围棋“人机大战”的启示

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1、卷首语Foreword杨雄里，浙江镇海人，神经生物学家，复旦大学脑科学研究院教授，中国科学院院科技导报2016，34（7）士，发展中国家科学院院士。主要研究方向为应用免疫组化、膜片钳、细胞内记录、钙成像等。围棋“人机大战”的启示韩国围棋选手李世乭与谷歌AlphaGo（阿尔法围棋）的“人机大战”经过5盘鏖战，最终以AlphaGo4∶1胜出落下帷幕。“人机大战”弥漫的硝烟至今仍未消散。在这充斥着奇闻轶事、跌宕起伏的现今世界中，这则虽然有着丰富的科学内涵，但又不无趣味性的比赛，激惹起人们如许兴致，实属难得。人们为人工智能的迅速发展雀跃欢呼，也有人忧心忡忡地思忖着一个严

2、肃的问题：拥有高度人工智能的机器人会不会有一天征服人类？人类对科学理想的孜孜追求以及社会进步的迫切需要，近年来有力地推动着人工智能大踏步地前进。以围棋为例，从日本最初研发的Crazystone围棋软件只能战胜普通的围棋爱好者，到今天AlphaGo相当轻松地战胜围棋界顶尖棋手，只不过10余年光景。从Alpha⁃Go在对弈中所表现因棋局而变换策略的自我思考、学习的能力，不能不惊叹人类的智慧正在创造奇迹。奇迹归奇迹，眼下的结局却并不十分意外。依我所见，在这样的“人机大战”中，人类的输棋，乃至最终的完败是迟早的事情。对于象棋、围棋这样的博弈，过程大抵是这样的：针对你下的

3、每一招棋，回招可以有多种，而对手根据对棋局形势的判断从中选择了某一种；而对于对手的回招，你又有可能从众多的招数中选择一种与之过招，如此等等。这个过程从本质上来说是一种“推理性计算”，尽管这种计算可能极其复杂，但其结果原则上是可推断的。就实施计算而言，计算机以其愈益明显的速度优势，其能力早已为人类所望尘莫及，对于四则运算是如此，对于被认为是最复杂的智力游戏——围棋也不例外，差别只是在于时间而已——前者早在几十年前就实现了，而对于后者，序幕也已拉开。如果说，现在人类的顶级棋手还可能有招架之力，若干年以后，则恐怕毫无胜算可言。但是人类不必惊恐！1997年当IBM公司的

4、“深蓝”战胜国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫时，我曾撰文表述过这个观点，现借此机会再略作引申和拓展。首先，这场所谓的“人机大战”，在相当大程度上是人群间的斗智斗勇。AlphaGo是一台机器，但它实质上是DemisHassabis及其团队集体智慧结晶的一种外观表现，这个团队依据对围棋棋艺的深湛剖析，借助高度发展的计算技术，不十分费力就击败了李世乭。当然，这台机器自有出彩之处：创建它的团队借鉴了脑的基本工作原理，使它拥有了非同寻常的、初步的自我思考、自我学习能力，可以按局势的发展调整其策略，而这方面能力的强弱基本上取决于现时科学对智力本质的了解程度。因此，归根结底，虽然李

5、世乭所对阵的是一台机器，但其实还是一群智力高超的科学家。“人机大战”不过是形式上的，本质上是人类智力的比拼。何谓“智力”（或“智能”）（intelligence）？计算、逻辑推理，都只是智力的一部分。瑞士心理学家J.Piaget曾对智力下过一个通俗却涵义深邃的定义：“智力是你不知道怎么办时动用的东西。”这一广泛被引用的定义指明，智力是一种挣脱旧传统羁绊的创造性能力，或者说创造性是智力的核心。人类智力的基础是大脑庞大神经网络复杂而又有序的活动。大脑的基本组成单元是神经细胞（神经元），人类大脑的神经元数量达860亿，它们通过多达百万亿的特殊连接点（突触）组成极为复杂

6、的网络。此外，大脑还有数量多于神经元几十倍的神经胶质细胞，与神经元协调工作。对于作为智力基础的大脑活动的机理，目前还只有有限的了解，已经积累的知识不过是冰山一角。就现有的认识来看，智力形成所依据的神经活动，取决于神经网络固有的工作特点、外界环境的影响、情绪的调制等诸多因素。特别需要指出的是，脑的结构和功能决不是一成不变的，不仅是在发育过程中，而且在成熟以后仍然保持高度可塑性，即随着内外环境的变化，乃至神经活动本身而发生变化的特性。一个突出的例子是，大脑的海马区以及许多其他脑区存在的所谓“长时程增强”现象，即在学习过程中，某些特定神经元之间突触结构发生改变、神经活

7、动发生变化的现象。没有脑的可塑性就没有学习、记忆、乃至智力。这种可塑性发生在分子、细胞、突触、网络等多个水平，在不同的脑区又有各自不同的特征，可谓变化无穷。Hassabis拥有从事认知神经科学的经历，因此，在AlphaGo的研制中，借鉴神经系统某些工作原理使之拥有一定的自我思考和学习能力，可谓是“化神奇为更神奇”。但是，它对脑的工作原理的借鉴还是很初步的。具有学习功能的人工神经网络，一直是计算神经科学和人工智能研究中的重要问题，从引入“反向传播算法”，到“无指导性程序”的开发，都反映了科学家在这一领域研究中所作的努力。作为长期进化的结果，大脑实现智力的机理既精巧

8、又复杂，现在对智力本质的