David Silver:AlphaGo 赢在拿掉了人类知识

原标题David Silver: AlphaGo Won by Taking Human Knowledge Out

AlphaGo 与 AlphaZero 背后的 DeepMind 研究员 David Silver 向 Lex Fridman 讲述:无人领取的百万美元围棋奖金、七岁时用过的 BBC Micro,以及一次蜜月中的灵感,如何促成了超人水平的自我对弈。

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2020年4月3日
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为首个击败职业棋手的围棋(Go)程序而设的一百万美元奖金,2000 年过期无人领取;同年,世界最强的围棋程序输给了一个让了它九子的九岁孩子。之后领导 AlphaGo 项目的 David Silver 向 Lex Fridman 解释,围棋需要的是另一种智能,一种无法写成规则的直觉。他说,把人类知识从系统中拿掉,再让系统自己纠正错误,就能在围棋、国际象棋、将棋(shogi)和雅达利(Atari)游戏中做到超人水平。同样的通用方法后来出现在化学合成和量子计算中。Silver 认为,这是机器学习的一贯规律:足够通用的工具,总会被用在没人计划过的地方。

  1. 1Silver 把一个智能体拆成三个构件:预测未来奖励的价值函数、选择行动的策略,以及预测环境下一步会如何变化的模型。
  2. 2他同意 Richard Sutton 的看法:简单清晰的想法最能走得远,尽管今天的智能体仍然需要用研究者尚未完全理解的部件拼装而成。
  3. 3AlphaGo 大约每五局就会陷入一次妄想(delusion),也就是知识上的一个漏洞,会持续几十手。没有妄想时,它远超任何人类;一旦出现妄想,情况则正好相反。
  4. 4第 37 手是五路上的一记肩冲,打破了围棋手从小被教的每一条常规。如今职业棋手已把它视为合理的下法,它也进入了人类的围棋知识。
  5. 5在复杂系统中消除错误的唯一办法,是让它有能力纠正自己的错误。顺着这个思路一直往回推到随机下棋,就得到了以 100 比 0 击败 AlphaGo 的 AlphaGo Zero。
  6. 6工具越通用,就越会被用在你意想不到的地方互不相关的团队把 AlphaZero 用于化学合成和量子计算,并超过了此前的最佳水平。
全文

按章节阅读整理后的全文

01

七岁的 BBC Micro,与重返校园学 AI 的父亲

Lex Fridman 开场介绍了 David Silver。Silver 领导 DeepMind 的强化学习团队,也是 AlphaGo 和 AlphaZero 的主要研究者。Fridman 请他讲讲自己写的第一个程序。Silver 记得很清楚:大约七岁时,父母带回家一台 BBC Model B 微型计算机,他做的第一件事,就是用不同颜色把自己的名字打印出来,然后让它循环播放。在他看来,这台机器与其说是谜题盒子,不如说是没有零件数量限制的乐高。他说,有了电脑,你就能做任何事。

他把用户手册和进阶用户手册都翻了出来,先从 BASIC 入手,后来又学了 6502 汇编语言。父亲也对这台机器产生了兴趣,放下了原来的工作,回去攻读人工智能硕士学位,那时 Silver 还只有七岁。父亲教他 Prolog,让他查询一棵家谱。这些推理练习,是 Silver 最早用电脑试着解决问题的记忆之一。

真正的执念出现在剑桥大学。他在那里读计算机科学本科,开始追问这个领域究竟是为了什么。他认定,唯一有重大意义的一步,就是复现某种类似人类智能的东西。这个想法并不是他原创的,但它在他心里扎了根,成了一个他想要攻克的心结。他问:如果你不相信什么玄学,那大脑到底在做什么?在某种层面上,大脑就是信息处理系统:接收信息,经过某种程序加工,再输出结果,让人在世界上做出令人惊叹的事情。

毕业后,他在游戏行业干了五年,写的是业内所说的“AI”:手工编写的智能体,能在有限、节奏紧张的场景里靠反应更快或利用重复的套路打赢他。那些都只是短期的补丁,谈不上是一直萦绕在他心头的长远构想。之后他回去读博士,研究把强化学习用于围棋。第一个程序通过和自己对弈、反复试错,学会了哪些棋形预示着胜利,然后朝着这些棋形选择落子。它赢了他。当时还没有神经网络,那是深度学习革命之前的事。他觉得很有成就感:一个有章法的自我学习系统,竟然比他更懂这个领域。

02

2000 年,百万美元的围棋奖金无人领取

Fridman 是俄罗斯人,至今仍把深蓝在 1997 年战胜 Garry Kasparov 视为一次里程碑式的冲击。他说,当时的 AI 界大多认为,靠那个年代的暴力搜索方法,围棋是不可能被攻破的,哪怕把算力任意放大也一样。Silver 刚参加完一场座谈会,与 Kasparov 以及深蓝的作者 Murray Campbell 同台,这是他们自那场比赛以来第一次见面。对 Silver 来说,这个梦想开始得更早:他在大学里接触到围棋,觉得它把国际象棋和拼字游戏远远甩在了后面——深度无穷,而且他私下里很确定,无论花多少时间,自己都成不了真正的高手。另一条路,是让另一种智能下得比他自己更好。

1990 年代是启发式搜索的黄金时代。国际象棋、跳棋、西洋双陆棋和黑白棋(Othello),一个接一个被基于这一思路的高性能系统攻克。同一时期,一笔一百万美元的奖金等着第一个击败职业棋手的围棋程序。2000 年奖金过期时,世界最强的围棋程序输给了一个九岁的孩子,那孩子在开局前让了电脑九子。一位围棋高手让了它二十九子,仍然赢了它。这就是 Silver 在大约 2000 年至 2003 年间开始关注这件事时的状况:几乎没有任何程序接近人类水平,而这并不是因为没人努力。

围棋与其他游戏不同,它有一种直觉性的特点。棋手看着满盘黑白交错的棋子,就能判断:这一片以后会是我的地,那一片是你的,我大概率会赢,这一手大致是对的。这种判断是人类下棋的关键,但人们不知道该怎么把它放进电脑里。国际象棋可以给棋子赋予子力分值,得到一个还算像样的静态评估;围棋里双方落子数相同,高手之间很少吃子,真正区分局面的,只剩下一种直觉:哪里最终会形成地盘。围棋的搜索空间大约是 10 的 170 次方个局面。传统的启发式搜索,也就是深蓝那一类方法,在这里直接失效了。

人们觉得,要攻破围棋,需要某种接近人类直觉的东西;如果做到了,AI 中的许多其他问题也会随之打开。对 Silver 来说,那一刻问题就不再只是一个游戏,那个老心结又冒了出来。他早就相信,学习必须是系统的一部分:机器要自己去理解这个领域,模仿人类下棋并不是目的。没有学习,就只能把知识硬塞进去,而几十年的 AI 研究已经揭示了“知识获取瓶颈”:塞进去的知识越多,系统就越脆弱。那个奖金时代的围棋程序,是由开局库、棋形目录、组合博弈论以及专门用于死活的搜索拼凑起来的,整体效果依然很脆弱。他的博士研究则回到了第一性原理:从结果中学习,让系统自己验证知识。

03

强化学习关乎智能本身,它超越了任何具体算法

在那家游戏创业公司之后,Silver 停下来用了一年时间,想清楚研究智能到底意味着什么。这一年里,他读了 Sutton 和 Barto 合著的强化学习教材,感到一种强烈的共鸣:这正是他心目中智能的样子。他写信给 Richard Sutton,问 Sutton 愿不愿意指导他做一篇关于计算机围棋的博士论文。Sutton 回信说,只要自己还在,他很乐意——当时他正与严重的癌症搏斗,并不确定能否等到论文完成。Silver 说,这部分故事的结局是好的。他去了阿尔伯塔,那里有一个很强的博弈研究团队,还有 Sutton 这位领域的开创者之一。

他越看越觉得,强化学习不只是通向计算机围棋的一条路,它还是把“什么是智能”界定为一个清晰单一问题的方式。他很注意把问题和解法区分开。他认为,智能这个问题可以形式化为强化学习问题,而这种形式化基本涵盖了我们所说的智能。如果将来的系统达到人类水平的智能,那它就是这个问题的一个解。至于具体用哪些方法达到这一点,则是另一个问题。他希望这个领域保持开放的心态:现有的强化学习算法可能还能走很远,也可能仍然缺了某个重要的东西。

他的定义如下:强化学习是一门研究智能的科学,研究对象是与环境互动的智能体。智能体采取行动,行动会影响环境;环境返回观测结果,还有一个特殊的信号,也就是奖励,告诉智能体做得怎么样。问题就在于随着时间推移采取行动,使累积的奖励最大化。要攻克这么宏大的问题,常见的办法是把智能体拆开来看。Silver 熟悉的三个组成部分是:显式预测未来会有多少奖励到来的价值函数,显式决定如何选择行动的策略,以及显式预测环境会发生什么的模型。这些部分的不同组合,就构成了强化学习里我们熟悉的各个分支。

在这些选择之下,还有一个更基本的选择:学习本身。强化学习的问题定义里并没有规定必须学习;你也可以不学习而去最大化奖励,但效果不会太好。在足够大、足够复杂的环境里,学习是达到良好表现的唯一途径。你学到的东西,是预测(价值或模型),还是熟练的行为(策略),决定了系统的语义。在 Silver 看来,深度强化学习是一类方法:用神经网络作为一套通用工具,来表示上述任何一个组成部分。它的前景是一个没有天花板的系统:只要有更多的内存、算力和经验,同样的函数就能在它被要求表示的东西上越做越好。

04

在高维空间里,看似局部最优的点从来不是谷底

Fridman 问,神经网络能学会策略、模型或价值所需的那种极其复杂的表示,这是否仍然令人惊讶。Silver 把这个问题拆开来谈。他并不惊讶强化学习应该奏效,因为我们有一个存在性证明:人类智能本身。在某种层面上,在人类所面对的那种复杂环境中积累经验并加以善用,必然是可能的。真正让他和许多人感到惊讶的,是深度学习居然一直能学下去。损失曲面极其非线性,坑坑洼洼。低维空间里的直觉告诉人们,学习会卡在局部最优里。令人惊讶的是,学习并没有停下来。

在高维空间里,当网络真的很大时,总有一条出路,总有一条通往更低处的路。而那个新位置仍然不是局部最优,因为另一条路径还能让你继续降低。无论你身处何处,学习都可以无限地进行下去。Silver 觉得这一性质既优雅、漂亮,又有些令人震惊。人类习惯了三维环境,要想象一个十亿维的优化曲面非常困难。他把 AI 寒冬部分归因于这种泛化上的失败。那时的人们最多只能搭出几十个节点的网络。从当时的视角出发,想象一个十亿维、行为性质截然不同的网络,几乎是不可能的。

他说,理论仍在建设中,也还不完整,但目前所知的一切都指向同一个方向:神经网络不仅在表示上是通用的(这一点早已知道),在学习能力上也是通用的,而后者恰恰违背直觉。这让他不禁想,由于直觉贫乏,我们还漏掉了什么。一百年后,超人水平的系统回头看今天的强化学习,可能会觉得它太复杂了——答案其实一直很简单,就像围棋或元胞自动机那样,简单的规则能产生极为丰富的复杂性。他同意 Sutton 的看法:简单而清晰的想法,最有可能走得最远。问题在于,我们今天仍得让东西先跑起来,这有时意味着在还没弄清最小要素之前,就得先搭起更复杂的系统。

05

蒙特卡洛树搜索把围棋带到业余段位,随后进入平台期

围棋规则简单到有人推测,我们或许没法和外星生命交流,却可能和它们下一盘围棋:一张 19 路棋盘,棋子落在交叉点上,目标是围下更多的地盘,吃子是其中唯一需要细细体会的地方。从这些规则里,积累了几千年的知识,下棋的人大约有五千万,主要集中在中国、日本和韩国。Silver 读博期间,一个重要的新想法出现了,最早是在计算机围棋领域。程序不再由人来给局面打分或编写评估规则,而是随机地把棋下到终局,重复很多次,再取平均结果作为预测。如果从某个局面出发,黑方在这些随机对局中赢得更多,就说明这个局面对黑方有利。

2006 年,Rémi Coulom 开发了蒙特卡洛树搜索:搜索树中的每个节点,都由从该节点开始的随机对局平均结果来评估。这个想法带来了巨大的飞跃。那一代最强的程序之一是 Sylvain Gelly 开发的 MoGo,它是第一个在 9 路小棋盘上达到人类高手水平的程序。Silver 在读博期间与 Gelly 有过一些合作。这是迈向后来成功的第一步,但它仍缺少一个关键要素:MoGo 的评估完全依赖随机模拟对局,也就是程序自己和自己随机下完一盘。

在一个完全确定、每一步精确顺序都很关键的游戏里,随机下子居然还能起作用,这一点很不寻常。Silver 的直觉是,随机性捕捉到了局面本质的某些东西:从某个节点出发采样随机的未来,就是对这个节点的一种统计估计。基于这种方法的程序带来了第一次革命,随后便进入平台期。无论人们投入多少工程努力,它们都突破不了业余段位——它们是很强的业余高手,离职业棋手还差得远,更谈不上世界冠军。正是这个天花板,构成了 AlphaGo 诞生的背景。

06

一个不做搜索的深度网络击败段位棋手,项目随即瞄准世界冠军

AlphaGo 在 DeepMind 起步时,是 Silver、Aja Huang 和实习生 Chris Maddison 共同开展的一项科学研究。问题是:有没有一种根本不同的方式来构建那种缺失的直觉?一个系统能看一眼局面,就知道该下哪里,或者判断谁会赢。2012 年,ImageNet 已经被深度学习攻破。如果一个网络能把图像理解到可以分类的程度,那为什么不把黑白棋子当作输入,让系统自己理解它们的含义呢?AlphaGo 的第一篇论文介绍的是一个完全没有搜索的纯深度学习系统。在完整的 19 路棋盘上,它达到了人类段位水平,一下子就追上了那些依靠随机模拟的最好的蒙特卡洛树搜索程序。

Fridman 把这称为一次决定性的转折,告别了几十年来搜索主导 AI 的局面。Silver 觉得这非常令人惊讶。团队当时打了一个赌:一个纯粹基于深度学习、不做搜索的系统,能不能击败一位段位水平的人类棋手?团队里加入了一位这个段位的棋手,第一场比赛就是和他下的。Silver 一向对深度学习和强化学习持乐观态度,他押的是这一边,结果系统赢了。对他来说,那是某种特别的事情正在发生的时刻:一个不做搜索的程序,已经能像一位强棋手那样理解局面。从那以后,职业水平乃至世界冠军水平,在他看来就成了必然。如果有谁要做到这一步,他希望是这个团队。

他们把规模扩大了。DeepMind 负责人 Demis Hassabis 非常兴奋。几个月内,系统就和欧洲冠军 Fan Hui 对弈并击败了他,这是程序第一次击败职业棋手。接下来是一个更难的判断:什么时候去挑战世界冠军。他们根据自己的进展速度做出估计,把与 Lee Sedol 的比赛定在 2016 年 3 月。早期的 AlphaGo 利用人类的棋谱探索深度学习能做什么,只靠人类数据来预测胜者、推荐着法,因为这是尚未知晓的一环。自我对弈从一开始就是目标;使用人类数据只是一种权宜之计,它把一个难题拆成研究人员能理解的几个部分,之后再去构建那个有原则、能自己学习的版本。

07

首尔的五局比赛,让团队学会信任判断力已超过自己的系统

到比赛时,Silver 研究计算机围棋已经超过十年,他原以为这一刻或许会引起一些人的兴趣。抵达首尔后,他看到大批记者,还有大约一亿人在直播中观看,这才意识到自己低估了它的意义,差了好几个数量级。他有点害怕。团队清楚,AlphaGo 仍有不完美之处,这些缺陷将会暴露在世人面前。事后回想,他认为团队当时与外界有一定隔绝,在研究的“泡泡”里探讨科学问题,反而更好,因为完整的公众关注会让人更难专注。

比赛前,团队成员每人伸出手指,表示自己认为能在与 Lee Sedol 的对局中赢几盘。估计的差异很大。Silver 预测是四比一,而且这个数字是有数据支撑的,不是拍脑袋想出来的。他们已经确认,AlphaGo 大约每五局就会出现一次妄想:知识上的一个漏洞,会持续几十手。没有妄想的时候,它的棋力远超任何人类;有了妄想,情况则正好相反。比赛大致就是这样发生的。在其中一局里,Lee 下出了一步 AlphaGo 没有预料到的精彩变化,把它引入了其中一个漏洞。

第一局是程序第一次在这项重大挑战中击败世界冠军。到了后半段,AlphaGo 闯入了 Lee 的地盘:它在 Lee 以为已经属于自己的区域中间落下一子,这步棋相当于宣称:我能把你这块棋切开。Lee 的表情一下子沉了下来。第二局因第 37 手而出名。这一手打破了所有常规,观战的职业棋手一度以为,操作员可能输错了坐标。围棋手从小就被教导,肩冲应该下在三路或四路;AlphaGo 却下在了五路。结果证明这手棋非常精彩,在中腹形成了一个漂亮的形状,并赢下了这一局。Silver 认为这是机器创造力的一个明显例子:一个不在人类既有围棋知识之中的想法,如今已被视为合理。

第三局,Lee 这位 18 次世界冠军眼看落后,便无中生有地挑起战斗,做出了双劫。此前没有任何程序能正确处理双劫,AlphaGo 却应对得滴水不漏。第四局,Lee 在中盘下出一连串精彩的变化,改变了局面走向;AlphaGo 的评估从胜势一下子跌到毫无胜算,而且开始表现得有些古怪。第五局,团队仍被之前的妄想问题所困扰,认定系统又一次误判了局面。直到最后几分钟,他们才意识到:虽然 AlphaGo 一直预测自己会赢,它确实是在赢。Silver 说,这又一次教会了他们:当一个系统的判断超过了你自己时,就要相信它;你既然赋予了它比设计者更好的判断力,就应该相信它去运用这种判断力。

08

Kasparov 把深蓝重新看作一次成功,Carlsen 开始更像 AlphaZero 那样下棋

Lee Sedol 后来宣布退役,说即便自己成为世界第一,也有一个无法战胜的存在。在这次对谈的前一天的座谈会上,Kasparov 说,他第一次输给深蓝时,把它看作自己的失败,后来却渐渐认为那是大家的成功——对 AI 而言,那是一个转折时刻,其意义远大于个人的失利。Silver 认为,Lee 在当时就比他更清楚这一点。Lee 在最后的发言中说,这场比赛的意义不仅属于 AI,也属于人类:它打开了他的视野,让他重新找回快乐,打破了常规,让一切重新变得有可能。首尔之后,更强的 AlphaGo 以 60 比 0 的战绩击败了其他顶尖人类棋手。Lee 至今仍是最后一个击败 AlphaGo 的人。

Silver 说,Kasparov 对 AlphaGo 团队所做的事情非常敬佩。对 Kasparov 来说,AlphaZero 之后横扫世界最强国际象棋程序,比深蓝更具深意,因为它是靠学习做到的:系统发现了一些原则和想法,而他和其他人并不总是知道这些。在同一场座谈会上,Silver 得知,当时的世界冠军 Magnus Carlsen 把自己的一次等级分高峰归功于研究 AlphaZero 的对局,并因此改变了风格,下得更像它。

Silver 并不想贬低深蓝。启发式搜索本身有很多强大的思想。它的局限在于,评估函数是由人类设计的,这既给性能设定了上限,更重要的是,这种思路无法迁移到那些找不到大师来把知识编码进去的领域。大多数真实世界的领域都属于后一类:知识杂乱、难以提取,或者干脆不存在。AlphaGo 则是朝着让学习成为一等公民迈出的一步:系统自己理解,在它所处的任何状态下,如何判断行动的价值。

09

AlphaZero 的想法在蜜月中出现,随后以 100 比 0 击败了它的前身

Silver 说,自我对弈就是在存在多个智能体时,系统自己学习:通过与自己下棋来理解一个双人游戏,无需依赖任何真实对手。AlphaZero 的主要思想,是退后一步,不再依赖团队事先注入的知识,并追问:能不能用一个简洁优雅的原则,让系统学会它所需要的一切。拿掉这些知识,系统就不那么脆弱了——注入的知识有时会妨碍学习——也更通用,因为塞进去的知识越多,智能体就越难被放进另一个世界里。在他看来,AI 的承诺是这样一种算法:你可以把它放进任何环境、设定任何目标,它都能成功。AlphaZero 在双人完全信息博弈中,朝这个方向迈出了一步。

这个算法是他在蜜月期间想到的。那时他最放松,想法几乎是完整地冒了出来——而且其实是在与 Lee Sedol 的比赛之前。团队当时忙着要击败一位世界冠军,直到后来才有时间去审视那个更深层的科学问题。他把这段经历讲给那些 24 小时连轴转、想方设法挤出下一个想法的研究者听,当作一个教训。他也不喜欢做那种自己已经有 95% 把握会成功的实验。自我对弈单独能否达到人类数据系统的水平,在他看来是个 50-50 的问题,因此正是值得去问的问题。即使结果更弱,也值得研究。结果,AlphaGo Zero 以 100 比 0 击败了之前的 AlphaGo。

他的直觉是纠错。AlphaGo 的妄想来自很多方面:人类数据、搜索的性质,还有算法本身。在任何复杂系统里,处理错误的唯一办法,是让系统能够察觉错误——比如“我本来以为会赢,结果输了”——然后补上那个漏洞。顺着这个思路一路追溯,它应当能让系统从一个完全随机的起点出发,一直到达该领域的最高水平:随机下子会犯很蠢的错误,学习者会纠正它们,稍好一点的智能体又会出现新的错误,这一过程可以无限继续下去。他们没有看到 AlphaGo Zero 的进步有放缓的迹象。他认为,只要算力足够,它还会不断发现更多东西。

Fridman 问,补上一个漏洞,会不会只是又打开了别的漏洞。Silver 给出了一个可以被证伪的假设:如果将来有人用比 DeepMind 更多的算力来运行 AlphaZero,它应该能以 100 比 0 击败前一个版本;再过几年,同样的事情再来一次;这样的链条至少应该延续到他有生之年。围棋的 10 的 170 次方个状态是理论上的上限,但由宇宙中的原子构成的任何设备,都无法触及这个数字。的确会引入新的错误。不过,在这类游戏中,只要表示能力足够(可以想象成一张列出所有状态的表),已知在单智能体的情形下,自我改进会趋向最优下法;在双人情形下,则会趋向极小极大(minimax)。即使有新的错误,你依然在朝可能达到的最好结果前进。

10

同一算法攻克了国际象棋和将棋,MuZero 则是在不知道规则的情况下做到的

在完全不修改算法的情况下,AlphaZero 被用于国际象棋,击败了世界上最强的计算机国际象棋程序。那个程序属于深蓝一脉,多年来一直在打磨,而 AlphaZero 的全部知识都是从零开始自己发现的。同一套算法还在将棋上达到了超人水平;将棋中被吃掉的棋子可以作为己方的子重新投入盘面,规则要复杂得多。这份发表的将棋结果,是他们第一次在这种游戏上运行这套系统。它开箱即用,没有调参,也没有反复折腾。Silver 觉得,一个直接就能用的算法,有一种美感。

AlphaZero 仍然只是一步。真实世界丰富、复杂又混乱,没有人会把规则递到你手上。我们或许知道宇宙在微观层面遵循量子力学,在宏观层面遵循相对论,但这些模型对日常决策并没有什么用处。智能体必须从丰富的感官输入流中理解世界,同时不断输出行动,并且仍然要能像 AlphaZero 在围棋和国际象棋中那样进行推理。这就引出了 MuZero:一个即使规则未知也能学习的系统。把它放进雅达利游戏里——这是强化学习的经典领域,画面像素杂乱——它学到了一个足以支持规划的模型,并在这里超越了当时的最好水平。

同一个 MuZero,未经修改,就在围棋、国际象棋和将棋中达到了 AlphaZero 的超人水平。没有人告诉它规则。它把棋下到终局,得知胜、负或得分,然后自己摸索出世界是怎样运转的。这种理解是隐性的,足以支撑规划,它存在于模型之中,没有写成条文。Silver 说,这正是面对不确定环境的根本过程:自己弄清游戏的基本规则。MuZero 是朝着完整的强化学习问题又迈出的一步:在那样的问题里,世界是未知且复杂的,智能体必须学会如何应对它们。

11

四十天自我对弈,AlphaGo Zero 重新发现了定式,随后又发明了新定式

Fridman 问,AlphaZero 是否展现了创造力。Silver 先给出一个定义:发现以前未知的、出人意料的、超出我们惯例的东西。从这个意义上说,自我对弈正是创造力的本质。每一个阶段,智能体都按照它当前的惯例下棋,尝试一些东西;如果有效,就开始使用。这样的微小发现会发生数百万次:这个模式有效,我就用它;我可以这样连接各个棋块;我可以弃子;我可以在五路下一个肩冲。让这个过程一直运行下去,系统发现人类惯例之外的东西,就不应该让任何人感到意外。

AlphaGo Zero 留下了一条清晰的时间线。人类在角上下的开局套路,也就是定式,经过了几千年的打磨。训练的四十天里,系统重新发现的正是这些棋形;随着训练推进,人类下的所有定式都通过自我对弈出现了。之后它开始舍弃一些定式,发明出人类不知道的变化。Silver 提到,有一个飞夹定式,系统把它换成了别的下法。如今职业棋手都在研究这些新变化,它们已经成为顶尖比赛的标准下法。一个对人类一无所知的自我对弈机制,独立重新发现了几千年的角上手段,然后又超越了它们。Fridman 说,前半段仍然让他作为人类感到欣慰:在这个领域,我们做得还不错。

12

通用工具渗入化学与量子计算,智能仍需要一个可衡量的目标

他是否希望同样的想法也能用于机器人、自动驾驶和其他安全攸关的场景?他希望如此。Silver 说,作为研究者,最令人满足的事情之一,就是看到别人以意想不到的方式使用你的算法。过去几年里,两支 DeepMind 之外的团队在《自然》上发表了两篇论文,把 AlphaZero 用在真实问题上。其中一篇是逆合成化学,也就是寻找合成分子的路径,并超过了当时的最佳水平。另一篇在访谈前几周发表,把相关方法用在一个量子计算问题上,同样以明显优势超过了此前的最佳结果。这个教训在机器学习领域屡见不鲜:如果你做出了通用的东西,它就会以各种方式被使用。我们才刚刚开始。

Fridman 转而谈强化学习的另一面:通常需要事先指定奖励,而人类看起来并不是在最大化某一个单一的奖励。那么,当真正的目标不清楚时,内在动机又该怎么办?Silver 回到了问题的定义上。当系统要解决的是某个终极目标时,智能的含义最为清楚。如果我们不理解这个目的,也许根本就没有一个定义清楚的问题。在这个框架之内,系统可能会产生它自己的动机和子目标:拿起一个物体、进行交流、影响某个人,这种机制可能至关重要。这些仍然是子目标,之所以被选中,是因为它们看起来有助于实现之后那个更终极的目标。他认为,如果问题没有被清楚地定义,那就等于认输:你得不到一个清晰的答案。

被问到生命的意义时,Silver 先提醒说,接下来的话已经超出了自己的专业,然后给出了一层层的解释。在一个层面上,宇宙只是遵循力学定律。在另一个层面上,热力学第二定律说,熵会永远增加,而麻省理工学院有些人把最大化熵当作一种宇宙层面的目标。如果目标是耗散能量,那么进化可能是宇宙为了高效完成这件事而发现的一种机制;他说,这个比喻借自物理学家 Max Tegmark。进化本身又有它的目标:尽可能高效地繁殖。这会筛选出能够存活并繁殖的生物,其中一些发展出了大脑。早期的大脑可能是预先编程好的控制器;后来的一层,则是能够把自己重新编程、去实现任意目标的学习系统,这接近人类的一种感受:交给我们的任何目标,我们在某种程度上都能掌握。

这些层次并不矛盾。你可以把一个系统理解为在优化某个目标,工程师设计时用的正是这个层次;也可以把它理解为神经元中原子的碰撞。Fridman 说,自己漏掉了最新的一层:也就是 Silver 所负责创造的人工智能,它将决定下一层。Silver 认可这一点。一个会学习的大脑,可能会通过构建一个比自己更能解决这些目标的系统,来更有效地实现目标。他想要一个比自己下得更好的围棋程序,结果是通过创造一个新的层次实现的,他自己并没有变成更强的棋手。在这之上可能还有更多层次,那时这些系统会为它们自身的各个部分设定子目标。Fridman 引用了 Silver 的结束语:Silver 个人认为,我们已经迎来一个转折点,直觉和创造力这类曾被认为只属于人类心智的能力,如今机器智能也能掌握。

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