)香濃見證人工智能的誕生
1956年,人工智能元年。
這一年夏天,在美國新罕步什爾州的漢諾威(Hanover)小鎮,美麗的常春藤名校達特茅斯學院,群星閃耀,一批大師級的人物聚在一起共同研究了兩個月,目標是“精確、全面地描述人類的學習和其他智能,并制造機器來模擬”。這次達特茅斯會議被公認為人工智能(Artificial Intelligence,AI)這一學科的起源。
當時,年僅29歲的約翰·麥卡錫(John Mc Carthy)正在達特茅斯學院任教,他說服了克勞德·香農(Claude Shannon)、馬文·明斯基(Marvin Minsky)和IBM公司的納撒尼爾·羅切斯特(Nathaniel Rochester),共同組織了一個為期兩個月的研討會。
“我們提議1956年夏天在新罕步什爾州漢諾威的達特茅斯學院開展一次由10個人組成的為期兩個月的人工智能研究。學習的每個方面或智能的任何其他特征,原則上可被精確地描述,以至于能夠建造一臺機器來模擬它。該研究將基于這樣一個推斷來進行,并嘗試著發現如何讓機器使用語言,形成抽象和概念,求解多種現在注定由人來求解的問題,進而改進機器。我們認為:如果仔細選擇一組科學家對這些問題一起工作一個夏天,那么對其中的一個或多個問題就能夠取得意義重大的進展。”
會議由洛克菲勒基金會提供7500美元的資金支持,如果考慮這次會議的開創意義和深遠影響,可以說洛克菲勒基金會這筆錢花得太有品位了,很值得今天花大錢辦會的中國土豪們學習。
參加會議的共有10位與會者,其中還包括來自卡內基理工學院(現在的卡內基梅隆大學)的赫伯特·西蒙(Herbert Simon)和艾倫·紐厄爾(Allen Newell)、來自普林斯頓大學的特倫查德·莫爾(Trenchard More)、來自IBM公司的亞瑟·塞繆爾(Arthur Samuel)、來自麻省理工學院的雷·所羅門諾夫(Ray Solomonoff)和奧利弗·塞爾弗里奇(Oliver Selfridge)。圖1.1是達特茅斯會議期間的合影,前排右一為香農,前排右三為雷·所羅門諾夫,后排右二為明斯基。
達特茅斯會議期間合影
克勞德·香農
讓我們來聊聊參加會議的這一批大師。最偉大的當然是克勞德·香農,信息論的創始人。1956年,香農離開了AT&T公司的貝爾實驗室,到麻省理工學院作訪問教授。信息論是數字化時代的奠基石,計算機、互聯網、電信、電視等萬億級的產業,都離不開信息論這一重要基礎。而如此重要的學科,基本上由香農憑著一己之力開創,古往今來,好像也只有愛因斯坦提出相對論可以媲美了。
香農,1916年出生于美國密歇根州的皮托斯基(Petoskey),在附近的蓋羅德小鎮長大。香農的家族有發明家的基因,偉大的愛迪生就是他家的遠親。香農的祖父是農場主,經常喜歡搞些小發明,曾經設計過一款全自動洗衣機。香農的父親雖然是個生意人,但是經常給兒子買各種模型玩具和電子元件。香農的母親做過中學校長。所以香農受家庭環境的熏陶,也非常喜歡親手制造各種機器。
香農
1936年,香農在密歇根大學獲得了電子工程和數學學士,并到麻省理工學院攻讀研究生。香農的碩士論文為《繼電器與開關電路的符號分析》(ASymbolic Analysis of Relayand Swithcing),論文中分析了電話交換電路和布爾代數之間的類似性,即把布爾代數的“真”與“假”和電路系統的“開”與“關”對應起來,并分別用“1”和“0”表示。香農用布爾代數分析并優化了開關電路,這就奠定了數字電路的理論基礎。哈佛大學的霍華德·加德納(Howard Gardner)教授評價:“這可能是本世紀最重要、最著名的一篇碩士論文。”
電路系統的“開”和“關”,對應二進制的“1”和“0”。這就是現實世界與虛擬世界最關鍵的一個對應,可以說香農的天才思想建立了現實與虛擬之間的一個橋梁。布爾代數中邏輯運算的“與”“或”“非”,可以通過電路系統中邏輯門的“與門”“或門”“非門”來實現。通過組合電路系統的邏輯門,就可以實現二進制的加減法運算。數學家已經證明,簡單的加減法運算就可以搭建乘法、除法、三角函數、對數函數等任何其他運算,進而描述世間萬物的物理過程和化學過程。在二進制“1”和“0”的基礎上,通過二進制與十進制之間的轉換,日常使用的十進制數字得以表達。通過Unicode編碼,全球主要的語言文字,如中文、英文、德文、日文等,都可以轉化為二進制編碼。通過數字化技術,圖像、聲音、視頻等都可以用二進制編碼來存儲。這一切,就將現實物理系統的一切現象和處理過程,對應到了計算機中的虛擬世界。在此基礎上,隨著電子技術的發展,半導體、集成電路性能的極速提升,工藝尺寸不斷減小至納米層次,個人電腦和手機等改變人類生活的發明得以實現。
關于香農的傳奇,待續。