“知識(shí)”始終是人工智能的一個(gè)瓶頸

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    在20世紀(jì)80年代，人工智能（AI）開(kāi)始復(fù)蘇，并成為了最熱門(mén)研究領(lǐng)域之一。

　　不少人認(rèn)為，專(zhuān)家系統(tǒng)的出現(xiàn)是AI復(fù)蘇的重要因素。我是這么看AI復(fù)蘇的。

　　一是計(jì)算機(jī)的普及使用?，F(xiàn)在的年輕人可能很難想象上世紀(jì)70年代的計(jì)算機(jī)。我的學(xué)校在70年代時(shí)就有一臺(tái)計(jì)算機(jī)，這臺(tái)計(jì)算機(jī)差不多有一間普通教室這么大，沒(méi)有屏幕、鍵盤(pán)等人機(jī)界面，更別說(shuō)鼠標(biāo)了。如何輸入指令和數(shù)據(jù)呢？只能用紙帶機(jī)。在紙帶上打孔（比如說(shuō)，有孔表示“1”，沒(méi)孔則表示“0”），在這種工作方式下，你可以想象，多數(shù)人對(duì)計(jì)算機(jī)哪能不望而生畏？

　　時(shí)間進(jìn)入上世紀(jì)80年代，情況發(fā)生了很大的變化。開(kāi)始有了個(gè)人計(jì)算機(jī)，且計(jì)算機(jī)有了操作系統(tǒng)，有了屏幕，也有了鍵盤(pán)—普通人都可以使用計(jì)算機(jī)了，人們當(dāng)然會(huì)想著用它來(lái)做點(diǎn)什么事情。因此，計(jì)算機(jī)所做的工作，就不僅僅是“計(jì)算”了。

　　二是應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)，地質(zhì)勘探以及其他各行各業(yè)的大量數(shù)據(jù)要處理，醫(yī)療診斷面對(duì)復(fù)雜病情如何處理等等。應(yīng)用計(jì)算機(jī)是水到渠成的事情。

　　三是由于AI變成了熱門(mén)領(lǐng)域，很多的研究或技術(shù)自然要攀親。不管是什么研究、什么技術(shù)，只要有可能，只要是使用了計(jì)算機(jī)，前面加個(gè)“智能”就變得風(fēng)光很多。這就是 “智能濫用”了。

　　這三個(gè)因素加在一起就促進(jìn)了AI的復(fù)蘇！

　　還是先回到“專(zhuān)家系統(tǒng)”吧。所謂專(zhuān)家系統(tǒng)，簡(jiǎn)單說(shuō)，就是一個(gè)計(jì)算機(jī)程序。當(dāng)然，這個(gè)計(jì)算機(jī)程序同時(shí)又不那么簡(jiǎn)單。最基本的，它需要有規(guī)則庫(kù)、知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)、解釋器以及白板（也就是黑板，不過(guò)是虛擬的）等等。這些都可以看成是一些程序模塊。

　　人們?cè)O(shè)想，把專(zhuān)家的知識(shí)結(jié)構(gòu)化（或者計(jì)算機(jī)化）了以后，“放進(jìn)”計(jì)算機(jī)里面，這樣，無(wú)論以后你遇到什么問(wèn)題，把你的問(wèn)題輸入計(jì)算機(jī)后總可以得到相應(yīng)的解答了。

　　1975年至1979年間，北京中醫(yī)醫(yī)院與中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所、北京第二醫(yī)學(xué)院合作研究，開(kāi)發(fā)出著名老中醫(yī)關(guān)幼波教授對(duì)肝炎的辨證論治診療經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)家系統(tǒng)。只需把患者的癥狀和化驗(yàn)指標(biāo)作為數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)就能完成編制病歷檔案、辨證分型、給出處方、計(jì)算藥價(jià)、開(kāi)出病假條和醫(yī)囑等功能。據(jù)說(shuō)是較為準(zhǔn)確地反映了關(guān)幼波教授對(duì)于肝病的辨證論治的思想。

　　這套專(zhuān)家系統(tǒng)不知道是為何，已經(jīng)不使用了。

　　什么都不懂的計(jì)算機(jī)，一下子變成了“專(zhuān)家”，這豈不是很好？那么，我們會(huì)遇到什么問(wèn)題呢？

　　“知識(shí)”！沒(méi)錯(cuò)，是“知識(shí)”！

　　在機(jī)器翻譯時(shí)，我們遇到“語(yǔ)義”的問(wèn)題，現(xiàn)在我們又遇到“知識(shí)”的問(wèn)題。費(fèi)根鮑姆先生當(dāng)年想必也是遇到了“知識(shí)”的問(wèn)題，這也就是為何他會(huì)提出了“知識(shí)工程”的概念。

　　可惜，我們?nèi)祟?lèi)的知識(shí)并不是什么都能“放進(jìn)”計(jì)算機(jī)的，有的東西就是“只可意會(huì)不可言傳”，或者說(shuō)，茶壺里煮餃子—倒不出來(lái)！更別說(shuō)告訴計(jì)算機(jī)了！再說(shuō)了，人家老中醫(yī)診病，那是“望聞問(wèn)切”全方位地信息獲取。所以呀，靠計(jì)算機(jī)來(lái)診斷，是有點(diǎn)懸！

　　所以，專(zhuān)家系統(tǒng)的瓶頸就在于：知識(shí)表示、知識(shí)運(yùn)用和知識(shí)獲?。▽W(xué)習(xí)）。

　　我這里并不是完全否定專(zhuān)家系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)有計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)，比如說(shuō)，記憶量大、記憶可靠、搜索速度快等。正確的做法應(yīng)該是，將計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)和人的智慧相結(jié)合，我把這稱(chēng)為計(jì)算機(jī)輔助問(wèn)題求解（CAPS）。你看，這里沒(méi)有用到“智能”的字眼！

　　1981年日本政府宣布開(kāi)發(fā)第五代計(jì)算機(jī)（智能計(jì)算機(jī)）。日本政府的計(jì)劃也是促進(jìn)AI發(fā)展的一個(gè)因素。因?yàn)樵从诖?，美?guó)政府和英國(guó)政府也增加了對(duì)AI的資助。

　　按照設(shè)想，第五代計(jì)算機(jī)與現(xiàn)在我們所使用的計(jì)算機(jī)的最大不同可以歸結(jié)為三點(diǎn)：1.用推理機(jī)加問(wèn)題求解系統(tǒng)替代CPU；2.用知識(shí)庫(kù)、規(guī)則庫(kù)代替一般意義下的數(shù)據(jù)庫(kù)；3.使用智能接口替代鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等人機(jī)接口，或者說(shuō)，計(jì)算機(jī)應(yīng)該可以通過(guò)自然語(yǔ)言與人交流。

　　不難看出，第五代計(jì)算機(jī)本質(zhì)上就是一個(gè)通用的專(zhuān)家系統(tǒng)。

　　日本松下電信的總經(jīng)理曾經(jīng)得意地說(shuō)，第五代計(jì)算機(jī)就像空氣一樣，誰(shuí)都可以使用它。

　　1985年，第五代計(jì)算機(jī)的圖像處理和語(yǔ)言識(shí)別部分停止了研究。

　　同時(shí)停止的另一項(xiàng)研究是計(jì)算機(jī)的核心部分—知識(shí)系統(tǒng)。研究團(tuán)隊(duì)選擇了一條異乎尋常的途徑，盡力研制知識(shí)存儲(chǔ)與檢索的硬件而不是軟件。

　　其實(shí)，到此為止，已經(jīng)就可以宣告第五代計(jì)算機(jī)研制的失敗了，但還是拖了幾年。

　　1992年6月，在預(yù)定的研制期限到期三個(gè)月后，日本政府終于宣布第五代計(jì)算機(jī)研制失敗。

　　除了科研體制之外的，第五代計(jì)算機(jī)應(yīng)該是栽在“知識(shí)”和“自然語(yǔ)言”這個(gè)問(wèn)題上。當(dāng)年的決策者過(guò)低地估計(jì)了使計(jì)算機(jī)“智能化”的難度。

　　專(zhuān)家系統(tǒng)是否能稱(chēng)為成功？我不是這方面的專(zhuān)家，不敢妄加評(píng)論。我想就AI研究中存在的局限性談?wù)勛约旱目捶ā?/p>

　　重技術(shù)輕理念：有多少?gòu)氖翧I研究的人，往往都是一頭扎入AI的某個(gè)具體的方法。沒(méi)有多少人想到了解“智能”的真正含義；沒(méi)有多少人從認(rèn)知科學(xué)的角度看問(wèn)題；至于有過(guò)哲學(xué)層次的思考的人更是少之又少。

　　設(shè)想一下，第五代計(jì)算機(jī)的決策者，如果能在決策之前，聽(tīng)聽(tīng)一些哲學(xué)家的意見(jiàn)（盡管他們平時(shí)顯得“很無(wú)用”），如果其領(lǐng)軍者能有哲學(xué)層面的思考（想想計(jì)算機(jī)到底不能做什么），第五代計(jì)算機(jī)也許不會(huì)死得太慘！

　　重方法（框架）輕知識(shí)：所有AI的方法和技術(shù)最終是要靠計(jì)算機(jī)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。所有從事AI研究的人往往都會(huì)突出自己的方法（或算法），有意或無(wú)意地忽略了在實(shí)現(xiàn)其方法時(shí)已經(jīng)不知不覺(jué)地將自己解決問(wèn)題的知識(shí)“放進(jìn)”程序中了。大家都知道，問(wèn)題的解決最終是要靠“IF……THEN……”的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)（不管有多少重的循環(huán)或者多少次的嵌套）。我們永遠(yuǎn)都不要忘記，在“IF……THEN……”中最有價(jià)值的部分是其中包含的知識(shí)。

　　專(zhuān)家系統(tǒng)盡管提供了一個(gè)專(zhuān)家的框架，但最終發(fā)揮作用的，是其中的“知識(shí)”。

　　“知識(shí)”始終都會(huì)是AI的一個(gè)瓶頸，知識(shí)如何獲取、知識(shí)如何表達(dá)、知識(shí)如何運(yùn)用等。更為困難的是，如何創(chuàng)造知識(shí)？這些也正是知識(shí)管理所研究的范疇。