互補的關(guān)系：談?wù)撊斯ぶ悄芡{論還只是杞人憂天

互聯(lián)網(wǎng)進化與生物的進化，最終通過“人”達到了統(tǒng)一。 視覺中國 圖

人類社會每一次重大的技術(shù)變革都會導(dǎo)致新領(lǐng)域的科學革命，大航海時代帶來了達爾文的進化論，工業(yè)革命為其后的物理學大突破奠定了基礎(chǔ)。那么，以1969年互聯(lián)網(wǎng)誕生為代表的互聯(lián)網(wǎng)革命，對人類意味著什么？將帶來怎樣的科學突破？8月26日，《文化縱橫》、南都觀察聯(lián)合主辦的“一期一會”邀請計算機專家、《互聯(lián)網(wǎng)進化論》作者劉鋒暢談新科學革命的前夜與人類的未來。澎湃新聞?wù)砹酥v座的主要內(nèi)容，以饗讀者。

劉鋒

互聯(lián)網(wǎng)的類腦結(jié)構(gòu)

近20年來互聯(lián)網(wǎng)帶來的新應(yīng)用和新功能，比如3D打印機、復(fù)印機遠程操控、遠程醫(yī)療手術(shù)，以及中國水利部門安放傳感器收集氣象信息，還有谷歌的“街景”服務(wù)，說明互聯(lián)網(wǎng)朝著與人類大腦高度相似的方向進化，它將具備自己的視覺、聽覺、觸覺和運動等神經(jīng)系統(tǒng)，也將會擁有自己的記憶、中樞和自主等神經(jīng)系統(tǒng)。我們是否能用神經(jīng)學中發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)，去預(yù)測互聯(lián)網(wǎng)的未來發(fā)展方向？

另一方面，人腦至少在數(shù)萬年以前就進化出所有的互聯(lián)網(wǎng)功能?？茖W實驗證明大腦中也擁有谷歌一樣的搜索引擎，F(xiàn)acebook一樣的SNS系統(tǒng)，IPv4一樣的地址編碼系統(tǒng)，思科一樣的路由系統(tǒng)……神經(jīng)學和腦科學是否可能借助互聯(lián)網(wǎng)的幫助去揭示大腦的秘密？

2008年，我們（中科院的相關(guān)研究團隊）發(fā)表論文《人類工效學》，提出互聯(lián)網(wǎng)向類腦結(jié)構(gòu)進化的觀點，并繪制了互聯(lián)網(wǎng)云腦的示意圖。后又先后在2010年發(fā)表論文《復(fù)雜系統(tǒng)與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)》，在2012年出版著作《互聯(lián)網(wǎng)進化論》，進一步論述互聯(lián)網(wǎng)云腦理論。

近年來，我們又將物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、機器人、人工智能、虛擬現(xiàn)實等新技術(shù)納入到這一模型中，試圖用互聯(lián)網(wǎng)云腦結(jié)構(gòu)解釋科技前沿與熱點，并試圖預(yù)測互聯(lián)網(wǎng)未來的發(fā)展方向。

在這一模型中，互聯(lián)網(wǎng)與當前的前沿科技都可以聯(lián)系起來。比如物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)大腦的感覺神經(jīng)系統(tǒng)萌芽；云計算是互聯(lián)網(wǎng)大腦的中樞神經(jīng)系統(tǒng)萌芽；工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、無人機、智能駕駛、3D打印，本質(zhì)上是互聯(lián)網(wǎng)大腦的運動神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育和萌芽；大數(shù)據(jù)是互聯(lián)網(wǎng)大腦信息的基礎(chǔ)。同樣的思路也可以用來分析邊緣計算、移動互聯(lián)網(wǎng)、大社交網(wǎng)絡(luò)、云反射弧與人工智能等前沿科技。

人工智能的歷史與當下

1956年夏天，以麥卡賽、明斯基、羅切斯特和申農(nóng)等為首的一批年輕科學家聚會，共同研究和探討用機器模擬智能的一系列有關(guān)問題時，首次提出了人工智能概念。

此后近60年時間里，人工智能經(jīng)歷了若干次高峰和低潮。20世紀60年代出現(xiàn)了一次熱潮，可能比今天還要熱鬧，當時人們覺得人工智能與機器人的發(fā)展可能最終會取代人類。到了20世紀80年代，日本的第五代計算機和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究也引發(fā)過一次熱潮。但隨著1992年日本第五代計算機計劃無果而終，隨后人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)熱潮也在20世紀90年代退燒。一些算法雖然得到了改進，但找不到用武之地，沒有辦法影響產(chǎn)業(yè)界。

一個技術(shù)如果得不到產(chǎn)業(yè)界的應(yīng)用，是很難有爆發(fā)的，比如我們現(xiàn)在經(jīng)常提到“模糊數(shù)學”，其創(chuàng)始人起初在美國一直不得志，直到日本產(chǎn)業(yè)界將其算法應(yīng)用到洗衣機和冰箱而大獲成功，各種榮譽才紛涌而至。同樣的道理，人工智能在20世紀90年代經(jīng)歷了“AI之冬”，這個冬天持續(xù)了將近十年之久，直到2006年加拿大多倫多大學教授杰夫·辛頓（Geoffrey Hinton）提出了“深度學習”算法，情況才開始轉(zhuǎn)變。

“深度學習”如今已成為了一個火熱的概念，深度學習算法是對20世紀40年代誕生的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論的一次巧妙升級，它最大的革新是可以有效地處理龐大的數(shù)據(jù)。但十年前它在提出之初并不被重視，直到互聯(lián)網(wǎng)公司將其挖掘出來。首先是微軟做了一段時期的應(yīng)用，后來推給了谷歌。2011年，谷歌建立了以深度學習為基礎(chǔ)的谷歌大腦，與基于互聯(lián)網(wǎng)的海量大數(shù)據(jù)進行交互，它的威力才終于爆發(fā)出來，人工智能進入了一個新時代。

所以近來的這一次人工智能熱潮，與互聯(lián)網(wǎng)密不可分。與其說是人工智能熱潮、人工智能時代，不如說是互聯(lián)網(wǎng)人工智能的熱潮與時代。今天引導(dǎo)人工智能的發(fā)展的全是互聯(lián)網(wǎng)或IT行業(yè)巨頭，如谷歌、Facebook、微軟、因特爾、IBM，以及中國的百度、騰訊和阿里巴巴。

我們前面說，互聯(lián)網(wǎng)在進化的過程中形成了類腦結(jié)構(gòu)，這并非一蹴而就的，而是在科學探索和商業(yè)創(chuàng)新兩個動力源的驅(qū)使下逐步發(fā)育的?；ヂ?lián)網(wǎng)云腦的各個神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育不均勻，導(dǎo)致了波浪式的高峰，往往是一個技術(shù)或模式成熟后，下一個技術(shù)或模式才有爆發(fā)的基礎(chǔ)。如果沒有社交網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算的成熟，也不會有從這兩年突然在全世界爆發(fā)的這一輪人工智能熱潮。這一次人工智能熱潮本質(zhì)上是互聯(lián)網(wǎng)進化過程中又一次波峰式浪潮，它產(chǎn)生離不開之前的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和技術(shù)奠定的基礎(chǔ)。

人工智能的現(xiàn)實應(yīng)用與智慧城市

人工智能與互聯(lián)網(wǎng)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)合之后，誕生了這五六年來我們不斷聽到的互聯(lián)網(wǎng)巨系統(tǒng)，有些直接被命名為“大腦”，如谷歌大腦、百度大腦，IBM的叫做沃森系統(tǒng)，還有阿里云、亞馬遜云、騰訊云等。

人工智能與互聯(lián)網(wǎng)的聽覺神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)合之后，產(chǎn)生了科大訊飛、云之聲等聲音識別企業(yè)和產(chǎn)品。人工智能與互聯(lián)網(wǎng)的視覺神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)合之后，產(chǎn)生了格林深瞳、Face++等圖像識別類公司和產(chǎn)品。這些公司的創(chuàng)始人幾乎都來自科學界，依托互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)，將他們的算法應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)的不同情境。

而人工智能與互聯(lián)網(wǎng)的運動神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)合則產(chǎn)生了更多的應(yīng)用，比如無人駕駛汽車、無人機。人工智能與互聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)纖維系統(tǒng)，也就是我們的線路或運營商結(jié)合，還有更大的發(fā)揮空間。

人工智能與大社交網(wǎng)的結(jié)合，催生了百度的度秘、微軟的小冰等系統(tǒng)。這些系統(tǒng)都需要嵌入到社交網(wǎng)絡(luò)才有生命力，所以它們才向微博、微信尋求合作。這里可以看到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)型組織的巨大威力。

而人工智能的下一個熱點，不僅僅是與上述行業(yè)或互聯(lián)網(wǎng)神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)合。大腦有最核心的兩個要素，其一是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，其二是反射弧。我們所有的智能都需要用反射功能來表現(xiàn)，所以我們提出一個概念叫云反射弧。這對于互聯(lián)網(wǎng)或者人工智能下一步的發(fā)展至關(guān)重要，我們預(yù)判未來的三到五年，云反射弧的問題將會提到議事日程上來，比如科大訊飛的語音識別如何與自動駕駛結(jié)合。

2008年，IBM領(lǐng)導(dǎo)人提出智慧地球的概念，在此概念基礎(chǔ)上產(chǎn)生了智慧城市的設(shè)想，今天中國很多城市都在大力推進智慧城市的建設(shè)。智慧城市的產(chǎn)生本質(zhì)上是互聯(lián)網(wǎng)的觸角與現(xiàn)代的城市建設(shè)相結(jié)合，必須要依托互聯(lián)網(wǎng)才能發(fā)展。根據(jù)我們最新的研究，智慧城市也具有類腦結(jié)構(gòu)。

首先城市具有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。城市之所以變得智慧，相互之間必須產(chǎn)生聯(lián)系，分裂是無法產(chǎn)生智慧的，這就需要神經(jīng)元的交互，也就是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，城市同樣也需要中樞、感覺、運動、視覺等神經(jīng)系統(tǒng)，建設(shè)自己的云計算中心和大數(shù)據(jù)中心。

其次是云反射弧。城市的交通、安保、金融、旅游、社區(qū)，可以用反射弧的效率評估其智慧程度，比如發(fā)生火災(zāi)時能否快速傳遞信息給119，然后迅速出警。我們目前的方式是居民自行報警，但在智慧城市里通過溫度傳感器就能發(fā)現(xiàn)異常，然后迅速傳遞給消防部門。進一步的智能化同樣與人工智能相關(guān)，比如無人消防車自動駕駛到火災(zāi)現(xiàn)場。

人工智能的進化方向

互聯(lián)網(wǎng)云腦的架構(gòu)在21世紀20年代會開始清晰，并隨著科技、社會的發(fā)展不斷深入和擴張。在這一趨勢下，人通過自己創(chuàng)造的技術(shù)和工具向著互聯(lián)網(wǎng)大腦的方向進化。“人”這個要素將互聯(lián)網(wǎng)的進化和生物的進化連接了起來。

我們回到達爾文的《進化論》，它可以說是人類歷史上最偉大的理論之一，它是一種新的世界觀或生命觀，對后來的科學和人類領(lǐng)域產(chǎn)生了很大的影響。它至今仍影響主流科學界的觀點，也就是生命的進化沒有方向，人并不比老鼠、螞蟻、蟑螂高級。它將生命的進化設(shè)想成一株不斷成長的大樹，所有的生物只是這棵樹細小的分支。進化論排斥的目的論，人類也不是生命樹主干的頂端。

但進化到底有沒有方向，有沒有等級之分，還是一個可以探討的問題。諾貝爾獎得主約翰·埃克爾斯在其著作《腦的科學》中提到，通過解剖發(fā)現(xiàn)，我們的大腦是有層次的，一層一層地包裹著過去生物進化的痕跡，魚類大腦結(jié)構(gòu)外面包裹著兩棲動物的結(jié)構(gòu)，兩棲動物的結(jié)構(gòu)外面包裹著爬行動物的結(jié)構(gòu)，爬行動物的結(jié)構(gòu)外面包裹著哺乳動物的結(jié)構(gòu)。這種層級包裹結(jié)構(gòu)說明生命進化是有等級之分的，生命進化是有方向的。

我們認為，生物進化的方向是擴大種群的知識庫和改造自然的能力，它的目標是對整個自然乃至宇宙的知識和改造。所以根據(jù)擁有的知識庫和改造世界的能力就能劃分生命的等級，這也是為什么人類比猴子高級，猴子比螞蟻高級的原因所在?；ヂ?lián)網(wǎng)是人類擴大知識庫和改造自然的手段，符合人類進化的方向。

互聯(lián)網(wǎng)自身的進化也是有方向的。我們曾做過一個智能模型，從輸入、掌握、創(chuàng)造、輸出四個維度出發(fā)，將智能分為七個等級，最后一個等級就是輸入無窮大，掌握無窮多，創(chuàng)造無窮多，輸出無窮大，類似宗教里全知全能的角色，但我們這里并非談?wù)撚猩裾?。而這也是互聯(lián)網(wǎng)進化的終極方向，最終走向智慧宇宙、宇宙大腦，最終實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)、大腦和人類的結(jié)合。互聯(lián)網(wǎng)進化與生物的進化，最終通過“人”達到了統(tǒng)一。

在此基礎(chǔ)上，我們來討論人工智能威脅論。人工智能與人類的關(guān)系最后是由三個方面決定的，即進化的方向、進化的速度和進化的動力。

討論人工智能的倫理之前，首先要解決的是進化方向的問題。人類對于生物進化的方向仍然處于一個爭論、探討的階段，主流科學界認為進化是沒有方向的，如果人類沒有進化的方向，人工智能也不知道進化的方向。但是，后續(xù)的恐懼和威脅，其實和進化方向的設(shè)定有關(guān)系。

作為研究者，我有必要明確地拋出我的觀點，我認為人工智能進化方向是人類擴大知識和改造自然的有力工具，即在達到無窮的時間點之前，它依然是人類的輔助工具，不斷把人類的智慧中相對低端或中端的領(lǐng)域分離出去，將一些重復(fù)性較高的領(lǐng)域分離出去，保留相對重要的功能，比如創(chuàng)造、發(fā)現(xiàn)，減輕智慧的壓力，讓人類更加純凈地輕裝上陣，去發(fā)現(xiàn)、改造這個世界，所以我們不應(yīng)恐懼人工智能。

而在進化的速度方面，人工智能可能在知識庫的容量上超越人類的，但是在創(chuàng)造性，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，甚至撒謊方面，它要么沒有，要么找不到科學的路徑。

而第三點是進化的動力。今天國際上非常知名的企業(yè)家在談?wù)撊斯ぶ悄芡{時都很奇怪，都將人工智能與其背后推動的程序員、產(chǎn)品經(jīng)理和科學家分離開來。但其實人工智能系統(tǒng)的每一點進步都離不開程序員、科學家的推動，他們才是人工智能進化的動力。雖然現(xiàn)在有些人提出了“進化算法”的概念，但這只是人工智能研究領(lǐng)域的一個名詞，并不代表人工智能系統(tǒng)已經(jīng)可以在沒有人類幫助的情況下自我演進。一個有目標的演進，即判斷進化的方向到底對不對，就是它進化的動力，這個功能目前只有人類能發(fā)揮。而在解決這個問題之前，談?wù)撊斯ぶ悄芡{論還只是杞人憂天。

在此之前，機器人和人工智能都只是輔助人類擴大知識庫和提升改造自然的能力的工具，可以代替人類跑去極寒之地或者嚴酷的外太空發(fā)現(xiàn)世界。在人工智能算法的幫助下，人類能夠發(fā)現(xiàn)更多的規(guī)律，增強改造世界的能力，這是一種互補的關(guān)系。