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在他第三次做客 Lex Fridman 播客时,Meta 首席 AI 科学家 Yann LeCun 划出了一道硬线:GPT-4 和 Llama 2 是有用的产品,但它们不是通往人类水平智能的路径。他主张,系统必须从视频中学习抽象的世界模型,在连续空间里规划,并以开放平台的方式发布,这样就没有哪几家西海岸公司能控制人类的信息来源。他说,另一种选择是封闭系统,它们在某些人眼里永远带有偏见;而认为 AGI 会作为一次危险事件突然降临,则是好莱坞的神话。
- 1智能系统需要四样东西,而大语言模型几乎都没有:对物理世界的理解、持久记忆、推理和规划。有用,并不等于就是通往人类水平 AI 的路径。
- 2一个 4 岁的孩子通过视觉已经接收了大约 10^15 字节的信息,比今天大语言模型训练集里的 2×10^13 字节高出两个数量级。大多数知识并不是语言形式的。
- 3LeCun 给追求人类水平 AI 的人的建议很直接:放弃生成式 AI。用联合嵌入预测架构(JEPA)预测抽象表示,不预测像素或词元。
- 4因为每个词元都有一定概率偏离好答案的范围,错误会随长度呈指数级累积。幻觉是自回归的固有性质,没法靠打补丁修掉。
- 5偏见在旁观者眼中没有哪个模型能让所有人都觉得公正,所以唯一民主的答案,是由多样的开放系统组成的生态。
- 6一家涡轮喷气发动机公司里,并没有单独的安全部门:发动机更好,就更安全。让 AI 变得更好,它也就变得更安全,靠的是迭代设计,不靠一次性的证明。
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自回归大语言模型并不是通往人类水平智能的路
Lex Fridman 把 Yann LeCun 介绍为 Meta 首席 AI 科学家、纽约大学教授、图灵奖得主,也是多次做客节目的嘉宾。LeCun 已经成为对 AGI 末日论批评最激烈的人之一,也是开源模型最响亮的倡导者之一。他的技术主张和公开立场一样鲜明:自回归大语言模型,包括 GPT-4、Llama 2,以及当时仍在路上的 Llama 3,都不是我们通往超人智能的路径。
他列出了智能系统,包括人类和动物,实际具备的四种特性:它们理解物理世界,拥有可以提取的持久记忆,能够推理,也能够规划。他说,目前的大语言模型一样都做不到,或者只能以原始的方式做到。它们并不真正理解物理,并不真正记忆,无法真正推理,更谈不上规划。
这并不意味着这些模型没用。LeCun 很小心地把人们常常混在一起的两个说法分开。自回归大语言模型是有用的;围绕它们,完全可以、也一定会长出一整个应用生态。但它们不是通往人类水平智能的路径,因为关键组件还缺失。有用,与通往 AMI 的路径,是两个不同的问题。AMI 是他更愿意用的说法,即“高级机器智能”(advanced machine intelligence),他不太用 AGI 这个词。
4 岁孩子看到的,比 170,000 年的阅读还多
大语言模型的训练规模听起来近乎无限,直到你换一个单位来算。今天最强的模型,训练量大约是 10^13 个词元。按每个词元约两个字节算,就是 2×10^13 字节,差不多就是整个公开互联网。如果一个人每天读八小时这些语料,大约需要 170,000 年。
发展心理学家给出的数字则完全不同。一个 4 岁的孩子大约醒着 16,000 个小时。估算,这个孩子视觉皮层接收到的信息大约是 10^15 字节,依据是视神经每秒大约携带 20 兆字节。孩子的眼睛与模型的文本之间,相差两个数量级。
对 LeCun 来说,其中的含义是:我们所知道的大部分内容,并不是通过语言到达的。我们通过观察和与世界互动来学习。婴儿在生命最初几年学到的一切,以及动物学到的一切,都和文字无关。感官输入远远超过文本,所以他认为,只用语言训练的系统,无法长出一个严肃的现实模型。
语言是一条压缩过的通道,无法重建整个世界
Fridman 提出反驳。语言本身已经是压缩过的。一句话承载的信息,远多于存储它的字节,而人类把词语串起来的方式,本身就是一种世界知识的储存。仅凭文本,是否就足以重建一个世界模型?LeCun 的回答是否定的。他说,智能不可能脱离某种现实的扎根而出现,无论是物理的还是模拟的,因为环境远比语言能表达的丰富得多。
语言只是对感知和心理模型的粗略草图。把一个水瓶转过 90 度,你脑中浮现的画面并不经过文字。站起来,走下楼梯,打车,去机场:这些规划是对当前情境的心理模型,内心并没有在独白。我们一整天做的大部分事情,都发生在这一层。
这就是莫拉维克悖论(Moravec paradox),以机器人先驱 Hans Moravec 命名:计算机觉得国际象棋和积分很容易,而我们习以为常的日常技能,比如驾驶、抓取物体,对它们来说几乎不可能。一个大语言模型可以通过律师资格考试,却学不会像 17 岁少年那样,用 20 小时学会开车,也学不会像 10 岁孩子那样,一次就学会收拾桌子、把碗放进洗碗机。LeCun 说,把视觉编码器接到大语言模型上,是一种取巧。这些系统并没有在视频上训练,也没有直观的物理知识。
生成式模型无法预测现实的下一帧
在 LeCun 的定义中,世界模型接收时刻 T 的状态和一个动作,预测 T+1 时刻的状态。这个状态不需要表示每一个像素,只需要表示对规划有用的东西。诱惑在于,用训练大语言模型的方式来训练它:给一段视频,预测剩下的部分,一次一帧或一组帧。FAIR 为此尝试了大约十年。行不通。
文本是离散的。你无法精确说出下一个词,但你可以在一个有限词表上输出一个概率分布,然后从中采样。视频则是高维、连续的。我们不知道如何在这种空间上表示有用的概率分布。让摄像机绕房间转一圈,模型可能会猜到有墙和一盏灯。但它无法预测那幅画、沙发的布料或地毯。在给定的语境下,这些细节是不可预测的。
原本用来承载这些看不见细节的潜变量(latent variables)方法,比如普通神经网络、GAN、VAE 和正则化自编码器,全都失败了。从损坏的图像中重建出干净的图像,这一让大语言模型成功的技巧,在视觉上同样失败了。FAIR 的掩码自编码器(MAE)产生的特征很弱。用标签或图像描述来训练同一个编码器,特征就会好很多。问题不在架构,而在于重建这一目标,它无法产生好的通用表示。
JEPA 预测的是抽象表示,不是像素,这正是关键
替代方案是 JEPA。把一张完整的图像,和一个损坏或变换过的版本,分别送入编码器,然后训练一个预测器,让它从损坏的版本预测完整图像的表示。系统从不生成像素,只预测一个抽象的嵌入。这样更便宜,还有一个有用的副作用:不可预测的细节,比如风中摇晃的树叶,会被当作噪声处理。编码器保留“有树叶在动”这一信息,丢掉每一片叶子的细节。
旧的失败模式是表示坍缩:如果只把相似的样本对拉近,网络会忽略输入,直接输出一个常数。对比学习(LeCun 在 1993 年就发表过相关工作)也会把不相似的样本对推开,但当答案空间很大时,负样本的数量会爆炸。最近几年,非对比方法逐渐成熟,比如 FAIR 的 DINO 和 I-JEPA,DeepMind 的 BYOL,以及 VICReg。I-JEPA 甚至不需要知道自己在看图像:遮住一块区域,然后预测被遮住部分的表示。V-JEPA 对视频做同样的事,遮住一个时间管(temporal tube),通常是同一区域跨越 16 帧。这是他们第一个能学到高质量视频特征的系统,好到监督头可以说出动作是什么。早期结果显示,它还能标记出物理上不可能的视频,比如物体凭空消失、跳跃或变形。
在量子场论里,我们从不用它来描述一张桌子。每一种现象都有自己的抽象层级,从场到原子,再到化学,再到物体,因为最底层在计算上根本不可行。语言本来就是压缩过的,这就是预测词语行得通的原因,也是它会碰到天花板的原因。LeCun 说,视觉语言模型,是在用语言当拐杖,去支撑那些还学不到好特征的视觉系统。就算把语言模型做得更好一些,也不会达到猫或狗对世界的理解程度。猫和狗没有语言,却仍然能规划复杂的动作。对那些谈论生成式 AI 的人,他的话是:“如果你真的想要人类水平的 AI,就放弃生成式 AI 这个想法。”
从纽约到巴黎,是大语言模型想不出来的分层规划
如果你有一个世界模型,就能做到大语言模型做不到的事:规划。把一个动作送进预测器,比如方向盘转了 10 度,它就会预测下一个抽象状态。在推理时,你搜索一串动作序列,让预测的最终状态满足某个目标。这就是模型预测控制,从 1960 年代初起,火箭轨迹规划就用这个思路。LeCun 希望把它放进学习到的抽象状态空间里。
复杂动作需要分层规划,而这不会自己从 JEPA 里冒出来,你必须专门为它设计。他反复用的例子是:从他在纽约大学的办公室去巴黎。在高层,子目标是去机场,然后赶上飞机。去机场可以分解为下楼、打车;下楼又可以一直分解到毫秒级的肌肉指令。你不可能用肌肉抽动来规划整个行程。你也不知道路上的交通状况。你要边走边重新规划。
他说,AI 界没有人知道该怎么训练一个系统,去学习分层规划所需要的多层次表示。如果训练集里有类似的模板,大语言模型可以背出一条纽约到巴黎的行程,细到词语仍然管用的那一层。但它无法为从未见过的情境想出计划,也无法用语言让自己从椅子上站起来。人们用的高层做法,大多是从别人那里学来的。把这些做法和低层动作连接起来,就是 JEPA 这类东西的工作,它提升抽象层次,而无需重建场景里的每个细节。
幻觉是指数级漂移,不是意外
LeCun 并不惊讶自回归大语言模型居然有效。它们是自监督学习有效的一个惊人证明,同样的思路也在 BERT、多语言翻译、Meta 的仇恨言论分类器、Wav2Vec,以及为没有文字的语言做的语音到语音系统中出现过。围绕 GPT-2 的惊讶在于,只有解码器的模型,规模做大之后,看起来更流畅了。他说,流畅会骗人。我们把语言能力当成了智能的全部。图灵测试(Turing test)是个糟糕的测试,而莫拉维克悖论依然适用。
幻觉源于数学本身。模型每输出一个词元,都有一定概率让这个词元偏离合理答案的范围。如果这些错误大致相互独立,保持正确的概率就会随长度呈指数衰减。漂移是指数级的。Fridman 问,训练集里的平均真相,会不会形成一种引力,把模型拉回事实。LeCun 说不会:这是在与维数灾难作斗争。
针对人类提问做微调,或许能覆盖人们实际问题的 80%,因为人们会重复提问。但没有被覆盖的可能提示词集合是庞大的。一串随机字符就足以让模型越狱,进入另一种模式。把英文问题里的几个词换成其他语言,一个好的回答就会变成胡言乱语。社交网络早就熟悉这种长尾问题。系统会退化成一张巨大的查找表,而如果你想要的是推理和规划,这恰恰不是你要的东西。
每个词元算力恒定,说明大语言模型的推理还很原始
你可以衡量大语言模型的“推理”有多原始。每个词元的计算量是固定的,大致等于网络深度乘以词元数量。简单问题、困难问题和不可判定的问题,花费的计算量一样。人类不是这样工作的。面对难题,我们会花更多时间,因为它难。在推理时分配思考资源的这种能力,正是当前大语言模型所缺乏的。
LeCun 把这套说法对应到心理学中的系统一和系统二。系统一是熟练的自动行为:一个老练的司机边开车边聊天,一个强棋手不费力就赢了新手。系统二是带有内部世界模型的、有意识的规划。今天的 AI 属于系统一。他对系统二的草图是能量模型(energy-based model):输出一个标量,当 Y 与 X 兼容时接近零,不兼容时为正。推理时,你在抽象表示空间里搜索一个低能量的答案,然后把它解码成文字。参数保持不变。因为空间是连续且可微的,你可以直接对“思考”本身做梯度下降,而不必采样海量的词元序列再挑出一个赢家。
训练这样的模型,就是把兼容的 (X, Y) 对的能量往下压,同时确保其他地方的能量升高。对比方法会展示错误的 Y,并把它们的能量推高;RLHF 中的奖励模型本质上就是这样,只是它用于训练,没有用于规划。LeCun 更喜欢非对比的正则化方法,它们限制低能量区域的体积,让能量在数据流形之外自动升高。大语言模型已经在做一种坍缩版本,因为词表上的概率之和必须为一:提高一个词,其他词就会降低。但他说,为什么这种间接的技巧能起作用,并不显然。
只有世界模型出错时,才用强化学习
LeCun 常被贴上强化学习怀疑者的标签。他的真实立场要温和得多:不必放弃它,只需尽量少用,因为它的样本效率糟糕透了。正确的顺序是:主要通过观察学习一个好的世界模型,然后用这个模型进行规划。规划应该能解决大多数任务。只有两件事出错时,你才需要强化学习:目标与你真正想要的不一致,或者世界模型不准确。
学骑自行车时,你对自己会不会摔倒的估计可能有偏差。打架时,对手会做出你没有预料到的动作。这时你就需要调整世界模型或目标,这正是强化学习的本职工作。你甚至可以提前调整模型,去你知道模型不准的区域探索。这有个再普通不过的名字:好奇心,或者玩耍。玩耍就是在没有真实风险的情况下探索,在不被打死的前提下修复模型。
RLHF 为什么会改变语言模型?他说,HF 指的是人类反馈(human feedback)。其中一部分只是监督学习:人们给几个答案打分,你训练一个目标去预测分数,然后做微调。这个目标几乎就是他想用于规划的那个函数;区别在于,今天它被用来改变权重,推理时并不做搜索。他认为,把它用于规划会高效得多。
开源是唯一的答案,因为偏见存在于旁观者的眼中
Gemini 1.5 生成的黑人版 George Washington 形象,以及它在天安门广场和“坦克人”(Tank Man)问题上的拒绝或含糊其辞,引发了一轮关于审查和“觉醒”模型的争论。LeCun 的回应是一句话,他在自己用的每个网络上都发了:开源才是答案。没有哪个系统对所有人都是公正的。“偏见在旁观者的眼中。”有些事实是无可争议的;但很多东西可以用不止一种方式表达。把模型推向一个方向,一个群体就说它有偏见;推向另一个方向,另一个群体又会这么说。推得太过,就会出现事实错误,包括穿着纳粹军装的黑人士兵。
他想要的类比,是自由民主社会中的新闻媒体:自由而多元,因为单一的信息来源恰恰与民主和科学相反。在不远的将来,每一次与数字世界的互动,都将经由 AI 助手中转。Meta 已经在卖一种能回答问题、翻译菜单、描述古迹的 Ray-Ban 眼镜。搜索会变成对话。这些系统将成为人类所有知识的储存库,而这样的储存库不能被美国西海岸的几家公司掌控。他说,法国政府不会接受本国公民的数字信息来源被三家美国公司控制。这对民主、地方文化、价值观和语言都是威胁,而且与任何人的善意无关。
多样性只有在昂贵的基础模型开放时才会出现。Infosys 的创始人正在资助一个项目,在印度 22 种官方语言上微调 Llama 2。LeCun 以前的 FAIR 同事 Moustapha Cissé 正在为塞内加尔的语言开发大语言模型,让人们在医生稀缺的地方也能获得医疗信息。一家拥有数千本书的出版社、一家有内部“Meta Mate”的公司,以及一家通过 WhatsApp 接单的披萨店,所有这些都建立在一个开放的基础之上。Llama 2 已经有数百万次下载、数千个改进想法,以及建立在它之上的数千家企业。无论如何,Meta 都要为自己庞大的用户群建设系统;把基础模型开放出去,并不会损害广告和企业业务的收入,而且有用的应用是可以购买的。
在生物武器问题上,越来越多的研究发现,大语言模型并不比搜索引擎和图书馆多提供什么帮助。拥有说明书不等于能造出东西,而大语言模型对于现实中的那道鸿沟毫无帮助。化学和生物武器之所以被禁,部分原因在于,不伤到自己就很难使用它们。LeCun 能列出火箭发动机的步骤,但一个由 50 名经验丰富的工程师组成的团队,仍然会有十几次试验炸毁,才能成功一次。生物学家也说过同样的话,关于实验室工作。这又是莫拉维克的问题:把语言变成实物,需要说明书里没有的知识。
AGI 不会是一次事件,支配也不是智能的属性
自 FAIR 成立以来,或者说自 35 年前神经网络的早期岁月以来,LeCun 对机器学习的方向从未像现在这样兴奋,因为他看到了一条可能的道路:能理解世界、记忆、规划和推理的系统。规模是必要的,但不充分。一块 GPU 耗电半千瓦到一千瓦;大脑只用大约 25 瓦,能力却强得多。要达到大脑的水平,可能需要今天 GPU 的十万到一百万块量级。硬件仍然有很长的路要走,尤其是如果 AMI 要无处不在的话。
AGI 不会是被发现然后一开关就打开的东西。好莱坞喜欢事件;现实会是渐进的。首先是从视频中学习的系统。然后是大型联想记忆。然后是目标驱动的推理器和规划器。接着是分层规划、分层表示,以及像大脑那样重新组合技能这些尚未解决的问题。这至少需要十年,很可能更久,因为还有人们从未见过的坑。12 到 15 年来,他一直在听到“AGI 就在眼前”,并且一直在说这是胡说。智能不是一个标量。人类并不只是比红毛猩猩更聪明;在森林里,红毛猩猩的表现比我们强。智能是一组技能,加上获得新技能的能力,它是一个高维空间,不能用单一数字给两个智能体排名。
他认为,末日论的情景建立在错误的假设之上。超级智能不会以一次性接管的方式到来;我们会先有猫级别的系统,然后一步步往上走,沿途安装护栏,并且许多团队同时并行,让好的系统能够对抗流氓系统。更聪明的物种并不会自动灭绝其他物种,AI 也不会成为一个竞争性的物种。支配欲望写在群居动物的身上,人类、狒狒、黑猩猩和狼都有,几乎同样聪明的红毛猩猩却没有。我们有充分的动机去打造顺从的助手。大语言模型是不可控的;目标驱动的系统是可控的,因为护栏(服从人类;如果会伤害其他人,就不服从)可以放进目标本身。世界上没有银弹式的证明。安全会像涡轮喷气发动机一样:几十年的迭代设计,没有单独的安全部门,因为发动机更好,就更安全。让 AI 变得更好,它就会变得更安全。
能控制人心智的 AI,并不等于核武器。核武器是一次性的、先发者的冲击。AI 的突破会扩散。AlphaGo 在三个月内就被复现了,而且没有详细论文。人们会跳槽。硅谷之所以行得通,是因为信息在流动。一个外国影响力模型不会直接跟你说话;它会跟你的助手说,而那个助手和它一样聪明,然后把它扔进你永远看不到的垃圾邮件文件夹里。《悲观主义者档案》(Pessimists Archive)里充满了同样的反射:爵士乐、漫画书,还有一些据说时速超过 50 公里就会让人窒息的火车。真正的问题是:哪些危险是真的,以及我们是拥抱变化,还是抵制变化。LeCun 说,通过封闭系统集中权力,是比其他一切都大得多的危险。
人形机器人在等世界模型,印刷术才是最贴切的类比
特斯拉的 Optimus 让人形机器人重新火了起来;波士顿动力已经做了多年;Figure AI 和宇树科技也加入了进来。LeCun 认为人形机器人会到来,只是不会很快。接下来的十年会很有意思,因为这个行业已经等了十年或二十年,却仍然几乎只有预先编程的行为。瓶颈依然是莫拉维克:理解世界并规划动作。波士顿动力使用手工构建的动力学和经典规划,这不会做出家用机器人。L5 级自动驾驶还没有解决,而一个能像少年那样用 20 小时学会开车的系统,还要远得多。从某种意义上说,硬件团队是在赌 AI 会追上来。FAIR 的具身 AI 团队使用的是商用机器人:一只机器狗可以走到冰箱前,打开门,取出它被训练识别过的一罐饮料。清理晚餐桌还远远谈不上。视频自监督方面的重大进展,花了十年才真正到来,而且是最近两三年才出现的。
博士生不需要巨大的集群。LeCun 列出了三个开放问题。第一,如何通过观察训练世界模型,它是否需要大语言模型级别的数据?第二,当“动作”可能是一次搜索、一次数据库查询、一次模拟、一个计算器,或者求解一个微分方程时,如何用学到的模型进行规划?Toolformer 和 FAIR 的相关工作已经存在,但还没有好的答案。第三,如何学习分层规划,而不只是像一只机器狗那样由人手工指定两个层级,其高层路径规划器和低层步态规划器都是人设计的。深度学习可以学到感知的分层表示。但对于动作计划,目前还没有等价的示范。
让他感到希望的是,AI 可以让人类变得更聪明。每个人都会拥有一个助手团队,它们可能比老板还聪明,就像 LeCun 职业生涯里一直和比自己聪明的人共事一样。“人类犯下的所有错误,其实都是因为缺乏智能,或者缺乏知识。”历史上的类比是印刷术:更便宜的书籍,识字率,启蒙运动,科学,民主,还有美国革命和法国革命。它也带来了欧洲两个世纪的宗教战争,因为人们读了《圣经》,并注意到神父可能是错的。今天,没有人会把印刷术看成净负面的东西。奥斯曼帝国禁止阿拉伯文印刷长达 200 年,据阿联酋 AI 部长 Omar Al Olama 告诉他,部分原因是为了保护书法家行会。所以,今天我们试图禁止 AI,是在保护谁?他信任的经济学家并不预期会出现大规模失业,只会出现工作的转移,包括一些现在还说不出名字的工作。20 年前,没人能说出移动应用开发者这个职业,因为那时智能手机还不存在。
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