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2016 SUMMER

围棋 : 人类和机器

今年3月,在首尔举行的一场特殊的五番棋围棋比赛吸引了全世界的目光,交手双方分别是韩国顶尖棋手李世石和谷歌旗下的深思公司开发的人工智能系统阿尔法围棋。“人工智能最终超越人类”这一长久以来的预言能否实现,全世界都在拭目以待。

李世石(右)九段与人工智能围棋程序阿尔法围棋对弈。坐在对面的是阿尔法围棋的执子人黄士杰业余六段,由他将阿尔法围棋的每一步着法落到棋盘上。在五番棋的对决中,李世石1胜4负落败。

只有在科幻电影里才能看到的人类与机器决斗的场面终于落下帷幕。肩负着人类希望的顶尖棋手李世石(世界排名第四)与人工智能的绝对强者阿尔法围棋之间展开的围棋比赛堪称是文明史上的里程碑。以人类特有的直觉和创意为核心价值的围棋游戏迎来了机器的挑战,这是了解人工智能未来方向的一个划时代的信号。

围棋,世界上规则最简单的游戏
世界上再没有像围棋这么简单的游戏了。西方人喜欢玩的西洋双陆棋等棋盘游戏需要许多特别的棋子,国际象棋和东方的象棋也都需要各种各样的棋子。而围棋只需要黑白两色棋子和画着横竖线的棋盘就可以了。如果没有正规的棋子,也可以使用碎石子或木块。不久前,我去海外某学会,看到一个韩国教授和一个外国学者在坐标纸上以用铅笔画棋子的方式下围棋。只要有纸和铅笔就能进行的游戏也许只有围棋了。围棋规则也非常简单,一般人十分钟就能完全理解。落子的规则只有一个,就是着子后不得使对方重复面临曾出现过的局面,即“禁止同形”再现的规则。
围棋起源于中国,这已是定论,最古老的棋谱也在中国。传说围棋是黄帝为教育子女创造的一种游戏。中国古籍《论语》和《孟子》中都曾提到围棋,由此看来,围棋在春秋战国时期就已经是比较流行的游戏。据说,围棋是在公元4-5世纪左右传入朝鲜半岛的。
在没有计算机和网络的时代,围棋是韩国人最喜欢的娱乐活动。能让两个成年人几个小时坐在那里一动不动地对弈的游戏也就只有围棋了。围棋与其他游戏的另一不同点是招式极多,职业棋手与业余棋手水平相差很大,通常不会发生低手偶然战胜高手的事情。因此,自古围棋高手和低手间等级之间的壁垒非常高,低手实际上几乎没有机会与高手一拼高低。
围棋对东亚各国文化产生了巨大影响,成为代表东方精神的游戏。低手不能触犯高手的世界,代表阴和阳的两种颜色的棋子,暗示宇宙空间的361个交叉点等,这些在表现东方的神秘上都具有充分的象征性。许多围棋用语在今天韩国的政治、经济和文化领域广泛使用。例如,“读秒”表示事情到了最后阶段,没有多少时间了;表示情况对一方特别有利的时候会说“无忧劫”;回顾整个事情的过程被称为“复盘”。此外,“ 超强手”、“手顺”、“虎口”等都是围棋用语,如今已成为人们的日常用语。

从蒸汽机诞生到人工智能
西方机械的、唯物论的世界观与崇尚感性和精神的东方世界观在很多方面存在不同。例如,在东方古籍中,茶水煮沸的时候,茶壶盖在蒸汽的作用下撞击茶壶的声音会被赋予回忆和哀伤等情感,而西方则更关注将茶壶盖冲起来的蒸汽压的机械力。于是,詹姆斯·瓦特发明的蒸汽机作为工业革命导火索就这样诞生了,这也成为机械力量代替人力的历史分割点。
此后,能够代替人类理性的机械文明随着计算机的出现也变成了现实。随着医学的发展,人们已经逐渐证明,灵魂等精神领域的活动其实是脑细胞生化反应的结果。精神病不是魔鬼的奸计,而是由脑神经递质的过大或过小引起。随着这一事实的发现,脑科学、人工智能以及认知科学开始成为新的研究领域。于是,唯物论观点发展为更加系统化的科学,机器开始了对人类精神能力的追击。虽然人工智能的概念出现于1960年代,但其想法的实现得益于基于计算机和半导体技术的强大硬件的发展。加之以大数据为基础的无限记忆空间,更扩大了人工智能的世界。如今,人工智能逐渐在飞机驾驶、无人监视、人脸识别、垃圾邮件辨别、股票投资等领域显示出威力,近来,人工智能又开始积极进入工业领域。最先嗅到变化气息的企业就是最强的计算机企业谷歌。谷歌以4亿英镑(约6.5亿美元)收购了开发阿尔法围棋的英国深思技术公司,在开发未来知识引擎方面迈出领先的一步。

在位于首尔城东区的李世石围棋研究所里,学习围棋的孩子们正在观看李世石与阿尔法围棋之间展开的人机大战电视转播。2014年,李世石为发掘围棋英才创办了该研究所。

阿尔法围棋也有计算不到的空隙
为了将人工智能的威力更生动地向大众展示,国际象棋被定为第一个目标。1997年,在经历了几次失败后,IBM公司的电脑“深蓝”终于在公开赛中战胜了世界冠军卡斯帕罗夫。这是计算机在国际象棋领域与人类对弈30年来首次取胜。2011年,在著名的问答节目《危险边缘》中,IBM公司的超级电脑“沃森”战胜所有选手,赢得比赛。许多科学家此前已经预言,在国际象棋、问答游戏等这些解答数量不多的对决环境中,人类无法战胜计算机。这以后,计算次数几近天文数字的围棋成为人类下一个防守领域。
然而,人们一直相信,在人类的直觉和东方的传统思维系统结合的围棋游戏中,人工智能要想战胜人类并非易事。其实,在此次人机围棋大战以前,计算机围棋系统的成绩远不及人类的水平,尤其是计算机把握通盘和了解对方意图的能力都非常低。然而,阿尔法围棋诞生后,情况完全变了。
终于,2016年3月,人类顶尖棋手,韩国人李世石与阿尔法围棋展开了共五局的人机围棋对决。比赛结果出乎许多专家的预想,阿尔法围棋的能力令人震惊。比分为4:1,阿尔法围棋完胜。职业棋手受到的冲击更是一般人所无法比拟的,他们对阿尔法围棋与人类完全不同的着法和冷酷感到惊讶。对局之初,许多讲解员都将阿尔法围棋异常的着法判断为失误,当最终确定阿尔法围棋取得胜利的时候,大家才弄清楚,其实之前并不是失误,而是阿尔法围棋经过大量计算后拿出的新招数。在前三局中,阿尔法围棋没有任何失误,一直保持着微弱的优势,而在心理上出现动摇的李世石却反复出现失误,最终战败。更令人惊讶的事情出现在第四局,在前三局中战败的李世石开始分析阿尔法围棋的招式,在第四局中取得了胜利。原来,阿尔法围棋也有计算不到的空隙存在。
阿尔法围棋基于以往的棋谱来累积智能,即分析获胜者的着法,对每一着获胜的可能性进行概率计算,全部记录下来。使这些复杂的计算成为可能的是呆头呆脑的计算机部件。1200台中央处理器(CPU)和谷歌的云盘至今已经储存了人类围棋高手留下的所有着法及其可能的变化。阿尔法围棋在时间上绝对有利的是获取这些资料后无需在下每一步时重新读取和计算。并且,阿尔法围棋最重要的长处是通过蒙特卡罗方法进行新方法的探索,这是一种使用随机数反复实验的方式。

人类在往棋盘上落子时会考虑各种可能的着法,这一过程在一小时内最多能计算三十次,而阿尔法围棋在一小时内对这种失误检测能进行100万次以上,最终得出新的着法。在这次的比赛中,阿尔法围棋就成功找出了至今人类完全没有考虑过的新着法。这一新着法被人类视为失误,而面对这荒唐的着法人类只能感到惊慌。
“现在到了该重新审视围棋理论的时候了。” 赛后李世石所言是对他与阿尔法围棋对局最明确的总结。人工智能的登场让人类迎来了围棋理论新的转机。如果说有一点遗憾,那就是围棋又被称做“手谈”,即围棋对局也是一种情感上的交流,而与人工智能的对局让围棋退化成为只是为了胜利进行概率计算的数理问题。
在这次与阿尔法围棋的人机大战中,人类以失败告终,但这并不意味人类在围棋上丧失尊严,甚至可以说,在围棋领域进行特殊处理的阿尔法围棋并没有侵入人类的领域和掌控人类的可能性。将此次比赛说成是机器对人类的主宰是一种过度的想像,只是人类可以计算的事情最终机器也能做到这一事实变得更加明确。由于任何机器的运转都取决于运用它的人的意图,问题最终只能归结为人与人的关系。重要的不是对人类或人工智能的两分法的选择,而是这两者和谐共存。正如三维电视的失败所示,只有理解人类的技术才能生存下来。最终,一切问题都是“人类的问题”。(吕钼译)

将此次比赛说成是机器对人类的主宰是一种过度的想像,只是人类可以计算的事情最终机器也能做到这一事实变得更加明确。由于任何机器的运转都取决于运用它的人的意图,问题最终只能归结为人与人的关系。

赵焕奎 釜山大学计算机工程系教授

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