• 2017年08月21日 星期一


探寻大师足迹,一览马文•明斯基学术风采

报告人:史忠植



女士们、先生们,各位来宾下午好!

首先我要感谢湛庐文化举办这次探寻大师足迹的沙龙。我今天报告的题目是一览马文·明斯基的学术风采。

大家都知道,马文·明斯基作为人工智能之父,1927年诞生在纽约。他在1944年到1945年在海军服役。50年从哈佛大学数学系获得了学士学位。1954年在普林斯顿数学系获得了博士学位。在1956年马文·明斯基与麦卡锡、西蒙等一起创建了人工智能。到了1959年,马文·明斯基与麦卡锡创建MIT计算机科学和人工智能实验室。

马文·明斯基把他的一生贡献给了人工智能,所以在一生中他获得了好多奖项。首先在1970年,他首次获得了人工智能领域的图灵奖,因为图灵奖是由CML授予,相当于计算机信息领域的诺贝尔奖,是最高奖。在1970年第一次把这个奖授予了人工智能领域的马文·明斯基。 1989年获得了MIT Kilian奖。1990年日本政府设立了一个“日本奖”。1991年是IJCAI,这个叫国际人工智能联合大会,这样一个会,里面有两个奖,一个奖是授予年长的,作为一个终生成就奖,另一个奖作为优秀青年奖,其中把杰出成就奖授予了马文·明斯基。在1995年,IEEE计算机学会又把计算机先驱奖授予给了马文·明斯基。

在1996年,我跟马文·明斯基在澳大利亚的Cairns参加PRICAI国际会议上合照。

马文·明斯基也是智能科学丛书的Special Advisors,对于这个方面的工作非常支持。

马文·明斯基在学术上面作出了很大的贡献,我以他的四个著作来阐述他在人工智能方面的贡献。

马文·明斯基在1956年,美国达特茅斯大会上筹建了人工智能,人人把他称之为人工智能之父。

在1958年,他离开了哈佛大学到了MIT,实际上哈佛跟MIT就相当于是清华跟北大,校园离得非常近。离开了哈佛大学到了MIT,跟麦卡锡共同创建了计算机人工智能实验室。他就设计和建造了一个带有扫描仪和触觉传感器的14度自由机械手。

同时还把人工智能技术和机器人技术结合起来,开发出了世界上最早的能够模拟人活动的机器人Robot C,所以使得机器人的技术跃上了新的台阶。

这是1961年,马文·明斯基发表了一篇名为《迈向人工智能》的论文,这对当时人工智能的发展起了极大的推动作用,他把一些理论的问题都在这一篇文章里面做了很深刻的阐述。这一篇论文对我们人工智能发展起了很大的作用。

同时,马文·明斯基的兴趣非常广泛,在20世纪60年代,就提出来了“telepresence”(远程介入)这样的概念,现在来讲就是一个虚拟现实,所以我们可以看到马文·明斯基他的思想非常超前,他在60年代就已经提出来了这样“虚拟现实”的思想。

马文·明斯基在我们人工智能里面影响很大的贡献就是框架理论,这个是作为我们人工智能一个非常之重要的知识表示方法。这样一个框架理论的核心就是以框架这种形式来表示知识。这样一个框架实际上是一个层次的结构,就是由所谓的概念、对象或事件,由若干槽,植入具体值来构成。所以这个slot框架理论也是他后面作为《心智社会》,还有《情感机器》里面很重要的表示方法。所以他这样的思路,在1975年就已经形成了。作为框架不光是在我们人工智能产生了很大的影响,同时在软件行业也是产生了很大的影响。人们也认为,作为我们20世纪80年代兴起的面向的对象技术和方法,也可以说它的基础就是一个框架理论,是马文·明斯基给予了这样思路的框架理论。

这就是框架的构成了,框架名,有槽。这个是作为描述一个大学的老师,我们就可以用这样一个结构来描述这样一个框架。框架之间可以进行连接,可以构成框架系统。框架之间可以建立这样的一些关系。在20世纪60年代到70年代,《迈向人工智能》这篇文章对于推动人工智能的发展起了很重要的作用。

马文·明斯基在神经网络方面也是作出了很大的贡献,他在1954年获得博士学位的时候,他的博士论文就是有关神经网络和脑神经的问题。他的中学同学叫罗森布拉特,他在1957年提出了一个感知机的模型。这个实际上就是一个单层的神经网络,这个感知机的模型就是这样。

马文·明斯基数学功底很好,他的本科、博士都在数学系,有非常好的数学基础,为了要来证明这样一个收敛性和泛化性,所以他就和派珀特合作了《Perceptrons》,他是利用数学来研究神经网络。但是这本书发表以后起到了相反的作用,神经网络走入了低谷,所以全世界都把原来的神经网络项目取消了。为什么?因为马文·明斯基在他这本书里面指出感知机这样一个异或的功能实现不了,而异或是非常基础的功能,所谓异或就是两个不一样就是1,两个一样的话就是0,这就是异或。

所以我们用这样单层的神经网络感知机实现不了,但是我们从另一个方面来看,马文·明斯基指出这个问题以后,经过人们的研究,提出了所谓的多层感知机,我们只要增加一个顶层就可以极大地提高神经网络表达的能力,可以逼近任意的问题。当然从这本书所产生的客观效果来讲,引起了神经网络走向了低谷,所以人们在20世纪80年代,基本上发表文章的时候,都要骂他几句,把这个仇恨都发泄在了马文·明斯基的身上。

但是我自己认为,马文·明斯基这本书指出来了异或的问题,使得人们提出来了所谓的多层感知机,所以这个事情又从它的负面走向了正面,产生了积极的效果,我是这样子来看《Perceptrons》这本书所产生的影响。

20世纪80年代,马文·明斯基的学生Handler创建了著名的“思维机公司”,马文·明斯基也是创建人之一,80年代人工智能走向高潮,当时日本提出了所谓的五代机,全世界都向这个方面努力。当时马文·明斯基的学生Handler创办了思维机公司,开发了这样一个连接机,这个机器正好反映了马文·明斯基的思想,通过连接,通过这样的CPU跟程序器这样多种的连接并行工作,来解决所谓的处理器和存储器之间的瓶颈,来解决这样的瓶颈,所以这个方面我觉得是发挥了很大的作用。

在1992年,CM-5用在了美国的海军实验室。

这个就是CM-2的系统结构,它的核心就是把这样的处理器和这样的存储器多个进行连接,并行进行处理,所以在20世纪80年代,他们就提出来了高度并行,所以叫做连接机。这个就是CM-5的软件情况。

马文·明斯基另一个很重要的著作就是《心智社会》,这本书出版于1985年,在这本书中,他就提出了“智能体”这样一个思想。马文·明斯基认为所谓智能并不是存在于中央处理器,而是由许多具有专门用途、彼此紧密联结的机器的集体行为中产生的。所以心智是由许多称作是智能体的小处理器来构成,每个智能体本身只能做简单的任务,他们并没有心智。所以当智能体构成社会的时候,它们就产生了智能,所以这个思想对我们人工智能研究是起了很大的作用。

另一个思想就是提出来了K-Line,这个在《心智社会》里面很重要,就是所谓的知识线,这个也是80年代日本五代机主要的思路。在《心智社会》里马文·明斯基也是采用了这样一个思路,他认为中间这个通用性方面就是通过K-Line这个层次,因为这个层次实际上是一个公共的,相当于共享的层次,所以他叫做知识线。

这张片子作为《心智社会》,就是作为心智是由很多独立的来构成。这张片子是从《情感机器》里面拿过来的,正好反映《心智社会》这样的思路。

2006年,马文·明斯基出版了另一本著名的著作,就是《情感机器》。这本书提供了创建能理解、会思考、具备人类意识、常识性思考的路线图。在这本书中,他重点介绍了6大创建维度,有意识、心智活动的层级,常识、思维、智能、自我,这是马文·明斯基在《情感机器》里面6大创建维度。

意识这个问题是当今世界研究的一个重要问题,意识的起源与本质,是重大的科学问题之一。2005年,《科学》杂志出版125周年的时候,出版了125个科学问题,其中“意识”这个问题就是一个非常重要的问题,意识的起源和本质是非常重要的。美国的大脑计划里面很重要的目标,就是想来探索意识这样的科学问题。

在马文·明斯基这个书里面,在意识这章实际上是唤醒了好多当今在意识方面重要的观点。他自己也是提出来了所谓A、B、C脑,A脑、B脑、C脑,作为意识不断地深入。

它这个是相当于通过这样资源错误的解释来构建这样的意识。

对于意识,在我的《心智计算》这本书里我提到,“意识”是指大脑对认知、情感和意志等心理过程的觉知、调节或控制。我们也提出了所谓的机器意识,是一个心智的控制系统,这个就是我们提出来的机器意识框图。

意识这个问题是比较难的。在《情感机器》里面,马文·明斯基列举了好多个这样意识的观点。当然在这个书里面,他突出了拜耳意识的思想,全球空间理论,这是当前大部分人都认同的一种意识理论。

马文·明斯基提出了精神活动的层级。在这儿马文·明斯基分成了6节,“有本能反应”“后天反应”“沉思”“反思”“自我反思”“自我意识反思”这6节。

在常识里面,作为一种常识性知识的主体,即人类在文明世界中相处下去会涉及的许多问题。所以在这个书里面,马文·明斯基主要是引用了莱纳德(Lenat)的思想,就来解释所谓的常识知识库。

马文·明斯基在这个书里面也提出来了,在他的书里面,有一位著名的教授也是在做这个工作,在他的书里面也引用了他的工作。所以在常识方面,主要是来构建什么样的常识知识库,使得人们在处理物理的时候,能够比较方便,提高效果。

这里提出了所谓的三个层次:物理层次、主权层次、精神层次。这个在书里面翻译成主权领域。第三层的精神领域在他几个稿子里面不完全一样,有的版本里面,他把精神领域看成行为,或者执行这样一个情况。这个就是作为马文·明斯基常识的理论。

关于思维,马文·明斯基在《情感机器》里面说的很清楚了。他把原来我们在人工智能里面一种很重要的知识表示方法,就是叫做产生式系统,采用“If-Do为”,马文·明斯基把它扩展成了批评家-选择器模式,“critic”这个词是比较难翻,我也一直在琢磨,翻成“批评家”的话,就会不太好理解,相当于If,就是要来识别问题的情况,来识别这个问题的前提,我们叫作“前提条件”。所以在这儿,我们书里面把“critic”翻译成“批评家”,这样容易造成误解。这个模型相当于是一个识别器-选择器,你首先对问题进行了评估,进行了识别以后,然后你来结合你的思维决定采用什么样的方法,所以这个是马文·明斯基在他的书里面作为思维这个维度,我觉得讲得还是很清楚的。他拓宽了这样一个产生式的系统,变成了一个批评家—选择器的模式。

在思维方面,马文·明斯基提出了6个层次,从本能到后天,沉思、反思、自我反思,然后自我意识情感。所以在这章里面重点就是来介绍了关于“context box”(书中译为了“语境盒”),这个词翻译也有点稍微欠缺,我的建议还是用“语境栈”比较好,“栈”就是有一个层次,有一个先后的关系,这个是马文·明斯基在《情感机器》里面的思路,他整体思路就是这样。你讲一个盒子,那盒子的话就不一样了,box就不一样了,你把东西待在里面,究竟怎么处理也不清楚了。这个“盒”我建议最好换成了“栈”,这个栈是经过信息处理里面很重要的数据结构了。

下面经过了这4个维度,到了第8章,马文·明斯基就提出来关于智能的问题,它是强调每5种的个体智力都是从愚笨逐渐发展到优秀,是一个进化的过程。而且这个进化的过程只有各种资源进行重新的组合,他在这里面是提出来了,就是有各种资源的利用。

另一个概念是“自我”,就是用多种角度来看待自己,所以马文·明斯基通过《情感机器》这本书,把这6个重要的问题放在了读者的面前。

《心智计算》中马文·明斯基主要采用了智能体,作为一个基本工作单元的翻译。作为《情感机器》主要采用资源,作为资源,我可以更好地来反映这样层次的关系。可以反应交互协同的作用,所以这两本书还是有所区别的。但是在思路上,我觉得还是有很多共同的地方。心智是一种社会、是一种结合体,而不是一种单元素的行为,这是一种结合行为。当然《情感机器》深度就来得更深了。

马文·明斯基为我们人工智能提出很多很好的想法,所以他富有一个开创性的思想,思路非常之开放,为我们人工智能的发展贡献了毕生的精力,作出了极大的贡献。

在这儿我引了马文·明斯基的同事艾伦·凯的话:“马文·明斯基在计算机领域具有罕见的卓识,认为计算机不是一个锦上添花的附加机器,而是有史以来能最大限度增强人类的能力的放大器。”作为结尾。

好,谢谢大家!


中国人工智能学会
2016年08月11日

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