不雅观点|物理学家:用数学理论证实人工智能无法超越人类聪慧_量子_人工智能
人大脑有130亿的脑细胞,假设每个脑细胞跟6个脑细胞发生关联,每个关联用3个电子来存储。130亿的6次方再乘以3。再把电子质量乘进去,它即是钱德拉塞卡极限:当一个恒星的质量超过钱德拉塞卡极限时,这个恒星则会自动坍缩成一个黑洞。也便是说,当这个打算机还没做出来,其本身的质量已经把自己压成一个黑洞了。
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马兆远,1997年免试进入北京大学就读,毕业后赴英国牛津大学攻读物理学博士。三年后得到博士学位,并留校事情。2006年赴美国国家标准局联合实验室做博士后;从2007年到2009年在加州大学伯克利分校从事研究事情;2009年被聘为中国科学院百人操持研究员正教授,其研究领域涉及激光冷却量子气体、量子信息技能和精密气体探测装置。中国载人空间站天宫(X-1)号货运飞船冷原子平台首席科学家。他曾师从诺贝尔物理学奖得主威廉·菲利普斯,2009年返国展开科研并创业。
首先我申明,我不是做人工智能的出身,我做物理的出身,也还在做物理,只是从Common Sense 来看人工智能问题。做物理的说搞数学的是人文科学,由于自然科学的基本原则是实验来考验真理,废话少说,做实验给你看。数学不是不主要,只是数学是逻辑,是研究自然科学的工具。基于有限的假设,这么说OK,那么说也OK,要能在某一个领域里得到运用才故意义。同样某一个物理理论能在某一个实验里得到证明才主要,物理是实证的自然科学,由于它可以被证伪。就像我现在看投资项目,想法是最不值钱的,你一旦能在市场里证明盈利能力,估值会完备不同。
回到正题,物理出身,我看问题会更加根本,不会为人云亦云的说法喧哗,这也符合我一向烧冷灶的习气。关于人工智能,回看历史至少引起过人类社会三次惶恐。
第一次是在图灵的年代,美国大片这是个好东西。《模拟游戏》可以去看看。这次惶恐源于打算机的出身,人们传统认为不可破译的密码,被打算机搞定了。这个趋势发展下去,是不是迟早有一天打算机就可以超过人类?八十年代往后个人电脑的遍及带来了又一次惶恐。美国电影《机器战警》、《闭幕者》都是这个期间的代表。接下来便是这次了,又有《超能陆战队》、《Her》代表这一阶段。
前一阵子碰着一个自封”人工智能狂热粉“的投资人,号称从互联网时期就创业投资做高科技,提及来哪个方向都能整几句的主儿。我调侃的问他,为什么人工去年开始又火了。他说,硬件便宜了以是火了。我,呵呵,这么说,硬件总符合摩尔定律,那为啥不是十年前,不是五年前,不是五年后,不是十年后,差那几块钱吗?这一次,我认为更多是由于谷歌和Facebook”运用了“我党提出的互联网+的观点,把云端接入,相称于机器人前端有了一个强大打算能力的后端。于是有了软件机器人和云真个人工智能。当然,这个也能叫深度学习的策动。
这一次大概不过是前两次的重复。
我们直奔主题,简短洁说下面是我以为大可不必心坎不安天下末日的几个不雅观点。
一 哥德尔不完备定律
1931年的时候哥德尔提出了哥德尔不完备证明。哥德尔证明我们以图灵机的办法是制造不出超过人类的打算机的。
哥德尔不完备性定理:任意一个包含一阶谓词逻辑与初等数论的形式系统,都存在一个命题,它在这个别系中既不能被证明也不能被否定。第二不完备性定理如果系统S含有初等数论,当S无抵牾时,它的无抵牾性不可能在系统内证明。从数学逻辑的根本上否定了打算机超过人类。
比如“这句话是错的”,这句话到底是对的还是错的?图灵机是没法解释它是对的还是错的。这就给图灵机开了个后门。这是哥德尔证明的简版。这问题1931年被提出来,图灵机一贯没能办理这个问题。现在做线性系统的办理不了这个问题,人类会不断地去用更高维度的东西来阐明低维度的东西,你总会在你的体系之外找到你这个体系的漏洞,没法做出一个完备完备的系统。
二 钱德拉塞卡极限证明
其余一个证明便是我最近提出来的所谓Chandrasekhar钱德拉塞卡证明。这个证明并不繁芜,买杯啤酒用托盘纸的背面就能演算证明。如果我们认为人类的思维是线性的话,即我们现在打算机的图灵模式,那么我们现在做的打算机接入互联网之后,大概六十万台打算机的打算单元已经与一个人的大脑可比,这也是现在大家炒的深度学习的人工智能的根本。但是我们现在还没有看到互联网这样大规模的互联网有产生像人一样有学习行为。那解释在一定程度上人的思维模式可能不是线性的,不是像打算机这样的图灵机模式。
那么在物理上存在两种信息模式,一种是所谓经典模式,一种是量子模式。我们的思维有没有可能是量子模式呢?量子本身讲的是关联的事情。用量子模式考虑人的大脑: 大脑到底有多繁芜?假设每个脑细胞跟6个脑细胞发生关联,这个关联的数量是多大呢?我用一个经典的存储单元来记录这个关联,先不管它这个关联是若何事情的,有一个关联你至少须要一个单元来记录这个关联。假设我们可以用一个经典的存储单元就能记录一个这样的关联。我们知道经典打算机,它的存储模式是“热投票”。一个磁体打算单元,它存的到底是0还是1呢?去看这个磁畴的时候,我会看到比方说每个磁畴里面会有一万个小的磁畴,小的磁畴便是小的指南针了,当小的指南针有超过百分之五十的指北的时候我会认为这个磁畴存的是1,当超过百分之五十指向南时,我们认为它存的是0。打算机的存储单元都是这样做的。根据大量的热的均匀的行为统计来确定这个单元存的是1或者是0。那么热投票最少须要三个粒子,才能投出大多数来。物理实现上,一个影象单元我们只选三个电子来布局一个经典的影象单元,比电子轻的光子是没故意义的,它不能用来做影象单元。
好,我们打算一下这个数量:130亿的脑细胞,每个脑细胞许可跟6个别的脑细胞发生关联,然后每个关联用3个电子来影象和存储。这是多大的数字呢?130亿的6次方再乘以3。每个电子都是有质量的,质量是不能忽略的。再把电子质量乘进去,那么这个质量即是多大个数字呢?它即是钱德拉塞卡极限。
钱德拉塞卡极限是什么呢?在1938年,钱德拉塞卡提出来:当一个恒星的质量超过钱德拉塞卡极限时,这个恒星则会自动坍缩成一个黑洞。你明白了吗?这解释如果真的用一个经典的存储打算机去仿照一个人的大脑行为,当这个打算机还没做出来,其本身的质量已经把自己压成一个黑洞了。
这也就给出一个旁证,人的大脑行为不是人类用现在地球上的资源能做出来的。钱德拉塞卡极限这个值大约是1.4倍太阳质量。这里取6作为脑细胞可能产生的关联数,事实上每个神经元有可能跟其余1000个神经元发生关联,6这个数字只是在凑钱德拉塞卡极限。这便是说纵然我们可以用最轻的单元----电子去做存储,都没有办法去构建一个够大的系统描述一个人的大脑关联行为。从这个角度想,用经典的图灵机办法做出一个超过人脑的打算机这事情是不太可能的。
三 思维的量子本源
我们常日用的打算机,扇区坏了你换个新扇区进去,原来上面存的东西就没有了。但我们人的大脑不断的进行这样的更替,通过新陈代谢,脑细胞里一部分原子被新的原子取代,但影象并没有消逝或受到影响。这机制是很不一样的。
大脑的这个行为,更像是量子化的长程关联,就像电子的超导征象。是一种非局域的相互关系,一对电子形成库柏对,在晶格之间穿行,不再花费能量。超导这事情不是一个单个的粒子做的事情,而是很多粒子的量子化行为,任何一个的变革对整体的量子效应并没有影响。
我本行是做量子仿照的。费曼讲“只有量子系统才能描述量子系统”,如果我们人类的思维真是量子化的,那么就只能用个量子系统来仿照。一个思路是我在北大的实验室在做的量子仿照,其余一个方向是量子打算。一个从上向下,一个从下向上。但我有个暗黑的想法,体谅一个物理学家的孩子气。由于量子系统有退相关的问题,一个纠缠和相关的系统到底能造多大我们并不知道,我们还在十几个量子比特上努力。大概每两年放一个新的量子比特到系统里,要知道这是符合摩尔定律的,由于量子比特每多一个,希尔伯特空间就多一个自由度,大略来说,便是存储能力翻了一倍。我的暗黑想法在于,纵然我们终极的搭建了一个够大量子系统来完全的仿照人的思考能力。这个东西,是不是跟我们人一样,也得用饭,睡觉,也打盹,也犯各种缺点和闹感情。如果这样,是不是生几个孩子本钱低?
别焦急回嘴,以上想法要解释一个情怀,便是不必骇人听闻,人工智能至少在三百年内还没什么机会超越人脑。这个三百年的估计实在源于我们对物理学进展的理解,从牛顿到量子力学出身两百年,量子力学到现在一百年,我们溘然创造我们还懂得不多,乃至被缴了械(为什么,可关注我关于量子管理的思考,比如CC讲坛),大概还要这么长的韶光才有可能在这个根本上理解和利用这些技能。三百年不是个太夸年夜的韶光。三百年内,我们大可放心去跟机器相处。
我们时时时的会搞搞大跃进,炒作一个观点会让不少人有新饭吃,每个人都要让自己的选择正义化,看谁抢到发话器。不能说都是泡沫,泡沫对科普有益。但话说回来,在一个神秘主义有上千年传统的国家里,科普和迷信一样的有害。(文章来源:人工智能专家)
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